1. ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI ASYNCHRONNÍHO MOTORU, ŠTÍTKOVÉ HODNOTY, MĚŘENÍ STATOROVÝCH ODPORŮ 1. Kostrukce asychroího stroje Úkol: Sezámit se s kostrukčím uspořádáím a rozložeím viutí statoru a s možými variatami kostrukčího uspořádáí rotoru asychroího stroje 2. Štítek asychroího stroje Úkol: Sezámit se s údaji udávaými a štítku motoru, objasit jejich výzam a určit ze štítkových hodot další veličiy Na štítku asychroího motoru se uvádějí jmeovité hodoty důležitých provozích veliči. Jmeovitá hodota veličiy je taková hodota, se kterou může být stroj provozová trvale, aiž by došlo k jeho zičeí ebo poškozeí. Jmeovitá hodota se začí idexem u symbolu daé veličiy. Na štítku asychroího motoru se zpravidla udává typ, výrobce, rok výroby, hmotost, krytí, třída izolace a výrobí číslo. Pro provoz motoru mají však výzam především štítkové hodoty výkou, otáček, zapojeí svorkovice, apětí, proudu, frekvece a účiíku. U třífázových motorů se a štítku uvádí sdružeé apětí. U motorů s kotvou viutou se avíc uvádí hodoty rotorového proudu a apětí. Ze štítkových hodot lze určit další veličiy motoru - otáčky aprázdo, jmeovitý skluz, jmeovitý momet, jmeovitý příko, jmeovité ztráty a jmeovitou účiost. Při určováí otáček aprázdo vycházíme ze skutečosti, že skluz je při jmeovitých otáčkách velmi malý. Otáčky aprázdo určíme tedy jako ejbližší vyšší sychroí otáčky vůči otáčkám jmeovitým. Např. motor se jmeovitou apájecí frekvecí 50Hz a jmeovitými otáčkami 960 1/mi bude mít otáčky aprázdo 0 = 1000 1/mi. Z této hodoty je zároveň zřejmé, že se jedá o šestipólový stroj. Jmeovitý skluz určíme podle zámého vztahu: s = 0 0 Jmeovitý momet lze vypočítat podle vztahu: M P = 2 π 60 Jmeovitý příko, ztráty a účiost jsou dáy: P = 3 U I *cosϕ P = P P P P η = P P P 3. Svorkovice Úkol: Pomocí multimetru ověřte zapojeí vývodů svorkovice a realizujte zapojeí do hvězdy a do trojúhelíka Svorkovice běžých asychroích motorů má obvykle šest vývodů. Připojeí viutí a svorkovici a zapojeí do hvězdy a do trojúhelíka je a obr. 1. 1
Obr. 1 4. Měřeí odporů statorových viutí Úkol: 1. Změřte odpory ve fázích statorového viutí a určete jejich středí hodotu. 2. Změřte odpor mezi dvěma fázemi při zapojeí do hvězdy. Změřeou hodotu ověřte výpočtem z hodot odporů v jedotlivých fázích. 3. Změřte odpor mezi dvěma fázemi při zapojeí do trojúhelíka. Změřeou hodotu ověřte výpočtem z hodot odporů v jedotlivých fázích. Odpory statorových viutí jsou malé. Proto je ejvhodější použít k jejich zjištěí ohmovu metodu pro měřeí malých odporů. Při měřeí se astaví proud alespoň 2 až 4 A, ejvýše však jmeovitý. Pro přesější zjišťováí odporů viutí je evhodé použít uiverzálí číslicový multimetr. Schéma zpojeí: Ad 1. 2
Ad 2. Ad 3. 2. MĚŘENÍ ASYNCHRONNÍHO MOTORU VE STAVU NAPRÁZDNO A NAKRÁTKO Úkol: 1. Změřte a graficky vyeste voltampérovou charakteristiku (tj. U=f(I)) asychroího motoru aprázdo a vyzačte a í jmeovitý bod. Charakteristiku měřte v rozsahu apětí 100V až 420V sdružeých. 2. Změřte a graficky vyeste závislost příkou asychroího motoru aprázdo a apětí (tj. P P =f(u)). Z chrarakteristiky odečtěte hodotu magetizačích a mechaických ztrát při jmeovitém apětí.charakteristiku měřte v rozsahu apětí 100V až 420V sdružeých. 3. Z měřeí aprázdo při U = U a U = U /2 vyhodoťte parametry áhradího schématu L H a R Fe podle vztahů: (U fáz ) 2 R Fe = -------------- P pcelk /3 (U fáz ) 2 ωl H = -------------- Q pcelk /3 3
Asychroí motor se achází ve stavu aprázdo, eí-li a hřídeli zatěžová mometem. Pro proměřeí motoru aprázdo je třeba, aby se otáčky rotoru rovaly otáčkám sychroím. Toho dosáheme tak, že budeme při měřeí motor poháět jiým strojem, který bude krýt ztráty soustrojí a a hřídel asychroího motoru ebude působit ai momet mechaických ztrát. Voltampérová charakteristika asychroího motoru aprázdo eí přímková, ale od určitého apětí dochází k rychlému zvyšováí hodoty proudu. To je dáo asycováím magetického obvodu motoru. Aby byl motor mageticky využit a měl co ejvyšší momet, achází se zlom votlampérové charakteristiky aprázdo, tj. začátek oblasti asyceí v okolí jmeovitého apětí. Se zvýšeím proudu se v asyceém stavu začou zvyšovat i tepelé ztráty a proto se asychroí motor esmí provozovat při vyšším apětí, ež jmeovitém. Současě s proudem a apětím budeme při měřeí aprázdo zazameávat i celkový čiý příko. Ztráty aprázdo jsou dáy především ztrátami v železe a v závislosti a apětí vykazují parabolický průběh. V ideálím stavu aprázdo se při ulovém skluzu blíží celková impedace rotorového obvodu v áhradím schématu ekoeču. Statorová impedace je zaedbatelá oproti impedaci magetizačí větve a áhradí schéma se redukuje do podoby dle obr. 2a). Obr. 2 Úkol: 1. Změřte a graficky vyeste voltampérovou charakteristiku (tj. U=f(I)) asychroího motoru akrátko a vyzačte a í jmeovitý bod. Charakteristiku měřte do max. proudu 3A, v těžké laboratoři měřte dokud se motor sám ezače roztáčet, poté jej lze brzdit dyamometrem protiproudem lze měřit do jmeovitého proudu motoru. 2. Z měřeí akrátko pro I=I a I=I /2 vyhodoťte parametry áhradího schématu podle vztahů: a R 1 +R 2 = Re(Z k ) R 2 = Re(Z k ) - R 1 ω( L 1σ + L 2σ ) = Im(Z k ) 3. Vypočtěte velikost jouleových ztrát statoru a rotoru při jmeovitém proudu. 4
Ve stavu akrátko má asychroí motor ulové otáčky. Impedace rotorového obvodu je ve stavu akrátko velmi malá a proto můžeme zaedbat vliv magetizačí větve v áhradím schématu - obr. 3a). Proud akrátko je omeze je malou impedací a proto se měřeí akrátko zpravidla provádí při sížeém apětí. Při měřeí akrátko se opět využije ěkterá z metod pro měřeí čiého výkou ve třífázové síti, je však třeba volit vhodě rozsahy měřících přístrojů. Obvod bude apáje z regulačího trasformátoru. Voltampérová charakteristika akrátko je přímková, eboť se v tomto stavu uplatňují pouze rozptylové idukčosti, které jsou bez vlivu syceí. Zráty ve stavu akrátko jsou dáy jouleovými ztrátami ve statoru a rotoru. Závislost ztrát akrátko a proudu je tudíž parabolická. Roptylové idukčosti elze měřeím a výpočtem rozdělit a složku statorovou a rotorovou. U běžých motorů akrátko přibližě platí L 1σ = L 2σ. Obr. 3 3. Kružicový diagram Úkol: Dle ávodu ve skriptu sestavte z hodot zjištěých měřeím ve stavu aprázdo a akrátko kružicový diagram. Schéma zapojeí: - v těžké laboratoři jsou ampérmetr a proudový okruh wattmetru zapojey přes měřící trasformátory proudu. 5