Politechnika Śląska Wydział Elektryczny		Laboratorium przetworników Elektromechanicznych
Regulacja prędkości silnika indukcyjnego klatkowego
Rodzaj studiów:	EiT					GR II
Rok studiów:	2006/2007					sekcja T22:
Semestr:	V					Krzysztof Bieniasz Michał Mienculewicz Łęgowik Piotr Peruń Marcin
Data wykonania:	27.10.2006

Dane znamionowe maszyn elektrycznych:

Prądnica prądu stałego

PN = 2,8kW

UN = 115V

IN = 24,6A

nN = 1440obr/min

IWN = 1,6A

Silnik indukcyjny klatkowy 3-fazowy

PN = 0,75kW

UN Δ/ = 220/380V

IN Δ/ = 3,68/2,12A

nN = 1400obr/min

fN = 50Hz

cosϕN = 0,77

Prądnica tachometryczna

2V / 1000obr/min

Wzory potrzebne do obliczeń:

Moment wytwarzany przez silnik:

Moc mechaniczna przetworzona przez silnik (liczona jako moc elektryczna wytworzoan przez prądnice z pominięciem strat)

Sprawność silnika (Stosunek mocy mehcnaicznej wytworzonej przez silnik do mocy elektrycznej pobranej przez silnik)

Tabele pomiarowe:

f = 20Hz
silnik				prądnica			pr. tach	wartości obl.
U	I	P	ϕ	It	Ut	Iw	U	cos ϕ	M	n	Pt	η
V	A	kW	°	A	V	A	V		Nm	obr/min	W	%
169	1,4	0,24	49,5	3,8	30	1,6	1	0,649	4,58	500	114	48
169	1,4	0,22	51,5	3,5	28	1,4	1,04	0,623	4,04	520	98	45
169	1,4	0,2	55	3,25	26	1,2	1,04	0,574	3,67	520	84,5	42
169	1,4	0,18	58,5	3	24	1	1,04	0,523	3,31	520	72	40
169	1,4	0,16	62,5	2,5	20	0,8	1,06	0,462	2,88	530	50	31
169	1,4	0,14	65,5	1,75	16	0,6	1,08	0,415	2,48	540	28	20
169	1,4	0,12	68	1,5	12	0,4	1,08	0,375	2,12	540	18	15
169	1,4	0,11	70	0,75	8	0,2	1,084	0,342	1,94	542	6	5
169	1,45	0,11	71	1	4	0	1,084	0,325	1,94	542	4	4

f = 30Hz
silnik				prądnica			pr. tach	wartości obl.
U	I	P	ϕ	It	Ut	Iw	U	cos ϕ	M	n	Pt	η
V	A	kW	°	A	V	A	V		Nm	obr/min	W	%
239	1,6	0,41	46	5,75	46	1,6	1,48	0,694	5,29	740	264,5	65
239	1,5	0,37	48	5,5	42	1,4	1,52	0,669	4,65	760	231	62
239	1,48	0,32	52	4,8	40	1,2	1,528	0,615	4	764	192	60
239	1,44	0,28	56	4,75	34	1	1,54	0,559	3,47	770	161,5	58
239	1,42	0,24	61,5	3,6	30	0,8	1,56	0,469	2,94	780	108	45
239	1,41	0,19	66	3	26	0,6	1,58	0,406	2,9	790	108	45
239	1,42	0,16	70	2	18	0,4	1,58	0,342	2,3	790	78	41
239	1,44	0,13	73	1,7	12	0,2	1,6	0,292	1,91	800	36	23
239	1,44	0,11	74	1	6	0	1,6	0,275	1,55	800	20,4	16

f = 40Hz
silnik				prądnica			pr. tach	wartości obl.
U	I	P	ϕ	It	Ut	Iw	U	cos ϕ	M	n	Pt	η
V	A	kW	°	A	V	A	V		Nm	obr/min	kW	%
322	2	0,71	45	7,8	62,5	1,6	2	0,707	6,78	1000	0,487	69
322	1,83	0,61	47	7,4	60	1,4	2,04	0,682	5,71	1020	0,444	73
322	1,68	0,52	51	6,5	55	1,2	2,06	0,629	4,82	1030	0,357	69
322	1,54	0,43	55	6	45	1	2,08	0,573	3,95	1040	0,27	63
322	1,48	0,35	60	5	40	0,8	2,12	0,5	3,15	1060	0,2	57
322	1,42	0,26	66	4	32,5	0,6	2,14	0,406	2,32	1070	0,13	50
322	1,43	0,2	71	3	24	0,4	2,16	0,325	1,77	1080	0,072	36
322	1,45	0,16	76	1,5	15	0,2	2,16	0,241	1,41	1080	0,022	14
322	1,47	0,14	78	0,5	15	0	2,16	0,207	1,24	1080	0,007	5

f = 50Hz
silnik				prądnica			pr. tach	wartości obl.
U	I	P	ϕ	It	Ut	Iw	U	cos ϕ	M	n	Pt	η
V	A	kW	°	A	V	A	V		Nm	obr/min	kW	%
400	2,12	1	44	9	72	1,4	2,56	0,719	7,46	1280	0,648	65
400	1,99	0,88	45	8,5	68	1,2	2,58	0,707	6,51	1290	0,578	66
400	1,72	0,7	48	7,5	60	1	2,6	0,669	5,14	1300	0,45	64
400	1,55	0,55	53	6,5	48	0,8	2,66	0,601	3,95	1330	0,312	57
400	1,44	0,42	61	5,25	42	0,6	2,68	0,484	2,99	1340	0,22	53
400	1,43	0,29	58	4	32	0,4	2,72	0,374	2,04	1360	0,128	44
400	1,44	0,22	72	2,5	20	0,2	2,74	0,275	1,53	1370	0,05	23
400	1,47	0,17	78	0,7	8	0	2,76	0,207	1,18	1380	0,006	3

Obliczenie stosunku napięcia zasilania do częstotliwości zasilania:

U	169V	239V	322V	400V
f	20Hz	30Hz	40Hz	50Hz
	8,45	7,96	8,05	8

Wnioski:

Zmiana częstotliwości z jednoczesną zmianą napięcia powoduje utrzymanie stałej wartosci momentu krytycznego. W efekcie zmniejszenie częstotliwości powoduje przesunięcie charakterystyki momentu w funkci prędkości w lewo.

Chcąc zachować stały stosunek U/f ograniczamy mozliwość regulacji prędkości wirowania wirnika - regulacja prędkości jest ograniczona do wartości znamionowej. Zwiększenie częstotliwości zasilania przy U/f = const spowoduje przekroczenie napięcia zasilania i możliwe uszkodzenie silnika.

Wraz ze zwiększaniem obciążenia rośnie moc czynna pobierana przez silnik, a współczynnik mocy cos ϕ ulega poprawie.

Przy małym obciążeniu prędkość obrotowa wirnika jest duża, jednakże jego moment jest niewielki, silnik pobiera wtedy praktycznie tylko moc bierną na co wskazuje niski współczynnik mocy. Najniższą sprawność silnik uzyskuje przy niższych częstotliwościach zasilania.

---