Badanie jednofazowego silnika indukcyjnego

Politechnika Warszawska
Instytut Maszyn Elektrycznych
Laboratorium Maszyn Elektrycznych Malej Mocy
BADANIE JEDNOFAZOWEGO SILNIKA
INDUKCYJNEGO
Warszawa 2004
1. OBIEKT BADANY I STANOWISKO POMIAROWE.
Obiektem badanym jest jednofazowy silnik indukcyjny klatkowy z uzwojeniem pomocniczym kondensatorowym, ogólnego przeznaczenia.
Dane znamionowe silnika:
− napięcie zasilania: 220 V, 50Hz;
− moc: 370 W;
− rodzaj pracy: S1;
− znamionowy prąd: 2,76 A;
− znamionowa prędkość obrotowa: 1410 obr/min.
Do obciążenia silnika służy hamownica elektromaszynowa prądu stałego wzbudzana z
obcego źródła i oddająca moc do opornika metalowego dołączonego do jej twornika.
Regulacji obciążenia dokonuje się przez regulację prądu (napięcia) wzbudzenia
hamownicy.
Schemat układu pomiarowego przedstawia rysunek 1.
Rys. 1. Schemat układu pomiarowego badania silnika jednofazowego.
Uwaga! Podczas uruchamiania (rozruchu) silnika amperomierze i cewka prądowa
watomierza powinny być zwarte.
2
2. POMIARY.
2.1. Badanie silnika w stanie jałowym.
Podczas badania silnika indukcyjnego w stanie jałowym (bez obciążenia) zmienia się
napięcie zasilania od ok. 1,1 wartości znamionowej dół do takiej wartości, przy której
silnik biegnie jeszcze z prędkością bliską synchronicznej. Dla kolejnych wartości napięcia
odczytuje się wskazania amperomierzy (prąd pobierany przez silnik, prąd w uzwojeniu
głównym i pomocniczym), a także moc pobieraną przez silnik i napięcie na
kondensatorze. Wyniki pomiarów należy przedstawić na wykresie w funkcji napięcia
zasilania. Z wykresów odczytać poszczególne wartości odpowiadające napięciu
znamionowemu Un.
2.2. Badanie silnika w stanie obciążenia.
Podczas badania silnika indukcyjnego w stanie obciążenia, na jego zaciskach
utrzymuje się napięcie znamionowe, zmienia się natomiast - za pomocą hamownicy
– moment hamujący w granicach od osiągalnego minimum do ok. 1,2 wartości momentu
znamionowego. Kolejne punkty pomiarowe uzyskuje się przez zadanie wartości
momentu hamującego (odważnikami umieszczonymi w szalce) i równoważenie
hamownicy drogą regulacji jej prądu wzbudzenia. Dla każdego punktu pomiarowego
należy odczytać wskazania watomierza, amperomierzy, obrotomierza, woltomierza Uc, a
następnie obliczyć:
– moc na wale silnika: P = 0,105 • 9,81 G r n (G [kg] - ciężar wskazywany przez
wagę, r [m] – ramię hamownicy; r = 0,265 m; n [obr/min]-prędkość obrotowa);
– sprawność silnika: η =
P
(P1 [W] - moc pobierana, wskazana przez watomierz);
P1
P1
Un ⋅ I
całkowity pobierany przez silnik).
– współczynnik mocy: cosϕ =
(Un [V] – napięcie znamionowe; I [A] – prąd
Na wykresie w funkcji mocy oddanej na wale P wykreślić charakterystyki:
-
prędkości obrotowej;
-
prądów (głównego, pomocniczego i całkowitego);
-
współczynnika mocy;
-
mocy pobieranej;
-
sprawności;
-
napięcia na kondensatorze.
Z wykresów odczytać wartości charakterystyczne odpowiadające znamionowej mocy na
wale.
3
2.3. Praca silnika bez uzwojenia pomocniczego.
Po uruchomieniu silnika i doprowadzeniu napięcia zasilania do wartości znamionowej
należy przerwać obwód uzwojenia pomocniczego i ocenić możliwość pracy silnika w tym
stanie.
3. Wpływ pojemności na parametry silnika.
3.1. Badanie momentu rozruchowego w funkcji pojemności
Schemat pomiarowy jest przedstawiony na rysunku 1.
Pomiary wykonuje się przy ZATRZYMANYM WIRNIKU utrzymując prąd I na stałym
poziomie, równym prądowi znamionowemu silnika IN dla różnych pojemności C
włączanych w fazę pomocniczą silnika.
3.2. Badanie wpływu pojemności na silnik w stanie obciążenia
Schemat pomiarowy jest przedstawiony na rysunku 1.
Pomiary wykonuje się przy obracającym się wirniku utrzymując stałą wartość mocy
oddawanej przez silnik Pout = PN.
Wykonać pomiary: prądów płynących w układzie, napięć i mocy pobieranej przez silnik, w
funkcji pojemności C włączanych w fazę pomocniczą silnika.
Wykreślić zależności I, P, cosϕ = f(C) w jednym wykresie.
Na podstawie pomiarów wykonanych w p. 3.1. i 3.2. określić pojemność kondensatora
rozruchowego i kondensatora pracy.
4. Badanie silnika indukcyjnego jednofazowego ze zwojem zwartym
Dane znamionowe silnika:
o napięcie zasilania: 220 V, (50Hz);
o moc oddawana: 5 W;
o moc pobierana 34 W
o rodzaj pracy: S1;
o znamionowy prąd: 0,26 A;
o znamionowa prędkość obrotowa: 1300 obr/min.
Pomiary wykonuje się dla czterech wartości momentu hamującego Th, równego:
0,25; 0,5; 0,75; 1 x TN, w funkcji napięcia zasilającego. Zmieniać napięcie należy od 1,2 UN
do około 50 V. Należy wykonać pomiary: prądu, napięcia, mocy pobieranej przez silnik
oraz prędkości obrotowej. Należy obliczyć sprawność i współczynnik mocy silnika.
Wykreślić zależności:
- wykres n = f (U) dla momentu hamującego równego odpowiednio: 0,25; 0,5; 0,75; 1 TN,
- wykres n = f (T) dla U = UN = const,
- wykres T = f (U) dla n = nN = const.
4