8	Skład grupy: Białek Tomasz Biś Paweł Bensz Radosław Banaszak Artur Brol Robert Dobrogórski Krzysztof	Rok studiów III Grupa 8e Semestr V Rok akademicki 2000/2001
LABORATORIUM MASZYN ELEKTRYCZNYCH
Data wykonania ćwiczenia: 4.12.2000	TEMAT: Wyznaczanie charakterystyk mechanicznych silnika indukcyjnego metodą strat poszczególnych.		Prowadzący: Dr L.Antal	Ocena:

1.Przedmiot badań

Silnik indukcyjny typ: SZUe44b o nr fab:809751

Dane znamionowe:

P = 4 kW

U_N= 220/380 V

I_N = 14,8/8,6 A

f = 50 Hz

n = 1426 obr/min

cosϕ = 0,82

T_o = 20 ⁰C

2.Układ pomiarowy.

3.Tabele pomiarowe

3.1.Pomiar podczas biegu jałowego.

Lp.	UOśr	IOśr	PO	cosϕO	ΔPobc	ΔPO	UO^2	Iμ	Iow
		[V]	[A]	[W]	-	[W]	[W]	[V˛]	[A]	[A]
1	400,0	5,70	446	0,113	92,60	353,40	160000	5,66	0,64
2	380,0	4,87	420	0,131	67,59	352,41	144400	4,83	0,64
3	350,0	4,27	380	0,147	51,96	328,04	122500	4,22	0,63
4	300,0	3,25	300	0,178	30,10	269,90	90000	3,20	0,58
5	250,0	2,60	260	0,231	19,27	240,73	62500	2,53	0,60
6	200,0	2,10	225	0,309	12,57	212,43	40000	2,00	0,65
7	150,0	1,67	200	0,461	7,95	192,05	22500	1,48	0,77
8	120,0	1,50	196	0,629	6,41	189,59	14400	1,17	0,94
9	100,0	1,50	190	0,731	6,41	183,59	10000	1,02	1,10
10	70,0	1,76	174	0,815	8,83	165,17	4900	1,02	1,44

Przykłady obliczeń:

-współczynnik mocy biegu jałowego

-straty obciążeniowe biegu jałowego

-straty jałowe

-skladowe prądu I₀:

-składowa bierna (prąd magnesujący)

-składowa czynna

-napięcie biegu jałowego

Z otrzymanej charakterystyki ΔP₀=f(U₀) dla napięcia znamionowego 380V

odczytano wartość strat w rdzeniu

ΔP_Fen = ok.185W

oraz straty mechaniczne

ΔP_m.= ok.165W

Dla U = 0 straty ΔP₀ = 165,62 - straty mechaniczne

Dla U = U_N straty ΔP₀ = 370,95 - straty znamionowe

Charakterystyki stanu jałowego.

3.2.Pomiar stanu zwarcia.

Lp.	UZ	IZ	PZ	cosϕZ
		[V]	[A]	[W]	-
1	102,0	9,8	1260,0	0,73
2	95,0	9,0	960,0	0,65
3	79,0	7,5	660,0	0,64
4	64,0	6,1	450,0	0,67
5	58,0	5,3	360,0	0,68
6	52,0	4,7	290,0	0,69
7	38,0	3,6	170,0	0,72
8	22,0	1,9	50,0	0,69

Z wykresu dla U_zn=90V ⇒ cosϕ_z=0,675

Przykłady obliczeń:

Na podstawie otrzymanej charakterystyki I_Z=f(U_Z) wyznaczono ΔU_Z przydatne przy obliczeniu I_Zn oraz inne charakterystyczne wielkości:

-znamionowy prąd zwarcia

-krotność znamionowego prądu zwarcia

-znamionowa moc zwarcia (U = U_zn)

Moment obrotowy w stanie zwarcia M_zn , gdy U=U_n , obliczono określając straty obciążeniowe w wirniku ΔP_ob2 , które dla znamionowego prądu zwarcia w przybliżeniu wynoszą :

-straty obciążeniowe podstawowe

-moment obrotowy w stanie zwarcia przy U=U_n

-współczynnik mocy zwarcia

Charakterystyki stanu zwarcia.

3.3.Pomiar podczas obciążenia bezpośredniego.

Lp.	U	I	PI	PII	P	cosϕ	ΔPOb1	Uwagi
		V	A	W	W	W	-		W
1	380	5,0	1260	-500	760	0,2296	87,4		R1^*= 1,15Ω
2			5,3	1480	-200	1280	0,3697		95,6
3			5,8	1920	240	2160	0,5658		116,2
4			6,9	2400	720	3120	0,6840		165,9
5			8,1	2920	1200	4120	0,7699		228,3
6			8,7	3120	1400	4520	0,79		263,2
7			9,0	3180	1500	4680	0,79		279,7
8			9,3	3240	1560	4800	0,79		296,1

3.4.Pomiar charakterystyk elektromechanicznych.

Lp	U	I	P1	s	n	၄Pob1	၄Pd1	Pel	၄Pob2	P2	ၨ	M
		V	A	W	-	br/min	W	W	W	W	W	-	Nm
1	380	5,0	760	0,027	1460	87,4	6,8	462,25	22,1	275	0,36	1,9
2			5,3	1280	0,031	1453	95,6	7,6	970,83	45,1	760	0,59	5,1
3			5,8	2160	0,046	1431	116,2	9,1	1830,3	85,1	1580	0,73	10,5
4			6,9	3120	0,051	1423	165,9	12,9	2738,7	81,7	2491	0,80	16,3
5			8,1	4120			228,3	17,7	3672,1	237,5	3269	0,79
6			8,7	4520			263,2	20,5	4034,8	257,8	3611	0,80
7			9,0	4680			279,7	21,9	4175,2	292,0	3718	0,79
8			9,3	4800			296,1	23,4	4274,9	376,2	3733	0,78

Przykłady obliczeń:

-straty dodatkowe w uzwojeniu stojana wynikające z nierównomiernego rozkładu gęstości prądu w przekroju przewodu

-moc elektromagnetyczna pola wirującego

-moc użyteczna na wale silnika

-sprawność

-moment obrotowy na wale silnika (obliczono tylko dla niektórych danych z powodu niemożliwości odczytu wahań miernika )

Charakterystyki elektromechaniczne.

4.Wnioski.

Dla silnika indukcyjnego dokonano pomiarów w stanie biegu jałowego ,w stanie zwarcia i przy obciążeniu bezpośrednim. Pomiary przeprowadzone podczas biegu jałowego silnika umożliwiły wyznaczenie charakterystyk biegu jałowego oraz strat mocy. Dla U=U_n straty mechaniczne i straty w żelazie wynoszą odpowiednio ΔP_mn=165W , ΔP_Fen=185W.Odczytano również straty mechaniczne i znamionowe dla U = 0 i U = U_n. Przebieg wykreślonej charakterystyki prądu I_o=f(U_o) wynika ze składowych prądu (składowej biernej Iμ i składowej czynnej I_ow ). Ze wzrostem wartości napięcia składowa bierna I_μ rośnie szybko podczas gdy składowa czynna I_ow jest niemal funkcją liniową . Współczynnik mocy cosϕ_o dla biegu jałowego maleje wraz ze wzrostem napięcia i przy U=U_n wynosi cosϕ_o =0,14.

Pomiary przeprowadzone w stanie zwarcia (s=1) pozwoliły na wyznaczenie charakterystyk I_z,P_z, cosϕ_z w funkcji U_z oraz na obliczenie znamionowego prądu zwarcia I_zn=37,9A i początkowego momentu rozruchowego silnika M_r=78,8Nm. Pomiary przeprowadzono dla 1 położenia wirnika. Paraboliczny przebieg P_z=f(U_z) wynika z faktu ,iż moc w stanie zwarcia jest tracona jedynie na rezystancjach uzwojeń stojana i wirnika, bowiem napięcie zasilające a więc i indukcja są małe czyli pomijamy straty w rdzeniu a straty mechaniczne nie występują.

Straty w uzwojeniach są natomiast proporcjonalne do kwadratu prądu co powoduje, że przy prawie liniowej zależności I_z=f(U_z) otrzymujemy P_z=f(U_z²).

Pomiary przeprowadzone w stanie obciążenia bezpośredniego wraz z wyznaczonymi w stanie biegu jałowego stratami mocy pozwoliły na ostateczne wykreślenie charakterystyk elektromechanicznych badanego silnika asynchronicznego. Nie udało się obliczyć wartości prędkości znamionowej i poślizgu przy którym to nastąpiło z powodu zbyt szybkich wahań na mierniku. Niemniej jednak powinno to nastąpić przy P₂=4kW, oraz cosϕ=0,82. Uzyskane krzywe badanego silnika przypominają kształtem zawarte w części teoretycznej ćwiczenia , co może świadczyć o poprawności wykonania pomiarów.

Tomasz Białek - 1 -

---