Zgryźliwość kojarzy mi się z radością, która źle skończyła.
//-->.pos {position:absolute; z-index: 0; left: 0px; top: 0px;}Laboratorium Napędu ElektrycznegoĆwiczenie18kBadanie układu napędowego z silnikiem indukcyjnym klatkowym zasilanym z przetwornicyczęstotliwościPrzed przystąpieniem do wykonywania ćwiczenia należy przygotować się teoretycznie (na podstawieinformacji podanych na wykładzie, literatury zalecanej na wykładzie oraz niniejszej instrukcji) wzakresie następujących zagadnień:1. Metody regulacji prędkości silnika klatkowego, wzór na prędkość synchroniczną i wzór definiującypoślizg silnika.2. Zalety i wady regulacji częstotliwościowej w porównaniu z innymi metodami regulacji prędkości.3. Charakterystyki mechaniczne silnika przy częstotliwościowej regulacji prędkości (dla obu kierunkówwirowania, przy pracy silnikowej i przy hamowaniu elektrycznym).4. Sposoby realizacji rozruchu, hamowania elektrycznego i nawrotu stosowane w układach napędowychz częstotliwościową regulacją prędkości.5. Schemat blokowy układu napędowego z przetwornicą częstotliwości, schemat ideowy częścisilnoprądowej. Objaśnić funkcje poszczególnych bloków.6. Omówić strategię modulacji szerokości impulsu (MSI).7. Omówić zasady regulacji wartości skutecznej napięcia zasilającego silnik wraz ze zmianą częstot-liwości. Omówić wpływ rezystancji uzwojeń stojana dla niskich częstotliwości zasilania silnika.I. Zapoznanie się z budową i danymi znamionowymiprzetwornicy częstotliwości oraz zespołu napędowegoKorzystając z tabliczek znamionowych i dokumentacji technicznej należy spisać do protokołu danetrzech maszyn elektrycznych wykorzystywanych w ćwiczeniu oraz przetwornicy (strony 5 i 6dokumentacji technicznej). Opisane dane znamionowe należy zamieścić w sprawozdaniu.Rys.1. Schemat przemysłowej tranzystorowej przetwornicy częstotliwości typu AMT.PROSTOWNIK – układ mostkowy 6D, przekształcający trójfazowe napięcie przemienne siecizasilającej na napięcie stałe ze składową zmienną (pulsacjami).C – kondensator w obwodzie pośredniczącym prądu stałego. Wraz z dławikami LDC ma za zadanie za-pewnić przekształtnikowi stałą wartość napięcia zasilania, z jak najmniejszym poziomem pulsacji.PRZEKSZTAŁTNIK – falownik napięciowy mostkowy z sześcioma tranzystorami typu IGBT, przeksz-tałcający napięcie stałe z obwodu pośredniczącego na napięcie przemienne prostokątne o modulo-wanej szerokości impulsu. Dzięki odpowiedniej regulacji szerokości impulsów możliwa jest zmianaczęstotliwości oraz wartości skutecznej podstawowej harmonicznej napięcia zasilającego silnik.Opis innych bloków znajduje się na stronie 3. dokumentacji dostępnej na stanowisku ćwiczeniowym.Obsługa przetwornicy:Potencjometr – zadaje częstotliwośćL1L23*400V/50HzL3+220V=-BiBiw1VSASW1L1L2SIW2L3 UDSIVSUOscyloskopw2RWAWSUAHPrzetwornicaVczęstotliwościWMVMAM3~GGHVHw3RHRys.2. Ogólny schemat połączeń laboratoryjnego układu napędowego.w1, w2 – łączniki na tablicy zasilającej stanowisko ćwiczenioweW1, W2, VS, AS– mierniki parametrów wejściowych przetwornicy (od strony sieci)VM, AM– mierniki parametrów wyjściowych przetwornicy (od strony silnika M)SU, SI – pomiarowe separatory napięciowe i prądoweD – pomiarowy dzielnik napięciaM – badany silnik klatkowyGω– prądnica tachometrycznaGH– prądnica hamownicza (hamownica), modelująca maszynę robocząRH– rezystor wodny w obwodzie twornika hamownicy GHRW– rezystor w obwodzie wzbudzenia hamownicy GHSamodzielnie wykonany schemat układu laboratoryjnego należy zamieścić w sprawozdaniu. Na sche-macie nie zamieszczać elementów, które nie były wykorzystywane podczas wykonywania ćwiczenia.II. Wyznaczenie charakterystyk silnika dla kilku stałych wartości częstotliwościWynurzyć płyty rezystora wodnego RH. Obwód wzbudzenia hamownicy przyłączyć do sieci prądustałego łącznikiem w2, a rezystorem RWustawić znamionowy prąd wzbudzenia hamownicy. Co kilkaminut należy kontrolować wskazania amperomierza AWi utrzymywać przy pomocy rezystora RWznamionową wartość prądu wzbudzenia. Załączyć łącznik w1, ustawić potencjometr zadającyczęstotliwość w lewym skrajnym położeniu, wcisnąć przycisk START. Charakterystyki wyznacza siędla kilku wartości częstotliwości (podanych przez prowadzącego). Po zadaniu potencjometrempierwszej wartości częstotliwości należy zapisać do protokołu wskazania mierników (pierwszy punktpomiarowy). Wzór tabeli podany jest niżej. Kolejne punkty dla tej częstotliwości wyznacza sięzanurzając płyty rezystora wodnego. Pomiary należy zakończyć gdy uzyska się pełne (do oporu)zanurzenie rezystora wodnego, bądź też gdy prąd pobierany przez silnik lub prąd hamownicy(amperomierze AM, AH) osiągną około 110% wartości znamionowej, przy czym dla danej częstotliwościpowinno być co najmniej 7 wierszy z wynikami pomiarów. Po skończeniu pomiarów dla danejczęstotliwości wynurzyć płyty rezystora wodnego.Analogiczne przeprowadza się pomiary dla pozostałych zadanych częstotliwości. Jeśli prowadzącywyda takie polecenie, to w celu porównawczym należy wyznaczyć charakterystykę silnika przyzasilaniu go napięciem sieciowym o częstotliwości f = 50 Hz.Po skończeniu wszystkich pomiarów wcisnąć przycisk STOP.L.p1.2......1.2.fUS[Hz] [V]P1P2[W] [W]PomiaryISIM[A] [A]UM[V]IH[A]UH[V]Uω[V]ObliczeniaPPHPWωM[W] [W] [W] [rad/s] [Nm]ηλp.....W sprawozdaniu należy zamieścić wypełnioną tabelę, a także wzory i przykładowe obliczenia dlajednego wiersza z tabeli.Objaśnienia do obliczeń:P – moc czynna pobierana przez przetwornicę z sieciPH– moc elektryczna oddawana przez hamownicę (moc strat w rezystorze wodnym)PW– moc mechaniczna na wale silnika. Jest ona w przybliżeniu (po zaniedbaniu strat mechanicznych wprądnicy tachometrycznej) równa mocy mechanicznej na wale hamownicy. Z kolei z bilansu mocydla hamownicy wynika, że moc na wale hamownicy jest równa sumie mocy oddawanej przezhamownicę PHoraz strat w hamownicy: strat biegu jałowego i strat na rezystancji obwodu twornikahamownicy. Do instrukcji dołączone zostały wykresy: strat biegu jałowego w funkcji prędkości∆P(ω) oraz rezystancji obwodu twornika od prądu twornika RtH(IH), które umożliwiają dokonanieodpowiednich obliczeń.ω – prędkość kątowa wałów wszystkich maszyn. Należy ją obliczyć na podstawie danychznamionowych prądnicy tachometrycznej oraz napięcia Uω.M – moment mechaniczny na wale silnika, liczony jako iloraz mocy na wale silnika i prędkości kątowejwału.η – sprawność układu napędowego, liczona jako stosunek mocy oddanej przez układ napędowy (moc nawale silnika) do mocy pobranej przez układ napędowy (moc czynna pobierana przez przetwornicę zsieci).λp– współczynnik mocy układu napędowego, liczony jako stosunek mocy czynnej pobieranej z sieci domocy pozornej pobieranej z sieci.W sprawozdaniu, na podstawie uzyskanych pomiarów i obliczeń, należy wykreślić charakterystyki:a) mechaniczne=f(M)na pierwszym wykresie,b)=f(M)na drugim wykresie,c)p=f(M) na trzecim wykresie,d) UM=f(M) na czwartym wykresie,e) IS=f(M) oraz IM=f(M) na piątym wykresie.Zależności tego samego rodzaju, ale dla różnych częstotliwości f, należy zamieścić na wspólnymrysunku (w jednym układzie współrzędnych).III. Wyznaczenie parametrów układu napędowego w funkcji częstotliwościprzy mniej więcej stałej wartości momentu obciążenia silnikaMniej więcej stałą wartość momentu obciążenia silnika uzyskuje się poprzez zapewnienie stałejwartości prądu twornika hamownicy IH, przy stałym prądzie wzbudzenia hamownicy IW.Na początku należy ustawić potencjometr zadający częstotliwość w lewym skrajnym położeniu, atakże maksymalnie (do oporu) zanurzyć płyty rezystora wodnego. Po wciśnięciu przycisku STARTnależy dotąd zwiększać potencjometrem wartość częstotliwości, aż uzyska się zadaną przezprowadzącego wartość prądu IH. Należy odczytać i zapisać w pierwszym wierszu poniższej tabeliwskazania mierników. Następne punkty pomiarowe uzyskuje się zwiększając potencjometrem wartośćf, ale jednocześnie należy wynurzać płyty rezystora wodnego tak, by utrzymywać stałą wartość prąduIH. Podczas odczytu mierników należy ciągle kontrolować prąd IHi utrzymywać jego stałą wartośćrezystorem wodnym. Należy też koniecznie utrzymywać, przy pomocy rezystora RW, znamionowąwartość prądu wzbudzenia hamownicy IW. Pomiary wykonuje się aż do momentu gdy prędkość silnikaprzekroczy jego znamionową prędkość synchroniczną. Powinno być co najmniej 7 wierszy z wynikamipomiarów. Po skończeniu pomiarów należy wcisnąć przycisk STOP, wynurzyć płyty rezystora wodnegoi zmniejszyć zadaną częstotliwość do zera.L.p1.2......IHfUS[A] [Hz] [V]PomiaryP1P2IS[W] [W] [A]IM[A]UM[V]UH[V]Uω[V]ObliczeniaPPHPWωM[W] [W] [W] [rad/s] [Nm]ηλpZasady przeprowadzania obliczeń jak dla poprzedniej tabeli.W sprawozdaniu zamieścić wypełnioną tabelę. Na jej podstawie należy wykreślić charakterystyki:a) UM=f(f) na pierwszym wykresie,b)=f(f)na drugim wykresie,c)p=f(f) na trzecim wykresie,d) IS=f(f) oraz IM=f(f) na czwartym wykresie,e) P=f(f) na piątym wykresie.IV. Obserwacja i rejestracja przebiegów prądów i napięć.Przy pomocy oscyloskopu należy zaobserwować przebiegi prądu i napięcia na wejściu i wyjściuprzetwornicy dla różnych wartości zadanej częstotliwości (kilku położeń potencjometru) i obciążeniasilnika (różne wartości RH). Z obserwacji należy sporządzić w protokole notatki, które będą pomocneprzy wykonywaniu wniosków w sprawozdaniu. Następnie, po uzgodnieniu z prowadzącym, należyzarejestrować do pliku, bądź przerysować z ekranu oscyloskopu do protokołu, dwie grupy przebiegów:A) napięcie i prąd na wejściu przetwornicy;B) napięcie i prąd na wyjściu przetwornicy;dla zadanych przez prowadzącego wartości częstotliwości i obciążenia.W sprawozdaniu należy zamieścić opracowane przebiegi (naniesione osie z podziałkami, oznaczeniektóry przebieg to prąd a który napięcie).V. Wyznaczenie czasu rozruchu silnikaPrzy pomocy oscyloskopu należy zarejestrować przebieg prędkości kątowej silnika w funkcji czasupodczas rozruchu silnika, dla zadanej częstotliwości f i przy nieobciążonym silniku (wynurzone płytyrezystora wodnego). W tym celu należy ustawić wartość f podaną przez prowadzącego, uruchomićoscyloskop i wcisnąć przycisk START. Po ustaleniu się prędkości zatrzymać rejestrację i wcisnąćprzycisk STOP.W sprawozdaniu należy zamieścić opracowany przebieg (naniesione osie z podziałkami). Na podstawieprzebiegu określić czas rozruchu silnika.Poza wcześniej wymienionymi (podkreślonymi) wymaganiami odnośnie sprawozdania, powinno onozawierać wnioski, w tym:1. Wnioski odnośnie charakterystyk uzyskanych w etapach II i III.2. Na podstawie charakterystyki UM=f(f) należy wyciągnąć wnioski odnośnie zastosowanej wprzetwornicy regulacji U/f.3. Opis wpływu zadanej częstotliwości i obciążenia silnika na kształt przebiegów napięć i prądów nawejściu i wyjściu przetwornicy, a także wnioski wynikające z tych przebiegów i z obserwacji, np.pod kątem wpływu przetwornicy na sieć zasilającą i na silnik.zanotowane.pl doc.pisz.pl pdf.pisz.pl hannaeva.xlx.pl