Ćwiczenie A3 – silnik indukcyjny pierścieniowy (WEiP instrukcja
Transkrypt
Ćwiczenie A3 – silnik indukcyjny pierścieniowy (WEiP instrukcja
Ćwiczenie A3 – WEiP Ćwiczenie A3 – silnik indukcyjny pierścieniowy (WEiP instrukcja) Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie budowy, zasady działania, własności oraz sposobów rozruchu i regulacji silników indukcyjnych trójfazowych. Silniki te są najbardziej rozpowszechnione jako napędy średniej i dużej mocy. Ze względu na budowę wirnika dzielą się na pierścieniowe - w żłobkach wirnika znajdują się uzwojenia, których początki połączone są z pierścieniami ślizgowymi i klatkowe - uzwojenie wirnika zbudowane z prętów zwartych obręczami na czołach (najprościej ujmując). Podczas ćwiczenia mierzone są podstawowe charakterystyki silników i określane są zależności pomiędzy poszczególnymi wielkościami elektrycznymi i mechanicznymi. Program ćwiczenia Ćwiczenie składa się z trzech części pomiarowych (oraz opracowania wyników): próby biegu jałowego, próby obciążenia oraz próby rozruchu. Próba biegu jałowego Próbę biegu jałowego wykonuje się zasilając nie obciążony silnik. Z otrzymanych wyników można określić straty mechaniczne (∆Pm) oraz straty w żelazie (∆PFe). Ogólny bilans mocy dla silnika asynchronicznego przedstawiony jest na rysunku: − P1 − Σ I2*R ∆PCu ∆PFe − Pψ − ∆Pm ∆Pw wirniku P2 z biegu jałowego z biegu jałowego Pψ∗s Podczas biegu jałowego moc oddana P2 jest równa zero, a poślizg (s) również jest bliski zeru, więc straty w wirniku są też bliskie zero. Pozostaje problem rozdzielenia strat mechanicznych i strat w żelazie. Aby tego dokonać, należy zmierzyć charakterystykę biegu jałowego P1(U), I(U), a następnie dokonać rozdziału strat w sposób schematycznie przedstawiony na rysunku: P1 − ∆PCu ∆PFe ∆Pm 0 U2N U2 Ćwiczenie A3 – WEiP Starty mechaniczne są niezmienne (o ile niezmienna jest prędkość podczas pomiaru) natomiast straty w żelazie są proporcjonalne do kwadratu napięcia. Tak więc wykreślając charakterystykę w funkcji kwadratu napięcia można wyniki przybliżyć prostą. Obciążenie Próby obciążenia dokonuje się, mierząc wielkości: moc doprowadzoną (P1), prąd, prędkość, dla różnych wartości obciążenia (silnik obciążony jest prądnicą hamującą). Pomiaru dokonuje się w zakresie stabilnej części charakterystyki mechanicznej, a więc od stanu jałowego (poślizg bliski zeru) do mocy nominalnej na wale. Znając rozdział strat można z mocy pobranej i prędkości obrotowej wyliczyć moment obrotowy. Jak wyliczyć moc oddaną (P2) przypomina wzór: Σ ∆P=∆P Fe P2=P1-Σ ∆P +∆Pm+∆PCu+∆Pw wirniku+∆Pdodatkowe 3*Rs*I2 ∆PCu = ∆Pw wirniku = (P1-∆PCu-∆PFe)*s ∆Pdodatkowe = 0.005*P1 P1 - to wartość mocy pobranej, Σ ∆P - to suma strat, s – to poślizg, Rs – to rezystancja fazy stojana. Wartości: ∆PFe oraz ∆Pm należy wyliczyć z próby biegu jałowego. Rozruch Z próby rozruchu można uzyskać charakterystykę mechaniczną silnika (w całym przedziale prędkości w odróżnieniu od próby obciążenia). Mierząc prędkość obrotową podczas rozruchu, a następnie wyliczając jej pochodną można wyliczyć moment obrotowy (ponieważ moment bezwładności się nie zmienia, więc przyspieszenie kątowe jest proporcjonalne do rozwijanego momentu). Aby uzyskać krzywą quasi statyczną (czyli charakterystykę jak najbardziej zbliżoną do statycznej, a nie dynamiczny przebieg momentu w czasie rozruchu). Rozruch powinien trwać dłużej niż trzy sekundy. W ćwiczeniu mierzymy rozruch silnika klatkowego lub pierścieniowego dla dołączonych do wirnika rezystorów oraz bez dołączanych rezystorów. W otrzymanych charakterystykach powinien być wyraźnie widoczny wpływ różnej rezystancji wirnika (w przypadku silnika pierścieniowego). Wykonanie sprawozdania W sprawozdaniu należy zamieścić schemat układu pomiarowego oraz obliczyć: - z biegu jałowego: bilans strat (w tym straty w żelazie oraz straty mechaniczne) - z próby obciążenia: sprawność w funkcji mocy oddanej (wykres), moment w funkcji poślizgu (wykres). - z próby rozruchu: charakterystykę mechaniczną dla dodanych rezystancji oraz bez dodanych rezystancji. (wykres) Do otrzymanych wyników obliczeń należy dodać wnioski lub komentarze. Literatura W. Rams, J. Skwarczyński „Laboratorium maszyn elektrycznych”, Wyd. AGH 2009 str. 40 - 58 J.Rusek „Elektrotechnika z elementami napędów” Wyd.AGH, 1993 r. str. 125 - 140 A. M. Plamitzer „Maszyny elektryczne” Wyd. Nauk.-Tech., 1986 r. str. 296 - 400 J. Skwarczyński, Z. Tertil „Maszyny elektryczne cz.IV”, 1994 r. Str. 84 –106.