Akademia Górniczo-Hutnicza im.s.staszica w Krakowie KATEDRA MASZYN ELEKTRYCZNYCH Ćwiczenie EA5 Silnik 2-fazowy indukcyjny wykonawczy 1. Zapoznanie się z konstrukcją, zasadą działania i układami sterowania silnika. 2. Pomiar charakterystyk mechanicznych n(t) : β = 90 o, α = (1; 0.5) β = 60 0, α = 1 ( β= (U st,u w ) ; α=u st / U w ) 3. Pomiar charakterystyki sterowania amplitudowego n(u st ) przy β=90 0 4. Pomiar charakterystyki sterowania fazowego n(β) przy α = 1 Dane znamionowe silnika: 2ASM400 4.6 W 110 V 0.4 A 1100obr/min 400 Gcm Literatura: R.Sochocki "Mikromaszyny elektryczne", wyd.politechniki Warszawskiej, 1996 r., str.159-174 J.Owczarek i in. "Elektryczne maszynowe elementy automatyki", WNT, 1983 r., str.203-270
Ćwiczenie EA5 Silnik dwufazowy, indukcyjny, wykonawczy 1. Cel ćwiczenia Silniki wykonawcze są przetwornikami elektromechanicznymi przeznaczonymi do otrzymywania jednoznacznej zależności funkcyjnej odpowiedzi mechanicznej, którą może być kąt obrotu wału lub prędkość obrotowa od elektrycznego sygnału sterującego, którym może być wartość lub faza napięcia sterującego. Silnik wykonawczy indukcyjny dwufazowy ma dwa uzwojenia umieszczone w stojanie. Osie uzwojeń są przesunięte względem siebie o kąt 90 o. Jedno z uzwojeń, uzwojenie wzbudzenia, jest zasilane napięciem o stałej amplitudzie, natomiast drugie uzwojenie,uzwojenie sterowania, zasilane jest napięciem o regulowanej amplitudzie przy stałym przesunięciu fazowym -90 o względem napięcia wzbudzenia (sterowanie amplitudowe), lub napięciem o stałej amplitudzie przy zmiennym przesunięciu fazowym (sterowanie fazowe). Możliwa jest równoczesna regulacja amplitudy i fazy uzwojenia sterującego (sterowanie amplitudowo-fazowe). Celem ćwiczenia jest pomiar charakterystyk mechanicznych i regulacyjnych silnika dwufazowego indukcyjnego oraz sprawdzenie, czy spełniają one wymagania stawiane silnikom wykonawczym. 2. Program ćwiczenia Na program ćwiczenia składa się pomiar: - charakterystyk mechanicznych zależności prędkości obrotowej od momentu na wale układu silnik wykonawczy-maszyna hamulcowa n=f(t) dla następujących wartości amplitudy i fazy napięcia sterującego: 1 - U st = U w, β = 90 o 2 - U st = 0,5U w, β = 90 o 3 - U st = U w, β = 60 o - charakterystyk sterowania amplitudowego n=f(u st ) przy przesunięciu fazowym β=90 o - charakterystyk sterowania fazowego n=f(β) przy amplitudzie napięcia sterującego równej napięciu wzbudzenia. 3. Wykonanie ćwiczenia Układ pomiarowy połączony jest zgodnie z zamieszczonym na stanowisku schematem. Wartość napięcia regulowana jest autotransformatorem zasilającym uzwojenie sterujące, natomiast fazę reguluje się przesuwnikiem fazowym. Zmianę momentu obciążenia uzyskuje się poprzez regulację rezystancji obciążenia prądnicy magnetoelektrycznej. 3.1. Pomiar charakterystyk mechanicznych Należy utrzymywać stałe wartości amplitudy i fazy napięcia sterującego w czasie pomiaru danej charakterystyki. Wielkościami mierzonymi są: prędkość obrotowa, napięcie i prąd prądnicy obciążającej. Moment na wale obliczany jest z mocy pobieranej przez prądnicę magnetoelektryczną według następującej zależności: Ppob 100 T = [ Ncm ] Ω P pob = U pm *I pm + I pm 2 *R pm + ΔP o ΔP o = 0.00175*n R pm = 26 [Ω] gdzie: U pm - napięcie prądnicy magnetoelektrycznej I pm - prąd pradnicy magnetoelektrycznej R pm - rezystancja uzwojenia twornika prądnicy magnetoelektrycznej ΔP o - suma strat w rdzeniu prądnicy magnetoelektrycznej i mechanicznych układu. Rodzinę krzywych mechanicznych należy umieścić na jednym wykresie. m
3.2. Pomiar charakterystyki sterowania amplitudowego Faza napięcia sterującego wynosi 90 o, natomiast wartość skuteczną tego napięcia reguluje się od 110 [V] w dół co 10 [V] aż do zatrzymania silnika. Prądnica magnetoelektryczna jest nieobciążona. Mierzonymi wielkościami są prędkość obrotowa i napięcie sterujące. 3.3. Pomiar charakterystyki sterowania fazowego Wartość skuteczna napięcia sterującego wynosi 110 [V], natomiast przesunięcie fazowe względem napięcia wzbudzenia reguluje się od 90 o do 0 o co 10 o. Prądnica magnetoelektryczna jest nieobciążona. Mierzonymi wielkościami są prędkość obrotowa i faza napięcia sterującego. 4. Opracowanie wyników i wykonanie sprawozdania Opracowanie wyników polega na wykonaniu niezbędnych obliczeń zgodnie z zależnościami podanymi w p.3 oraz przedstawieniu następujących wykresów: rys.1 - rodzina 3 charakterystyk mechanicznych n=f(t) rys.2 - charakterystyka sterowania amplitudowego n=f(u st ) rys.3 - charakterystyka sterowania fazowego n=f(β). W podsumowaniu wyników pomiarów należy przedyskutować, czy silnik indukcyjny dwufazowy spełnia wymagania stawiane silnikom wykonawczym.
Przedmiot: Ćwiczenie: EA5 Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica Wydział Elektrotechniki Automatyki Informatyki i Elektroniki LABORATORIUM MASZYN ELEKTRYCZNYCH Elektromaszynowe elementy automatyki Temat: Data wykonania: Silnik 2-fazowy indukcyjny wykonawczy Rok akadem: 20.../20... Nazwisko i Imię: Data: Ocena: Semestr: zimowy 1. Rok studiów: III 2. Grupa: EC/... 3. 4. 5. 6. Zespół: 7. 8. Data i podpis prowadzącego: Uwagi prowadzącego: 1. Dane znamionowe silnika: 2. Pomiar charakterystyk mechanicznych a - U st =110 [V], β = 90 o n [obr/min] I pm [A] U pm [V] U pm I pm R pm I pm 2 ΔP 0 P pob T [Nm]
b - U st = 55 [V], β = 90 o n [obr/min] I pm [A] U pm [V] U pm I pm R pm I pm 2 ΔP 0 P pob T [Nm] c - U st = 110 [V], β = 60 o n [obr/min] I pm [A] U pm [V] U pm I pm R pm I pm 2 ΔP 0 P pob T [Nm]
3. Pomiar charakterystyki sterowania amplitudowego β = 90 o U st [V] n [obr/min] 4. Pomiar charakterystyki sterowania fazowego U st = 110 [V] β n [obr/min]