PRÓBA BIEGU JAŁOWEGO I ZWARCIA MASZYNY INDUKCYJNEJ

Transkrypt

1 PÓBA BEG JAŁOWEGO ZWACA MASZYNY NDKCYJNEJ Sta pracy mayy aychroicej pracująca be mometu obciążeia a wale ( odłącoą mayą robocą), w odróżieiu od idealego biegu jałowego pry pracy prędkością ychroicą, aywamy recywitym biegiem jałowym. Z uwagi a wytępujące w mayie traty mechaice, które ą wyikiem tarcia w łożykach ora wymueiem ruchu powietra pre łopatki wetylatora, pre uwojeie wirika płyie iewielki prąd a poślig jet więky od era. Wobec małej wartości pośligu możemy pryjąć, że: () Schemat atępcy mayy trójfaowej jet awe opiay dla wielkości faowych, tąd w dalej cęści będiemy wykorytywali wytkie wielkości (prąd, apięcie ora moc) prowadoe do jedej fay tojaa i wirika. Wykorytaie podaych iżej rówań wymaga, w ależości od poobu kojareia uwojeń, preliceia wielkości mieroych jako prewodowe lub międyfaowe a wielkości faowe, a wartość całkowitej mocy mieroej p. w układie Aroa a moc jedej fay (cyli całkowitą moc mieroą dielimy a try rówe cęści) W chemacie możemy pomiąć reaktację roproeia wirika (y. ). Prąd tojaa kłada ię prądu mageującego, prądu trat w żelaie fe, ora prądu wirika wyikającego itieia trat mechaicych. Prąd mageujący mieia ię wra apięciem godie krywą mageowaia. Składik prądu trat w żelaie rośie praktycie liiowo. Wyjaśieia wymaga ależość prądu wirika wiąaego e tratami mechaicymi. Domiujące aceie w tych tratach mają traty wetylacyje, których momet jet ależy od kwadratu prędkości kątowej. m Fe Fe E y. Schemat atępcy mayy aychroicej pry recywitym biegu jałowym. Sołbut Adam Białytok06 tr.

2 W caie próby biegu jałowego prędkość poślig jet bliki eru, więc możemy pryjąć, że prędkość ma wartość tałą i tała jet wartość trat mechaicych: Pm E m () Wartość iły elektromotorycej E jet blika apięciu ailającemu, możemy więc apiać: P cot m m (3) Stąd hiperbolica ależość tego prądu od apięcia ailającego: m cot Prąd tojaa jet rówy (y. ): ( m fe ) (5) (4) y. Prąd biegu jałowego mayy aychroicej. Próbę biegu jałowego ropocyamy od wartości apięcia o ok. 30% więkej od amioowej i miejamy jego wartość do mometu, gdy aoberwujemy wrot prądu tojaa pry miejaiu apięcia. Ocywitym jet, że dale miejaie apięcia powoduje wrot pośligu i w tym momecie ależy próbę akońcyć. W caie próby mierymy wartość kutecą prądu tojaa, wartość kutecą apięcia ailającego ora moc pobieraą pre ilik. Wartość prądu biegu jałowego, pry amioowej wartości apięcia, jet acie więka iż w traformatorach. Fakt te jet wyikiem itieia widocej celiy powietrej pomiędy tojaem a wirującym wirikiem. W mayach idukcyjych wartość tego prądu jet rówa od 0 Sołbut Adam Białytok06 tr.

3 do 90% prądu amioowego, tąd w aalię wyików badań ależy uwględić traty w uwojeiu tojaa. W celu ich obliceia iebędy jet pomiar wartości reytacji, a ich wartość możemy oblicyć ależości: P cu (6) Od mieroej mocy pry próbie biegu jałowego P0 odejmujemy traty w uwojeiu tojaa Pcu otrymując tw. traty jałowe P0: P0 P0 Pcu (7) Składikami trat jałowych ą traty w żelaie ora traty mechaice, które w caie próby mają wartość tałą. Wobec faktu, że traty w żelaie ą proporcjoale do kwadratu makymalej wartości idukcji a idukcja jet wymuoa wartością apięcia ailającego, możemy w proty poób rodielić traty jałowe ja ww. kładiki. W tym celu ryujemy ależość trat jałowych od kwadratu apięcia tojaa uykując liiowy wrot trat jałowych (y. 3). W celu oacowaia trat mechaicych wytarcy dokoać ektrapolacji liii będącej wyikiem pomiarów biegu jałowego do precięcia ię jej oią Y. Pukt precięcia wyacy am wartość trat mechaicych Pm, traty w żelaie Pfe uykamy po odjęciu od trat jałowych P0 mocy trat mechaicych. y. 3 Spoób wyaceia trat mechaicych i trat w żelaie. W prypadku badań ilika pierścieiowego możemy mieryć poślig. Pomiar pośligu opiera ię a pomiare cętotliwości prądu w wiriku ora wykorytaia ależości: Sołbut Adam Białytok06 tr. 3

4 f f (8) Wyiki próby biegu jałowego wykorytać moża do acowaia parametrów chematu atępcego fe ora : fe 3 P fe fe fe (0) fe () W tym momecie ależy podkreślić, że wartość a kutek ayceia obwodu magetycego, ie jet wartością tałą tylko ależy od wartości apięcia ailającego uwojeie tojaa (y. 4). W podoby poób mieia ię także wpółcyik mocy pry biegu jałowym. (9) () y. 4 Zależość reaktacji od wartości apięcia ailającego. Pootałe parametry chematu moża wyacyć a podtawie próby warcia. Próba warcia mayy idukcyjej polega a ablokowaiu wirika (=0) i pomiarach prądu, apięcia ora mocy P pobieraej pre mayę. W tym prypadku, podobie jak dla Sołbut Adam Białytok06 tr. 4

5 traformatorów, możemy pomiąć prąd biegu jałowego i w chemacie atępcym wytąpią jedyie reytacja tojaa, eaktacja roproeia tojaa, prowadoe do obwodu tojaa wartości reytacji ora reaktacji wirika (y. 5). y. 5 procoy chemat atępcy w taie warcia mayy idukcyjej. Wartości parametrów wyacamy w poób idetycy jak dla traformatorów: (3) (4) Z P (5) (6) Z (7) eytację uwojeia faowego tojaa możemy mieryć metodą techicą motkiem Thompoa lub pecjalymi urądeiami do pomiaru małych reytacji wyacając w te poób prowadoą do obwodu tojaa wartość reytacji wirika: (8) W prypadku mayy pierścieiowej możliwy jet bepośredi pomiar reytacji uwojeia wirika ora prekładi. Należy pry tym pamiętać, że pomiar reytacji obwodu elektrycego w których wytępują tyki ruchome (połąceie pomiędy cotką i pierścieiami) mui być wykoay kotrolą prądu pomiarowego. Jego wartość mui być więka iż 0% prądu Sołbut Adam Białytok06 tr. 5

6 amioowego. W tym prypadku koiece jet atoowaie metody techicej lub pecjalych urądeń w którym mamy dotępą iformację o wartości prądu pomiarowego. Nie ma możliwości protego rodieleia reaktacji warcia a odpowiedie kładiki reaktacji roproeia, tąd pryjmuje ię: Wartość reaktacji warcia ie jet jedak wartością tałą. Mimo chematu atępcego idetycego jak w traformatorach, w których reaktacja roproeia wiąaa jet główie polem magetycym prechodącym pre powietre, w mayach idukcyjych ceść pola roproeia amyka ię w obrębie rdeia tojaa i wirika. Fakt te powoduje, że pry więkych wartościach prądu może atępować lokale ayceie rdei ferromagetycych. W takim prypadku pry więkaiu prądu warcia atępuje miejaie ię wartości reaktacji warcia. Na kutek eregowego połąceia reytacji i reaktacji warcia wrot prądu powoduje wykle więkeie wartości wpółcyika mocy (y. 6). (9) y. 6 Wpółcyik mocy pry warciu jako fukcja prądu w mayie idukcyjej. Sołbut Adam Białytok06 tr. 6

7 Wartości parametrów chematu atępcego ilików aychroicych mogą być także oacowae a podtawie daych katalogowych. Zwykle w katalogach podaje ię atępujące iformacje: P moc amioowa apięcie amioowe kład połąceń: gwiada (Y) lub trójkąt (D) - Prąd amioowy amioowa prędkość obrotowa co amioowy wpółcyik mocy f cętotliwość amioowa ir krotość prądu roruchowego mr preciążalość mometem Napięcia i prądu faowe (f, f) wyacamy wartości amioowych dla daej grupy połąceń. Poślig amioowy jet rówy: (0) Gdie jet prędkością ychroicą wyacoą dla cętotliwości amioowej i licby par bieguów ależości: 60 f p () Wartość licby par bieguów może być podaa w oaceiu typu, lec w praktyce wytarcająca jet ajomość prędkości i cętotliwości amioowej. Zamioowa prędkość obrotowa jet wykle blika prędkości ychroicej, tąd ajomość cętotliwości umożliwia określeie możliwych prędkości ychroicych, p. dla 50H możemy uykać atępujące wartości prędkości ychroicych: 3000, 500, 000, 750, 600 obr/mi. Jeśli wartość prędkości amioowej jet rówa p. 90 obr/mi to pewością prędkość ychroica jet rówa 000 obr/mi, a licba par bieguów rówa ię 3. Napięcie warcia w ilikach klatkowych pryjmuje wartości akreu 05% apięcia amioowego. Wra e wrotem mocy ilika jego procetowa wartość maleje. Moża także wyacyć apięcie warcia e ajomości prądu roruchowego (prądu warcia): Sołbut Adam Białytok06 tr. 7

8 i r Prąd biegu jałowego pryjmuje wartości akreu 080% prądu amioowego. Wartość mieja dotycy ikoobrotowych ilików dużej mocy. Wartości więke dotycą ilików małych mocy. Straty mechaice pryjmują wykle wartości prediału 0..8% mocy amioowej. Dokładieje dae moża uykać charakterytyk uykaych a drode wieloletich doświadceń produkcyjych, pry cym dla więkości may małej i średiej mocy moża pryjąć, że traty mechaice taowią ok 0,5 % mocy amioowej. P m ( 0..8)% P (3) Moc cya pobieraa ieci ailającej jet rówa: P 3 co (4) Straty w uwojeiu wirika możemy oacować a podtawie mocy amioowej i acowaych trat mechaicych: P ( P P cu m Zwykle pryjmuje ię, że traty w uwojeiu tojaa ą rówe tratom w wiriku: Pcu Pcu (6) Niekiedy w daych katalogowych podawaa jet wartość reytacji uwojeia tojaa i wówca moc trat w tojaie moża policyć e ajomości prądów faowych: Pcu 3 (7) Straty w rdeiu ilika ą rówe: PFe P P Pcu Pcu Pm (8) ) () (5) Wartości parametrów chematu atępcego oblicamy kolejo wg. ależości: Sołbut Adam Białytok06 tr. 8

9 r P cu 3 f (9) Fe 3 P f Fe (30) ( ) o Fe 0 (3) P P Fe m Fe 0 (3) 3 f f r (34) Z (35) f Z r (36) Prelicaie wartości reytacji prelicamy wykle a omową temperaturę temperaturę odieieia wyacamy ależości: 0 ( T ) (37) Wartość temperaturowego wpółcyika reytacji jet rówa: dla miedi: [/ deg] (38) Cu dla alumiium [/ deg] (39) Al Temperatura odieieia ależy od klay ciepłoodporości iolacji i wyoi 75C dla klay A, B, E ora 5C dla F i M. (33) Sołbut Adam Białytok06 tr. 9

10 Spi literatury: [] Chapma Stephe J.: Electrical Machiery Fudametal. McGraw Hill, New York 005 [] Fitgerald A. E., Kigley Ch., ma S. D.: Electric Machiery. McGraw Hill Higher Educatio 003 [3] Flear J., Śliwińka D., Zadaia may elektrycych, Wydawictwo Politechiki Świętokrykiej, Kielce 003 [4] Hebetreit J., Gietkowki Z., Mayy elektryce w adaiach, Wydawictwo Akademii olico-techicej, Bydgoc 003 [5] Mitew E., Mayy Elektryce, T, T, Wyd. Politechiki adomkiej, adom 005 [6] Paul C. Kraue, Oleg Waycuk, Scott D. Sudhoff: Aalyi of Electric Machiery ad Drive Sytem. Joh Wiley & So c. EEE Pre Picataway, New York 00 [7] Plamiter A.: Mayy elektryce. WNT, Warawa 98 [8] Pryborowki W., Kamińki G.: Mayy elektryce, Oficya Wydawica Politechiki Warawkiej, Warawa 04. [9] ee Le Doeuff, Mohamed El Hodi Zaim: otatig Electrical Machie. Joh Wiley & So c., Hoboke 00 [0] Se P. G., Priciple of electric machie ad Power electroic, Joh Wiley & So, Otario 997 [] Wildi Theodore: Electrical Machie, Drive ad Power Sytem. Pearo Educatio, New Jerey 006 Sołbut Adam Białytok06 tr. 0