pobieranie: rozruch silnika asynchronicznego
Pobierz dokument docPrzeglądaj wersję html pliku:
POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA
LABORATORIUM Z NAPĘDÓW ELEKTRYCZNYCH
Grupa: Nazwisko i Imię Data Wykonania
01-03-2005
Temat ćwiczenia Rozruch silnika asynchronicznego
Prowadzący
Podpis:
.......................................................................
......................
Ocena:
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia była praktyczna próba zmierzenia przebiegów prądu w
uzwojeniach silnika asynchronicznego w czasie jego rozruchu przy
różnym obciążeniu na jego wale.
Charakterystyka napędu
Przeprowadzano rozruch silnika napędowego obrabiarki TUG-48, silnik ten
jednocześnie napędza wrzeciennik oraz wózek suportu, zapewniając
posuw. Badany silnik, według tabliczki znamionowej oddaje moc
mechaniczną równą 4,7 kW. Poprzez przekładnię pasową napęd
przekazywany jest na skrzynkę wielostopniową z której uzyskujemy
szereg prędkości obrotowych wrzeciona. Silnik obciążony jest więc,
oporami wynikającymi z tarcia w skrzynce przekładniowej. W czasie
rozruchu, silnik musi mieć wystarczającą moc by pokonać moment
bezwładności oraz momenty oporów ruchu także swojego wału.
Pomiary
W czasie ćwiczenia za pomocą przyrządów analogowych mierzyliśmy
prąd pobierany przez jedno z uzwojeń silnika oraz moc czynną w jednej
z faz silnika, prąd płynący przez jedno z uzwojeń silnika
obserwowano również za pomocą oscyloskopu, na którego drugim kanale
włączona była prądnica tachometryczna, umożliwiająca pomiar
prędkości. Użyto następujących przyrządów pomiarowych:
Amperomierz analogowy:
Wpięty w jedną z faz silnika.
Zakres pomiarowy: 0 – 20 A
Watomierz
Watomierz mocy czynnej, z cewką napięciową wpiętą międzyfazowo,
cewką
prądową wpiętą szeregowo.
Zakres pomiarowy: 0 – 2 kW.
Prądnica tachometryczna
Połączona mechanicznie z wałem silnika, podłączona do drugiego
kanału
oscyloskopu.
Oscyloskop cyfrowy TektroniX
Oscyloskop cyfrowy dwukanałowy, zapewniający obserwację i
rejestrację
badanych przebiegów, za pomocą którego obserwowaliśmy przebieg
prądu w
jednej z faz silnika oraz przebieg generowany przez prądniczkę
tachometryczną.
Schemat stanowiska pomiarowego:
Rysunek SEQ Rysunek \* ARABIC 1
Gdzie:
PT – prądniczka tachometryczna.
S1 – stycznik.
T – zabezpieczenie termiczne.
BG – bezpiecznik główny.
Przeprowadzono po jednym pomiarze dla każdej z możliwych do
nastawienia na obrabiarce prędkości obrotowej wrzeciona. Wyniki
pomiarów zawiera następująca tabela.:
Lp. Prędkość posuwu Moc w jednej z faz Prąd w jednej fazie Moc
czynna całkowita Prąd całkowity
v [obr/min] P [kW] If [A] Pc [kW] I = 3*If [A]
1 28 0,25 4,25 0,75 12,75
2 45 0,25 4,25 0,75 12,75
3 71 0,28 4,25 0,84 12,75
4 112 0,32 4,3 0,96 12,9
5 180 0,33 4,3 0,99 12,9
6 280 0,45 4,5 1,35 13,5
7 450 0,53 4,52 1,59 13,56
8 710 1,15 7 3,45 21
Tabela SEQ Tabela \* ARABIC 1
Jak widać z tabeli nawet przy braku obciążenia w wyniku oporów ruchu
tracona jest duża moc, przy niskich prędkościach moc tracona jest
nieznaczna i wynosi około 0,8 kW czyli w przypadku naszego silnika
około 17 % jego mocy znamionowej (jaką może wytworzyć), jednakże
przy wysokich prędkościach jest to 3,45 kW, czyli około 74 % mocy
silnika jest zużytkowana na straty w postaci ciepła, które wydziela
się w mechanizmach obrabiarki. Sprawność obrabiarki przy dużych
prędkościach jest bardzo niska. Należy więc unikać silnego
obciążania obrabiarki przy dużych prędkościach skrawania gdyż
może to doprowadzić do przegrzewania się uzwojeń silnika a co się z
tym wiąże do jego uszkodzenia, lub zadziałania jego układów
zabezpieczających, jeżeli takowe są obecne. Należy więc tak
projektować procesy wytwórcze, aby uwzględnić przy dużych
prędkościach skrawania straty mocy biegu jałowego danej obrabiarki.
W czasie rozruchu dla kilku prędkości obrotowych wrzeciona obrabiarki,
na oscyloskopie zarejestrowano zależność prędkości obrotowej od
czasu. Reszta z zarejestrowanych wykresów jest niemożliwa do
przedstawienia ze względu na uszkodzenie danych na dyskietce z
wynikami.
Rysunek SEQ Rysunek \* ARABIC 2 . Prędkość obrotowa w trakcie
rozruchu.
Sygnał próbkowano z częstotliwością f = 8192 Hz, czas pomiarowy
wynosił 2 s.
Wartości współczynnika cos( przy poszczególnych prędkościach
obrotowych:
P = Uf *If *cos(
Gdzie
Uf – napięcie fazowe = 220 V
If – prąd w jednej z faz
Lp V [ obr / min] cos(
1 28 0,267
2 45 0,267
3 71 0,299
4 112 0,338
5 180 0,348
6 280 0,454
7 450 0,533
8 710 0,747
Tabela SEQ Tabela \* ARABIC 2
Jak widać z powyższej tabeli, w miarę wzrostu obciążenia polepsza
się sprawność elektryczna silnika, wiąże się to z tym, że jego
optymalne warunki pracy są dobrane przy obciążeniu znamionowym. Przy
70% obciążeniu, przy prędkości z podpunktu 8, otrzymujemy cos(
rzędu 0,7 jest to dość dobrym wynikiem. Nie należy zatem
pozostawiać silnika pracującego na biegu jałowym lub pod niskim
obciążeniem, gdyż wiąże się to z jego niską sprawnością.
PAGE
PAGE 1
Laboratorium z napędów elektrycznych
rozruch silnika asynchronicznego
POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA
LABORATORIUM Z NAPĘDÓW ELEKTRYCZNYCH
Grupa: Nazwisko i Imię Data Wykonania
01-03-2005
Temat ćwiczenia Rozruch silnika asynchronicznego
Prowadzący
Podpis:
.......................................................................
......................
Ocena:
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia była praktyczna próba zmierzenia przebiegów prądu w
uzwojeniach silnika asynchronicznego w czasie jego rozruchu przy
różnym obciążeniu na jego wale.
Charakterystyka napędu
Przeprowadzano rozruch silnika napędowego obrabiarki TUG-48, silnik ten
jednocześnie napędza wrzeciennik oraz wózek suportu, zapewniając
posuw. Badany silnik, według tabliczki znamionowej oddaje moc
mechaniczną równą 4,7 kW. Poprzez przekładnię pasową napęd
przekazywany jest na skrzynkę wielostopniową z której uzyskujemy
szereg prędkości obrotowych wrzeciona. Silnik obciążony jest więc,
oporami wynikającymi z tarcia w skrzynce przekładniowej. W czasie
rozruchu, silnik musi mieć wystarczającą moc by pokonać moment
bezwładności oraz momenty oporów ruchu także swojego wału.
Pomiary
W czasie ćwiczenia za pomocą przyrządów analogowych mierzyliśmy
prąd pobierany przez jedno z uzwojeń silnika oraz moc czynną w jednej
z faz silnika, prąd płynący przez jedno z uzwojeń silnika
obserwowano również za pomocą oscyloskopu, na którego drugim kanale
włączona była prądnica tachometryczna, umożliwiająca pomiar
prędkości. Użyto następujących przyrządów pomiarowych:
Amperomierz analogowy:
Wpięty w jedną z faz silnika.
Zakres pomiarowy: 0 – 20 A
Watomierz
Watomierz mocy czynnej, z cewką napięciową wpiętą międzyfazowo,
cewką
prądową wpiętą szeregowo.
Zakres pomiarowy: 0 – 2 kW.
Prądnica tachometryczna
Połączona mechanicznie z wałem silnika, podłączona do drugiego
kanału
oscyloskopu.
Oscyloskop cyfrowy TektroniX
Oscyloskop cyfrowy dwukanałowy, zapewniający obserwację i
rejestrację
badanych przebiegów, za pomocą którego obserwowaliśmy przebieg
prądu w
jednej z faz silnika oraz przebieg generowany przez prądniczkę
tachometryczną.
Schemat stanowiska pomiarowego:
Rysunek SEQ Rysunek \* ARABIC 1
Gdzie:
PT – prądniczka tachometryczna.
S1 – stycznik.
T – zabezpieczenie termiczne.
BG – bezpiecznik główny.
Przeprowadzono po jednym pomiarze dla każdej z możliwych do
nastawienia na obrabiarce prędkości obrotowej wrzeciona. Wyniki
pomiarów zawiera następująca tabela.:
Lp. Prędkość posuwu Moc w jednej z faz Prąd w jednej fazie Moc
czynna całkowita Prąd całkowity
v [obr/min] P [kW] If [A] Pc [kW] I = 3*If [A]
1 28 0,25 4,25 0,75 12,75
2 45 0,25 4,25 0,75 12,75
3 71 0,28 4,25 0,84 12,75
4 112 0,32 4,3 0,96 12,9
5 180 0,33 4,3 0,99 12,9
6 280 0,45 4,5 1,35 13,5
7 450 0,53 4,52 1,59 13,56
8 710 1,15 7 3,45 21
Tabela SEQ Tabela \* ARABIC 1
Jak widać z tabeli nawet przy braku obciążenia w wyniku oporów ruchu
tracona jest duża moc, przy niskich prędkościach moc tracona jest
nieznaczna i wynosi około 0,8 kW czyli w przypadku naszego silnika
około 17 % jego mocy znamionowej (jaką może wytworzyć), jednakże
przy wysokich prędkościach jest to 3,45 kW, czyli około 74 % mocy
silnika jest zużytkowana na straty w postaci ciepła, które wydziela
się w mechanizmach obrabiarki. Sprawność obrabiarki przy dużych
prędkościach jest bardzo niska. Należy więc unikać silnego
obciążania obrabiarki przy dużych prędkościach skrawania gdyż
może to doprowadzić do przegrzewania się uzwojeń silnika a co się z
tym wiąże do jego uszkodzenia, lub zadziałania jego układów
zabezpieczających, jeżeli takowe są obecne. Należy więc tak
projektować procesy wytwórcze, aby uwzględnić przy dużych
prędkościach skrawania straty mocy biegu jałowego danej obrabiarki.
W czasie rozruchu dla kilku prędkości obrotowych wrzeciona obrabiarki,
na oscyloskopie zarejestrowano zależność prędkości obrotowej od
czasu. Reszta z zarejestrowanych wykresów jest niemożliwa do
przedstawienia ze względu na uszkodzenie danych na dyskietce z
wynikami.
Rysunek SEQ Rysunek \* ARABIC 2 . Prędkość obrotowa w trakcie
rozruchu.
Sygnał próbkowano z częstotliwością f = 8192 Hz, czas pomiarowy
wynosił 2 s.
Wartości współczynnika cos( przy poszczególnych prędkościach
obrotowych:
P = Uf *If *cos(
Gdzie
Uf – napięcie fazowe = 220 V
If – prąd w jednej z faz
Lp V [ obr / min] cos(
1 28 0,267
2 45 0,267
3 71 0,299
4 112 0,338
5 180 0,348
6 280 0,454
7 450 0,533
8 710 0,747
Tabela SEQ Tabela \* ARABIC 2
Jak widać z powyższej tabeli, w miarę wzrostu obciążenia polepsza
się sprawność elektryczna silnika, wiąże się to z tym, że jego
optymalne warunki pracy są dobrane przy obciążeniu znamionowym. Przy
70% obciążeniu, przy prędkości z podpunktu 8, otrzymujemy cos(
rzędu 0,7 jest to dość dobrym wynikiem. Nie należy zatem
pozostawiać silnika pracującego na biegu jałowym lub pod niskim
obciążeniem, gdyż wiąże się to z jego niską sprawnością.
PAGE
PAGE 1
Laboratorium z napędów elektrycznych
