SILNIK INDUKCYJNY KLATKOWY

Podobne dokumenty
SILNIK INDUKCYJNY KLATKOWY

Silniki indukcyjne. Ze względu na budowę wirnika maszyny indukcyjne dzieli się na: -Maszyny indukcyjne pierścieniowe. -Maszyny indukcyjne klatkowe.

Silnik indukcyjny - historia

Maszyny elektryczne. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W10) Szkoły Policealnej Zawodowej.

Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki. Opracował: Mgr inż. Marek Staude

Maszyny elektryczne. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

LABORATORIUM PRZETWORNIKÓW ELEKTROMECHANICZNYCH

Badanie silnika indukcyjnego jednofazowego i transformatora

Wykład 2 Silniki indukcyjne asynchroniczne

PRĄDNICE I SILNIKI. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Trójfazowe silniki indukcyjne. 1. Wyznaczenie charakterystyk rozruchowych prądu stojana i momentu:

POMIARY MOCY (OBWODY JEDNO- I TRÓJFAZOWE). POMIARY PRĄDÓW I NAPIĘĆ W OBWODACH TRÓJFAZOWYCH

Ćwiczenie: "Silnik indukcyjny"

Pracownia Automatyki i Elektrotechniki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 5. Analiza pracy oraz zasada działania silników asynchronicznych

Na podstawie uproszczonego schematu zastępczego silnika w stanie zwarcia (s = 1) określamy:

Badanie trójfazowego silnika indukcyjnego klatkowego

Zespół Szkół Technicznych im. J. i J. Śniadeckich w Grudziądzu

Silniki prądu przemiennego

BADANIE JEDNOFAZOWEGO SILNIKA ASYNCHRONICZNEGO Strona 1/5

Badanie prądnicy synchronicznej

BADANIE SILNIKA INDUKCYJNEGO

Badanie trójfazowych maszyn indukcyjnych: silnik klatkowy, silnik pierścieniowy

Badanie trójfazowego silnika indukcyjnego pierścieniowego

Metodę poprawnie mierzonego prądu powinno się stosować do pomiaru dużych rezystancji, tzn. wielokrotnie większych od rezystancji amperomierza: (4)

Temat: Silniki komutatorowe jednofazowe: silnik szeregowy, bocznikowy, repulsyjny.

Wykład 1. Serwonapęd - układ, którego zadaniem jest pozycjonowanie osi.

SILNIKI ASYNCHRONICZNE (INDUKCYJNE) KLATKOWE I PIERŚCIENIOWE

Temat: ŹRÓDŁA ENERGII ELEKTRYCZNEJ PRĄDU PRZEMIENNEGO

Maszyna indukcyjna jest prądnicą, jeżeli prędkość wirnika jest większa od prędkości synchronicznej, czyli n > n 1 (s < 0).

Zakład Zastosowań Elektroniki i Elektrotechniki

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA

Silniki synchroniczne

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI Badanie transformatora jednofazowego

Data wykonania ćwiczenia... Data oddania sprawozdania

EA3. Silnik uniwersalny

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI Badanie silnika bocznikowego prądu stałego

9 Rozruch i hamowanie silników asynchronicznych trójfazowych

Rdzeń stojana umieszcza się w kadłubie maszyny, natomiast rdzeń wirnika w maszynach małej mocy bezpośrednio na wale, a w dużych na piaście.

Wykład 2. Tabliczka znamionowa zawiera: Moc znamionową P N, Napięcie znamionowe uzwojenia stojana U 1N, oraz układ

st. stacjonarne I st. inżynierskie, Energetyka Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki Ćwiczenie nr 4 OBWODY TRÓJFAZOWE

Badanie prądnicy prądu stałego

MOŻLIWOŚCI ZASTOSOWANIA MONITORINGU POBORU MOCY W MASZYNACH ODLEWNICZYCH Z NAPĘDEM ELEKTRYCZNYM E. ZIÓŁKOWSKI 1 R. WRONA 2

Ćwiczenie M 1 - protokół. Badanie maszyn prądu stałego: silnika bocznikowego i prądnicy obcowzbudnej

Przetworniki Elektromaszynowe st. n.st. sem. V (zima) 2016/2017

Ćwiczenie EA5 Silnik 2-fazowy indukcyjny wykonawczy

POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI INSTYTUT MASZYN I URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH LABORATORIUM ELEKTRYCZNE. Układ LEONARDA.

Laboratorium Elektromechaniczne Systemy Napędowe BADANIE AUTONOMICZNEGO GENERATORA INDUKCYJNEGO

Rozwój sterowania prędkością silnika indukcyjnego trójfazowego

Zasilanie silnika indukcyjnego poprzez układ antyrównoległy

w10 Silnik AC y elektrotechniki odstaw P

W3 Identyfikacja parametrów maszyny synchronicznej. Program ćwiczenia:

MASZYNY INDUKCYJNE SPECJALNE

Wykład 4. Strumień magnetyczny w maszynie synchroniczne magnes trwały, elektromagnes. Magneśnica wirnik z biegunami magnetycznymi. pn 60.

Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek

Rozkład materiału z przedmiotu: Urządzenia elektryczne i elektroniczne

Układy rozruchowe silników indukcyjnych klatkowych

Nr programu : nauczyciel : Jan Żarów

Charakterystyka rozruchowa silnika repulsyjnego

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Laboratorium z Elektrotechniki z Napędami Elektrycznymi

bieguny główne z uzwojeniem wzbudzającym (3), bieguny pomocnicze (komutacyjne) (5), tarcze łożyskowe, trzymadła szczotkowe.

Ćwiczenie nr.14. Pomiar mocy biernej prądu trójfazowego. Q=UIsinϕ (1)

Badanie silnika bezszczotkowego z magnesami trwałymi (BLCD)

Sposób analizy zjawisk i właściwości ruchowych maszyn synchronicznych zależą od dwóch czynników:

Pracownia Automatyki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 10 str.1/2 ĆWICZENIE 10

Maszyny Elektryczne i Transformatory st. n. st. sem. III (zima) 2018/2019

Układ kaskadowy silnika indukcyjnego pierścieniowego na stały moment

Ćwiczenie: "Silnik prądu stałego"

Zakład Zastosowań Elektroniki i Elektrotechniki

Ćwiczenie EA1 Silniki wykonawcze prądu stałego

ROZRUCH I REGULACJA PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ SILNIKA INDUKCYJNEGO PIERŚCIENIOWEGO

BADANIE SILNIKA SKOKOWEGO

Zespół Szkół Technicznych im. J. i J. Śniadeckich w Grudziądzu

Badanie napędu z silnikiem bezszczotkowym prądu stałego

Ćwiczenie 3 Falownik

INSTRUKCJA LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI BADANIE TRANSFORMATORA. Autor: Grzegorz Lenc, Strona 1/11

- kompensator synchroniczny, to właściwie silnik synchroniczny biegnący jałowo (rys.7.41) i odpowiednio wzbudzony;

Ćwiczenie nr.13 Pomiar mocy czynnej prądu trójfazowego

Opracować model ATP-EMTP silnika indukcyjnego i przeprowadzić analizę jego rozruchu.

W5 Samowzbudny generator asynchroniczny

TEST DLA GRUPY ELEKTRYCZNEJ

X X. Rysunek 1. Rozwiązanie zadania 1 Dane są: impedancje zespolone cewek. a, gdzie a = e 3

SILNIKI ASYNCHRONICZNE INDUKCYJNE

Laboratorium Elektroniki w Budowie Maszyn

TRANSFORMATORY. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

BADANIE SILNIKA WYKONAWCZEGO PRĄDU STAŁEGO

transformatora jednofazowego.

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 7. Pomiar mocy czynnej, biernej i cosφ

Spis treści 3. Spis treści

SILNIKI PRĄDU STAŁEGO

Maszyny Elektryczne Ćwiczenia

PRACY SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

SPIS RZECZY. Str. PRZEDMOWA. SPIS DZIEŁ z dziedziny maszyn elektrycznych, i prostowników... XIII

ĆWICZENIE T2 PRACA RÓWNOLEGŁA TRANSFORMATORÓW

Ć W I C Z E N I E nr 9 BADANIE TRANSFORMATORA JEDNOFAZOWEGO

Zespół B-D Elektrotechniki

MASZYNA SYNCHRONICZNA. WSPÓŁPRACA Z SIECIĄ.

Maszyny elektryczne Electrical machines. Energetyka I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólnoakademicki / praktyczny)

Ćwiczenie: "Obwody ze sprzężeniami magnetycznymi"

Ćwiczenie 8. BADANIE MASZYN PRĄDU STAŁEGO STANOWISKO I. Badanie silnika bocznikowego

I. Podstawowe wiadomości dotyczące maszyn elektrycznych

Transkrypt:

SILNIK INDUKCYJNY KLATKOWY. Budowa i zasada działania silników indukcyjnych Zasadniczymi częściami składowymi silnika indukcyjnego są nieruchomy stojan i obracający się wirnik. Wewnętrzną stronę stojana tworzy pakiet z blach o wyciętych żłobkach, w których są umieszczone fazy uzwojenia. (rys..) Rys.. Uzwojenie stojana silnika indukcyjnego (schemat ideowy). Wirnik może być klatkowy lub pierścieniowy. Wirnik klatkowy (zwarty) ma uzwojenie w postaci klatki wykonanej z nieizolowanych prętów połączonych na końcach pierścieniami zwierającymi (rys..). Wirnik pierścieniowy ma uzwojenie wykonane z drutu nawojowego, podobnie jak stojan. Końce faz uzwojenia są ze sobą zwarte, tworząc tzw. punkt gwiazdowy, początki natomiast są połączone z pierścieniami ślizgowymi umieszczonymi na wale (rys..). Do pierścieni ślizgowych przylegają szczotki, które umożliwiają połączenie wirujących uzwojeń wirnika z obwodami zewnętrznymi (najczęściej są to rezystancje rozruchowe bądź regulacyjne). Rys.. Budowa silnika indukcyjnego klatkowego a klatka, b wirnik, c silnik w przekroju Zasada działania silników indukcyjnych opiera się na wykorzystaniu zjawiska indukcji elektromagnetycznej. Źródłem strumienia magnetycznego jest uzwojenie stojana, którego fazy rozmieszczone na obwodzie co 0º są zasilane napięciami -fazowymi, przesuniętymi w fazie także o 0º. Pole magnetyczne to wirujące pole kołowe, którego prędkość wirowania, zwana prędkością synchroniczną, opisuje się wzorem:

0 f n = p gdzie: f częstotliwość napięcia zasilającego, p liczba par biegunów. Rys.. Wirnik silnika indukcyjnego pierścieniowego Pole wirujące przecina uzwojenia wirnika i indukuje w nim napięcia. Jeżeli obwód wirnika jest zamknięty, to pod wpływem tych napięć płyną prądy. Prądy te, łącznie z polem magnetycznym stojana, są źródłem momentu wirnika. Pod wpływem tego momentu wirnika się obraca. Prędkość wirowania wirnika n jest mniejsza od prędkości synchronicznej (silnik asynchroniczny). W silnikach indukcyjnych używa się powszechnie pojęcia poślizgu s: n n s = n gdzie: n prędkość synchroniczna, n prędkość wirnika. Gdy wirnik silnika asynchronicznego jest nieruchomy, wówczas jego prędkość obrotowa przyjmuje wartość zero (n = 0), a poślizg s =. Przy prędkości wirnika równej prędkości synchronicznej poślizg jest równy zeru (s = 0). Rys.. Charakterystyki: momentu i prądu stojana silnika indukcyjnego

Charakterystyka momentu M oraz charakterystyka prądu stojana I w funkcji obrotów (poślizgu) zostały przedstawione na rys.. Na podstawie tego rysunku można łatwo prześledzić charakterystyczne punkty obu charakterystyk. Prąd stojana silnika ma największą wartość I r przy nieruchomym wirniku (n = 0, s = ), a moment rozruchowy M r nie przyjmuje wtedy swej największej wartości. Maksymalna wartość momentu M max występuje przy poślizgu tzw. krytycznym s k.. Rozruch silników indukcyjnych klatkowych Włączenie silnika do sieci o pełnym napięciu wiąże się z wystąpieniem dużych (od do I N ) prądów rozruchowych. Jest to niebezpieczne zarówno dla silnika (skutki termiczne, elektrodynamiczne), jak i dla zasilającej sieci (duży spadek napięcia w sieci). Najpowszechniej stosowane są następujące sposoby rozruchu silników asynchronicznych klatkowych: - rozruch bezpośredni, - rozruch napięciowy. Rozruch bezpośredni, polegający na bezpośrednim włączeniu silnika do sieci o pełnym napięciu występuje tylko w przypadku sieci dopuszczającej tak duży chwilowy pobór prądu (sieć o odpowiednio dużej mocy zwarcia) i przy napędach o krótkim czasie rozruchu. W silnikach większej mocy o długim czasie rozruchu stosuje się rozruch napięciowy. Rys.. Wpływ napięcia zasilania: a) na zależność prądu stojana od prędkości, b) na charakterystykę mechaniczną Rozruch napięciowy, polega na zmniejszeniu prądów rozruchowych poprzez obniżenie napięcia zasilającego (rys.a). W pierwszej chwili rozruchu zasila się silnik napięciem obniżonym, które w miarę wzrostu prędkości silnika podnosi się do wartości znamionowej. Napięcie zasilania można zmieniać płynnie, stosując zasilanie z regulatora napięcia, lub skokowo, stosując przełącznik gwiazda trójkąt (rys..). W przypadku przełącznika gwiazda-trójkąt uzwojenie stojana silnika pracujące normalnie przy połączeniu w trójkąt jest w trakcie rozruchu przełączone za pomocą przełącznika w gwiazdę. Dzięki temu przełączeniu następuje w czasie rozruchu obniżenie razy napięcia przypadającego na fazę uzwojenia.

Rys.. Rozruch silnika indukcyjnego za pomocą przełącznika gwiazda-trójkąt a połączenie w gwiazdę, b połączenie w trójkąt, c silnik z nadbudowanym przełącznikiem gwiazda - trójkąt Przy obniżeniu napięcia zasilającego następuje także zmniejszenie wartości momentu (rys..b), w tym także momentu rozruchowego M r. Nie zmienia się jednak miejsce występowania na charakterystyce mechanicznej momentu maksymalnego M max, czyli nie zmienia się poślizg krytyczny s k. Zmniejszenie wartości momentu rozruchowego ma bezpośredni wpływ na przebieg i dynamikę rozruchu. Może się zdarzyć nawet tak, że moment obciążenia w chwili rozruchu jest większy niż moment rozruchowy rozwijany przez silnik. W takim przypadku rozruch jest niemożliwy. Rys.. Wpływ częstotliwości zasilania na charakterystykę mechaniczną silnika: a) przy stałej wartości napięcia zasilania U = const, b) przy proporcjonalnej zmianie napięcia

zasilania i częstotliwości U /f = const, c) przy parametrycznej zmianie U i f zapewniającej M k = const, d) przy parametrycznej zmianie U i f zapewniającej M r = const Regulacja prędkości obrotowej uzyskać można poprzez zmianę częstotliwości napięcia zasilania. (rys..) Wymaga to jednak instalowania specjalnego urządzenia, stanowiącego źródło prądu trójfazowego o regulowanej częstotliwości, tzw. przetwornicy częstotliwości.

. POMIARY.. Oznaczenia U V, I A, - zakresy pomiarowe woltomierza, amperomierza U, I, P - napięcie, prąd i moc w czasie pomiaru I N - znamionowy prąd watomierza U N - znamionowe napięcie watomierza cosϕ N - znamionowy współczynnik mocy watomierza α m - maksymalna liczba działek skali miernika α - liczba działek miernika podczas pomiaru C V, C A, C W - stałe woltomierza, amperomierza i watomierza. Zapoznanie się tabliczką znamionową silnika Zapoznać się z danymi znamionowymi silnika indukcyjnego, które należy umieścić w sprawozdaniu.. Bieg jałowy silnika Zapoznać się z układem pomiarowym na rysunku. i zidentyfikować elementy w rzeczywistym układzie pomiarowym. Następnie należy określić stałe mierników według zależności: = [] = [] = [] Rys... Schemat układu pomiarowego bieg jałowy Po dokonanym rozruchu (rozruch napięciowy z użyciem autotransformatora) należy wykonać pomiary nieobciążonego silnika, mierząc prądy stojana, moce pobierane przez poszczególne fazy w funkcji napięcia zasilania, zmieniając je od wartości,u N w dół. Wyniki pomiarów i obliczeń zamieścić w tabeli..

Tabela.. U I I I = C V α [V] C A α [A] C A α [A] C A α [A] [A] 0 0 P P P = + + C W α [W] C W α [W] C W α [W] [W] Do sprawozdania należy wykonać charakterystyki I 0 =f(u), P 0 =f(u) (ręcznie na papierze milimetrowym lub komputerowo) pamiętając, że układ współrzędnych rozpoczynamy w punkcie (0,0).

. Stan obciążenia silnika Zapoznać się z układem pomiarowym na rysunku. i określić stałe mierników (wzory:,, ). Pomiary przy obciążeniu są podstawą do wyznaczenia charakterystyki mechanicznej silnika, zależności prądu pobieranego przez silnik w funkcji obrotów oraz charakterystyki sprawności silnika. Rys... Schemat układu pomiarowego stan obciążenia silnika.. Stan obciążenia silnika przy U=U N. Po dokonanym rozruchu należy ustawić napięcie zasilania równe U N badanego silnika. Należy mierzyć moc pobieraną przez poszczególne fazy silnika, prądy stojana oraz obroty w zależności od zmian obciążenia M. Wyniki pomiarów i obliczeń zamieścić w tabeli.. 0 Tabela. M I I I = [Nm] C A α [A] C A α [A] C A α [A] [A]

0 n P P P = + + [obr/min] C W α [W] C W α [W] C W α [W] [W] Do sprawozdania należy wykonać obliczenia mocy oddanej (P odd ) oraz sprawności silnika z zależności: = [], = [] Zamieścić przykładowe obliczenia, a wyniki zamieścić w tabeli. Tabela.. 0 P odd η [W] [-] Należy wykonać charakterystyki I =f(n), M=f(n), η=f(p odd ) (ręcznie na papierze milimetrowym lub komputerowo) pamiętając, że układ współrzędnych rozpoczynamy w punkcie (0,0).

.. Stan obciążenia przy U<U N. Należy obniżyć napięcie zasilania do poziomu wskazanego przez prowadzącego zajęcia i powtórzyć pomiary jak w punkcie.. Wyniki pomiarów zamieścić w tabeli.. 0 Tabela.. M I I I = [Nm] C A α [A] C A α [A] C A α [A] [A] 0 n P P P = + + [obr/min] C W α [W] C W α [W] C W α [W] [W] Do sprawozdania należy wykonać obliczenia mocy oddanej (P odd ) oraz sprawności silnika z zależności (, ) Zamieścić przykładowe obliczenia, a wyniki obliczeń zamieścić w tabeli.

Tabela.. 0 P odd η [W] [-] Należy wykonać charakterystyki I =f(n), M=f(n), η=f(p odd ) (ręcznie na papierze milimetrowym lub komputerowo) pamiętając, że układ współrzędnych rozpoczynamy w punkcie (0,0). Na końcu sprawozdania umieścić odpowiednie wnioski dotyczące przeprowadzonego ćwiczenia. SPRAWOZDANIE Sprawozdanie wykonane ręcznie lub przy użyciu komputera. Sprawozdanie powinno zawierać:.. Część formalna (strona tytułowa):... Temat ćwiczenia laboratoryjnego... Skład zespołu laboratoryjnego... Data wykonania ćwiczenia.. Część pomiarowa i wynikowa (każdy punkt z osobna)... Schemat pomiarowy... Tabela z wynikami... Wszystkie niezbędne obliczenia (pamiętając o jednostkach) i wykresy... Wnioski związane z przeprowadzonymi pomiarami i obliczeniami.. Protokół z laboratorium podpisany przez prowadzącego