indukcyjne 3faz, SIMR Mechatronika, 2 rok, 2 rok 3 sem, Elektra II
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
zz
z
B
BB
Data wykonania ęwiczenia................................................................................
Data oddania sprawozdania...............................................................................
B
Nazwisko i imiħ ocena koıcowa
1. .............................................................
.........................
2. .............................................................
.........................
3. .............................................................
.........................
4. .............................................................
È.....................
5. .............................................................
.........................
6. .............................................................
.........................
7. .............................................................
.........................
8. .............................................................
.........................
9. .............................................................
.........................
10. .............................................................
.........................
B
B 3
BBB 4
BBBBBB
8
B
1.4.1. Rozruch bezpoĻredni silnika klatkowego 10
1.4.2. Rozruch silnika klatkowego przy zastosowaniu przeþĢcznika gwiazda -
trjkĢt 11
1.4.3. Sposoby rozruchu silnikw budowy pierĻcieniowej 13
BBBB
1.5.1. Regulacja prħdkoĻci obrotowej silnika klatkowego 15
1.5.2. Regulacja prħdkoĻci obrotowej silnikw indukcyjnych budowy
pierĻcieniowej 16
2
CEL ĘWICZENIA
Celem ęwiczenia jest zapoznanie siħ z zasadĢ dziaþania, sposobami rozruchu oraz
regulacji prħdkoĻci obrotowej klatkowych i pierĻcieniowych trjfazowych silnikw
indukcyjnych (asynchronicznych).
B
Budowħ silnika indukcyjnego pokazuje rys.1. CzħĻę nieruchoma (stojan) ma ksztaþt
wydrĢŇonego wewnĢtrz walca. W wewnħtrznej przestrzeni stojana znajduje siħ czħĻę wirujĢca
maszyny zwana wirnikiem, rwnieŇ w ksztaþcie walca. Obwd magnetyczny stojana i wirnika
jest wykonany w postaci rdzenia z blachy stalowej z dodatkiem krzemu, zwykle o gruboĻci
0.5 mm; wirniki duŇych maszyn indukcyjnych sĢ wykonane z blach o gruboĻci od 1 do 2 mm.
Szczelina powietrzna miħdzy stojanem i wirnikiem ma w maszynach maþej mocy wymiar od
0.1 do 0.5 mm, w duŇych (powyŇej 20 kW) od 1 do 3 mm. Na wewnħtrznej stronie rdzenia
stojana i zewnħtrznej stronie rdzenia wirnika wykonane sĢ na caþej dþugoĻci specjalne rowki
zwane Ňþobkami, w ktrych umieszczone sĢ uzwojenia. Elementy obwodu magnetycznego
miħdzy Ňþobkami noszĢ nazwħ zħbw.
Rys. 1. Schemat obwodw magnetycznych
stojana i wirnika silnika asynchronicznego
NajczħĻciej stosowane sĢ
silniki indukcyjne trjfazowe
.
Silnik
taki posiada trjfazowe uzwojenie
stojana. Fazy uzwojenia w czasie
pracy sĢ poþĢczone w gwiazdħ lub w
trjkĢt. W maþych silnikach stosuje
siħ niekiedy jednofazowe lub
dwufazowe uzwojenie stojana.
Uzwojenie stojana wykonane jest
z drutu izolowanego. Uzwojenie
wirnika silnika indukcyjnego moŇe
byę wykonane, podobnie jak stojana,
z drutu izolowanego lub moŇe mieę
ksztaþt nieizolowanych prħtw,
umieszczonych w Ňþobkach
i poþĢczonych ze sobĢ po obu stronach
wirnika.
3
Rys.2. Schemat obwodw elektrycznych silnikw indukcyjnych
a) pierĻcieniowego; b) klatkowego (zwartego);
c) uzwojenie (klatka) wirnika klatkowego
Do obwodu uzwojenia wirnika moŇna przyþĢczyę dodatkowe elementy zwiħkszajĢce
rezystancjħ kaŇdej fazy. Do tego sþuŇĢ umieszczone na wale wirnika pierĻcienie Ļlizgowe, do
ktrych przylegajĢ szczotki, poþĢczone z dodatkowymi zewnħtrznymi elementami. TakĢ
zmianħ rezystancji obwodu elektrycznego wirnika stosuje siħ w celu przeprowadzenia
rozruchu, regulacji prħdkoĻci lub hamowania silnika. Ze wzglħdu na to, Ňe
charakterystycznym elementem omawianego typu silnika sĢ pierĻcienie Ļlizgowe, nazywa siħ
go silnikiem indukcyjnym pierĻcieniowym. Schemat obwodw elektrycznych silnika
pierĻcieniowego z dodatkowymi elementami rezystancyjnymi ilustruje rys. 2a.
JeŇeli obwd elektryczny jest wykonany z nieizolowych prħtw, to prħty te poþĢczone
po obu stronach wirnika pierĻcieniami zwierajĢcymi. Tym samym obwd wirnika jest zawsze
zwarty a zatem Ňadnych dodatkowych elementw przyþĢczaę do niego nie moŇna. Silnik taki
nosi nazwħ silnika indukcyjnego zwartego, nazywany bywa teŇ klatkowym ze wzglħdu na to,
Ňe prħty wirnika poþĢczone pierĻcieniami tworzĢ áklatkħÑ
(rys.2c).
BBB
Po przyþĢczeniu do sieci, w trzech nieruchomych cewkach (fazach) stojana,
przesuniħtych o 120
0
, pþynĢ prĢdy fazowe sinusoidalne o wartoĻci chwilowej i
R
, i
S
, i
T
,
przesuniħte wzglħdem siebie o 1/3 okresu, co moŇna wyrazię wzorami:
,
i
m
=
I
sin t
sin(
2
i
m
=
t
−
),
S
3
i
m
=
t
sin(
−
4
).
T
3
4
R
I
I
T
, ktrych kierunki sĢ zgodne z osiami cewek
PomijajĢc nieliniowoĻę spowodowana nasyceniem moŇna przyjĢę, Ňe zmieniajĢ siħ one
w czasie sinusoidalnie wraz z prĢdami fazowymi i
R
, i
S
, i
T
, ktre je wytwarzajĢ, czyli:
,
R
,
S
,
R
=
m
sin t
2
=
t
sin(
−
),
S
m
3
=
t
sin(
−
4
),
T
m
3
gdzie:
m
Î wartoĻę maksymalna strumienia jednej cewki.
W przestrzeni strumienie te zajmujĢ poþoŇenie niezmienne w stosunku do
nieruchomych cewek i sĢ wzglħdem siebie przesuniħte o kĢt 120
0
. DajĢ one w kaŇdej chwili
strumieı wypadkowy
. Rwny sumie geometrycznej strumieni skþadowych, czyli:
r
+
r
r
r
=
+
R
S
T
Matematycznie moŇna dowieĻę, Ňe
strumieı wypadkowy ma staþĢ wartoĻę, tzn.
niezaleŇnĢ od czasu i wiruje w przestrzeni ze
staþĢ prħdkoĻciĢ kĢtowa, zaleŇnĢ od
czħstotliwoĻci prĢdu i liczby par biegunw
maszyny
.
WartoĻę strumienia wypadkowego
moŇna okreĻlię dla dowolnej chwili czasu
sumujĢc strumienie skþadowe. Np. dla chwili,
gdy w jednej z cewek (R) wartoĻę chwilowa
prĢdu osiĢgnie wartoĻę maksymalna i
R
=I
m
, w
pozostaþych dwch cewkach bħdzie ona miaþa
wartoĻę i
R
=i
S
=-I
m
/2 (patrz rys.3.). PrzyjmujĢc,
Ňe strumienie sĢ proporcjonalne do prĢdw
i uwzglħdniajĢ ich przesuniħcia w przestrzeni,
otrzymamy dodajĢc ich wektory zgodnie
z rys. 4.:
Rys. 4. Sumowanie wektorw strumieni
skþadowych
5
Rys.3. Przebiegi prĢdw w trzech fazach uzwojenia stojana
Przebiegi tych prĢdw w czasie przedstawiono graficznie na rys 3. PrĢdy te
wytwarzajĢ strumienie magnetyczne
[ Pobierz całość w formacie PDF ]