Podstawy elektrotechniki i elektroniki
Ćwiczenie nr 5: Silnik indukcykny klatkowy.
Grupa: RD2L1
Łukasz Hulak
Rafał Jakieła
Łukasz Gmyrek
Marek Głuchowski
Mateusz Antas
Dane znamionowe i opis budowy maszyny:
Dane znamionowe:
PN=1,5kW
UN=380/220V
IN=3,5A
nN=1420 obr/min
cosφN=0,8
R1f=3,75Ω
Budowa:
Zasadniczymi częściami składowymi silnika indukcyjnego jest nie ruchomy stojan i obracający się wirnik. Wewnątrzną stronę stojana tworzy pakiet z blach o wyciętych żłobkach, w których są umieszczone fazy uzwojenia. Wirnik klatkowy ma uzwojenie w postaci klatki wykonanej z nieizolowanych prętów połączonych na końcach pierścieniami zwierającymi. Zasada działenia silników indukcyjnych opiera się na wykorzystaniu zjawiska indukcji elektromagnetycznej. Źródłem strumienia magnetycznego jest uzwojenie stojana, którego fazy rozmieszczone są na obwodzie co 120 stopni są zasilane napięciemi trófazowymi, przesuniętymi w fazie także o 120 stopni. Pole magnetyczne jest wirująctm polelm kołowym, którego prędkość wirowania, zwana prędkością synchroniczną jest opisywana wzorem:
n1=60f1/p
gdzie:
f – częstotliwość napięcia zasilającego
p – liczba par biegunów
Pole wirujące przecina uzwojenia wirnika i indukuje w nim napięcia. Jeżeli obwód wirnika jest zamknięty to pod wpływem tych napięć płyną prądy. Prądy te łącznie z polem magnetycznym stojana są źródłem momentu silnika.
Rozruch napięciowy:
Polega on na zmniejszeniu prądów rozruchowych poprzez obniżenie napięcia zasilającego. W pierwszej chwili rozruchu zasila się silnik napięciem obniżonym, które w miarę wzrostu prędkości silnika podnosi się do wartości znamionowej. Napięcie zasilania można zmieniać płynnie, stosując zasilanie z regulatora napięcia, lub skokowo, stosując przełącznik gwiazda-trójkąt.
Wykresy:
Bieg jałowy silnika:
Układ pomiarowy:
Tabela pomiarowa:
Przykładowe obliczenia:
I0=f(U1)
P0=f(U1)
n=f(U1)
Stan obciążenia silnika:
Schemat pomiarowy:
I0=f(n)
M=f(n)
η=f(P2)
Wnioski:
W przeprowadzonym ćwiczeniu badaliśmy 3-fazowy silnik indukcyjny klatkowy. Obserwacje i pomiary przeprowadziliśmy w stanie jałowym i obciążenia silnika oraz podczas rozruchu przy różnych wartościach napięcia.
Na podstawie pomiarów wykonanych w czasie biegu jałowego wyznaczyliśmy wartości strat mocy w rdzeniu magnetycznym DPFe1 i strat mechanicznych DPm . Na podstawie pomiarów sporządziliśmy wykresy : I0=f(U1),P0=f(U1),n=f(U1),I0=f(n),M=f(n),η=f(P2).
Na podstawie otrzymanych wykresów możemy stwierdzić że:
- w stanie jałowym wraz ze wzrostem napięcia zasilania rośnie prąd silnika
- w stanie jałowym wraz ze wzrostem napięcia zasilania rośnie moc silnika
- w stanie jałowym przy napięciu zasilania równym około 1/2UN obroty silnika usiągają poziom bliski nN i przy obniżaniu napięcia następuje skokowy spadek obrotów
- w stanie obciążenia wraz ze wrostem obrotów spada prąd silnika
- w stanie obciążenia po przekroczeniu momentu krytycznego wraz ze wzrostem obrotów spada moment
- w stanie obciążenia wraz ze wzrostem mocy rosnia sprawnośc aż do ustalonego poziomu po czym lekko opada
mechanikk