Dokument PDF

STUDIA STACJONARNE I STOPNIA
KIERUNEK ELEKTROTECHNIKA , 4 SEMESTR
Program ćwiczeń laboratoryjnych z MASZYN ELEKTRYCZNYCH
Miejsce zajęć: laboratorium w sali W – 014, Wilda – budynek główny B1
Dokument PDF
CYKL I
Ćwiczenie 1 - Badanie transformatora 1-fazowego
1. Wyznaczenie wymiarów obwodu magnetycznego transformatora i sporządzenie szkicu
konstrukcyjnego rdzenia
2. Pomiar przekładni napięciowej i napięć zwojowych (przy wykorzystaniu 2 dodatkowych
cewek nawiniętych na uzwojeniach); wyznaczenie liczby zwojów uzwojeń transformatora
3. Próba stanu jałowego
a) Pomiar prądu jałowego i mocy transformatora w funkcji napięcia zasilającego
b) Wykreślić charakterystyki P 0 , I0 , I µ , I Fe , cosφ0 = f (U0 )
c) Wyznaczyć przebieg zastępczej charakterystyki magnesowania materiału obwodu
magnetycznego Bm = f (Hm ) przy założeniu braku szczeliny powietrznej w rdzeniu oraz
przyjęciu uproszczenia, że współczynnik szczytu prądu magnesującego Iµ jest stały i
równy 2 (wyjaśnić w sprawozdaniu, na czym polega uproszczenie zjawisk)
4. Charakterystyki zewnętrzne i spadki napięć dla różnych charakterów obciążeń
a) Wyznaczyć przebieg charakterystyki zewnętrznej transformatora U2 = f (I2 ) dla różnych
charakterów obciążenia, przy założeniu U1 = U1N = const, f = const oraz cosφ 2 = const
(cosφ 2 równy: 0 ind., 0 poj. oraz 1)
b) Wyznaczyć wartości spadków napięć transformatora przy prądzie znamionowym dla
charakterów obciążenia występujących w trakcie badań
Ćwiczenie 2 - Badanie transformatora 3-fazowego
1. Badanie izolacji i wyznaczanie współczynnika absorpcji
2. Pomiar rezystancji uzwojeń
3. Próba stanu jałowego przy zasilaniu uzwojenia dolnego napięcia DN
a) pomiar prądów i mocy przy różnych wartościach napięcia zasilającego
b) wyznaczanie charakterystyk : I 0 , I µ , I Fe , X µ , R Fe = f (U ) ; obliczenie X µ , R Fe dla napięcia
znamionowego
4. Próba stanu zwarcia pomiarowego przy zasilaniu uzwojenia górnego napięcia GN
a) pomiar napięcia i mocy przy prądzie znamionowym
b) wyznaczenie parametrów gałęzi podłużnej schematu zastępczego dla prądu
znamionowego
5. Pomiar przekładni napięciowej transformatora
Dodatkowa część wykonywana indywidualnie w ramach sprawozdania
6. Wyznaczenie sprowadzonych do uzwojenia GN wartości parametrów schematu zastępczego
transformatora
7. Na podstawie schematu zastępczego narysować w skali sprowadzony do uzwojenia GN wykres
fazorowy dla następujących danych wyjściowych: znamionowego napięcia U2, znamionowego prądu
I2 i wartości cos φ2 podanej przez prowadzącego. Dla tych samych wartości U2, I2, cos φ2 wyznaczyć
spadek napięcia zarówno na podstawie uproszczonego wzoru, jak i w oparciu o wykres fazorowy;
dodatkowo przeliczyć spadek napięcia do strony DN
Ćwiczenie 3 - Badanie 3-fazowego silnika indukcyjnego pierścieniowego - część I
1. Z tabliczki znamionowej silnika odpisać wartości jego danych znamionowych, a następnie
określić umiejscowienie znamionowych napięć i prądów stojana i wirnika oraz mocy
znamionowej.
2. Rozruch silnika
3. Zmiana kierunku wirowania
4. Przy braku opisu sześciu przewodów wyprowadzonych do tabliczki zaciskowej dokonać
identyfikacji przewodów należących do tych samych faz, a następnie określić początki i
końce poszczególnych uzwojeń fazowych (pomiary przeprowadzić przy otwartym uzwojeniu
wirnika)
5. Dla otwartego uzwojenia wirnika i zasilanego uzwojenia stojana wyznaczyć charakterystykę
siły elektromotorycznej wirnika E2 w funkcji prędkości; ponadto zmierzyć częstotliwość
wirnika przy 3 różnych wartościach prędkości
6. Obserwacja parametrów pracy maszyny indukcyjnej jako silnik, prądnica i hamulec
7. Badanie rozkładu indukcji magnetycznej w szczelinie powietrznej dla 2 wybranych chwil:
a) gdy wartość prądu w jednej z faz osiąga wartość maksymalną
b) gdy wartość prądu w jednej z faz jest równa zeru
CYKL II
Ćwiczenie 4 - Badanie przebiegu czasowego prądu stanu jałowego transformatora
trójfazowego dla różnych grup połączeń
1. YNyn: Obserwacja prądu przewodowego oraz prądu w przewodzie zerowym, obserwacja napięcia
wyjściowego fazowego i przewodowego
2. Yyn: Obserwacja prądu przewodowego oraz napięcia wyjściowego fazowego i przewodowego
3. Dyn: Obserwacja przebiegu prądu magnesującego przewodowego oraz fazowego, a także napięć
wyjściowych fazowych i przewodowych
4. Yd: Obserwacja prądu magnesującego, przebiegu prądu w uzwojeniu trójkąta oraz napięcia
wyjściowego
Ćwiczenie 5 - Badanie 3-fazowego silnika indukcyjnego pierścieniowego - część II
1. Wyznaczanie parametrów schematu zastępczego
a) Pomiar rezystancji uzwojeń prądem stałym R1st, R2st
b) Próba zwarcia pomiarowego – wyznaczenie Zz, Rz, Xz, R2’, Xr1, Xr2’
c) Próba idealnego biegu jałowego – wyznaczenie Xµ, RFe
d) Wyznaczenie przekładni napięciowej
2. Wyznaczenie charakterystyk momentu elektromagnetycznego T = f(n) dla różnych stanów pracy
przy zasilaniu obniżonym napięciem podczas pracy bez dodatkowej rezystancji oraz z rezystancją
dodatkową w obwodzie wirnika (moment strat mechanicznych wyznaczyć z pomiarów momentu na
wale dla prędkości trochę większej i trochę mniejszej od zera)
Dodatkowa część wykonywana indywidualnie w ramach sprawozdania
Wykreślenie w skali na podstawie obliczeń wykorzystujących schemat zastępczy silnika wykresu
fazorowego dla podanych przez prowadzącego wartości mocy na wale oraz poślizgu; wyznaczenie przy
pomocy wykresu fazorowego wartości napięcia zasilania silnika
Ćwiczenie 6 - Badanie 3-fazowego silnika indukcyjnego klatkowego
1. Wyznaczanie wartości początkowych momentów i prądów rozruchowych przy bezpośrednich
rozruchach w układach gwiazdy i trójkąta oraz przy zastosowaniu przełącznika Y/∆ (na podstawie
prób zwarcia przy obniżonym napięciu sieci)
2. Badanie wpływu ustawienia przełącznika
Y/∆
na właściwości eksploatacyjne silnika -
charakterystyki: cos ϕ, η, I1 , Pel , s = f (T ) (ocenić dla którego położenia przełącznika, przy małych
obciążeniach, praca silnika jest korzystniejsza)
3. Badanie podstawowych właściwości regulacji prędkości silnika przy zasilaniu napięciem o
regulowanej częstotliwości
CYKL III
Ćwiczenie 7 - Badanie silnika indukcyjnego 1-fazowego
1. Rozruch silnika oraz zmiana kierunku wirowania
2. Próba zwarcia przy obniżonej wartości napięcia zasilającego
3. Próba biegu jałowego – wyznaczenie charakterystyk: I 0 , P0 , cos ϕ 0 = f (U )
4. Próba obciążenia – wyznaczenie charakterystyk: I, Pel , T, s, cos ϕ1 = f (Pm )
5. Obserwacja możliwości (po odpowiednim włączeniu dodatkowego kondensatora) rozruchu
i obciążenia trójfazowego silnika indukcyjnego zasilanego z sieci jednofazowej
Ćwiczenie 8 - Badanie trójfazowej prądnicy synchronicznej przy pracy autonomicznej
oraz jako alternatora
1. Wyznaczenie charakterystyk biegu jałowego i ustalonego zwarcia symetrycznego oraz
obliczenie stosunku zwarcia
2. Wyznaczenie charakterystyk zewnętrznych przy różnych charakterach obciążenia
3. Wyznaczenie reaktancji synchronicznych: podłużnej i poprzecznej maszyny jawnobiegunowej
4. Dla pracy prądnicy jako alternator, wyznaczenie zależności wyjściowego napięcia stałego od
wyjściowego prądu stałego przy założeniu stałej prędkości i stałego prądu wzbudzenia;
podczas pomiarów określić maksymalną wartość prądu stałego (obciążenie) w porównaniu z
prądem znamionowym prądnicy synchronicznej
Ćwiczenie 9 - Badanie silnika obcowzbudnego prądu stałego
1. Wyznaczenie rezystancji uzwojeń
2. Rozruch silnika oraz zmiana kierunku wirowania
3. Wyznaczenie strat mechanicznych (rozdział strat jałowych) przy prędkości znamionowej
4. Wyznaczenie charakterystyki mechanicznej oraz charakterystyk prądu i sprawności przy
znamionowym zasilaniu silnika: T = f (n ), I a = f (T ), η = f (Pm )
5. Badanie charakterystyk mechanicznych podczas regulacji prędkości przez zmianę napięcia twornika,
prądu wzbudzenia i dodatkowej rezystancji w obwodzie twornika
CYKL IV
Ćwiczenie 10 - Identyfikacja zacisków uzwojeń maszyny prądu stałego
1. Wydzielenie obwodów uzwojeń oraz wstępne określenie ich rezystancji
2. Identyfikacja uzwojeń oraz określenie ich początków i końców
3. Uruchomienie maszyny dla zadanego układu połączeń
Ćwiczenie 11 - Badanie trójfazowej prądnicy synchronicznej – praca w sieci sztywnej
1. Synchronizacja trójfazowej maszyny synchronicznej z siecią
2. Obserwacja działania urządzenia do pomiaru kąta obciążenia
3. Wyznaczanie „krzywych V” – zależności: Ia = f (If) i cos φ = f (If) przy stałej mocy czynnej P dla
różnych stanów pracy (silnikowa, prądnicowa, kompensatorowa)
4. Asynchroniczny rozruch silnika synchronicznego
Ćwiczenie 12 - Prezentacja budowy, zasady działania i właściwości wybranych
elektrycznych maszyn specjalnych
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Silnik liniowy
Dwufazowy silnik wykonawczy
Silnik krokowy
Mikrosilniki stosowane w elektrycznych napędach komputerów
Silnik bezszczotkowy prądu stałego
Prądnice tachometryczne
Ćwiczenie 13 - Badanie silnika szeregowego i szeregowo – bocznikowego prądu stałego
1. Silnik szeregowy
a) Wyznaczenie rezystancji uzwojeń
b) Rozruch silnika oraz zmiana kierunku wirowania
c) Pomiary charakterystyk mechanicznych silnika szeregowego przy różnych wartościach
napięcia zasilającego i różnych rezystancjach dodatkowych włączonych w obwodzie
twornika
2. Silnik szeregowo – bocznikowy : wyznaczenie charakterystyk mechanicznych dla różnych
stopni wzmacniania pola magnetycznego maszyny przez uzwojenie szeregowe (różne wartości
zewnętrznej rezystancji włączonej równolegle z uzwojeniem szeregowym)
Spis literatury
1. Przewodnik do ćwiczeń laboratoryjnych z maszyn elektrycznych, skrypt PP , część I, nr 999
2. Przewodnik do ćwiczeń laboratoryjnych z maszyn elektrycznych, skrypt PP , część II, nr 1070
3. Władysław Latek: Badanie maszyn elektrycznych w przemyśle
4. Antoni Plamitzer: Maszyny elektryczne
5. Laboratorium elektrycznych maszynowych elementów automatyki, skrypt PP, nr 469
6. Ryszard Sochocki: Mikromaszyny elektryczne