Układy rozruchowe silników indukcyjnych pierścieniowych

Transkrypt

1 Ćwiczenie 8 Układy rozruchowe ilników indukcyjnych pierścieniowych 8.1. Program ćwiczenia 1. Wyznaczenie charakterytyk prądu rozruchowego ilnika dla przypadków: a) zatoowania rozruznika rezytorowego wielotopniowego terowanego w funkcji czau dla różnych nataw parametrów terowania oraz wartości momentu bezwładności układu napędowego, b) zatoowania rozruznika rezytorowego wielotopniowego terowanego w funkcji prądu dla różnych nataw parametrów terowania oraz wartości momentu bezwładności układu napędowego, c) zatoowania rozruznika wiroprądowego dla różnych wartości momentów bezwładności układu napędowego. 2. Analiza porównawcza metod rozruchu jak w punkcie 1. na podtawie kryteriów poprawności rozruchu Wiadomości teoretyczne Silniki indukcyjne pierścieniowe, ze względu na właściwości ekploatacyjne, ą toowane w technice napędowej przede wzytkim do mazyn roboczych o ciągłym charakterze pracy, wymagających dużego momentu rozruchowego oraz narażonych na udarowe przeciążenia momentem oporowym. Przykładem takich mazyn roboczych może być przenośnik taśmowy pracujący w ciągu technologicznym przemyłu wydobywczego. Oprócz cech wyróżniających ilniki pierścieniowe, ich toowanie determinowane jet także parametrami ieci zailającej, zwłazcza w przypadku ilników średniej

2 108 Ćwiczenie 8 i dużej mocy. Wartości prądów wytępujących przy rozruchach ilników pierścieniowych, dla porównywalnych mocy znamionowych, ą mniejze od analogicznych prądów ilników klatkowych. Rozruchu ilników indukcyjnych pierścieniowych dokonuje ię przy użyciu rozruznika włączonego w obwód wirnika. Zadaniem rozruznika jet ograniczenie wartości prądu rozruchowego ilnika oraz odpowiednie ukztałtowanie charakterytyki momentu obrotowego w czaie rozruchu, toownie do wymagań tawianych przez mazynę roboczą i ieć zailającą. Znanych jet wiele rodzajów rozruzników różniących ię budową, zaadą działania oraz właściwościami [1], [3]. Do najczęściej toowanych w przemyśle należą rozruzniki rezytorowe wielotopniowe. Zmiana rezytancji rozruznika od wartości makymalnej do zera odbywa ię przez zwieranie odpowiednich ekcji rezytorowych za pomocą natawnika regulowanego ręcznie lub przy użyciu aparatury łączeniowej terowanej automatycznie. W rozruznikach ze terowaniem automatycznym wypoażenie tanowi aparatura tykowa (tyczniki, przekaźniki), choć w otatnich latach rolę wielu przekaźników przejmują mikroproceorowe terowniki programowalne, w miejce tyczników intaluje ię natomiat łączniki tyrytorowe. Zbudowany w ten poób rozruznik zmienia wartość rezytancji w proceie rozruchu w zależności od czau, prądu ilnika, rzadziej od prędkości obrotowej układu napędowego. Poprawne opracowanie programu czaowego do terowania rozruchem w funkcji czau wymaga znajomości charakterytyki mechanicznej mazyny roboczej oraz powtarzalności warunków rozruchu podcza kolejnych uruchomień. Jeżeli rzeczywity moment obciążenia lub moment bezwładności układu napędowego ą mniejze od wartości przyjętych do obliczeń, to możliwość krócenia czau rozruchu, wynikająca z wytąpienia więkzego przypiezenia układu, nie jet wykorzytana. W przeciwnym razie, gdy rzeczywity moment obciążenia lub moment bezwładności ą więkze od obliczeniowych, makymalne wartości prądu i momentu ilnika, wytępujące podcza zwierania kolejnych ekcji rozruznika, mogą przekroczyć dopuzczalne wartości. Wad tych pozbawiony jet rozruch z zatoowaniem rozruznika terowanego w funkcji prądu ilnika lub prędkości obrotowej. Cza rozruchu na pozczególnych topniach utali ię wówcza amoczynnie, toownie do wytępującego topnia obciążenia ilnika momentem oporowym oraz wartości momentu bezwładności. Cza ten można uznać wówcza za optymalny dla określonych warunków rozruchu. Problemu optymalizacji rozruchu nie rozpatruje ię w przypadku toowania rozruzników regulowanych ręcznie. Mają one około dwukrotnie więkzą liczbę topni rozruchowych w porównaniu do rozruzników terowanych automatycznie. Do dypozycji operatora jet także częto amperomierz mierzący prąd w obwodzie tojana ilnika, dający informację o przebiegu rozruchu. Wadą rozruzników rezytorowych wielotopniowych jet kokowy charakter zmian prądu i momentu obrotowego ilnika w czaie rozruchu, powtający w wyniku zwierania kolejnych ekcji rezytorów rozruznika. Udarowy przebieg momentu

3 Układy rozruchowe ilników indukcyjnych pierścieniowych 109 wpływa niekorzytnie na trwałość urządzeń pędnych, np. przekładni zębatych. Wad tych pozbawione ą rozruzniki o amoczynnej, beztopniowej zmianie rezytancji. Do nich należą rozruzniki cieczowe (wodne), rozruzniki z modulacją rezytancji oraz rodzina rozruzników indukcyjnych, w tym wiroprądowe. Rozruzniki cieczowe znalazły zatoowanie w przemyłowych układach napędowych o rozruchach ciężkich i małych wartościach dopuzczalnych przyśpiezeń. ch zaletą jet duża pojemność cieplna, co ma znaczenie w przypadku zagrożenia pożarowego (np. dla węglowych młynów kulowych w elektrowniach i elektrociepłowniach). Wpływ rozruznika rezytorowego w obwodzie wirnika trójfazowego ilnika indukcyjnego pierścieniowego na charakterytyki prądu tojana i momentu obrotowego M e w funkcji poślizgu (tatyczne charakterytyki rozruchowe) wynika z zależności: M e U, (8.1) 2 Rr Rrd 2 R X X r 0 R 3U Rr 2 R r R rd R 2 rd 1 X X r 2, (8.2) w których: U napięcie fazowe tojana, R rezytancja uzwojenia tojana, R r rezytancja uzwojenia wirnika prowadzona na tronę tojana, R rd rezytancja rozruznika prowadzona na tronę tojana, X reaktancja rozprozenia tojana, X r reaktancja rozprozenia wirnika prowadzona na tronę tojana, poślizg ilnika, 0 prędkość ynchroniczna ilnika. Wzory (8.1) i (8.2) zawierają uprozczenie, polegające na pominięciu w elektrycznym chemacie zatępczym ilnika parametrów gałęzi magneowania odpowiadającej tratom w żelazie. Wzór (8.1) wkazuje, że rezytancja R rd rozruznika powoduje zmniejzenie wartości prądu rozruchowego. Wykre zależności = f () zachowuje charakter monotonicznie malejący z wartością makymalną dla = 1. nny wpływ wywiera rezytancja R rd na kztałt charakterytyki mechanicznej M e = f () ilnika (8.2). Powoduje bowiem wzrot nachylenia części protoliniowej charakterytyki przy niezmiennej wartości momentu makymalnego. Jeśli przyjąć dla uprozczenia R = 0, poślizg krytyczny wyraża ię zależnością

4 110 Ćwiczenie 8 k Rr Rrd. (8.3) X X r Oznacza to, że dla R rd = (X + X r) R r, początkowy ( przy = 1) moment rozruchowy ilnika jet równy momentowi makymalnemu. Przez odpowiedni dobór wartości rezytancji R rd itnieje możliwość kztałtowania charakterytyk rozruchowych ilnika. Rozruznik rezytorowy projektuje ię tak, by wartość poślizgu krytycznego dla pierwzego topnia rozruchowego wynoiła k > 1, co oznacza, że przy = 1 ilnik pracuje w punkcie znajdującym ię na protoliniowej, tatecznej części charakterytyki mechanicznej. Wybór ten jet celowy. Duża wartość rezytancji w obwodzie wirnika powoduje, że impedancja obwodu wirnika przyjmuje charakter rezytancyjny o wpółczynniku mocy co 1. Jet to przypadek korzytny dla proceu rozruchu, gdyż wpółczynnik dobroci rozruchu D 1, gdzie: M r M N D, (8.4) r przy czym: M r, r odpowiednio wartość momentu obrotowego i prądu ilnika dla = 1, M N, N odpowiednio znamionowe wartości momentu i prądu. Dla typowych ilników indukcyjnych klatkowych wpółczynnik dobroci rozruchu D 0,2. Proporcjonalność pomiędzy względną wartością momentu i prądu rozruchowego dla protoliniowej części charakterytyki mechanicznej ilnika pierścieniowego z rozruznikiem rezytorowym wykorzytuje ię do obliczania rozruzników. Zmienność momentu obrotowego ilnika podcza rozruchu wielotopniowego z rozruznikiem rezytorowym i z pominięciem elektromagnetycznych i elektromechanicznych proceów przejściowych, przedtawiono na ryunku 8.1. Przebiegi te w przybliżeniu odpowiadają zmienności prądu rozruchowego ilnika. Moment obrotowy ilnika zmienia ię od wartości makymalnej M 1 do wartości momentu przełączenia M 2, więkzego od momentu obciążenia M o podcza rozruchu. Ze względu na zależność momentu ilnika od kwadratu napięcia ieci zailającej, zazwyczaj przyjmuje ię M 1 0,85 M k, gdzie M k moment krytyczny ilnika. O wyborze wartości M 1 decydują ponadto: rodzaj rozruchu (lekki, średni, ciężki), dopuzczalna wartość wpółczynnika nierównomierności rozruchu = M 1/M 2, dopuzczalne przyśpiezenie chwilowe układu oraz wymagania ieci zailającej ze względu na dopuzczalną wartość prądu. Wartość momentu M 2 przyjmuje ię na poziomie M 2 1,11,2 M o, co oznacza, że przełączenie na kolejny topień rozruchowy natępuje przed oiągnięciem przez układ napędowy tanu utalonego na topniu poprzednim. N

5 Układy rozruchowe ilników indukcyjnych pierścieniowych 111 Zazwyczaj dąży ię do zapewnienia tałej wartości średniej momentu dynamicznego, czego kutkiem jet tała wartość średnia przypiezenia układu. Oznacza to, że przyjmowanie M 1 = cont, M 2 = cont dla wzytkich topni rozruchowych jet łuzne jedynie wówcza, gdy moment oporowy mazyny roboczej M o = cont (ry. 8.1a). W innych przypadkach wartości momentów M 1 i M 2 dla pozczególnych topni należy dobierać toownie do charakterytyki mechanicznej mazyny roboczej M o = f () (ry. 8.1b). a) b) M M M 1 M 2 M o M o = cont M 1 M 1 + kω M 2 + kω M 2 M o = kω 0 0 Ry Wykre charakterytyki rozruchowej M = () ilnika indukcyjnego pierścieniowego z rozruznikiem rezytorowym trzytopniowym: a) dla mazyny roboczej o charakterytyce Mo = cont, b) dla mazyny roboczej o charakterytyce Mo = k Z wartością wpółczynnika nierównomierności rozruchu wiąże ię zagadnienie liczby topni rozruchowych m. Dla przypadku M o = cont, liczbę tę wyznacza ię z zależności Rr Rrd log Rr m liczba całkowita, (8.5) log w której: R r rezytancja uzwojenia wirnika, /fazę, R rd początkowa rezytancja rozruznika ( przy = 1), /fazę. W celu uzykania wartości m równej liczbie całkowitej, koryguje ię wartość wpółczynnika, ściślej wartość momentu makymalnego M 1. Moment przełączenia M 2 jet bowiem określony wartością momentu obciążenia M o. Pierwotny wybór wartości M 1 na etapie obliczeń wtępnych natępuje zgodnie z zaleceniami projektowymi [1], uwzględniającymi moc ilnika, wymaganą płynność rozruchu oraz dopuzczalne przyśpiezenia mazyny roboczej. Płynność rozruchu jet tym więkza, im

6 112 Ćwiczenie 8 mniejza jet wartość wpółczynnika, czyli więkza liczba topni rozruchowych m. Wraz ze wzrotem liczby m rośnie kozt rozruznika, zczególnie z powodu więkzej ilości aparatury układu terowania. Dla przykładu, w układach napędowych pomp wirnikowych z ilnikami średniej mocy, nie wypoażonych w przekładnie zębate, liczba topni rozruchowych wynoi m 4. Rozruch z zatoowaniem rozruznika ze terowaniem w funkcji czau wymaga znajomości czaów pracy dla kolejnych topni rozruchowych. W przypadku M o = cont cza rozruchu dla i-tego topnia określa zależność (oznaczenia jak na ryunku 8.1a) o i1 ln M1 Mo o i1 ti J, (8.6) M1 M1 o i Mo o i1 gdzie J zatępczy moment bezwładności układu (założono, że J = f () = cont). Dla mazyny roboczej o charakterytyce mechanicznej M o = k, analogiczny cza rozruchu oblicza ię ze wzoru (oznaczenia jak na ry. 8.1b) M1 o i1 k. o i1 ti J M ln 1 ko M1 o i o i i1 (8.7) Przy terowaniu rozruchem w funkcji prądu, wartość prądu przełączenia, odpowiadającego momentowi M 2, wyznacza ię analitycznie lub odczytuje z wykreu charakterytyk rozruchowych. W warunkach przemyłowych zarówno czay t i, jak i prądy przełączenia koryguje ię przez pomiary ekploatacyjne, podobnie jak w przedtawionym ćwiczeniu laboratoryjnym. Do rozruzników o beztopniowej i amoczynnej zmianie impedancji w czaie rozruchu ilnika należą rozruzniki wiroprądowe. ch prezentacja w laboratorium dydaktycznym jet wynikiem opracowania w ntytucie prototypów rozruzników oraz prowadzenia dalzych prac badawczych i projektowych. Zaada działania rozruzników wiroprądowych jet oparta na zjawiku powtawania trat mocy od prądów wirowych w ferromagnetyku przewodzącym o trukturze litej, umiezczonym w przemiennym polu magnetycznym. Rozruznik ten woją budową przypomina dławik trójfazowy, którego kolumny rdzenia ą wykonane z odpowiednich elementów talowych (ry. 8.2). Uzwojenia fazowe rozruzników, wykonane z przewodu miedzianego lub aluminiowego, ą umiezczone na kolumnach i połączone w gwiazdę. Początki uzwojeń fazowych podłącza ię do obwodu wirnika ilnika. Prąd rozruchowy wirnika przepływający przez trójfazowe uzwojenie rozruznika wytwarza w kolumnach rdzenia przemienny trumień magnetyczny. Strumień ten indukuje iłę elektromotoryczną w talowych elementach rdzenia, pod wpływem której płyną prądy wirowe. Na kutek zjawika wypierania prądu rozkład gętości prądów wirowych w przekroju elementów jet nierównomierny, przy czym najwiękza nierównomierność wytępuje na początku rozruchu (przy = 1). W miarę zwiękzania ię prędkości kątowej ilnika maleje czę-

7 Układy rozruchowe ilników indukcyjnych pierścieniowych 113 totliwość prądu wirnika, w wyniku czego gętość prądów wirowych w elementach talowych rdzenia taje ię bardziej równomierna. Powtające traty mocy czynnej i biernej, powodowane przepływem prądów wirowych, zmieniają ię amoczynnie i płynnie w zależności od poślizgu ilnika. Straty mocy, a tym amym zatępcza impedancja rdzenia prowadzona na tronę uzwojenia rozruznika, mają wartość najwiękzą przy poślizgu ilnika = 1. Zmniejzają ię one do wartości minimalnej w końcowej fazie rozruchu. mpedancję rozruznika tanowi wówcza praktycznie rezytancja i reaktancja uzwojeń fazowych. Po dokonanym rozruchu rozruznik zwiera ię za pomocą tycznika, powodując przejście ilnika do pracy na charakterytyce naturalnej. Reaktancja i rezytancja uzwojeń fazowych tanowi zaledwie kilka procent wartości rezytancji i reaktancji rdzenia przy = 1. a ) d b) g c) Ry Przekroje poprzeczne kolumny rdzenia rozruznika wiroprądowego z rdzeniem trójfazowym: a) wiązka prętów, b) rura z oiową zczeliną powietrzną, c) rdzeń kombinowany Podtawowym parametrem kontrukcyjnym rozruznika wiroprądowego toowanym do kztałtowania charakterytyk rozruchowych ilnika jet grubość elementów rdzenia kolumny (grubość ścianki rury g ry. 8.2b lub średnica pręta d ry. 8.2a). Dla natężenia pola magnetycznego w kolumnie przy = 1 wynozącym H p A/m, elementy wykonane ze tali zwykłej jakości (R35 dla rur, St3 dla prętów) mają wymiary: g 12 mm, d 20 mm. Stoowanie elementów o więkzych grubościach jet uzaadnione w razie potrzeby zwiękzenia pojemności cieplnej rozruznika. Dla przykładu na ryunku 8.3 przedtawiono przybliżone charakterytyki momentów i prądów rozruchowych ilnika SZUre136 o mocy 630 kw z rozruznikami o kolumnach rurowych, różniącymi ię grubościami ścianek g. Do zalet rozruzników wiroprądowych należą: płynna, amoczynna zmiana impedancji rozruznika w funkcji poślizgu ilnika, powodująca beztopniowe przebiegi momentu i prądu rozruchowego ilnika, amoczynne dotoowanie czau rozruchu układu napędowego do topnia obciążenia ilnika, prota budowa, małe wymiary, niki kozt wytworzenia, duża niezawodność pracy.

8 114 M M N Ćwiczenie 8 a) b) naturalna ilnika N naturalna ilnika 2,0 1,5 g = 12 mm g = 8 mm 6,0 4,5 1,0 3,0 g = 8 mm 0,5 1,5 g = 12 mm 0,8 0, 6 0, 4 0, 2 0 0,8 0, 6 0, 4 0, 2 0 Ry Charakterytyki rozruchowe ilnika SZUre136 o mocy 630 kw z rozruznikami wiroprądowymi rurowymi różniącymi ię grubościami ścianek g: a) momentu rozruchowego, b) prądu rozruchowego Do ujemnych cech zalicza ię: rezytancyjno-reaktancyjny charakter impedancji, co w porównaniu z rozruznikami rezytorowymi powoduje zmniejzenie wartości wpółczynnika dobroci rozruchu (do wartości D = 0,60,8), złożony proce projektowania rozruzników z uwagi na uwikłane zależności rezytancji i reaktancji rdzenia od wartości czętotliwości i prądu wirnika [1], [2], potrzeba indywidualnego projektowania rozruznika do układu napędowego ntrukcja Opi tanowika pomiarowego Schemat układu pomiarowego tanowika przedtawiono na ryunku 8.4. Silnik indukcyjny pierścieniowy jet przęgnięty z urządzeniem tanowiącym zepół wymiennych ma wirujących (tarcz talowych), nie wytwarzającym tatycznego momentu oporowego (traty mechaniczne pomija ię). Zmiana wartości momentu bezwładności J ma wirujących ma zatem wpływ na cza trwania rozruchu zepołu napędowego przy określonym momencie rozruchowym ilnika. Do obwodu wirnika ilnika można alternatywnie podłączyć rozruznik rezytorowy wielotopniowy lub rozruznik wiroprądowy, zwierany w końcowej fazie rozruchu za pomocą tycznika SZ, terowanego przekaźnikiem czaowym. Silnik włączany jet do ieci zailającej za

9 Układy rozruchowe ilników indukcyjnych pierścieniowych 115 pomocą tycznika SL. Przebiegi prądu rozruchowego oraz prędkości kątowej zapiywane ą jednocześnie za pomocą ocylografu wielokanałowego. Amperomierz włączony do obwodu wtórnego przekładnika prądowego łuży do kalowania ocylogramu. Sygnał napięciowy, proporcjonalny do prędkości kątowej, uzykuje ię z tachoprądnicy TP. SL J L1 L2 L3 K L M ~ Rozruznik rezytancyjny wielotopniowy A k l TP Rozruznik wiroprądowy Ocylograf SZ Ry Schemat układów pomiarowych do badań rozruchów ilników indukcyjnych pierścieniowych Schemat ideowy trójtopniowego rozruznika rezytorowego przedtawiono na ryunku 8.5. Trójfazowy rozruznik rezytorowy ma trzy ekcje rezytorów: R rd1, R rd2, R rd3, zwierane kolejno tycznikami SR1, SR2, SR3. Oznacza to, że rezytancja pierwzego topnia rozruchowego wynoi: R rd1 + R rd2 + R rd3, odpowiednio drugiego: R rd2 + + R rd3, trzeciego: R rd3. Rodzaj terowania wybiera ię przełącznikiem ręcznym, wypoażonym w trzy pary przełączalnych tyków no/nz oznaczonych W1 W6. Zamknięcie tyków W1, W3, W5 powoduje przełączenie układu terowania do rozruchu w funkcji czau. Rozruch układu natępuje po załączeniu przyciku ZAŁ, powodującym zadziałanie tycznika SL i włączenie ilnika do ieci zailającej w tanie, gdy rezytancja rozruznika ma wartość makymalną (pierwzy topień rozruchowy). Jednocześnie natępuje podtrzymanie przyciku ZAŁ tykami pomocniczymi 1SL oraz zailanie przekaźnika czaowego PC1. Po czaie natawy dla pierwzego topnia rozruchowego, przekaźnik PC1 powoduje zamknięcie tycznika SR1, zwierającego ekcję rezytorów R rd1 rozruznika. Silnik dokonuje rozruchu na drugim topniu rozruchowym, a układ terowania załącza zailanie przekaźnika czaowego PC2. Dalzy proce rozruchu odbywa ię

10 116 Ćwiczenie 8 analogicznie aż do zamknięcia tycznika SR3, czyli przejścia ilnika do pracy na charakterytyce naturalnej. Jednocześnie z chwilą zamknięcia tycznika SR3 natępuje odłączenie tykiem pomocniczym SR3 zailania cewek przekaźników czaowych PC1, PC2 i PC3 oraz tyczników SR1 i SR2, co ma znaczenie ze względu na ozczędność energii elektrycznej. Przejście do terowania rozruchem w funkcji prądu natępuje po przełączeniu przełącznika ręcznego w pozycję zamkniętych tyków W2, W4, W6 (otwarcie tyków W1, W3, W5). L1 L2 L3 N SL Bi WYŁ ZAŁ SL 1SL W1 PC1 SR3 K k P1 P2 P3 < < < W2 PP1 L l PC1 SR1 M 3~ P1 SR1 PP1 W3 W4 PC2 PP2 SR3 PC2 SR2 R rd3 P2 PP2 W5 PC3 SR2 R rd2 SR2 W6 PP3 SR1 R rd1 PC3 SR3 P3 PP3 SR3 Ry Schemat ideowy trójtopniowego rozruznika rezytorowego terowanego w funkcji czau lub prądu

11 Układy rozruchowe ilników indukcyjnych pierścieniowych 117 Do terowania zatoowano trzy niezależne przekaźniki prądu dolnego ( podprądowe) P1, P2, P3, przez co możliwa jet realizacja rozruchu przy różnych, niezależnych natawach wartości prądów przełączeń dla kolejnych topni rozruchowych. Jet to itotne dla przypadku rozruchu układu napędowego z mazyną roboczą o charakterytyce M o cont, np. M o = k (ry. 8.1b). W celu zapewnienia czau zwłoki na otwarcie tyków no przekaźników P przy kokowych wzrotach prądu rozruchowego dla kolejnych topni, zatoowano przekaźniki pomocnicze PP1, PP2, PP3 ze zwłoką czaową przy zamykaniu. Z chwilą włączenia ilnika do ieci zailającej natępuje otwarcie tyków przekaźnika P1 i zamknięcie z opóźnieniem przekaźnika PP1, a tym amym rozruch na pierwzym topniu rozruchowym. Gdy prąd ilnika zmniejzy ię do wartości prądu natawy przekaźnika P1, zadziała tycznik SR1, powodując jednocześnie przejście na drugi topień rozruchowy oraz wyeliminowanie wpływu przekaźnika P1 na dalzy przebieg proceu rozruchu. Przy kolejnym zmniejzeniu ię wartości prądu ilnika przekaźnik P2 powoduje zadziałanie tycznika SR2 i rozruch ilnika na trzecim topniu rozruchowym. Przejście na charakterytykę naturalną ilnika i odłączenie zailania cewek przekaźników PP1, PP2, PP3 oraz tyczników SR1, SR2 natąpi po zadziałaniu tycznika SR3 pobudzonego przekaźnikiem P3. Odłączenie ilnika od ieci zailającej oraz powrót układu terowania do tanu wyjściowego dokonuje ię przycikiem WYŁ. Układ pomiarowy i terowania rozruchem za pomocą trójtopniowego rozruznika rezytorowego umożliwia badania przewidziane programem ćwiczenia: dla zmiennych wartości momentu bezwładności układu, dowolnych nataw czaów pracy topni rozruchowych (PC1, PC2, PC3) i dowolnych nataw prądów przełączeń (P1, P2, P3). W przypadku badań rozruchów z zatoowaniem rozruznika wiroprądowego należy dokonać wymiany rozruzników zgodnie z ryunkiem Badania laboratoryjne Badania mają na celu doświadczalne określenie wpływu rodzaju zatoowanego rozruznika, zmiennych nataw parametrów układu terowania rozruzników rezytorowych wielotopniowych oraz wartości momentu bezwładności na przebieg proceu rozruchu układu napędowego z ilnikiem indukcyjnym pierścieniowym. Uzykane wyniki badań pozwolą pogłębić wiedzę teoretyczną oraz oiągnąć umiejętności formułowania kryteriów oceny poprawności rozruchu na podtawie charakterytyk prądu tojana w funkcji poślizgu ilnika. Przebiegi prądu tojana można ocylografować bezpośrednio lub z zatoowaniem przetwornika prądu AC/DC. Na ryunku 8.6 przedtawiono przykładowy zapi ocylograficzny prądu z zatoowaniem przetwornika AC/ DC oraz prędkości kątowej. Skalowanie ocylogramu prądu wykonuje ię na podtawie odczytu wkazań amperomierza w tanie utalonym (po dokonanym rozruchu). Zgodnie z oznaczeniami jak na ryunku 8.6, tała ocylogramu prądu wynoi

12 118 Ćwiczenie 8 C A, gdzie: A wkazanie amperomierza, przekładnia przekładnika prądowego. Skalowanie prędkości kątowej odbywa ię dla założenia, że po dokonanym rozruchu ilnik oiągnął prędkość zbliżoną do ynchronicznej 0. Stała ocylogramu prędkości kątowej C 0. Skalę oi czau wyznacza ię na podtawie wartości pouwu ocylogramu. Wyznaczenie wartości mierzonych wielkości dla czau t x trwania rozruchu polega na pomiarze odległości krzywej ocylogramu od oi t odpowiadającej ich wartościom równym zeru oraz pomnożeniu wyniku pomiaru odległości przez tałe ocylogramu., f t f t [mm] [mm] 0 t x Ry Ocylogramy, = f (t) w czaie rozruchu ilnika indukcyjnego pierścieniowego z trójtopniowym rozruznikiem rezytorowym (do zapiu zatoowano przetwornik AC/DC) Dla przykładu, dla t = t x (ry. 8.6) wyznaczono oraz i obliczono 1 C [A], C. Po analogicznym odczycie dla kolejnych wartości czau t otrzymuje ię punkty charakterytyki względnej wartości prądu rozruchowego i = f (), gdzie 0 i,, przy czym N wartość znamionowa prądu tojana. N 0 t

13 Układy rozruchowe ilników indukcyjnych pierścieniowych 119 Wyniki pomiarów i obliczeń dla przypadków przewidzianych w programie ćwiczenia należy zamieścić w tabeli 8.1 oraz przedtawić graficznie w potaci charakterytyk rozruchowych i = f (), odpowiednio zgrupowanych w celu umożliwienia ich porównania. Tabela 8.1 Lp. t /N Uwagi mm mm A 1/ 1 C = 2 C =... 0 = n N = Obliczenia należy wykonać dla n wybranych punktów pomiarowych każdego ocylogramu, umożliwiających wykreślenie charakterytyk i = f (). Dla prędkości kątowej ilnika (poślizgu), przy której natąpiło przełączenie ilnika na kolejny topień rozruchowy, należy wyznaczyć wartość prądu rozruchowego i przed i po przełączeniu. Otrzymane wyniki badań charakterytyki i = f () łużą do oceny porównawczej efektów toowania wyzczególnionych rozruzników Sprawozdanie Sprawozdanie powinno zawierać: 1. Wykaz parametrów i danych znamionowych badanego układu napędowego. 2. Spi aparatury pomiarowej. 3. Schematy ideowe układów pomiarowych zatoowanych do badań. 4. Tabele z wynikami pomiarów oraz wielkościami obliczanymi na podtawie pomiarów. 5. Charakterytyki prądu rozruchowego ilnika i = f () dla wzytkich rodzajów zatoowanych rozruzników. Charakterytyki należy zgrupować na ryunkach według zaleceń prowadzącego zajęcia. 6. Uwagi i wnioki Zagadnienia kontrolne 1. Wyjaśnić rolę rozruznika w układach napędowych z ilnikami indukcyjnymi pierścieniowymi.

14 120 Ćwiczenie 8 2. Opiać budowę rozruzników rezytorowych wielotopniowych oraz wiroprądowych. 3. Przedtawić konekwencje toowania rozruzników rezytorowych terowanych w funkcji czau w przypadkach rozruchów układów napędowych z mazynami roboczymi o loowo zmiennych warunkach obciążenia. 4. Porównać właściwości rozruzników rezytorowych wielotopniowych i wiroprądowych. 5. Opiać działanie układu terowania laboratoryjnego rezytorowego rozruznika wielotopniowego. Literatura [1] Kędzior W., Podtawy napędu elektrycznego, Wydawnictwo Politechniki Wrocławkiej, Wrocław [2] Laboratorium napędu elektrycznego, praca zbiorowa pod redakcją W. Kędziora, Wydawnictwo Politechniki Wrocławkiej, Wrocław [3] Napęd elektryczny, praca zbiorowa pod redakcją Z. Grunwalda, WNT, Warzawa 1987.