|
||
LABORATORIUM NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO |
||
Numer ćwiczenia:
|
Temat ćwiczenia:
Badanie silnika
indukcyjnego klatkowego. |
|
|
|
Ocena: |
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia było zapoznanie się z różnymi rodzajami rozruchu oraz hamowania silnika klatkowego indukcyjnego.
Budowa klatkowego silnika indukcyjnego pozwala na bezpośrednie załączenie go do sieci zasilającej o odpowiednim napięciu, równym napięciu znamionowemu silnika. Jest to tzw. bezpośredni rozruch silnika. Prąd silnika pobierany z sieci w pierwszej chwili rozruchu jest kilkakrotnie większy (3-12 razy) od jego wartości znamionowej. Aby tego uniknąć stosuje się rozruch gwiazda - trójkąt. W pierwszej chwili uruchomienia napędu uzwojenia stojana silnika połączone są w gwiazdę, zaś przy końcu rozruchu przełącza się je w trójkąt. Prąd pobrany z sieci przez silnik w czasie takiego rozruchu jest trzykrotnie mniejszy niż przy rozruchu bezpośrednim.
Rozruch λ - Δ silnika klatkowego, jednobiegowego.
Celem ograniczenia prądu silnika klatkowego indukcyjnego pobieranego w pierwszej chwili po
załączeniu na napięcie znamionowe stosuje się często zamiast rozruchu bezpośredniego
rozruch λ - Δ. Ideę tego rozruchu przedstawia poniższy rysunek.
W pierwszej chwili uruchomienia napędu uzwojenia stojana silnika są połączone w gwiazdę
(wyłącznik W załączony, przełącznik W1 w pozycji 1).Natomiast przy końcu rozruchu wspomniane uzwojenia łączy się w trójkąt (przełącznik W1 w pozycji 2).Dzięki temu uzyskujemy trzykrotne zmniejszenie początkowego prądu rozruchowego w porównaniu do rozruchu bezpośredniego. Czas
przełączenia z gwiazdy w trójkąt wyznaczamy jak następuje:
poślizg S wynosi
a więc
Dokonując obustronnego całkowania w granicach, odpowiednio od 0 do t oraz od 1 do sn otrzymujemy:
Dla badanego silnika mieliśmy następujące dane:
Pn=4 [kW] nn=1430 [obr./min] Un=380[V] In=8.5 [A] cosϕ=0.85 J=2.5[kg*m2] b=2.8
Potrzebne wartości wielkości występujących we wzorze na czas przełączenia z λ na Δ uzyskano jak następuje:
a)Czas rozruchu przy poślizgu 0.1sk na λ , wzór przyjmuje postać:
b) Jeżeli występuje bezpośredni rozruch λ wzór na czas przyjmuje postać:
c) Jeżeli występuje bezpośredni rozruch Δ wzór na czas przyjmuje postać:
d) Czas rozruchu przy poślizgu 0.2 na λ , wzór przyjmuje postać:
e ) wyznaczenie wzoru na czas rozruchu pod obciążeniem ∆t (MST = 0,1MnΔ) i ∆t' bez obciążenia
stąd czas rozruchu wynosi:
We wzorze tym
, gdzie
. Należy wyznaczyć wartość Mśr.
podstawiamy
, oraz
, gdzie s2 = 0, a s1 = 1
f) bezpośredni rozruch na λ pod obciążeniem MST = 2,68Nm
g) bezpośredni rozruch na Δ pod obciążeniem MST = 2,67Nm
3.Schemat układu sterowania rozruchu rozruchem λ - Δ i hamowania silnika indukcyjnego klatkowego.
3.1 Równania logiczne opisujące powyższy układ sterowania rozruchem λ - Δ silnika indukcyjnego .
4.Wnioski.
W trakcie ćwiczenia dokonano rozruchu λ - Δ silnika indukcyjnego klatkowego. Zgodnie z oczekiwaniami początkowy prąd rozruchowy przy tym rozruchu był około trzykrotnie mniejszy niż przy rozruchu bezpośrednim.. Przy połączeniu uzwojeń stojana w trójkąt czas hamowania jest stosunkowo krótki, lecz występują tutaj duże prądy. Natomiast jeżeli wspomniane uzwojenia połączono w gwiazdę wartości prądów były mniejsze, tak jak i wartości rezystorów hamujących.
W przypadku silnika klatkowego, dzięki rozruchowi gwiazda - trójkąt, udało się trzykrotnie ograniczyć pobór prądu podczas rozruchu. Wynika to z tego, że
.
Dla połączenia w trójkąt czas potrzebny na rozruch jest trzykrotnie krótszy niż dla połączenia w gwiazdę.
można stwierdzić, że dla mniejszych czasów przełączenia prąd w układzie gwiazdy jeszcze nie osiągnie wartości ustalonej, a już układ jest przełączany w trójkąt, co powoduje większe uderzenie prądowe. Można także stwierdzić że prąd początkowy pobierany przez silnik połączony w trójkąt jest trzykrotnie większy od prądu początkowego pobieranego przez silnik, którego uzwojenia są połączone w gwiazdę. Prędkość obrotowa silnika połączonego w gwiazdę narasta powoli liniowo natomiast przy przełączeniu w trójkąt szybko osiąga wartość ustaloną.
Powoduje to znaczne skrócenie czasu rozruchu oraz, co też jest rzeczą bardzo istotną, ograniczenie wielkości prądu pobieranego z sieci.
1
R S T
1
2
W1
W