Politechnika Lubelska |
Laboratorium Maszyn elektrycznych |
||||
w Lublinie |
Ćwiczenie Nr 3 |
||||
Nazwisko: Drański |
Imię: Dominik |
Semestr V |
Grupa ED. 5.3 |
Rok akad. 1996/97 |
|
Temat ćwiczenia: Badanie indukcyjnego silnika pierścieniowego. |
Data wykonania 13 I 1997 |
Ocena
|
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest nabycie umiejętności wykonania podstawowych pomiarów przy badaniu synchronicznego silnika pierścieniowego, poznanie zasadniczych charakterystyk i własności silnika, sporządzenie jego wykresu kołowego na podstawie wyników pomiarów a także zbadanie rzeczywistego pola magnetycznego wytwarzanego przez uzwojenia w maszynie asynchronicznej.
2. Pomiar rezystancji izolacji
Pomiary rezystancji izolacji uzwojeń stojana względem siebie i w stosunku do kadłuba stojana wykonujemy napięciem stałym używając induktorowego miernika izolacji o napięciu 500 V.
2.1 Tabela pomiarów
Izolacja między |
R15 |
R60 |
R15/R60 |
|
MW |
MW |
MW |
fazą U a stojanem |
∞ |
∞ |
1 |
fazą V a stojanem |
∞ |
∞ |
1 |
fazą W a stojanem |
∞ |
∞ |
1 |
fazami U i V |
∞ |
∞ |
1 |
fazami V i W |
∞ |
∞ |
1 |
fazami U i W |
∞ |
∞ |
1 |
3.Wyznaczanie „początków” i „końców” uzwojeń fazowych stojana
Układ pomiarowy
3.2. Tabela pomiarów
U1 |
U2 |
U3 |
U4 |
V |
V |
V |
V |
200 |
272 |
270 |
0 |
Badanie silnika przy otwartych uzwojeniach wirnika
4.1Układ pomiarowy
Tabela pomiarów
U1 uv |
U1 uw |
U1 vw |
U1 |
I1 u |
I1 v |
I1 w |
Im |
U2 uv |
U2 uw |
U2 vw |
U2 0 |
J |
V |
V |
V |
V |
A |
A |
A |
A |
V |
V |
V |
V |
|
400 |
400 |
400 |
400 |
3,7 |
3,7 |
3,8 |
3,73 |
84 |
84 |
84 |
84 |
4,76 |
350 |
350 |
350 |
350 |
2,9 |
2,9 |
2,9 |
2,90 |
72 |
72 |
72 |
72 |
4,86 |
300 |
300 |
300 |
300 |
2,3 |
2,3 |
2,3 |
2,30 |
62 |
62 |
62 |
62 |
4,84 |
250 |
250 |
250 |
250 |
1,9 |
1,9 |
1,9 |
1,90 |
52 |
52 |
52 |
52 |
4,81 |
200 |
200 |
200 |
200 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
1,40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
5,00 |
150 |
150 |
150 |
150 |
1,1 |
1,1 |
1,1 |
1,10 |
30 |
30 |
30 |
30 |
5,00 |
100 |
100 |
100 |
100 |
0,75 |
0,74 |
0,72 |
0,74 |
20 |
20 |
20 |
20 |
5,00 |
Wzory i przykłady obliczeń
4.4Wykresy
Próba biegu jałowego
5.1.Układ pomiarowy
Tabela pomiarów
I1 u |
I1 v |
I1 w |
Io |
U1uv |
U1uw |
U1vw |
Uo |
P1 |
P2 |
Po |
ΔPap |
ΔPuo |
ΔPo |
cos jo |
A |
A |
A |
A |
V |
V |
V |
V |
W |
W |
W |
W |
W |
W |
|
3,3 |
3,3 |
3,3 |
3,3 |
380 |
380 |
380 |
380 |
-500 |
700 |
200 |
9,28 |
35,94 |
154,78 |
0,07 |
2,9 |
2,9 |
2,9 |
2,9 |
350 |
350 |
350 |
350 |
-420 |
600 |
180 |
7,88 |
27,75 |
144,37 |
0,08 |
2,3 |
2,3 |
2,3 |
2,3 |
300 |
300 |
300 |
300 |
-280 |
420 |
140 |
5,79 |
17,46 |
116,76 |
0,09 |
1,8 |
1,8 |
1,8 |
1,8 |
250 |
250 |
250 |
250 |
-180 |
300 |
120 |
4,02 |
10,69 |
105,29 |
0,13 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
200 |
200 |
200 |
200 |
-100 |
200 |
100 |
2,57 |
6,47 |
90,96 |
0,18 |
1 |
1 |
1 |
1 |
150 |
150 |
150 |
150 |
-44 |
120 |
76 |
1,45 |
3,30 |
71,25 |
0,27 |
0,75 |
0,75 |
0,75 |
0,75 |
100 |
100 |
100 |
100 |
-20 |
80 |
60 |
0,64 |
1,86 |
57,50 |
0,44 |
Wzory i przykłady obliczeń
Wykresy
Próba zwarcia
Układ pomiarowy
6.3 Tabela pomiarów
I1 u |
I1 v |
I1 w |
Iz |
U1uv |
U1uw |
U1vw |
Uz |
P1 |
P2 |
Pz |
ΔPap |
ΔPz |
cos jz |
F |
Mr |
A |
A |
A |
A |
V |
V |
V |
V |
W |
W |
W |
W |
W |
|
N |
Nm |
8 |
8 |
8 |
8 |
100 |
100 |
100 |
100 |
20 |
710 |
730 |
1,64 |
728,36 |
0,526 |
78,5 |
18,06 |
6,6 |
6,6 |
6,6 |
6,6 |
85 |
85 |
85 |
85 |
10 |
430 |
440 |
1,18 |
438,82 |
0,452 |
58,9 |
13,55 |
6 |
6 |
6 |
6 |
77 |
77 |
77 |
77 |
10 |
400 |
410 |
0,97 |
409,03 |
0,511 |
49,1 |
11,29 |
5 |
5 |
5 |
5 |
64 |
64 |
64 |
64 |
5 |
135 |
140 |
0,67 |
139,33 |
0,251 |
29,4 |
6,76 |
4 |
4 |
4 |
4 |
51 |
51 |
51 |
51 |
5 |
125 |
130 |
0,43 |
129,57 |
0,367 |
9,81 |
2,26 |
3 |
3 |
3 |
3 |
38 |
38 |
38 |
38 |
5 |
95 |
100 |
0,24 |
99,76 |
0,505 |
8,54 |
1,96 |
2 |
2 |
2 |
2 |
26 |
26 |
26 |
26 |
2,5 |
45 |
47,5 |
0,11 |
47,39 |
0,526 |
7,34 |
1,69 |
Wzory i przykłady obliczeń
Wykresy
Pomiar momentu rozruchowego przy różnych rezystancjach w wirniku
Do pomiarów wykorzystujemy układ połączeń silnika do próby zwarcia.
7.1. Tabela pomiarów
I1 u |
I1 v |
I1 w |
Iz |
P1 |
P2 |
Pz |
Pap |
Pz |
cos ϕz |
I4 |
I5 |
I6 |
Iw |
R dw |
F |
Mr |
A |
A |
A |
A |
W |
W |
W |
W |
W |
|
A |
A |
A |
A |
W |
N |
Nm |
6,6 |
6,6 |
6,6 |
6,6 |
10 |
480 |
490 |
1,04 |
569 |
0,62 |
2,75 |
2,75 |
2,75 |
2,75 |
0 |
58,9 |
13,5 |
4,7 |
4,7 |
4,7 |
4,7 |
115 |
390 |
505 |
1,04 |
499 |
0,75 |
2 |
2 |
2 |
2 |
0,2 |
54 |
12,4 |
3,6 |
3,6 |
3,6 |
3,6 |
120 |
300 |
420 |
1,04 |
399 |
0,8 |
1,5 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
0,39 |
49,1 |
11,3 |
2,8 |
2,8 |
2,8 |
2,8 |
110 |
240 |
350 |
1,04 |
359 |
0,81 |
1,2 |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
0,58 |
39,2 |
9,02 |
2,3 |
2,3 |
2,3 |
2,3 |
90 |
200 |
290 |
1,04 |
269 |
0,84 |
0,99 |
1 |
1 |
1 |
0,77 |
29,4 |
6,77 |
Wzory i przykłady obliczeń
Wykresy
Próba obciążenia
Układ pomiarowy
Tabela pomiarów
I1 u |
I1 v |
I1 w |
P1 |
P2 |
P. |
ΔPap |
cos jz |
n |
s |
I4 |
I5 |
I6 |
Iw |
U p. |
I7 |
P. wp |
Pop |
h |
M. |
A |
A |
A |
W |
W |
W |
W |
- |
1/s |
- |
A |
A |
A |
A |
V |
A |
W |
W |
- |
Nm |
3,7 |
3,7 |
3,7 |
0 |
1200 |
1200 |
11,7 |
0,49 |
1470 |
0,02 |
0 |
0 |
0 |
0 |
227 |
3,6 |
817,2 |
140 |
0,806 |
0,2 |
5 |
5 |
5 |
560 |
1800 |
2360 |
11,7 |
0,71 |
1437 |
0,04 |
1,7 |
1,7 |
1,7 |
1,7 |
220 |
7,6 |
1672 |
135 |
0,769 |
0,17 |
6 |
6 |
6 |
920 |
2280 |
3200 |
11,7 |
0,81 |
1410 |
0,06 |
2,3 |
2,3 |
2,3 |
2,3 |
216 |
10,3 |
2224,8 |
130 |
0,739 |
0,15 |
7 |
7 |
7 |
1200 |
2680 |
3880 |
11,7 |
0,84 |
1393 |
0,07 |
2,7 |
2,7 |
2,7 |
2,7 |
214 |
12,7 |
2717,8 |
128 |
0,736 |
0,12 |
8 |
8 |
8 |
1480 |
3120 |
4600 |
11,7 |
0,87 |
1367 |
0,09 |
3,4 |
3,4 |
3,4 |
3,4 |
208 |
15,3 |
3182,4 |
125 |
0,721 |
0,1 |
6,6 |
6,6 |
6,6 |
1120 |
2520 |
3640 |
11,7 |
0,84 |
1396 |
0,07 |
2,7 |
2,7 |
2,7 |
2,7 |
215 |
12 |
2580 |
129 |
0,747 |
011 |
4,5 |
4,5 |
4,5 |
400 |
1600 |
2000 |
11,7 |
0,67 |
1446 |
0,04 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
222 |
6,5 |
1443 |
135 |
0,794 |
0,13 |
8.3. Wzory i przykłady obliczeń
Uwagi i wnioski
Do ćwiczenia zostały użyte następujące urządzenia :
silnik pierścieniowy SZUE-44a nr442571 R 1f-1,1 W/20 C , R 2f-0,006 W, In-6,6A, Un-3*380V, P.-3 kW,
prądnica PZMb 54 P.-35 kW, In-15,2 A
W punkcie trzecim początki i końce uzwojeń zostały prawidłowo określone , gdyż V4 wskazuje 0 , a wskazania V3 i V2 są w przybliżeniu jednakowe i równe około 1,5 U zasilania.
Przy próbie biegu jałowego (punkt piąty) straty są sumą strat mechanicznych i strat w żelazie. Straty mechaniczne Δ Po są zależne od prędkości obrotowej wirnika , która w stanie jałowym jest zawarta między prędkością synchroniczną i prędkością znamionową silnika. Z tego powodu uznaje się straty mech za stałe przy zmianach Uzas. Straty w żelazie przy stałej częstotliwości zależą od indukcyjności a ponieważ Uo-Ue1, więc straty te można uzależnić od U. Przyjmuje się praktycznie że straty te zależą od kwadratu U. Ze względu na szybszy wzrost składowej Iμ od wzrostu składowej Iocz cos ϕo maleje przy wzroście U.
Straty zwarcia ΔPz występują głównie w uzwojeniach. U zwarcia jest małe na skutek tego mała jest również indukcja a ponieważ straty w żelazie zależą od kwadratu indukcji więc są one pomijalnie małe. Straty w uzwojeniach są proporcjonalne do kwadratu prądu a ponieważ Uzw jest proporcjonalne więc straty zwarcia są w przybliżeniu proporcjonalne do kwadratu napięcia.
Moment rozruchowy można wyrazić wzorem Mr=c*Ue2*I2*cosφ2. Przy Rdw = 0 prąd I2 jest duży, ale cosϕ2 jest mały i przy stałej wartości Ue2 moment rozruchowy jest niewielki. Przy dołączeniu dodatkowej rezystancji Rdw i zwiększeniu jej prąd I2 maleje ale więcej wzrasta cosϕ2. W wyniku tego moment rozruchowy rośnie.