Měření na 3fázovém asynchronním
motoru
Motor naprázdno
0. 1. Zadání
Změřte třífázový asynchronní motor s kotvou vinutou v chodu naprázdno. Napětí regulujte
v rozmezí 260 – 80 V, měřte proudy ve všech fázích, činný příkon, sdružené napětí.
Vypočítejte účiník naprázdno. Sestrojte charakteristiky naprázdno – závislost P0, I0, cos 0 =
f(U0). Pro jmenovité proveďte rozbor ztrát naprázdno P0, vyčíslete hodnoty ztrát mechanických
v železe a ve vinutí statoru.
Odpor jedné fáze Rf = 2,3 . Motor zapojte do trojúhelníka – Un = 220 V, proveďte 10 měření.
0. 2. Cíl měření
Účelem měření naprázdno je zjistit mechanické ztráty a vlastnosti magnetického obvodu –
podle ztrát v železe.
1. 1. Teoretický rozbor
Zkouška se provádí při proměnném napětí a stálé rychlosti otáčení. Nastavuje se napětí a
měří se proud a činný příkon. Při sníženém napětí se snižuje rychlost otáčení, reguluje se napětí od
120 do 130 % jmenovitého do 30 % jmenovitého napětí.
Napájecí napětí musí mít konstantní kmitočet, musí být symetrické, sinusového průběhu.
Příkon naprázdno představuje ztráty naprázdno – ztráty mechanické, v železe a ve vinutí statoru,
rozbor ztrát se provádí pomocí grafické závislosti P0 = f (U0).
ΔPmech . . . příkon při nulovém napětí (teoretická hodnota)
ΔPj0 . . . určí se výpočtem v závislosti na zapojení statoru
Spojení do hvězdy: ΔPj0 = 3Rf * I02 [W]
Spojení do trojúhelníka: ΔPj = Rf * I02 [W]
I0 . . . střední hodnota naměřených proudů v přívodech motoru
ΔPFe = P0 − ΔPmech – ΔPj0
Motor v chodu naprázdno si bere energii pouze k vytvoření magnetického pole, fázový posuv
mezi napětím a proudem bude veliký – motor naprázdno má charakter indukčnosti, účiník bude
dosahovat malých hodnot.
1. 2. Postup měření, vztahy potřebné při výpočtu
Zapojíme měřicí přístroje dle schématu. Zapneme napájení, nastavíme vstupní napětí na 260
V a zapíšeme hodnoty na přístrojích. Dále snížíme napětí o 20 V a opět zapíšeme hodnoty, tak
pokračujeme až do meze 80 V včetně.
I0 = (I0U + I0V + I0W)*p/3 [A]
P0 = kW*p*(W1 + W2) [W]
cos 0 = P0/( 3*U0*I0) [-]
Pozn.: Vzhledem k velkému fázovému posuvu bude mít jeden wattmetr zápornou výchylku.
© PRŮCHA Tomáš
[email protected]
2. 1. Schéma zapojení
2. 2. Použité přístroje
Wattmetry Ms 43 a 44
Ampérmetry Fk 17B
Voltmetr UNI-T 3900
Třífázový asynch. motor Lv. 018/3
Reg. autotransformátor RA 3x10
Měřící transformátory proudu DKP 1178
3. 1. Tabulky naměřených a vypočtených hodnot
č.m.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Iu [A]
2,96
2,29
1,81
1,45
1,21
1,02
0,85
0,72
0,59
0,46
© PRŮCHA Tomáš
Iv [A]
2,84
2,20
1,76
1,41
1,16
0,97
0,81
0,68
0,56
0,43
Iw [A]
2,83
2,22
1,75
1,41
1,15
0,96
0,81
0,67
0,53
0,43
I0 [A]
11,507
8,947
7,093
5,693
4,693
3,933
3,293
2,760
2,240
1,760
Pw1 [W] + Pw2 [W] 48
31
34
23
24
17
18
12
14
9
10
7
8
5
6
4
4
3
3
2
P0 [W]
680
440
280
240
200
120
120
80
40
40
cos 0 [-]
0,131
0,118
0,104
0,122
0,137
0,110
0,150
0,139
0,103
0,164
U0 [V]
260
240
220
200
180
160
140
120
100
80
[email protected]
3. 2. Příklad výpočtu
kW=Mu*Mi/MAX
kW=300*5/150
kW=10 W/d
I0=p*(Iu+Iv+Iw)/3
I0=4*(2,96+2,84+2,83)/3
I0=11,507 A
P0=(PW1-PW2)*k*p
P0=(48-31)*40
P0=680 W
cos 0=P0/(1,73*U0*I0)
cos 0=680/(1,73*260*11,5)
cos 0=0,131
p=IVST/IVÝST
p=20/5
p=4
4. 1. Charakteristiky naprázdno
P0 = f (U0)
800
700
P0 [W]
600
500
400
300
200
100
0
260
240
220
200
180
160
140
120
100
80
100
80
U0 [V]
I0 = f (U0)
14,000
12,000
I0 [A]
10,000
8,000
6,000
4,000
2,000
0,000
260
240
220
200
180
160
140
120
U0 [V]
© PRŮCHA Tomáš
[email protected]
cos 0 = f (U0)
0,180
0,160
0,140
cos 0 [-]
0,120
0,100
0,080
0,060
0,040
0,020
0,000
260
240
220
200
180
160
140
120
100
80
U0 [V]
4. 2. Závěr
Měření proběhlo úspěšně. Měřený motor má velké ztráty naprázdno a odebírá tak poměrně velké
množství energie, i když není zatížen. Nejspíše to je způsobeno jeho stářím.
Motor nakrátko
0. 1. Zadání
Změřte třífázový asynchronní motor s kotvou vinutou v chodu nakrátko.
Regulujte proud motoru v rozmezí 1 – 10 A. Měřte napětí a činný výkon. Vypočítejte cos k,
sestrojte charakteristiky naprázdno – závislost Pk, Ik, cos k na Uk.
0. 2. Cíl měření
Cílem zkoušky nakrátko je určení těchto hodnot:
a) napětí a ztráty nakrátko při In
b) záběrový moment
c) kontrola spojovače nakrátko
1. 1. Teoretický rozbor
Měření provádíme při proudu Ik = In, tomu odpovídající napětí je 10 – 30% Uno
Proud nakrátko při Un . . . Iks = Iki*Un/Uk
Příkon nakrátko při Un . . . Pks = Pki*(Un/Uk)2
1. 2. Vztahy potřebné pro výpočet
Ik = p*(IU+IV+IW)/3 [A]
Pk = k*p*(W1+W2) [W]
cos k = Pk/(√3|*Uk*Ik) [-]
© PRŮCHA Tomáš
[email protected]
2. 1. Schéma zapojení
2. 2. Použité přístroje
Wattmetry - Me 43 a 44
Voltmetr – digitální přístroj Fk17B
Ampérmetry – digitální přístroje Fk17B
Měřící transformátory proudu – BKP 1178
Reg. autotransformátor Me 73
Třífázový asynch. motor Lv. 018/3
3. 1. Tabulky naměřených a vypočtených hodnot
č. m.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Iu [A]
0,24
0,52
0,80
1,02
1,27
1,50
1,75
2,02
2,28
2,55
Iv [A]
0,25
0,50
0,75
1,00
1,25
1,50
1,75
2,00
2,25
2,50
Iw [A]
0,21
0,43
0,65
0,87
1,08
1,30
1,53
1,77
1,96
2,20
Ik [A]
0,93
1,93
2,93
3,85
4,80
5,73
6,71
7,72
8,65
9,67
PW1 [d]
1,5
5,0
10,0
16,0
24,0
33,0
45,0
58,0
73,0
90,0
PW2 [W]
0,0
0,5
0,9
1,0
1,5
2,5
2,9
3,1
4,0
4,0
Pk [W]
12
44
87,2
136
204
284
383,2
488,8
616
752
Uk [V]
9,4
17,9
26,6
33,4
41,2
48,7
56,6
63,8
71,6
79,0
cos k [-]
0,787
0,736
0,645
0,609
0,596
0,587
0,583
0,573
0,574
0,569
Převod MTP: 4 Konstanta wattmetrů: 2
© PRŮCHA Tomáš
[email protected]
3. 2. Příklad výpočtu (pro 5. měření)
kW=Mu*Mi/MAX
kW=60*5/150
kW=2 W/d
Ik=p*(Iu+Iv+Iw)/3
Ik=4*(1,27+1,25+1,08)/3
Ik=4,80 A
Pk=(PW1+PW2)*k*p cos k=Pk/(1,73*Uk*Ik)
Pk=(24+1,5)*8
cos k=204/(1,73*41,2*4,8)
Pk=204 W cos k=0,596
p=IVST/IVÝST
p=20/5
p=4
4. 1. Charakteristiky nakrátko
Ik = f(Uk)
12,00
10,00
Ik [A]
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
9,4
17,9
26,6
33,4
41,2
48,7
56,6
63,8
71,6
79,0
56,6
63,8
71,6
79,0
Uk [V]
Pk = f(Uk)
800
700
600
Pk [W]
500
400
300
200
100
0
9,4
17,9
26,6
33,4
41,2
48,7
Uk [V]
© PRŮCHA Tomáš
[email protected]
cos k = f(Uk)
0,900
0,800
0,700
cos k [-]
0,600
0,500
0,400
0,300
0,200
0,100
0,000
9,4
17,9
26,6
33,4
41,2
48,7
56,6
63,8
71,6
Uk [V]
4. 2. Závěr
Měření proběhlo úspěšně. Zjistili jsme, že zkratový proud je téměř lineárně závislý na napětí.
© PRŮCHA Tomáš
[email protected]
Download

Měření na 3fázovém asynchronním motoru