1. Cel ćwiczenia :

Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości ruchowych oraz ważniejszych charakterystyk trójfazowego silnika indukcyjnego klatkowego zwanego w skrócie silnikiem klatkowym.

1. Dane znamionowe silnika :

P_N=0,37 [kW]

cosΦ=0,83

M_N=2800 [1/min]

1. Wyniki pomiaru rezystancji :

RU1 − U2	63,4Ω
RV1 − V2	63,3Ω
RW1 − W2	63,3Ω

1. Schemat pomiarowy :

2. Tabele pomiarowe :

• stan obciążenia

Us	Ix	P0	Ps	n	M	Pmech	cosφ	η	s	Ωm
[V]	[A]	[W]	[W]	[obr./min.]	[Nm]	[W]	[-]	[%]	[%]	[rad/sek]
233	1,34	280	840	2710	1,89	536,092	0,897	63,821	0,096	283,791
233	1,18	240	720	2758	1,64	473,420	0,873	65,753	0,080	288,817
233	1,00	195	585	2810	1,33	391,171	0,837	66,867	0,063	294,263
233	0,88	164	492	2840	1,13	335,896	0,800	68,272	0,053	297,404
233	0,80	139	417	2870	0,92	276,362	0,746	66,274	0,043	300,546
233	0,71	109	327	2900	0,67	203,367	0,659	62,192	0,033	303,687
233	0,61	49	147	2965	0,10	31,034	0,345	21,111	0,011	310,494
233	0,60	44	132	2970	0,01	1,554	0,315	1,178	0,009	311,018
233	0,60	38	114	2975	0,00	0,000	0,272	0,000	0,008	311,541

1. Przykładowe obliczenia:

• stan obciążenia

$$cos\varphi = \frac{P_{S}}{3*U*I_{S}}$$

$$\Omega_{m} = \frac{R_{\text{pm}}}{9,54929659643}\ $$

P_mech = M * Ω_m

$$\eta = \frac{P_{\text{mech}}}{P_{S}}*100$$

1 rad/sec =   9.54929659643 rpm

$$s = \frac{\omega s - \Omega_{m}p}{\text{ωs}}$$

• stan jałowy

P_d+P_Fe=3P- 3RsI₀²= 3*28-3*62,4* 0,77² A= 46,321 W

P_fe i P_d odczytane z wykresu P_d+P_Fe=f(U²)

I_fe=P_fe/$\sqrt{3}U = \frac{43,059}{\sqrt{3}\ \times 250}\ =$ 0,088 A

I_m=$\sqrt{{I_{0}}^{2} - {I_{\text{Fe}}}^{2}}$= $\sqrt{0{,77}^{2} - 0,088}A = 0765\ A$

R_Fe= U²/P_Fe=250²/38,181 Ω= 1636,94 Ω

X_m= U/$\left( \sqrt{3}I_{m} \right) = \frac{250}{\sqrt{3} \times 0,765}\mathrm{\Omega} = 188,92\ \mathrm{\Omega}$

1. Tabele pomiarowe :

• bieg jałowy :

U	I	P	cosφ	Ru*I^2	Pd+PFe	U^2	PFe	Pd	IFe	Im	RFe	Xm
[V]	[A]	[W]	[-]	[W]	[W]	[V^2]	[W]	[W]	[A]	[A]	[Ω]	[Ω]
250	0,77	28	0,145	12,560	46,321	62500	38,181	8,14	0,088	0,765	1636,94	188,92
240	0,67	24	0,149	9,509	43,472	57600	35,332	8,14	0,085	0,665	1630,24	208,75
230	0,58	20	0,150	7,126	38,622	52900	30,482	8,14	0,077	0,575	1735,47	231,25
210	0,47	16	0,162	4,679	33,962	44100	25,822	8,14	0,071	0,465	1707,86	261,28
200	0,42	13	0,155	3,737	27,790	40000	19,650	8,14	0,057	0,416	2035,65	277,81
180	0,35	11	0,175	2,595	25,215	32400	17,075	8,14	0,055	0,346	1897,50	300,99
160	0,29	9	0,194	1,782	21,655	25600	13,515	8,14	0,049	0,286	1894,13	323,53
140	0,25	7,5	0,214	1,324	18,528	19600	10,388	8,14	0,043	0,246	1886,77	328,57
125	0,22	6,4	0,233	1,025	16,124	15625	7,984	8,14	0,037	0,217	1957,00	333,15
115	0,21	6,8	0,282	0,934	17,597	13225	9,457	8,14	0,048	0,205	1398,37	324,98
100	0,18	6,5	0,361	0,686	17,441	10000	9,301	8,14	0,054	0,172	1075,16	336,49

1. Charakterystyki :

• stan obciążenia :

• bieg jałowy

1. Rozdział strat biegu jałowego PFe+ Pd =f(U0)

2. Określenie sprawności metodą strat poszczególnych:

Do wyznaczania sprawności maszyn indukcyjnych wielofazowych, a więc i silników trójfazowych generalnie zaleca stosowanie metody strat poszczególnych. W metodzie strat poszczególnych sprawność oblicza się ze wzoru η=(P_s-P_t)/P_s (gdzie P_s - moc pobierana przez silnik, P_t -całkowite straty mocy) przy czym jako wartość strat całkowitych P_t przyjmuje się sumę strat poszczególnych w silniku (w rdzeniu, w uzwojeniu stojana, w wirniku, strat mechanicznych oraz dodatkowych (obciążeniowych).

1. Wnioski :

Dla stanu jałowego dokonywano pomiaru napięcia w zakresie od 99-250V, dostarczanego z autotransformatora, w taki sposób aby nie przekroczyć znamionowej prędkości obrotowej ± 5% . Sporządzono rozdział strat na straty związane ze stratami w rdzeniu silnika, jaki i w uzwojeniach stojana. Można zauważyć, że suma strat jest największa dla największej wartości napięcia. Straty w rdzeniu rosną wprost proporcjonalnie do kwadratu przyrostu napięcia. Natomiast straty w uzwojeniu pozostają na stałym poziomie niezależnie od wartości napięcia. Analiza wartości cosφ doprowadza do wniosku, że jego przyrost jest logarytmiczny w stosunku do przyrostu napięcia U_0.