BADANIE TRÓJFAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO PIERŚCIENIOWEGO - OBCIAŻENIE

 

 

 

 

 

 

CEL ĆWICZENIA:

         Poznanie silnika pierścieniowego jego metod pomiaru i strat oraz obliczenie sprawności silnika.

 

 

 

1.Wartości znamionowe silnika

 

Zapoznać się z badanym silnikiem, zanotować jego dane znamionowe

Z tabliczki znamionowej wpisujemy:

 

 

……………… V           - przy połączeniu w …………

………………. A           - prąd znamionowy stojana.

………………. A           - prąd znamionowy wirnika.

………………. W                  - moc znamionowa silnika.

………………. obr/min - liczba obrotów znamionowych silnika

………………. obr/min  - liczba obrotów synchronicznych

 

Układ połączenia uzwojeń wirnika w …………

 

 

2.Charakterystyka obciążeniowa.

 

Wyznaczyć i wykreślić charakterystyki obciążenia:

 

n, I, cosφ, s, M, η, oraz charakterystykę

        

         n=f/M/ dla 3 różnych wartości rezystancji przyłączonej do obwodu wirnika

 

2.1.Obciążanie momentu hamującego

 

         Moment hamujący mierzymy na hamulcu, który napędzany jest za pomocą przekładni pasowej. Moment ten należy przeliczyć na wał silnika według następującego wzoru.

 

 

 

 

 

 

 

 

 - moment na wale silnika

 - moment mierzony

 - ramię hamulca

 - średnia kół pasowych

Sprawność przykładni pasowej = 0,9

 

 

2.2.Układ połączeń

 

 

 

 

 

2.3.Schemat połączeń hamulca elektrodynamicznego

 

 

 

 

 

 

Układ połączeń przy zdejmowaniu charakterystyk obciążenia

 

 

 

2.3.Zasada pomiaru

 

         Po włączeni silnika obciążamy go, aż natężenie prądu wyniesie około , a następnie silnik odciążamy, utrzymując na zaciskach napięcie znamionowe.

Wykonujemy sześć odczytów mierzonych wielkości. Najpierw wyznaczamy charakterystyki przy  (wirnik zwarty), a następnie powtarzamy pomiary przy 2 różnych wartościach rezystancji przyłączonej do obwodu wirnika, czyli łącznie wyznaczamy charakterystyki trzykrotnie. Wyniki pomiarów notujemy w tabelce.

 

2.4.Wzory i obliczenia

        

U – napięcie na zaciskach stojana

        

 

I – średnia wartość prądu pobieranego przez silnik        

        

 

- moc pobierana przez silnik

 

 

 - wskazania watomierzy

 

 

 - współczynnik mocy silnika

 

 

n – obroty wirnika mierzone tachometrem

 

 

-moc oddawana przez silnik

 

 

 

 

 - poślizg w %

 

η – sprawność              

 

 

2.3 Tabela Pomiarowa

 

 

Mº

----

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IW

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P2º

----

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P2

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

Nm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M1

Nm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Iº

----

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nº

----

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosφ

-----

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P1

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PIII

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PII

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PI

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I3

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I2

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lp

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

 

Rw  = 0

Rw ≠ 0

 

 

2.5 Charakterystyki

 

         z danych z tabeli wykreślamy

 

         ,                ,               ,                             

 

,                               

 

Na jednym wykresie rysujemy 2 krzywe odpowiadające 2 wartościom rezystancji rezystora przyłączonego do obwodu wirnika

 

 

 

 

 

Zależność obrotów od momentu dla różnych wartości oporności wirnika

 

 

 

3. Obliczanie sprawności. Wykres Sankey`a.

 

         Obliczyć sprawność silnika metodą strat poszczególnych dla różnych wartości obciążenia i wykreślić zależność

Wykonać wykres Sankey’a dla obciążenia znamionowego.

 

 

 

 

WIADOMOŚCI TEORETYCZNE

 

 

Sprawność silnika wyraża się wzorem:

 

gdzie  jest sumą strat:

 

- straty w żelazie przyjmujemy jako stałe, niezależnie od obciążenia

 - straty mechaniczne (stałe)

 - straty w miedzi stojana

                  

 - straty dodatkowe

                  

 - straty w miedzi wirnika

                  

            lub     

 

Sumaryczne straty w miedzi stojana i wirnika można również wziąć z charakterystyki zwarcia.

 

 

 

 

WYKONYWANIE OBLICZEŃ

 

 

Obliczenia zestawiamy w tabelce. Z pomiarów wymienionych w punkcie 5 dla kilku (5) różnych wartości prądu w stojanie (od Io do 1,2In) wpisujemy odpowiadające im wartości P1 i s. Następnie obliczamy wartości poszczególnych start.

 

Tabela pomiarowa nr1

 

 

Lp.

Dane z pomiarów wymienionych w pkt.5

Obliczenia

I

P1

S

∆Pe

∆PCus

∆Pdod

∆Pcuw

∆Pm

∆P

Ps

P2°

η

A

W

%

W

W

W

W

W

W

---

---

---

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Na podstawie danych w tabelce wykreślamy zależność  i porównujemy z krzywą, o której mowa w punkcie 5.

 

 

 

 

 

WYKRES SANKEY`A wykonujemy dla mocy znamionowej silnika. Moc pobieraną przy obciążeniu znamionowym P1n określamy jako 100% (pobieranej mocy z sieci), a następnie obliczamy w stosunku do niej poszczególne straty i moc oddawaną w procentach. Obliczenia zestawiamy w tabelce nr2

 

 

Tabela pomiarowa nr2

 

 

P1

∆Pe

∆PCus

∆Pdod

P1

∆Pm

∆Pm

P2

∆P

W

W

W

W

W

W

W

W

W

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pi – moc wewnętrzna maszyny

           

Pm – moc mechaniczna

           

P2 – moc użyteczna na wale

P - moc strat maszyny