POLITECHNIKA LUBELSKA
Laboratorium napędów elektrycznych
Rok akademicki 2012/2013
TEMAT: Badanie układów napędowych z silnikiem indukcyjnym pierścieniowym oraz silnika
klatkowego.
Skład grupy:
Paweł Chruściel
Daniel Cyrul
Artur Domarski
Marcin Dziaduszyński
Ćwiczenie nr 3m
Grupa
MD 605.a
Ocena:
Data wykonania:
21.11.2012
1. Cel ćwiczenia:
Poznanie właściwości, podstawowych charakterystyk i sposobów regulacji prędkości silnika
indukcyjnego pierścieniowego oraz silnika klatkowego zasilanego z tranzystorowej
przetwornicy częstotliwości.
2. Dane znamionowe urządzeń:
Prądnica:
Napięcie: U=230 V
Prąd: 19,6 A
Moc: 4,5 kW
Typ: ARBZC 160 MZ IP44
Prędkość obrotowa: 1450 obr/min
Wzbudzenie bocznikowe
I
wzb
= 0,92 A
Silnik pierścieniowy:
Typ: PL-EG-P-641
Moc: 2,2 kW
Prędkość obrotowa: 950 obr/ min
3. Schematy pomiarowe:
a) Schemat układu pomiarowego z silnikiem indukcyjnym pierścieniowym zasilanym z sieci
sztywnej prądu przemiennego:
b) Schemat układu pomiarowego z silnikiem klatkowym zasilanym z tranzystorowej
przetwornicy częstotliwości:
3. Tabele z wynikami pomiarów
Silnik pierścieniowy:
Charakterystyka naturalna:
Lp Vs
Is
P1
P2
PM
[W]
Ugt
Igt
PG
[W]
Uω
1
400
10
1160
320
1480
170
2,8
476
50
2
400
11
1400
80
1480
165
5
825
50
3
400
11,8
1600
80
1680
160
7
1120
49
4
400
12,5
1760
240
2000
160
9
1440
49
5
400
13
2000
440
2440
160
11
1760
48
6
400
14
2200
600
2800
155
13
2015
48
Lp
n
[obr/min]
ω [rad/s] ΔP0 [W]
RGt
[Ω]
ΔPCu
Pm
M
ɳ
cosΦ
1
500
52,33
41
1,3
10,19
527,19 10,07
0,36
0,08
2
500
52,33
41
1,15
28,75
894,75 17,10
0,60
0,12
3
490
51,29
40,5
0,95
46,55 1207,05 23,54
0,72
0,15
4
490
51,29
40,5
0,84
68,04 1548,54 30,19
0,77
0,18
5
480
50,24
40
0,82
99,22 1899,22 37,80
0,78
0,21
6
480
50,24
40
0,79 133,51 2188,51 43,56
0,78
0,23
Charakterystyka przy obniżonym napięciu zasilania o 10%:
Lp Vs
Is
P1
P2
PM
[W]
Ugt
Igt
PG
[W]
Uω
1
360
16
2200
800
3000
150
14
2100
47
2
360
14
1960
640
2600
155
12
1860
48
3
360
12,5
1720
480
2200
160
10
1600
48
4
360
12
1480
280
1760
160
8
1280
49
5
360
10
1280
120
1400
165
6
990
49
6
360
8
1080
40
1120
170
4
680
50
Lp
n
[obr/min]
ω [rad/s] ΔP0 [W]
RGt
[Ω]
ΔPCu
Pm
M
ɳ
cosΦ
1
470
49,19
41
0,78 152,88 2293,88 46,63
0,76
0,23
2
480
50,24
41
0,82 118,08 2019,08 40,19
0,78
0,23
3
480
50,24
40,5
0,84
84,00 1724,50 34,33
0,78
0,22
4
490
51,29
40,5
0,85
54,40 1374,90 26,81
0,78
0,18
5
490
51,29
40
0,9
32,40 1062,40 20,71
0,76
0,17
6
500
52,33
40
1,12
17,92
737,92 14,10
0,66
0,15
Częstotliwość 25Hz:
Lp Vs
Is
P1
P2
PM
[W]
Ugt
Igt
PG
[W]
Uω
1
130
6,1
800
660
1460
26
11
286
21
2
150
6,2
920
800
1720
64
10
640
43
3
225
6,4
1180
1100
2280
128
9
1152
75
4
220
6
1100
1000
2100
124
8
992
76
5
215
5,6
1020
900
1920
124
7
868
76
6
205
5,2
920
800
1720
124
6
744
76
Lp
n
[obr/min]
ω [rad/s] ΔP0 [W]
RGt
[Ω]
ΔPCu
Pm
M
ɳ
cosΦ
1
210
21,98
25
0,82
99,22
410,22 18,66
0,28
0,30
2
430
45,01
41
0,85
85,00
766,00 17,02
0,45
0,48
3
750
78,50
78
0,88
71,28 1301,28 16,58
0,57
0,52
4
760
79,55
79
0,9
57,60 1128,60 14,19
0,54
0,49
5
760
79,55
79
0,95
46,55
993,55 12,49
0,52
0,48
6
760
79,55
79
0,98
35,28
858,28 10,79
0,50
0,46
Charakterystyki regulacji silnika klatkowego:
a)
Lp
f[Hz]
Uω [V]
Igt [A]
1
45
90
10
2
40
90
3
35
89
4
30
90
5
25
75
6
20
58
7
15
43
b)
Lp
f[Hz]
Uω [V]
Igt [A]
1
45
43
10
2
40
40
3
35
40
4
30
40
5
25
42
6
20
40
7
15
36
8
10
25
9
5
10
4. Wzory użyte do obliczeń:
Moc czynna pobierana przez silnik:
P
M
=P
1
+P
2
Moc elektryczna generowana przez prądnicę:
P
G
=U
Gt
*I
Gt
Prędkość obrotowa:
n=U
*k
k
=10 (obr/min)/V
Prędkość kątowa
2
n/60
Straty obciążeniowe hamownicy:
P
Cu
=I
Gt
2
*R
GtP
Moc mechaniczna na wale silnika:
P
m
=P
G
+
P
0
+
P
Cu
Moment mechaniczny na wale silnika:
M=P
m
/
Sprawność silnika:
=P
m
/P
M
5. Wnioski i podsumowanie:
Wraz ze wzrostem prądu twornika wzrasta sprawność silnika.
Przy obniżeniu wartości zasilania o 10% wystąpiło ciekawe zjawisko gdyż poprawiła się
dolna granica sprawności z 0,36 na 0,66.
Przy obniżonym zasilaniu wzrósł również moment obrotowy silnika, zwiększył się pobierany
prąd, oraz wzrosła moc w stosunku do zasilania znamionowym napięciem.
Najwyższa uzyskana sprawność silnika pierścieniowego wyniosła 0,78.
Silnik klatkowy uzyskał najlepszą sprawność przy zasilaniu napięciem o częstotliwości 50Hz-
wynosiła ona 0,59.
Uzyskana moc mechaniczna na wale jak i prędkość silnika miała najwyższą wartość również
przy 50Hz. Wywnioskować można z tego iż zmniejszanie częstotliwości pracy takiego silnika
wpływa niekorzystnie na jego parametry.
