Grupa: ID-A0-51 data ćwiczenia: 21.12.2009
Zespół IIIA
Jaworski Mateusz
SPRAWOZDANIE
Laboratorium
Napędy elektryczne maszyn i robotów
Ćwiczenie 2
Temat: Badanie trójfazowego silnika zasilanego przez falownik
1. Wstęp
Celem ćwiczenia było zapoznanie się z zasadą działania silnika trójfazowego, elementami wchodzącymi w skład układu pomiarowego, przyjrzenie się zjawisku hamowania i rozpędzania silnika oraz możliwości zmiany prędkości obrotowej danego silnika a w ostateczności jakie konsekwencje niosą ze sobą takie zmiany.
Stanowisko pomiarowe składa się z następujących elementów:
- momentomierz
- en koder
- hallotronowy przekładnik prądowy
- falownik
- urządzenie pomiarowe Spider 8
- komputer wyposażony
w odpowiednie oprogramowanie
2. Pomiary i obliczenia
Aby przystąpić do obliczeń i tworzenia wykresów wyniki pomiarów trzeba było odpowiednio przerobić aby otrzymać zgodne jednostki. Wspominane współczynniki to:
Obroty silnika [obr/s]=0,4x [kHz]
Moment [Nm]= 144,1875x [mV]+0,12665
Prąd [A]= 8,9x[V]
Dane z tabliczki znamionowej:
Częstotliwość napięcia sieci zasilającej f 1 = 50 [Hz]
Znamionowa prędkość obrotowa silnika n = 945 [obr/min]
Moc silnika M = 1,5 [kW]
Natężenie prądu I = 6,6 [A]
Zasilanie = 230 [V]
Dane odnośnie czasów:
Czas rozruchu tr = 1,5 [s]
Czas hamowania th = 1,5 [s]
Wzory jakie są potrzebne do obliczeń
Obliczenie częstotliwości próbkowania:
1/T=1/0,001667≈600 [Hz]
Obliczenie par biegunów:
Obliczenie prędkości kątowej:
[obr/s]
Obliczamy prędkość obrotową silnika dla częstotliwości f=21[Hz] zasilania:
[obr/min]
Obliczamy moment znamionowy silnika:
Obliczamy znamionową moc dla silnika zasilanego częstotliwością f = 21 [Hz]
Do obliczenia wartości przedstawionych na poszczególnych wykresach posłużył program Microsoft Excel.
Wykresy przedstawiające zjawisko hamowania i rozpędzania silnika.
· Rozpędzanie silnika
a) Prędkość obrotowa
Rys. 1) Wykres zależności prędkości obrotowej od czasu podczas rozpędzania.
b) Moment obrotowy
Rys. 2) Wykres zależności momentu obrotowego od czasu podczas rozpędzania.
c) Moc mechaniczna
Rys. 3) Wykres zależności mocy czynnej od czasu podczas rozpędzania.
d) Prąd skuteczny
Rys. 4) Wykres zależności prądu skutecznego od czasu podczas rozpędzania.
· Hamowanie
Rys. 5) Wykres zależności prędkości obrotowej od czasu podczas hamowania.
Rys. 6) Wykres zależności momentu obrotowego od czasu podczas hamowania.
Rys. 7) Wykres zależności mocy czynnej od czasu podczas hamowania.
Rys. 8) Wykres zależności prądu skutecznego od czasu podczas hamowania.
3. Wnioski
- silnik działa poprawnie. Czas jaki potrzebuje do rozpędzenia się i wyhamowania mieści się w zadanym mu zakresie równym 1,5 [s].
- z obliczeń wynika ze silnik posiada 3 pary biegunów.
- prędkość jaką silnik uzyskuje przy nastawionej częstotliwości wynosi około 400 [Obr/min] co jest bliskie wartości obliczonej 420[Obr/min]
- z załączonych wykresów widać ,że największy moment jest potrzebny podczas rozruchu silnika. Obroty silnika wzrastają, aż do osiągnięcia żądanej wartości. Wówczas wartość momentu maleje. Gdyż nie potrzebne jest tak duża wartość do pokonania bezwładności układu. Ujemna wartość momentu potrzebna jest do wyhamowania wału obrotowego.
- moc mechaniczna wzrasta wraz z obrotami i ustala się na poziomie 0,45 [kW] a podczas hamowania gwałtownie maleje od tej wartości osiągają przy tym wartości ujemne po czym stabilizuje się i maleje do zera wraz z zmniejszającymi się obrotami. Na ujemne wartości mocy ma wpływ ujemny moment który wyhamowuje wał.
- zmiana obrotów przy hamowaniu nie jest tak płynna jak rozpędzanie co wiąże się z zadziałaniem ujemnego momentu podczas hamowania.
- prąd rozruchowy wynosi około 9 [A] jest to prąd maksymalny odczytany z wykresu prz rozpędzaniu silnika.
- w danym silniku i przy nastawionej częstotliwości współczynnik d wynosi odpowiednio:
gdzie moment rozruchowy został pobrany z wykresu.
- moc czynna jest niższa od mocy znamionowej silnika zarówno podczas rozpędzania i hamowania silnika. Dzięki temu możemy uznać ,że falownik dobrze się sprawuje jako urządzenie do sterowania silnikiem jego mocą oraz obrotami.
bobex10