silnik_ind_zad1.docx

MASZYNY ASYNCHRONICZNE

Oznaczenia:

– współczynnik mocy silnika, znamionowy współczynnik mocy,

– częstotliwość zasilania,

– częstotliwość napięcia stojana, wirnika,

– częstotliwość stojana (znamionowa,

– prąd stojana, wirnika,

– indukcyjność rozproszenia stojana, wirnika,

– moment, moment rozruchowy,

– moment obciążenia,

– moment krytyczny,

m – liczba faz,

– prędkość obrotowa synchroniczna przy częstotliwości znamionowe,

– prędkość synchroniczna,

p – liczba par biegunów, ale także

– moc znamionowa,

– rezystancja uzwojenia wirnika sprawdzona na stronę uzwojenia stojana,

– rezystancja stojana, wirnika,

– rezystancja reprezentująca straty mocy w rdzeniu,

s – poślizg,

– poślizg krytyczny,

– poślizg krytyczny dla warunków znamionowych,

– napięcie zasilania nominalne

– napięcie fazowe przy zasilaniu nominalnym

– reaktancja rozproszenia stojana, wirnika

Przykładowe zadania

Zadanie 1

Silnik indukcyjny, klatkowy, trójfazowy ma dane: .

Obliczyć znamionowy prąd fazowy stojana, prąd pobierany z sieci przy obciążeniu znamionowym przy połączeniu w gwiazdę, przy połączeniu w trójkąt, znamionową moc czynną pobraną z sieci.

Rozwiązanie

Znamionowy prąd fazowy stojana ( oznaczenia kolejnych indeksów f – fazowy, 1- stojana, N – znamionowy)

Zauważmy, że oznaczenie 220/380 determinuje wartość prądu fazowego. Przy połączeniu uzwojenia w gwiazdę prąd znamionowy fazowy stojana jest tożsamy z prądem pobieranym przez silnik z sieci. Przy przełączeniu uzwojeń na trójkąt , prąd pobierany z sieci będzie większy od obliczonego prądu fazowego. W celu podkreślenia, że jest to prąd pobierany z sieci dodano indeks s.

Znamionowa moc czynna pobrana z sieci:

Ten sam wynik uzyskamy obliczając:

Połączenia trójkąt-gwiazda

Typowe konfiguracje połączeń i napięć to :

230 V / 400 V ( 220V/380V) – trójkąt / gwiazda
400 V – trójkąt
400 V/ 660 V – trójkąt / gwiazda

              Napięcie zasilające silnik musi być tak dobrane, aby nie przekraczało napięcia, na jakie zbudowano uzwojenia fazowe. Stąd możliwość  przełączenia uzwojenia stojana silnika indukcyjnego w trójkąt lub w gwiazdę zależnie od wartości napięć wskazanych na tabliczce znamionowej silnika indukcyjnego.

Najczęściej stosowane oznaczenia i odpowiadające im napięcia pracy  przedstawiono w tablicy 1.

Tablica 1

Przykład

Jeżeli na tabliczce znamionowej silnika indukcyjnego podane są dwa napięcia np. 220/380 V, to oznacza, że  faza uzwojenia stojana silnika indukcyjnego jest zaprojektowana na dolną wartość napięcia, czyli 220 V. Dysponując w sieci napięciem 3 x 380 V trzeba w silniku połączyć uzwojenie w gwiazdę, natomiast w przypadku napięcia w sieci 3 x 220 V trzeba silnik połączyć w trójkąt.

Przy połączeniu w trójkąt należy wykonać połączenia jak na rysunku

Zadanie 2

Na tabliczce znamionowej silnika asynchronicznego znajdujemy napis U=400V. Czy testerem pokazanym na rysunku można ustalić rezystancje uzwojeń fazowych silnika w połączeniach w gwiazdę ? Jak podłączyć należy tester?

Rozwiązanie

Przy połączeniu w gwiazdę napięcie zasilające wynosi maksymalnie co oznacza, że tester nie może być podłączony do zacisków silnika ( dopuszczalne napięcie 500V). W celu wykonania pomiaru należałoby wykonać pomiary prądu i napięcia jak na rysunku.

Obliczenie rezystancji :

Zadanie 3

Narysuj jak założyć zworę do połączenia uzwojeń w gwiazdę w silniku asynchronicznym  jak na poniższym rysunku. Jakie napięcie międzyprzewodowe powinna mieć sieć zasalająca?

Zadanie 4

Objaśnij powyższą tabliczkę znamionową silnika, w szczególności zapis 220V/380V 6,2A/3,6A. Do jakich sieci i w jaki sposób może być podłączony ten silnik? Na podstawie danych oszacuj wartość moc silnika która powinna znaleźć się na tabliczce.

Rozwiązanie

Zapis 220V/380V oznacza, że mniejsza z tych wartości, czyli 220V  jest napięciem które może być przyłączone do jednej fazy silnika.

Możliwe są następujące konfiguracje :

                                          w sieci 127V/220V              uzwojenia połączenie w trójkąt

                                          w sieci 220V/380V              uzwojenia połączenie w gwiazdę.

                                          Prąd  6,2A/3,6A oznacza prąd (znamionowy) w jednej fazie uzwojenia                                                                                                                w sieci 127V/220V, prąd o wartości I = 6,2 A.
                                                                                    w sieci 220V/380V, prąd o wartości  I = 3,6 A.

                            Obliczenie mocy pozostawiamy Czytelnikowi.

Rozruch silnika przy polaczeniu gwiazda- trójkąt

Analizę rozruchu dogodnie jest przeprowadzać upraszczając schemat zastępczy maszyny poprzez pominięcie gałęzi poprzecznej. Jest to równoważne założenie, że pomijamy straty w żelazie czyli zakładamy brak prądu magnesującego. Schemat zastępczy typu T jednej fazy silnika upraszcza się do postaci jak na rysunku.

Wielkości występujące na schemacie to:

...