Karlstads universitet ELGB02 Elkraftteknik och kraftelektronik Sidan 1 av 7 Avd. för fysik och elektroteknik. Godkänd laboration:

Transkript

1 Karltad uiveritet ELGB0 Elrafttei och rafteletroi Sida 1 av 7 Avd. för fyi och eletrotei Ayromotor Nam: Godäd laboratio: Syfte I de här laboratioe all du uderöa egeaper ho e ayromotor. Förberedeleuppgift Lä avittet om ayromotor i Alfredo Elraft idora Utrutig Terco ScaDrive tetbä, två multimetrar. Varig Uder de här laboratioe hada du med perofarlig päig. Via dia oppligar för labhadledare ia du lår på päige. Formler För ayromotor gäller följade formler. Härledigar fi i Alfredo Elraft. = (1) = << () + = motor efterläpig = motor varvtal = motor yroa varvtal = motor vridmomet = motor imala vridmomet S = efterläpig vid imalt vridmomet R + R y = (3) X R = rotorreita X = rotorreata R y = yttre reita i rotorrete (= 0 vid ortlute rotor) P 1 = tillförd effet P = avgive effet P 1 = luftgapeffet P f-tator = tatorförluter P f-rotor = rotorförluter P fr = fritioförluter P 1 (4) P = π (5)

2 Karltad uiveritet ELGB0 Elrafttei och rafteletroi Sida av 7 Avd. för fyi och eletrotei Vridmomet (Nm) tart Arbetområde 0 = = 0 = 0 = Efterläpig (dimeiolö) Varvtal (rpm) Figur 1 ometurva för ayromotor Uppgift 1 Betäm motor päigomättig E tillatåede ayromotor beter ig eletrit om e traformator. Statorlidige fugerar om primärlidig och rotorlidige om eudärlidig. Järet i tator och rotor motvarar tillamma traformator ära. Läma rotorlidige öppe. Då ommer motor ite att rotera. Alut tatorlidige (Yopplad) till e variabel växelpäig via Terco-bordet vridtraformator för trefa. ät huvudpäige på tator- och rotorida med multimetrar. Ta upp ågra mätputer där du låter tatorpäige variera mella 0 och 00 V. Beräa motor päigomättig U 1 /U. U 1 (V) U (V) U 1 /U Beräat medelvärde:

3 Karltad uiveritet ELGB0 Elrafttei och rafteletroi Sida 3 av 7 Avd. för fyi och eletrotei Uppgift Betäm motor ortlutigreita ät reitae i tator- rep. rotorlidige med e ohmmeter. I tator (idex = 1) a du mäta alla tre faera i erie och dela värdet med 3. I rotor (idex = ) a du mäta två faer i erie och dela värdet med. R 1 =. Ω/fa R =. Ω/fa Beräa motor ammalagda ortlutigreita geom att räa över rotorreitae till tatorida på amma ätt om för e traformator. Formel: R =.. Reultat: R =. Ω/fa ett frå tatorida. Uppgift 3 Betäm motor ortlutigreata Du all u geomföra ett ortlutigprov på motor. Kortlut därför rotorlidige (Yoppad). Alut tatorlidige (Y-opplad) till variabel växelpäig om i uppgift 1. ät fapäige och huvudtrömme på tatorida med multimetrar. Lå fat rotor med hjälp av fotbrome. Ta upp ågra mätputer där du låter tatortrömme variera mella 0 och 4 A. Beräa motor ortlutigimpeda Z. U 1 (V) I 1 (V) Z = U 1 /I 1 Beräat medelvärde: Utgåede frå Z och R a du beräa motor ortlutigreata X. Formel: X =.. Reultat: X =. Ω/fa ett frå tatorida. Uppgift 4 Beräa motor tarttröm I tartögoblicet (ia motor har börjat urra) geererar rotor äu ige mot-em i tator. Strömme begräa alltå bara av motor ortlutigimpeda. Beräa tarttrömme vid full päig och Y-opplad tator och rotor. OBS! Huvudpäige i Terco-bordet är 30 V. Formel: I tart =.. Reultat: I tart =. A.

4 Karltad uiveritet ELGB0 Elrafttei och rafteletroi Sida 4 av 7 Avd. för fyi och eletrotei Uppgift 5 Betäm motor mometurva I de här uppgifte all du betämma mometurva för de atuella motor, dv. motvarade urva om de om via i figur 1. För att ua göra det behöver du ta fram följade torheter (irigade puter i figur 1): tart = motor vridmomet i tartögoblicet = motor efterläpig vid märmomet = motor märmomet = motor efterläpig vid imalt vridmomet = motor imala vridmomet Beräigtrategi Det räv e tud eftertae ia ma ier hur ma all räa fram de öta torhetera. Följade beräigtrategi a vara till hjälp. Siffora 1-4 är e umrerig av beräigtege. De öta torhetera är marerade med fettil. Starttrömme I tart frå uppgift 4 Späigomättige U 1 /U frå uppgift 1 1 Starttrömme i rotor I R Rotorreitae R frå uppgift Startmometet tart 3 ärmometet och efterläpige vid märmomet betäm geom belatigprov Efterläpige vid momet 4 ärmometet axmometet

5 Karltad uiveritet ELGB0 Elrafttei och rafteletroi Sida 5 av 7 Avd. för fyi och eletrotei Belatigprov Börja med att mäta upp torhetera och geom att göra ett belatigprov på motor. Kortlut rotorlidige (Y-oppad). Alut tatorlidige (Y-opplad) via e amperemeter till 30 V huvudpäig. På Terco-bordet fi e litrömmai om är meait opplad till ayromotor. De all du aväda om brom. ata litrömmaie tator med variabel litröm frå e av Terco-bordet efaiga vridtraformator med liritare. Koppla litrömmaie rotor till det variabla belatigmottådet med de tre mottådelemete parallellopplade (e figur ). Vrid er päigmatige till litrömmaie tator till oll. Vrid er det variabla mottådet till I mi (dv. imal reita). Späigätt opplige å att ayromotor tartar. Öa fört päige på litrömmaie tator till full päig. Öa eda trömme geom det variabla belatigmottådet (dv. mia reitae) till tatortrömme i ayromotor uppgår till 4 A (= märtröm). Lä av och på Terco-bordet ibyggda itrumet. Figur Iopplig av litrömmaie för belatigprovet. =. =. Nm Beräigteg 1 Beräa tarttrömme i rotor I r utgåede frå tarttrömme i tator I tart och motor päigomättig U 1 /U. Efterom rotor tår tilla i tartögoblicet a du räa på motor om om de vore e traformator. Formel: I r =.. Reultat: I r =. A

6 Karltad uiveritet ELGB0 Elrafttei och rafteletroi Sida 6 av 7 Avd. för fyi och eletrotei Beräigteg Titta på figure om illutrerar effetflöde i e ayromotor lägt er på ida 1. Eligt formel 5 är ayromotor avgiva meaia effet P proportioell mot motor varvtal. Efterom = 0 i tartögoblicet, betyder det att ocå P måte vara = 0. Ia motor huit tarta är ocå fritioförlutera P fr = 0. Alltå måte all effet om tillför rotor via luftgapet gå åt om förluter i rotor, dv. P 1 = P f rotor (6) Utgåede frå rotorreitae R och tarttrömme i rotor I R a rotorförlutera P f-rotor i tartögoblicet beräa. Hela trömme flyter geom alla var och e av de tre rotorlidigara, å formel blir P f rotor = 3 R I R (7) Eligt formel 4 är luftgapeffete i tartögoblicet P1 = π tart (8) Formlera 6 och 7 iatta i 8 ger 3 R I R = π tart tart 3 R I = π R tart =. Nm Beräigteg 3 Om formel tillämpa del för tartögoblicet ( = 1, = tart ), del vid motor märmomet ( =, = ) får ma 1 tart = (9) + 1 = (10) + Geom att dividera formel 9 med formel 10 ledvi och eda löa ut får ma = tart tart =.

7 Karltad uiveritet ELGB0 Elrafttei och rafteletroi Sida 7 av 7 Avd. för fyi och eletrotei Beräigteg 4 Geom att löa ut ur formel 10 får ma lutlige = + =. Rita mometurva Avluta laboratioe med att rita motor vridmomet om futio av efterläpige över itervallet 0 < < 1, dv. formel med dia värde på och iatta. Aväd grafritigfutioe i Excel. Utyttja möjlighete att gradera -axel frå höger till väter för att väda urva åt amma håll om i figur 1. Får di urva amma form om de i figur 1? Om ite, ommetera illade utifrå formlera på ida 1. Kommetar:..