Zezyty roleowe Mazyny Eletryczne r 76/7 Wojciech Grzegorz Zielińi olitechnia Lela Llin RACJOALA RACA SILIKÓW ASYCHROICZYCH KLATKOWYCH RZY ZMIAIE SKOJARZEIA UZWOJEŃ Z TRÓJKĄTA W GWIAZDĘ EFFICIET OERATIO OF ASYCHROOUS SQUIRREL-CAGE MOTORS AT THE CHAGE FROM DELTA TO STAR WIDIG COECTIO Atrat: Three-phae aynchrono otor with a qirrel-cage rotor that i the ot often applied in the indtry ha it diadvantage which get revealed at a low-load otor operation or at it idling High crrent inpt and low power factor at idling are aong the diadvantage Electrical energy aving i poile owing to the increaed energy indice ch a efficiency or power factor The power factor vale to a coniderale degree depend on the load Hence in cae when the load varie within a wide range an adeqate voltage redction cae it increae When voltage i redced ch qantitie a: torqe overload capacity lip rotor crrent and total power loe increae The otor pply voltage can e varied in a contino or a tep ode In oe cae in order to conideraly enhance energy indice and otain ignificant energy aving it i enogh to apply a two-tep voltage reglation It i otly when the tie-load rn of the otor approache interittent rnning with idling rea The paper preent a oltion that ae poile to enhance energy indice that i to ae the otor operation ore efficient with the application of a delta-to-tar change of the winding connection The ethod conit in that at the tartp and fll-load phae the otor operate at the delta connection of the winding while at lower load vale a witch to the tar connection i perfored Additionally rn of qantitie that are characteritic for an efficient otor operation (power factor efficiency lip crrent inpt) and have een otained aed on laoratory eareent perfored at the deltato-tar witch of the tator winding connection have een deterined Wtęp Stoowany najczęściej w przeyśle trójfazowy ilni aynchroniczny z wirniie latowy poiada pewne wady tóre jawniają ię podcza pracy ilnia przy niewieli ociążeni l przy ieg jałowy Do tych wad należą: dży prąd poierany przez ilni oraz ały wpółczynni ocy przy ieg jałowy Ozczędność energii eletrycznej ożliwa jet dzięi wzrotowi waźniów energetycznych taich ja prawność czy wpółczynni ocy Wartość wpółczynnia ocy w znaczny topni zależy od ociążenia Dlatego też w przypadach w tórych ociążenie zienia ię w zeroich granicach odpowiednie oniżanie napięcia powodje jego wzrot rzy oniżani napięcia wzratają wielości taie ja: przeciążalność oente poślizg prąd wirnia i całowite traty ocy apięcie zailające ilni ożna zieniać w poó ciągły l oowy [] [4] [5] W nietórych przypadach w cel wyraźnego poprawienia waźniów energetycznych i znacznej ozczędności energii eletrycznej wytarczy toowanie dwtopniowej reglacji napięcia Odnoi ię to do przypadów gdy przeieg czaowy ociążenia ilnia jet zliżony do pracy przerywanej z przerwai w potaci pracy jałowej W artyle przedtawiono rozwiązanie ożliwiające polepzenie waźniów energetycznych czyli racjonalną pracę ilnia przy zatoowani przełączenia zwojeń ilnia z trójąta na gwiazdę Metoda ta polega na ty że przy rozrch i pełny ociążeni ilni pracje przy ojarzeni zwojeń w trójąt natoiat przy niżzych ociążeniach natępje przełączenie zwojeń w gwiazdę onadto wyznaczono przeiegi wielości charateryzjących pracę racjonalną (wpółczynni ocy prawność poślizg prąd poierany z ieci przez ilni) otrzyane w oparci o przeprowadzone poiary laoratoryjne przy zianie ojarzenia zwojenia tojana z trójąta na gwiazdę Warni pracy ilnia przy zianie ojarzenia zwojeń rzy rozrch i pełny ociążeni ilni pracje przy ojarzeni zwojeń w trójąt [] []
Zezyty roleowe Mazyny Eletryczne r 76/7 Jeżeli ociążenie ilnia zaleje do wartości = powinna natąpić ziana ojarzenia zwojeń w gwiazdę a wówcza napięcie fazowe zotanie oniżone do wartości = Jet to poó od dawna toowany głównie w cel poprawy wpółczynnia ocy Oniżenie napięcia fazowego powodje zianę przeciążalności wzrot poślizg prąd wirnia trat w zwojeniach oraz ocy iernej Wzytie te wielości zależą od ociążenia ilnia rzeciążalność oente t w ogólny przypad jet oreślona zależnością : t t = () gdzie t jet znaionową przeciążalnością ilnia onieważ przy ociążeni = przeciążalność oente po przełączeni zwojenia wynieie t = t dlatego też przełączenie zwojeń powinno natąpić właśnie przy ty ociążeni rzełączenie zwojeń przy więzych o- ciążeniach powodje zniejzenie przeciążalności Wzrot poślizg przy oniżani napięcia zależy od wartości tego napięcia oraz od ociążenia ilnia oślizg ożna oreślić na podtawie wyrażenia : t + t = () t t + Ze wzor wynia że jeżeli przełączenie zwojeń odywać ię ędzie przy ociążeni równy % ociążenia znaionowego to poślizg zwięzy ię do wartości = W talicy przedtawiono oliczone wartości przeciążalności oente ilnia t oraz poślizg odnieione do poślizg znaionowego dla różnych ociążeń przy ojarzeni zwojeń w trójąt i w gwiazdę Talica 5 7 t 9 78 557 t 4 6 86 9 5 4 9 5 4 a podtawie przedtawionych wyniów ożna twierdzić że przy ojarzeni zwojeń ilnia w trójąt iedy = wzrot ociążenia powodje zniejzenie przeciążalności rzy napięci oniżony przeciążalność aleje ooło trzy razy w porównani do wartości przy napięci znaionowy w cały zareie zian ociążenia Oreślenie waźniów energetycznych Badanio laoratoryjny poddany zotał ilni indcyjny latowy typ SZUe 44a o natępjących danych znaionowych: - oc znaionowa = W - napięcie znaionowe U = 8V - czętotliwość znaionowa f = 5Hz - prąd znaionowy I = 6 6A - prędość orotowa n 4 or = in - wpółczynni ocy co ϕ = 8 - prawność η = 85% a ryn przedtawiono przeiegi prąd poieranego przez ilni przy ojarzeni zwojeń w trójąt i w gwiazdę
Zezyty roleowe Mazyny Eletryczne r 76/7 8 6 I I 6 8 o Odpowiednie przeiegi wpółczynnia ocy w zależności od ociążenia przedtawiono na ryn 8 6 coϕ 6 8 o Ry rąd poierany przez ilni w fncji ociążenia przy ojarzeni zwojenia tojana w trójąt () i w gwiazdę () Wyrey prąd poieranego przez ilni dla różnych ojarzeń zwojenia tojana przecinają ię przy ociążeni = 4 co świadczy o ty że przełączanie dla tej wartości ociążenia jet właściwe Ryne orazje zianę prawności dla o ojarzeń zwojeń w fncji ociążenia 8 6 η 6 8 Ry rzeieg prawności ilnia w zależności od ociążenia przy ojarzeni zwojeń w trójąt() i w gwiazdę () Z wagi na wartość prawności należy przełączyć zwojenie z trójąta w gwiazdę przy ociążeni równy ooło = 5 iedy wartości te ą oie równe o Ry Wpółczynni ocy w zależności od ociążenia przy ojarzeni zwojeń w trójąt () i w gwiazdę () Wpółczynni ocy przy ojarzeni w gwiazdę w cały zareie ociążenia jet więzy niż dla ojarzenia w trójąt rzełączenie zwojeń powinno natępować przy ooło % ociążenia znaionowego ay praca ilnia yła energoozczędna 4 Zare pracy racjonalnej rzy przełączeni zwojeń tojana z trójąta w gwiazdę napięcie zotaje oniżone do wartości = [] [4] Ozczędność ocy poranej przez ilni olicza ię wówcza wedłg zależności (): S Fe r p = + Fe+ r + We wzorze () wpółczynnii: U r = () Fe Fe = = wyrażają odpowiednio traty ocy w rdzeni przy napięci znaionowy znaionowe traty w - zwojeniach Fe oraz traty echaniczne U odnieione do ocy znaionowej
Zezyty roleowe Mazyny Eletryczne r 76/7 W ty przypad ozczędność ocy zależy wyłącznie od ociążenia ilnia a ryn 4 przedtawiono przeieg ozczędności ocy poranej przez ilni po przełączeni zwojeń ilnia z trójąta w gwiazdę S p 5 Ry4 Ziana ozczędności ocy poranej przez ilni po przełączeni zwojeń z trójąta w gwiazdę w fncji ociążenia ilnia raca racjonalna rozpoczyna ię w chwili oniżenia napięcia W iarę oniżania ociążenia ozczędność ocy rośnie oiągając najwięzą wartość przy ieg jałowy 5 Wnioi W oawiany ilni przełączanie zwojeń w gwiazdę powinno odywać ię przy ociążeni o = 4 rzedziałowi te odpowiada zare zian przeciążalności t = 4 5 oraz ziana poślizg = 9 W przedziale ty przeciążalność ilnia jet zliżona do przeciążalności znaionowej tóra w oawiany ilni wynoi t = 9 natoiat poślizg niewiele różni ię od znaionowego rzełączenie zwojeń przy więzych ociążeniach 4 powodje zyi wzrot poślizg a również wzrot trat ocy w wirni Oniżenie napięcia czyli przełączenie zwojenia z trójąta w gwiazdę powinno odywać ię przy tai ociążeni ay odpowiadająca te ociążeni przeciążalność niewiele różniła ię od znaionowej rzy ojarzeni zwojeń ilnia w trójąt iedy = wzrot ociążenia powodje o zniejzenie przeciążalności rzy napięci oniżony przeciążalność aleje ooło trzy razy w porównani do wartości przy napięci znaionowy w cały zareie zian ociążenia Stoowanie przełączenia zwojeń tojana przy niedociążony ilni zwięza jego waźnii energetyczne oraz ożliwia ozczędność energii rzełączanie to jet efetywne gdy ziana ojarzenia zwojeń natępje przy właściwy ociążeni przy tóry nie wzratają całowite traty ilnia 6 Literatra [] Dici B: Mazyny Eletryczne To III: Silnii indcyjne W Warzawa 964r [] Krygier J: Zagadnienia energoozczędnej pracy trójfazowych ilniów aynchronicznych latowych race naowe olitechnii Szczecińiej r 494 Wydawnictwo Uczelniane olitechnii Szczecińiej Szczecin 99r [] Late W: Badanie azyn eletrycznych w przeyśle WT Warzawa 987r [4] Zielińa MJ Szewc M Zielińi W Jahołowi K: Wyrane zagadnienia pracy energoozczędnej ilniów indcyjnych IV Sypozj aowe: Sterowanie i Monitorowanie Uładów rzeyłowych SM r Llin 9- aja r 59-64 [5] Zielińa MJ Zielińi WG: Wyrane algoryty reglacji napięcia zatoowane przy energoozczędnej pracy ilniów indcyjnych XIII Seinari Techniczne BOBRME Koel Utroń 4 Zezyty roleowe - Mazyny Eletryczne Katowice 69/4
Zezyty roleowe Mazyny Eletryczne r 76/7