Program zajęć laboratoryjnych z przedmiotu Badanie Maszyn Elektrycznych dla studentów VIII semestru specjalności: Maszyny Elektryczne i Układy Wykonawcze Automatyki

1. Badanie przepięć udarowych w transformatorze modelowym
2. Badanie amplidyny
3. Wyznaczanie strefy komutacji beziskrowej w maszynie prądu stałego
4. Badanie silnika prądu stałego zasilanego z różnych źródeł
5. Badanie wydatku powietrza chłodzącego maszyny elektrycznej za pomocą walca Thomasa
6. Badanie przekładnika prądowego
7. Praca równoległa transformatorów
8. Badanie prądnicy asynchronicznej
9. Badanie własności statycznych prądnic prądu stałego
10. Badanie prądnicy synchronicznej małej mocy
11. Badanie silnika indukcyjnego klatkowego zasilanego z przetwornicy częstotliwości
12. Badanie trójfazowego komutatorowego bocznikowego silnika zasilanego od strony wirnika
13. Dobór kondensatora symetryzującego pracę silnika indukcyjnego trójfazowego podczas pracy jednofazowej
14. Wyznaczanie parametrów akustycznych pomieszczenia. komora
15. Pomiar hałasu emitowanego przez maszynę elektryczną. komora

Ćwiczenie 1.

Badanie przepięć udarowych w transformatorze modelowym

• wyznaczenie obwiedni rozkładów napięć chwilowych na poszczególnych zaczepach transformatora; pomiary wykonać dla dwóch nastaw generatora (1,3/80 oraz 1,2/50), na ekranie oscyloskopu odczytać amplitudę impulsu napięcia chwilowego na zaczepach transformatora oraz czas trwania szczytu t_c i czas trwania półszczytu t_g dla uziemionego oraz nie uziemionego transformatora.

Ćwiczenie 2.

Badanie amplidyny

· zasilić z oddzielnego źródła uzwojenie twornika amplidyny w osi poprzecznej i zaobserwować powstanie siły elektromotorycznej w osi podłużnej twornika; wyznaczyć zależność E_wd =f(I_wq)),

· zasilić uzwojenie sterujące i zaobserwować powstanie siły elektromotorycznej w osi poprzecznej twornika, wyznaczyć zależność E_wq=f(I_s),

· zewrzeć uzwojenie poprzeczne wirnika i zasilić uzwojenie sterujące, zaobserwować prąd w uzwojeniu poprzecznym twornika i siłę elektromotoryczną w osi podłużnej twornika, wyznaczyć zależność I_wq=f(I_s), E_wd=f(I_s),

· obciążenie amplidyny w stanie ustalonym; nastawić znamionową wartość prądu sterującego I_s, wyznaczyć zależność Ud= f(I_wd) oraz I_wq= f(I_wd) przy różnych wartościach rezystancji R_b bocznikującej uzwojenie kompensacyjne, tj. dla amplidyny przekompensowanej i niedokompensowanej.

Ćwiczenie 3.

Wyznaczanie strefy komutacji beziskrowej w maszynie prądu stałego

• ustawić szczotki w strefie geometrycznie obojętnej,
• wyznaczyć zakres komutacji beziskrowej silnika prądu stałego zmieniając prąd w uzwojeniu komutacyjnym niezależnie od obciążenia – na podstawie wyników pomiarów sporządzić wykres DI_%=f (I_a%).

Ćwiczenie 4.

Badanie silnika prądu stałego zasilanego z różnych źródeł

• wyznaczyć charakterystyki mechaniczne i regulacyjne przy zasilaniu silnika prądu stałego z:

Ø mostka Graetza,

Ø pojedynczej diody,

Ø układu 6-pulsowego,

Ø źródła stabilizowanego.

Ćwiczenie 5.

Badanie wydatku powietrza chłodzącego maszyny elektrycznej za pomocą walca Thomasa

• wyznaczyć wydatek cieplny w funkcji mocy siatki grzewczej i prędkości obrotowej silnika; przed przystąpieniem do pomiarów należy uzyskać równowagę mostka i odczytać wartości rezystancji, pomiary wykonać:

a) przy stałej prędkości obrotowej i różnych wartościach mocy,

b) dla różnych prędkości i przy stałej mocy siatki grzewczej.

Ćwiczenie 6.

Badanie przekładnika prądowego

• wyznaczyć dla różnych stanów obciążenia i różnych przekładni (dla wszystkich możliwych odczepów strony pierwotnej):

– wykres zależności I₂=f(I₁),

– przesunięcia fazowe przebiegów strony pierwotnej i wtórnej,

– parametry schematu zastępczego przekładnika,

• pomierzyć rezystancje dla różnych odczepów metodą mostkową i techniczną.

Ćwiczenie 7.

Praca równoległa transformatorów

• załączenie transformatorów do pracy równoległej,
• pomiar prądów wyrównawczych w stanie jałowym,

Ø badanie wpływu przesunięcia godzinowego na pracę równoległą dwóch jednakowych transformatorów przy obniżonym napięciu,

Ø badanie wpływu zmiany przekładni zwojowej dołączanego transformatora.

Ćwiczenie 8.

Badanie prądnicy asynchronicznej

• praca prądnicy asynchronicznej na sieć sztywną – przy stałym napięciu wymuszonym przez sieć, zwiększając prędkość obrotową odczytywać moc i prąd oddawane do sieci,
• praca autonomiczna prądnicy asynchronicznej z baterią kondensatorów,

Ø na biegu jałowym mierzyć napięcie na zaciskach prądnicy w zależności od prędkości obrotowej,

Ø przy obciążeniu prądnicy odbiornikiem trójfazowym mierzyć napięcie, prąd i moc pobierane z prądnicy w zależności od prędkości obrotowej oraz przy stałej prędkości obrotowej zmieniać wielkość obciążenia.

Ćwiczenie 9.

Badanie własności statycznych prądnic prądu stałego

• praca prądnicy obcowzbudnej w stanie jałowym:

Ø pomiar charakterystyki E = f (I_m ),

Ø wyznaczenie strat stanu jałowego,

• praca prądnicy obcowzbudnej, bocznikowej i szeregowo - bocznikowej przy zmiennym obciążeniu:

Ø pomiar charakterystyk zewnętrznych,

Ø pomiar charakterystyk regulacyjnych.

Ćwiczenie 10.

Badanie prądnicy synchronicznej małej mocy (alternatora)

• wyznaczenie charakterystyki magnesowania (biegu jałowego),
• wyznaczenie charakterystyki ustalonego zwarcia symetrycznego:

Ø przy znamionowej prędkości obrotowej w funkcji prądu wzbudzenia,

Ø dla znamionowej wartości prądu wzbudzenia w funkcji prędkości obrotowej,

• wyznaczenie charakterystyki regulacji,
• wyznaczenie charakterystyki zewnętrznej:

Ø przy znamionowej prędkości obrotowej i zmiennej rezystancji obciążenia,

Ø dla stałej wartości rezystancji obciążenia i zmiennej prędkości obrotowej.

Ćwiczenie 11.

Badanie silnika indukcyjnego klatkowego zasilanego z przetwornicy częstotliwości

• próba biegu jałowego przy zmianie częstotliwości; wyznaczyć charakterystyki:

n = f(P_ele) ; n = f(Ip) ; n = f(f) ; n = f(U_p),

· próba obciążenia; wyznaczyć charakterystyki cosφ = f (P_m), I_s = f (P_m),η = f (P_m), n= f (P_m) dla kilku różnych częstotliwości zmieniać moment obciążenia oraz przy stałym obciążeniu zmieniać częstotliwość.

Ćwiczenie 12.

Badanie trójfazowego komutatorowego bocznikowego silnika zasilanego od strony wirnika

• badanie zależności SEM stojana oraz SEM uzwojenia komutatorowego od prędkości kątowej wirnika i położenia szczotek,
• próba obciążenia.

Ćwiczenie 13.

Dobór kondensatora symetryzującego pracę silnika indukcyjnego trójfazowego podczas pracy jednofazowej

• na podstawie danych znamionowych silnika dobrać pojemność kondensatora do pracy jednofazowej silnika,
• wyznaczyć charakterystyki mechaniczne dla 3 pojemności: dobranej, mniejszej i większej,
• wyznaczyć parametry schematu zastępczego badanego silnika.

Ćwiczenie 14.

Wyznaczanie parametrów akustycznych pomieszczenia zgodnie z PN-81/N-01306

Ćwiczenie 15.

Pomiar hałasu emitowanego przez maszynę elektryczną zgodnie z PN-81/E-04257

Literatura:

1. Przewodnik do ćwiczeń laboratoryjnych z maszyn elektrycznych część II (753)
2. Z. Bajorek: Maszyny elektryczne, WSIW, Rzeszów 1973.
3. W. LatekP: Badanie maszyn elektrycznych w przemyśle, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1987.
4. A. Plamitzer: Maszyny elektryczne Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1986.
5. J. Węglarz: Maszyny elektryczne. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1968.
6. PN-77/E-04256 Maszyny elektryczne wirujące. Wyznaczanie wydatku powietrza chłodzącego. Metody badań.
7. PN-72/E-04270 Maszyny elektryczne wirujące prądu stałego. Metody badań.
8. PN-81/N-01306 Hałas. Metody pomiaru. Wymagania ogólne.
9. PN-93/E-04257.01 i 02 Maszyny elektryczne wirujące. Metody pomiaru hałasu.