ĆWICZENIE S2

MASZYNA SYNCHRONICZNA WSPOacuteŁPRACA Z SIECIĄ

Program ćwiczenia

1 Zapoznanie się z układem

2 Rozruch asynchroniczny

3 Samosynchronizacja maszyny z siecią elektroenergetyczną

4 Wybieg

5 Synchronizacja dokładna

6 Wyznaczenie krzywych V

Literatura

J Rusek bdquoElektrotechnika z elementami napędoacutewrdquo Wyd AGH 1993 str 111-124JSkwarczyński Z Tertil bdquoMaszyny elektryczne cz IVrdquo 1994 str 107-140JSkwarczyński Z Tertil bdquoMaszyny elektryczne cz IIIrdquo 1994 str 32-135AM Plamitzer bdquoMaszyny elektrycznerdquo Wyd Naukowo_techniczne 1986 str 415-518

1 Cel ćwiczenia

Ćwiczenie ma na celu zapoznanie studentoacutew z własnościami dynamicznymi maszyn synchronicznych oraz zbadanie podstawowych własności ruchowych tych maszyn

Dane znamionowe maszyny

PN = 4 kW If0N = 115 AUN = 380 V J = 0249 kgm2 (cały zespoacuteł)IN = 7 A ΔPmech = 300 WnN = 1500 obrmin ΔPFe = 197 WfN = 50 Hz ΔPCu = 184 WcosϕN = 086 RS20 = 125 Ω

Uwaga Wszystkie czynności związane z załączaniem i regulacją urządzeń znajdujących się na stanowisku mogą być dokonywane wyłącznie przez prowadzącego ćwiczenie lub przez studentoacutew na wyraźne polecenie prowadzącego Po zakończeniu każdej z serii pomiaroacutew przewidzianych w programie ćwiczenia studenci powinni czekać na dalsze instrukcje prowadzącego Absolutnie niedozwolone jest samodzielne zatrzymywanie zespołu lub wyłączanie jakichkolwiek urządzeń bez zgody prowadzącego ćwiczenie

2 Rozruchu asynchroniczny silnika synchronicznego

Rozruch asynchroniczny maszyny możliwy jest dzięki litym biegunom wirnika i pierścieniom je zwierającym spełniającym rolę klatki rozruchowej Ze względu na duże napięcia indukujące się w obwodzie wzbudzenia maszyny przy poślizgu bliskim jedności (gdy maszyna rusza) wymagane jest zwarcie tego obwodu opornicą R3 (załączaną przełącznikiem W3) Aby dokonać pełnego rozruchu wartość rezystancji tej opornicy musi być odpowiednio duża w przeciwnym wypadku może dojść do utknięcia wirnika w okolicy połowy prędkości synchronicznej (efekt Gorgesa) Należy dokonać rozruchu w dwoacutech przypadkach pierwszy dla mniejszej wartości rezystancji opornicy ndash widoczny efekt Gorgesa drugi przypadek dla większej wartości - rozruch płynny

Aby dokonać rozruchu należy wykonać następujące czynności

1 uruchomić program LABMOT a w nim wybrać Start2 w menu Kanały ustawić wzmocnienia kanałoacutew na ktoacuterych mierzone są wielkości tak

aby wskaźniki pod mierzonymi wielkościami w oknie głoacutewnym programu miały kolor zielony

3 z menu Proacuteby wybrać Rejestracja przebiegoacutew czasowych4 w oknie ktoacutere się otworzy z menu Dane należy wybrać Zacznij nową proacutebę następnie w

oknie ktoacutere się otworzy należy wpisać dane znamionowe maszynyi nacisnąć OK

5 w oknie Wyboacuter wielkości do rejestracji należy zaznaczyć Uab Ia nt I16 w oknie Pomiar ciągły należy ustawić częstość na 1000 Hz liczbę proacutebek na 10000 a

ilość wykresoacutew na 47 przełącznik W3 ustawić w pozycji 1 ROZRUCH (zwarcie obwodu wzbudzenia opornicą

R3)8 suwak opornicy R3 ustawić w położeniu min

9 załączyć stycznik ST1 przyciskiem ZAŁ (zielonym)10 w oknie Pomiar ciągły nacisnąć przycisk Start co powinno rozpocząć rejestrację i

około sekundę poacuteźniej załączyć wyłącznik W2 w ten sposoacuteb uruchamiając maszynę11 po zakończeniu rejestracji należy wyłączyć wyłącznik W2 przycisnąć przycisk OK

i z menu Wyniki wybrać Wykresy czasowe12 w otwartym oknie z rozwijanych menu Kanał wybrać kolejno Uab Ia I1 nt dla Uab Ia I1

zaznaczyć Skut (wartość skuteczna) i wybrać filtry dolnoprzepustowe odpowiednio dla Uab Ia I1 20 Hz a dla nt 5 Hz następnie należy nacisnąć przycisk Zroacuteb wykres

13 na wykresach ktoacutere się pojawią po przyciśnięciu prawego przycisku myszy z rozwijanego menu wybrać opcję Kopiuj dane do schowka a następnie przycisnąć przycisk Wyjście wyniki należy umieścić w arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej

Aby dokonać rejestracji dla drugiego przypadku należy ustawić suwak opornicy R3 w pozycji max w oknie Pomiary czasowe wybrać opcję Pomiary w oknie Pomiar ciągły należy ustawić częstość na 1000 Hz liczbę proacutebek na 10000 a ilość wykresoacutew na 4 Następnie należy powtoacuterzyć kroki 9 do 12 przy czym po dokonaniu drugiej rejestracji należy pozostawić załączony wyłącznik W2

3 Samosynchronizacja maszyny z siecią elektroenergetyczną

Samosynchronizacja polega na załączeniu do sieci niewzbudzonej maszyny a następnie po dokonaniu rozruchu i zbliżeniu się prędkości obrotowej wirnika do prędkości okołosynchronicznej załączeniu wzbudzenia przez co maszyna zostaje wciągnięta w synchronizm

Aby dokonać samosynchronizacji należy wykonać następujące czynności

1 po dokonaniu rozruchu w poprzednim punkcie maszyna powinna być już uruchomiona jeśli tak nie jest należy ją uruchomić załączając wyłącznik W2 (przełącznik W3 powinien być w położeniu 1 ROZRUCH)

2 w oknie Pomiary czasowe programu LABMOT wybrać opcję Pomiary3 w oknie Pomiar ciągły należy ustawić częstość na 1000 Hz liczbę proacutebek na 10000 a

ilość wykresoacutew na 44 upewnić się czy przełącznik W3 znajduje się w pozycji 1 ROZRUCH i za pomocą

autotransformatora ustawić napięcie wzbudzenia na wartość około 20 V5 po odczekaniu kilku sekund w oknie Pomiar ciągły nacisnąć przycisk Start i około

sekundę poacuteźniej załączyć napięcie wzbudzenia poprzez przełączenie przełącznika W3 w pozycję 2 PRACA

6 po zakończeniu rejestracji należy zostawić uruchomiony napęd (nie wyłączać niczego)i przycisnąć przycisk OK

7 z menu Wyniki należy wybrać Wykresy czasowe8 w otwartym oknie z rozwijanych menu Kanał wybrać kolejno Uab Ia I1 nt dla Uab Ia I1

zaznaczyć Skut (wartość skuteczna) i wybrać filtry dolnoprzepustowe odpowiednio dla Uab Ia I1 20 Hz a dla nt 5 Hz następnie należy nacisnąć przycisk Zroacuteb wykres

9 na wykresach ktoacutere się pojawią po przyciśnięciu prawego przycisku myszy z rozwijanego menu wybrać opcję Kopiuj dane do schowka a następnie przycisnąć przycisk Wyjście wyniki należy umieścić w nowym arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej

4 Wybieg

Wybieg polega na wyłączeniu zasilania pracującej maszyny i powolnym jej zatrzymaniu w wyniku działania sił tarcia Ponieważ zależność momentu tarcia od prędkości wyznaczona na podstawie przebiegu prędkości rejestrowanej podczas wybiegu potrzebna jest do wyznaczenia momentu elektromagnetycznego podczas rozruchu rejestracji należy dokonać w tych samych warunkach a więc przy wyłączonym napięciu wzbudzenia i załączonej opornicy R3

Aby dokonać wybiegu należy wykonać następujące czynności

1 w oknie Pomiary czasowe programu LABMOT z menu Dane należy wybrać Wyboacuter wielkości do rejestracji

2 w oknie Wyboacuter wielkości do rejestracji należy odznaczyć (usunąć) Uab Ia I1 a pozostawić nt a następnie zatwierdzić OK

3 w oknie Pomiar ciągły należy ustawić częstość na 50 Hz a liczbę proacutebek na 15004 upewnić się czy suwak opornicy R3 znajduje się w pozycji max5 pracującej wciąż maszynie (po wykonaniu samosynchronizacji w poprzednim punkcie)

należy zmniejszyć napięcie wzbudzenie do zera a następnie przełączyć obwoacuted wzbudzenia na opornicę R3 poprzez przełączenie przełącznika W3 z pozycji 2 PRACA w pozycję 1 ROZRUCH maszyna utrzyma się w synchronizmie dzięki istnieniu momentu reaktywnego

6 w oknie Pomiar ciągły nacisnąć przycisk Start i około sekundę poacuteźniej wyłączyć wyłącznik W2 co spowoduje powolne hamowanie maszyny

7 po zakończeniu rejestracji należy przycisnąć przycisk OK8 z menu Wyniki należy wybrać Wykresy czasowe9 w otwartym oknie z rozwijanych menu Kanał wybrać należy nt i ustawić filtr

dolnoprzepustowy 5 Hz następnie należy nacisnąć przycisk Zroacuteb wykres10 na wykresach ktoacutere się pojawią po przyciśnięciu prawego przycisku myszy

z rozwijanego menu wybrać opcję Kopiuj dane do schowka a następnie przycisnąć przycisk Wyjście wyniki należy umieścić w nowym arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej

5 Synchronizacja dokładna

Synchronizacji dokładnej maszyny z siecią dokonuje się po rozpędzeniu maszyny do prędkości okołosynchronicznej przy pomocy silnika obcowzbudnego prądu stałego Stojan maszyny jest odłączony od sieci a napięcie wzbudzenia ustawione na taką wartość żeby na biegu jałowym w otwartych fazach stojana indukowało się napięcie bliskie znamionowemu Po zroacutewnaniu się napięć i częstotliwości po stronie maszyny z napięciami i częstotliwością po stronie sieci co sygnalizowane jest przez zroacutewnanie się wskazań dwoacutech woltomierzy oraz dwoacutech częstościomierzy w kolumnie synchronizacyjnej należy oczekiwać momentu kiedy woltomierz roacuteżnicowy wskaże zero a żaroacutewki zgasną (roacutewnież wchodzące w skład kolumny) Jest to jednoznaczne ze zroacutewnaniem się chwilowych wartości napięć sieci z odpowiadającymi chwilowymi wartościami napięć maszyny W tym właśnie momencie należy załączyć uzwojenia stojana maszyny do sieci co spowoduje jej synchronizację

Aby dokonać synchronizacji dokładnej należy wykonać następujące czynności1 w oknie Pomiary czasowe programu LABMOT wybrać należy Wyboacuter wielkości do

rejestracji2 w oknie Wyboacuter wielkości do rejestracji należy zaznaczyć Uab Ia nt I13 w oknie Pomiar ciągły należy ustawić częstość na 1000 Hz liczbę proacutebek na 10000 a

ilość wykresoacutew na 44 upewnić się że wyłącznik W2 jest wyłączony a przełącznik W3 ustawić w położenie 2

PRACA (załączone napięcie wzbudzenia)5 wartość prądu wzbudzenia ustawić wstępnie na około 1 A za pomocą autotransformatora6 załączyć stycznik ST1 przyciskiem ZAŁ (zielonym) co spowoduje podanie napięcia od

strony sieci na kolumnę synchronizacyjną jeden z częstościomierzy w kolumnie powinien wskazać 50 Hz a jeden z woltomierzy napięcie o wartości około 380 V woltomierz roacuteżnicowy powinien wskazać napięcie około 380 V a żaroacutewki powinny być zapalone

7 załączyć napięcie wzbudzenia maszyny prądu stałego (220 V=) stycznikiem na szafie zasilającej

8 załączyć wyłącznik W4 co spowoduje zasilenie prostownika sterowanego a następnie włączyć wyłącznik W5 co połączy twornik maszyny prądu stałego z wyjściem prostownika

9 pokrętło na obudowie prostownika ustawić w skrajnym lewym położeniu (zero) a następnie załączyć prostownik czarnym przyciskiem na obudowie (oznaczonym 1)

10 kręcąc pokrętłem na obudowie prostownika w prawo należy doprowadzić napęd do takiej prędkości aby wskazanie drugiego z częstościomierzy w kolumnie synchronizacyjnej pokryło się ze wskazaniem pierwszego częstościomierza prędkość i częstość mierzone programem LABMOT powinny wynosić odpowiednio 1500 obrmin i 50 Hz

11 za pomocą autotransformatora należy doregulować napięcie wzbudzenia tak aby wskazanie drugiego z woltomierzy w kolumnie synchronizacyjnej pokryło się ze wskazaniem pierwszego woltomierza

12 po dokonaniu tych czynności częstość z jaką porusza się wskazoacutewka woltomierza roacuteżnicowego oraz zapalają się i gasną żaroacutewki powinna być na tyle mała aby łatwo można było wychwycić moment w ktoacuterym żaroacutewki zgasną a woltomierz roacuteżnicowy pokaże zero

13 następnie w oknie Pomiar ciągły nacisnąć przycisk Start i gdy tylko zgasną żaroacutewki należy włączyć wyłącznik W2 spowoduje to powstanie kroacutetkiego stanu nieustalonego i wciągnięcie maszyny w synchronizm

14 po zakończeniu rejestracji należy przycisnąć przycisk OK15 nie należy zatrzymywać zespołu ani dokonywać żadnych przełączeń na stanowisku16 z menu Wyniki należy wybrać Wykresy czasowe17 w otwartym oknie z rozwijanych menu Kanał wybrać kolejno Uab Ia I1 nt dla Uab Ia I1

zaznaczyć Skut (wartość skuteczna) i wybrać filtry dolnoprzepustowe odpowiednio dla Uab Ia I1 20 Hz a dla nt 5 Hz następnie należy nacisnąć przycisk Zroacuteb wykres

18 na wykresach ktoacutere się pojawią po przyciśnięciu prawego przycisku myszy z rozwijanego menu wybrać opcję Kopiuj dane do schowka a następnie przycisnąć przycisk Wyjście wyniki należy umieścić w nowym arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej

6 Wyznaczenie krzywych V

Krzywe V zostaną wyznaczone podczas pracy silnikowej maszyny uprzednio zsynchronizowanej z siecią Dokonać należy trzech rejestracji dla trzech roacuteżnych wartości mocy zasilających maszynę 0 kW 15 kW oraz 3 kW

Aby dokonać wyznaczenia krzywych V należy wykonać następujące czynności

1 zamknąć okno Pomiary czasowe i z menu Proacuteby wybrać Pomiar czegoś tam2 w oknie Pomiar wybranych wielkości wybrać Dane a następnie Zacznij nową proacutebę3 w otwartym oknie wpisać dane znamionowe maszyny a następnie zatwierdzić

przyciskiem OK4 po otwarciu się okna Pomiar wybranych wielkości autotransformator ustawić należy w

skrajnym prawym położeniu tak aby prąd wzbudzenia osiągnął wartość maksymalną (około 21 A)

5 upewnić się że maszyna jest zsynchronizowana z siecią a następnie nieznacznie wyregulować zasilanie pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego tak aby moc pobierana przez maszynę synchroniczną wynosiła zero (wielkość P w oknie głoacutewnym programu LABMOT) za miarę mocy przyjmujemy moc zasilania maszyny synchronicznej

6 po odczekaniu 5-6 sekund od zakończenia regulacji wcisnąć przycisk Zmierz (lub klawisz Z na klawiaturze)

7 kolejne punkty pomiarowe należy rejestrować nieznacznie zmniejszając wartość prądu wzbudzenia i po odczekaniu 5-6 sekund na ustalenie się wartości mierzonych wielkości naciskając przycisk Zmierz

8 pomiary należy kontynuować do momentu aż prąd wzbudzenia nie osiągnie dolnej granicy zakresu regulacji podanej w tabeli 1

9 po zarejestrowaniu ostatniego punktu pomiarowego należy powroacutecić z prądem wzbudzenia do wartości maksymalnej (21 A)

10 w oknie tabelki z pomiarami należy wcisnąć przycisk Wykresy11 w oknie Co pokazać na wykresie należy zaznaczyć I1 na osi x (prąd wzbudzenia) oraz I

na osi y (uśredniony prąd z trzech faz stojana) i wcisnąć przycisk OK12 w otwartym oknie wykresy po naciśnięciu na wykresie prawym przyciskiem myszy

należy wybrać Kopiuj dane do schowka i przycisnąć OK13 wyniki należy umieścić w nowym arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej14 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy tak zmniejszyć napięcie

twornika maszyny prądu stałego aby moc pobierana przez maszynę synchroniczną była roacutewna P = 15 kW

15 w oknie Pomiar wybranych wielkości należy usunąć wszystkie zarejestrowane wartości przyciskając przycisk Usuń i zatwierdzając OK

16 następnie należy powtoacuterzyć kroki od 6 do 1317 po zarejestrowaniu drugiego przypadku należy przystąpić do rejestracji przypadku

trzeciego18 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy tak zmniejszyć napięcie

twornika maszyny prądu stałego aby moc pobierana przez maszynę synchroniczną była roacutewna P = 3 kW

19 w oknie Pomiar wybranych wielkości należy usunąć wszystkie zarejestrowane wartości przyciskając przycisk Usuń i zatwierdzając OK

20 następnie należy powtoacuterzyć kroki od 6 do 13

Tabela 1 Zakresy regulacji prądu wzbudzenia dla roacuteżnych przypadkoacutew obciążenia maszyny synchronicznej

P [kW] Iwzb min [A] Iwzb max [A]

0 0 2115 02 213 08 21

7 Zatrzymanie napędu

Zatrzymanie napędu powinno zostać dokonane przez prowadzącego i odbywać się powinno w następującej kolejności

1 wyłączyć wyłącznik W2 co spowoduje odłączenie maszyny synchronicznej od sieci2 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy kręcić powoli w lewo aż do

osiągnięcia położenia zerowego pokrętła i zatrzymania napędu3 wyłączyć prostownik sterowany przyciskiem zero na jego obudowie4 wyłączyć wyłącznik W5 a następnie W4

8 Sprawozdanie

Sprawozdanie zawierać powinno następujące elementy

1 schemat układu pomiarowego oraz schemat połączeń kolumny synchronizacyjnej2 opis czynności łączeniowych wykonywanych podczas synchronizacji maszyny

synchronicznej z siecią (zaroacutewno dokładnej jak i samosynchronizacji) opis zalet i wad obu tych sposoboacutew synchronizacji

3 przebiegi czasowe prędkości obrotowej (w radianach na sekundę) i skuteczne filtrowane przebiegi prądu stojana prądu wzbudzenia i napięcia (cztery wielkości na jednym wykresie) podczas samosynchronizacji synchronizacji dokładnej i rozruchu (dla rozruchu w dwoacutech przypadkach z większą oraz z mniejszą wartością rezystancji w obwodzie wzbudzenia) aby wszystkie przebiegi były dobrze widoczne należy przeskalować prądy stojana i wzbudzenia dla samosynchronizacji i synchronizacji dokładnej prąd stojana pomnożyć przez 50 a prąd wzbudzenia pomnożyć przez 200 dla rozruchu prąd stojana pomnożyć przez 10 a prąd wzbudzenia pomnożyć przez 50 łącznie w tym punkcie powinny powstać cztery wykresy na każdym z nich po cztery przebiegi

4 wykres prędkości obrotowej (w radianach na sekundę) w funkcji czasu podczas wybiegu5 powstałe w wyniku roacuteżniczkowania prędkości obrotowej wykresy zależności Jdωdt

(moment rozruchowy) od prędkości obrotowej ω podczas rozruchu (2 przypadki) oraz zależności -Jdωdt (moment tarcia) od prędkości obrotowej ω podczas wybiegu łącznie trzy charakterystyki umieszczone na jednym wykresie ze względu na roacuteżną długość ciągoacutew proacutebek należy dokonać interpolacji

6 charakterystyki momentu elektromagnetycznego w funkcji prędkości podczas rozruchu (powstałe w wyniku dodania momentu tarcia do momentu rozruchowego) łącznie dwa wykresy (dla dwoacutech przypadkoacutew rezystancji zwierającej wirnik)

7 trzy charakterystyki prądowe (krzywe V) narysowane w jednym układzie wspoacutełrzędnych (punkty plus aproksymacja)

8 podsumowanie zawierające wnioski ktoacutere można wyciągnąć na podstawie wynikoacutew wykonanych pomiaroacutew

1 Cel ćwiczenia

Ćwiczenie ma na celu zapoznanie studentoacutew z własnościami dynamicznymi maszyn synchronicznych oraz zbadanie podstawowych własności ruchowych tych maszyn

Dane znamionowe maszyny

PN = 4 kW If0N = 115 AUN = 380 V J = 0249 kgm2 (cały zespoacuteł)IN = 7 A ΔPmech = 300 WnN = 1500 obrmin ΔPFe = 197 WfN = 50 Hz ΔPCu = 184 WcosϕN = 086 RS20 = 125 Ω

Uwaga Wszystkie czynności związane z załączaniem i regulacją urządzeń znajdujących się na stanowisku mogą być dokonywane wyłącznie przez prowadzącego ćwiczenie lub przez studentoacutew na wyraźne polecenie prowadzącego Po zakończeniu każdej z serii pomiaroacutew przewidzianych w programie ćwiczenia studenci powinni czekać na dalsze instrukcje prowadzącego Absolutnie niedozwolone jest samodzielne zatrzymywanie zespołu lub wyłączanie jakichkolwiek urządzeń bez zgody prowadzącego ćwiczenie

2 Rozruchu asynchroniczny silnika synchronicznego

Rozruch asynchroniczny maszyny możliwy jest dzięki litym biegunom wirnika i pierścieniom je zwierającym spełniającym rolę klatki rozruchowej Ze względu na duże napięcia indukujące się w obwodzie wzbudzenia maszyny przy poślizgu bliskim jedności (gdy maszyna rusza) wymagane jest zwarcie tego obwodu opornicą R3 (załączaną przełącznikiem W3) Aby dokonać pełnego rozruchu wartość rezystancji tej opornicy musi być odpowiednio duża w przeciwnym wypadku może dojść do utknięcia wirnika w okolicy połowy prędkości synchronicznej (efekt Gorgesa) Należy dokonać rozruchu w dwoacutech przypadkach pierwszy dla mniejszej wartości rezystancji opornicy ndash widoczny efekt Gorgesa drugi przypadek dla większej wartości - rozruch płynny

Aby dokonać rozruchu należy wykonać następujące czynności

1 uruchomić program LABMOT a w nim wybrać Start2 w menu Kanały ustawić wzmocnienia kanałoacutew na ktoacuterych mierzone są wielkości tak

aby wskaźniki pod mierzonymi wielkościami w oknie głoacutewnym programu miały kolor zielony

3 z menu Proacuteby wybrać Rejestracja przebiegoacutew czasowych4 w oknie ktoacutere się otworzy z menu Dane należy wybrać Zacznij nową proacutebę następnie w

oknie ktoacutere się otworzy należy wpisać dane znamionowe maszynyi nacisnąć OK

5 w oknie Wyboacuter wielkości do rejestracji należy zaznaczyć Uab Ia nt I16 w oknie Pomiar ciągły należy ustawić częstość na 1000 Hz liczbę proacutebek na 10000 a

ilość wykresoacutew na 47 przełącznik W3 ustawić w pozycji 1 ROZRUCH (zwarcie obwodu wzbudzenia opornicą

R3)8 suwak opornicy R3 ustawić w położeniu min

9 załączyć stycznik ST1 przyciskiem ZAŁ (zielonym)10 w oknie Pomiar ciągły nacisnąć przycisk Start co powinno rozpocząć rejestrację i

około sekundę poacuteźniej załączyć wyłącznik W2 w ten sposoacuteb uruchamiając maszynę11 po zakończeniu rejestracji należy wyłączyć wyłącznik W2 przycisnąć przycisk OK

i z menu Wyniki wybrać Wykresy czasowe12 w otwartym oknie z rozwijanych menu Kanał wybrać kolejno Uab Ia I1 nt dla Uab Ia I1

zaznaczyć Skut (wartość skuteczna) i wybrać filtry dolnoprzepustowe odpowiednio dla Uab Ia I1 20 Hz a dla nt 5 Hz następnie należy nacisnąć przycisk Zroacuteb wykres

13 na wykresach ktoacutere się pojawią po przyciśnięciu prawego przycisku myszy z rozwijanego menu wybrać opcję Kopiuj dane do schowka a następnie przycisnąć przycisk Wyjście wyniki należy umieścić w arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej

Aby dokonać rejestracji dla drugiego przypadku należy ustawić suwak opornicy R3 w pozycji max w oknie Pomiary czasowe wybrać opcję Pomiary w oknie Pomiar ciągły należy ustawić częstość na 1000 Hz liczbę proacutebek na 10000 a ilość wykresoacutew na 4 Następnie należy powtoacuterzyć kroki 9 do 12 przy czym po dokonaniu drugiej rejestracji należy pozostawić załączony wyłącznik W2

3 Samosynchronizacja maszyny z siecią elektroenergetyczną

Samosynchronizacja polega na załączeniu do sieci niewzbudzonej maszyny a następnie po dokonaniu rozruchu i zbliżeniu się prędkości obrotowej wirnika do prędkości okołosynchronicznej załączeniu wzbudzenia przez co maszyna zostaje wciągnięta w synchronizm

Aby dokonać samosynchronizacji należy wykonać następujące czynności

1 po dokonaniu rozruchu w poprzednim punkcie maszyna powinna być już uruchomiona jeśli tak nie jest należy ją uruchomić załączając wyłącznik W2 (przełącznik W3 powinien być w położeniu 1 ROZRUCH)

2 w oknie Pomiary czasowe programu LABMOT wybrać opcję Pomiary3 w oknie Pomiar ciągły należy ustawić częstość na 1000 Hz liczbę proacutebek na 10000 a

ilość wykresoacutew na 44 upewnić się czy przełącznik W3 znajduje się w pozycji 1 ROZRUCH i za pomocą

autotransformatora ustawić napięcie wzbudzenia na wartość około 20 V5 po odczekaniu kilku sekund w oknie Pomiar ciągły nacisnąć przycisk Start i około

sekundę poacuteźniej załączyć napięcie wzbudzenia poprzez przełączenie przełącznika W3 w pozycję 2 PRACA

6 po zakończeniu rejestracji należy zostawić uruchomiony napęd (nie wyłączać niczego)i przycisnąć przycisk OK

7 z menu Wyniki należy wybrać Wykresy czasowe8 w otwartym oknie z rozwijanych menu Kanał wybrać kolejno Uab Ia I1 nt dla Uab Ia I1

zaznaczyć Skut (wartość skuteczna) i wybrać filtry dolnoprzepustowe odpowiednio dla Uab Ia I1 20 Hz a dla nt 5 Hz następnie należy nacisnąć przycisk Zroacuteb wykres

9 na wykresach ktoacutere się pojawią po przyciśnięciu prawego przycisku myszy z rozwijanego menu wybrać opcję Kopiuj dane do schowka a następnie przycisnąć przycisk Wyjście wyniki należy umieścić w nowym arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej

4 Wybieg

Wybieg polega na wyłączeniu zasilania pracującej maszyny i powolnym jej zatrzymaniu w wyniku działania sił tarcia Ponieważ zależność momentu tarcia od prędkości wyznaczona na podstawie przebiegu prędkości rejestrowanej podczas wybiegu potrzebna jest do wyznaczenia momentu elektromagnetycznego podczas rozruchu rejestracji należy dokonać w tych samych warunkach a więc przy wyłączonym napięciu wzbudzenia i załączonej opornicy R3

Aby dokonać wybiegu należy wykonać następujące czynności

1 w oknie Pomiary czasowe programu LABMOT z menu Dane należy wybrać Wyboacuter wielkości do rejestracji

2 w oknie Wyboacuter wielkości do rejestracji należy odznaczyć (usunąć) Uab Ia I1 a pozostawić nt a następnie zatwierdzić OK

3 w oknie Pomiar ciągły należy ustawić częstość na 50 Hz a liczbę proacutebek na 15004 upewnić się czy suwak opornicy R3 znajduje się w pozycji max5 pracującej wciąż maszynie (po wykonaniu samosynchronizacji w poprzednim punkcie)

należy zmniejszyć napięcie wzbudzenie do zera a następnie przełączyć obwoacuted wzbudzenia na opornicę R3 poprzez przełączenie przełącznika W3 z pozycji 2 PRACA w pozycję 1 ROZRUCH maszyna utrzyma się w synchronizmie dzięki istnieniu momentu reaktywnego

6 w oknie Pomiar ciągły nacisnąć przycisk Start i około sekundę poacuteźniej wyłączyć wyłącznik W2 co spowoduje powolne hamowanie maszyny

7 po zakończeniu rejestracji należy przycisnąć przycisk OK8 z menu Wyniki należy wybrać Wykresy czasowe9 w otwartym oknie z rozwijanych menu Kanał wybrać należy nt i ustawić filtr

dolnoprzepustowy 5 Hz następnie należy nacisnąć przycisk Zroacuteb wykres10 na wykresach ktoacutere się pojawią po przyciśnięciu prawego przycisku myszy

z rozwijanego menu wybrać opcję Kopiuj dane do schowka a następnie przycisnąć przycisk Wyjście wyniki należy umieścić w nowym arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej

5 Synchronizacja dokładna

Synchronizacji dokładnej maszyny z siecią dokonuje się po rozpędzeniu maszyny do prędkości okołosynchronicznej przy pomocy silnika obcowzbudnego prądu stałego Stojan maszyny jest odłączony od sieci a napięcie wzbudzenia ustawione na taką wartość żeby na biegu jałowym w otwartych fazach stojana indukowało się napięcie bliskie znamionowemu Po zroacutewnaniu się napięć i częstotliwości po stronie maszyny z napięciami i częstotliwością po stronie sieci co sygnalizowane jest przez zroacutewnanie się wskazań dwoacutech woltomierzy oraz dwoacutech częstościomierzy w kolumnie synchronizacyjnej należy oczekiwać momentu kiedy woltomierz roacuteżnicowy wskaże zero a żaroacutewki zgasną (roacutewnież wchodzące w skład kolumny) Jest to jednoznaczne ze zroacutewnaniem się chwilowych wartości napięć sieci z odpowiadającymi chwilowymi wartościami napięć maszyny W tym właśnie momencie należy załączyć uzwojenia stojana maszyny do sieci co spowoduje jej synchronizację

Aby dokonać synchronizacji dokładnej należy wykonać następujące czynności1 w oknie Pomiary czasowe programu LABMOT wybrać należy Wyboacuter wielkości do

rejestracji2 w oknie Wyboacuter wielkości do rejestracji należy zaznaczyć Uab Ia nt I13 w oknie Pomiar ciągły należy ustawić częstość na 1000 Hz liczbę proacutebek na 10000 a

ilość wykresoacutew na 44 upewnić się że wyłącznik W2 jest wyłączony a przełącznik W3 ustawić w położenie 2

PRACA (załączone napięcie wzbudzenia)5 wartość prądu wzbudzenia ustawić wstępnie na około 1 A za pomocą autotransformatora6 załączyć stycznik ST1 przyciskiem ZAŁ (zielonym) co spowoduje podanie napięcia od

strony sieci na kolumnę synchronizacyjną jeden z częstościomierzy w kolumnie powinien wskazać 50 Hz a jeden z woltomierzy napięcie o wartości około 380 V woltomierz roacuteżnicowy powinien wskazać napięcie około 380 V a żaroacutewki powinny być zapalone

7 załączyć napięcie wzbudzenia maszyny prądu stałego (220 V=) stycznikiem na szafie zasilającej

8 załączyć wyłącznik W4 co spowoduje zasilenie prostownika sterowanego a następnie włączyć wyłącznik W5 co połączy twornik maszyny prądu stałego z wyjściem prostownika

9 pokrętło na obudowie prostownika ustawić w skrajnym lewym położeniu (zero) a następnie załączyć prostownik czarnym przyciskiem na obudowie (oznaczonym 1)

10 kręcąc pokrętłem na obudowie prostownika w prawo należy doprowadzić napęd do takiej prędkości aby wskazanie drugiego z częstościomierzy w kolumnie synchronizacyjnej pokryło się ze wskazaniem pierwszego częstościomierza prędkość i częstość mierzone programem LABMOT powinny wynosić odpowiednio 1500 obrmin i 50 Hz

11 za pomocą autotransformatora należy doregulować napięcie wzbudzenia tak aby wskazanie drugiego z woltomierzy w kolumnie synchronizacyjnej pokryło się ze wskazaniem pierwszego woltomierza

12 po dokonaniu tych czynności częstość z jaką porusza się wskazoacutewka woltomierza roacuteżnicowego oraz zapalają się i gasną żaroacutewki powinna być na tyle mała aby łatwo można było wychwycić moment w ktoacuterym żaroacutewki zgasną a woltomierz roacuteżnicowy pokaże zero

13 następnie w oknie Pomiar ciągły nacisnąć przycisk Start i gdy tylko zgasną żaroacutewki należy włączyć wyłącznik W2 spowoduje to powstanie kroacutetkiego stanu nieustalonego i wciągnięcie maszyny w synchronizm

14 po zakończeniu rejestracji należy przycisnąć przycisk OK15 nie należy zatrzymywać zespołu ani dokonywać żadnych przełączeń na stanowisku16 z menu Wyniki należy wybrać Wykresy czasowe17 w otwartym oknie z rozwijanych menu Kanał wybrać kolejno Uab Ia I1 nt dla Uab Ia I1

zaznaczyć Skut (wartość skuteczna) i wybrać filtry dolnoprzepustowe odpowiednio dla Uab Ia I1 20 Hz a dla nt 5 Hz następnie należy nacisnąć przycisk Zroacuteb wykres

18 na wykresach ktoacutere się pojawią po przyciśnięciu prawego przycisku myszy z rozwijanego menu wybrać opcję Kopiuj dane do schowka a następnie przycisnąć przycisk Wyjście wyniki należy umieścić w nowym arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej

6 Wyznaczenie krzywych V

Krzywe V zostaną wyznaczone podczas pracy silnikowej maszyny uprzednio zsynchronizowanej z siecią Dokonać należy trzech rejestracji dla trzech roacuteżnych wartości mocy zasilających maszynę 0 kW 15 kW oraz 3 kW

Aby dokonać wyznaczenia krzywych V należy wykonać następujące czynności

1 zamknąć okno Pomiary czasowe i z menu Proacuteby wybrać Pomiar czegoś tam2 w oknie Pomiar wybranych wielkości wybrać Dane a następnie Zacznij nową proacutebę3 w otwartym oknie wpisać dane znamionowe maszyny a następnie zatwierdzić

przyciskiem OK4 po otwarciu się okna Pomiar wybranych wielkości autotransformator ustawić należy w

skrajnym prawym położeniu tak aby prąd wzbudzenia osiągnął wartość maksymalną (około 21 A)

5 upewnić się że maszyna jest zsynchronizowana z siecią a następnie nieznacznie wyregulować zasilanie pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego tak aby moc pobierana przez maszynę synchroniczną wynosiła zero (wielkość P w oknie głoacutewnym programu LABMOT) za miarę mocy przyjmujemy moc zasilania maszyny synchronicznej

6 po odczekaniu 5-6 sekund od zakończenia regulacji wcisnąć przycisk Zmierz (lub klawisz Z na klawiaturze)

7 kolejne punkty pomiarowe należy rejestrować nieznacznie zmniejszając wartość prądu wzbudzenia i po odczekaniu 5-6 sekund na ustalenie się wartości mierzonych wielkości naciskając przycisk Zmierz

8 pomiary należy kontynuować do momentu aż prąd wzbudzenia nie osiągnie dolnej granicy zakresu regulacji podanej w tabeli 1

9 po zarejestrowaniu ostatniego punktu pomiarowego należy powroacutecić z prądem wzbudzenia do wartości maksymalnej (21 A)

10 w oknie tabelki z pomiarami należy wcisnąć przycisk Wykresy11 w oknie Co pokazać na wykresie należy zaznaczyć I1 na osi x (prąd wzbudzenia) oraz I

na osi y (uśredniony prąd z trzech faz stojana) i wcisnąć przycisk OK12 w otwartym oknie wykresy po naciśnięciu na wykresie prawym przyciskiem myszy

należy wybrać Kopiuj dane do schowka i przycisnąć OK13 wyniki należy umieścić w nowym arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej14 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy tak zmniejszyć napięcie

twornika maszyny prądu stałego aby moc pobierana przez maszynę synchroniczną była roacutewna P = 15 kW

15 w oknie Pomiar wybranych wielkości należy usunąć wszystkie zarejestrowane wartości przyciskając przycisk Usuń i zatwierdzając OK

16 następnie należy powtoacuterzyć kroki od 6 do 1317 po zarejestrowaniu drugiego przypadku należy przystąpić do rejestracji przypadku

trzeciego18 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy tak zmniejszyć napięcie

twornika maszyny prądu stałego aby moc pobierana przez maszynę synchroniczną była roacutewna P = 3 kW

19 w oknie Pomiar wybranych wielkości należy usunąć wszystkie zarejestrowane wartości przyciskając przycisk Usuń i zatwierdzając OK

20 następnie należy powtoacuterzyć kroki od 6 do 13

Tabela 1 Zakresy regulacji prądu wzbudzenia dla roacuteżnych przypadkoacutew obciążenia maszyny synchronicznej

P [kW] Iwzb min [A] Iwzb max [A]

0 0 2115 02 213 08 21

7 Zatrzymanie napędu

Zatrzymanie napędu powinno zostać dokonane przez prowadzącego i odbywać się powinno w następującej kolejności

1 wyłączyć wyłącznik W2 co spowoduje odłączenie maszyny synchronicznej od sieci2 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy kręcić powoli w lewo aż do

osiągnięcia położenia zerowego pokrętła i zatrzymania napędu3 wyłączyć prostownik sterowany przyciskiem zero na jego obudowie4 wyłączyć wyłącznik W5 a następnie W4

8 Sprawozdanie

Sprawozdanie zawierać powinno następujące elementy

1 schemat układu pomiarowego oraz schemat połączeń kolumny synchronizacyjnej2 opis czynności łączeniowych wykonywanych podczas synchronizacji maszyny

synchronicznej z siecią (zaroacutewno dokładnej jak i samosynchronizacji) opis zalet i wad obu tych sposoboacutew synchronizacji

3 przebiegi czasowe prędkości obrotowej (w radianach na sekundę) i skuteczne filtrowane przebiegi prądu stojana prądu wzbudzenia i napięcia (cztery wielkości na jednym wykresie) podczas samosynchronizacji synchronizacji dokładnej i rozruchu (dla rozruchu w dwoacutech przypadkach z większą oraz z mniejszą wartością rezystancji w obwodzie wzbudzenia) aby wszystkie przebiegi były dobrze widoczne należy przeskalować prądy stojana i wzbudzenia dla samosynchronizacji i synchronizacji dokładnej prąd stojana pomnożyć przez 50 a prąd wzbudzenia pomnożyć przez 200 dla rozruchu prąd stojana pomnożyć przez 10 a prąd wzbudzenia pomnożyć przez 50 łącznie w tym punkcie powinny powstać cztery wykresy na każdym z nich po cztery przebiegi

4 wykres prędkości obrotowej (w radianach na sekundę) w funkcji czasu podczas wybiegu5 powstałe w wyniku roacuteżniczkowania prędkości obrotowej wykresy zależności Jdωdt

(moment rozruchowy) od prędkości obrotowej ω podczas rozruchu (2 przypadki) oraz zależności -Jdωdt (moment tarcia) od prędkości obrotowej ω podczas wybiegu łącznie trzy charakterystyki umieszczone na jednym wykresie ze względu na roacuteżną długość ciągoacutew proacutebek należy dokonać interpolacji

6 charakterystyki momentu elektromagnetycznego w funkcji prędkości podczas rozruchu (powstałe w wyniku dodania momentu tarcia do momentu rozruchowego) łącznie dwa wykresy (dla dwoacutech przypadkoacutew rezystancji zwierającej wirnik)

7 trzy charakterystyki prądowe (krzywe V) narysowane w jednym układzie wspoacutełrzędnych (punkty plus aproksymacja)

8 podsumowanie zawierające wnioski ktoacutere można wyciągnąć na podstawie wynikoacutew wykonanych pomiaroacutew

9 załączyć stycznik ST1 przyciskiem ZAŁ (zielonym)10 w oknie Pomiar ciągły nacisnąć przycisk Start co powinno rozpocząć rejestrację i

około sekundę poacuteźniej załączyć wyłącznik W2 w ten sposoacuteb uruchamiając maszynę11 po zakończeniu rejestracji należy wyłączyć wyłącznik W2 przycisnąć przycisk OK

i z menu Wyniki wybrać Wykresy czasowe12 w otwartym oknie z rozwijanych menu Kanał wybrać kolejno Uab Ia I1 nt dla Uab Ia I1

zaznaczyć Skut (wartość skuteczna) i wybrać filtry dolnoprzepustowe odpowiednio dla Uab Ia I1 20 Hz a dla nt 5 Hz następnie należy nacisnąć przycisk Zroacuteb wykres

13 na wykresach ktoacutere się pojawią po przyciśnięciu prawego przycisku myszy z rozwijanego menu wybrać opcję Kopiuj dane do schowka a następnie przycisnąć przycisk Wyjście wyniki należy umieścić w arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej

Aby dokonać rejestracji dla drugiego przypadku należy ustawić suwak opornicy R3 w pozycji max w oknie Pomiary czasowe wybrać opcję Pomiary w oknie Pomiar ciągły należy ustawić częstość na 1000 Hz liczbę proacutebek na 10000 a ilość wykresoacutew na 4 Następnie należy powtoacuterzyć kroki 9 do 12 przy czym po dokonaniu drugiej rejestracji należy pozostawić załączony wyłącznik W2

3 Samosynchronizacja maszyny z siecią elektroenergetyczną

Samosynchronizacja polega na załączeniu do sieci niewzbudzonej maszyny a następnie po dokonaniu rozruchu i zbliżeniu się prędkości obrotowej wirnika do prędkości okołosynchronicznej załączeniu wzbudzenia przez co maszyna zostaje wciągnięta w synchronizm

Aby dokonać samosynchronizacji należy wykonać następujące czynności

1 po dokonaniu rozruchu w poprzednim punkcie maszyna powinna być już uruchomiona jeśli tak nie jest należy ją uruchomić załączając wyłącznik W2 (przełącznik W3 powinien być w położeniu 1 ROZRUCH)

2 w oknie Pomiary czasowe programu LABMOT wybrać opcję Pomiary3 w oknie Pomiar ciągły należy ustawić częstość na 1000 Hz liczbę proacutebek na 10000 a

ilość wykresoacutew na 44 upewnić się czy przełącznik W3 znajduje się w pozycji 1 ROZRUCH i za pomocą

autotransformatora ustawić napięcie wzbudzenia na wartość około 20 V5 po odczekaniu kilku sekund w oknie Pomiar ciągły nacisnąć przycisk Start i około

sekundę poacuteźniej załączyć napięcie wzbudzenia poprzez przełączenie przełącznika W3 w pozycję 2 PRACA

6 po zakończeniu rejestracji należy zostawić uruchomiony napęd (nie wyłączać niczego)i przycisnąć przycisk OK

7 z menu Wyniki należy wybrać Wykresy czasowe8 w otwartym oknie z rozwijanych menu Kanał wybrać kolejno Uab Ia I1 nt dla Uab Ia I1

zaznaczyć Skut (wartość skuteczna) i wybrać filtry dolnoprzepustowe odpowiednio dla Uab Ia I1 20 Hz a dla nt 5 Hz następnie należy nacisnąć przycisk Zroacuteb wykres

9 na wykresach ktoacutere się pojawią po przyciśnięciu prawego przycisku myszy z rozwijanego menu wybrać opcję Kopiuj dane do schowka a następnie przycisnąć przycisk Wyjście wyniki należy umieścić w nowym arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej

4 Wybieg

Wybieg polega na wyłączeniu zasilania pracującej maszyny i powolnym jej zatrzymaniu w wyniku działania sił tarcia Ponieważ zależność momentu tarcia od prędkości wyznaczona na podstawie przebiegu prędkości rejestrowanej podczas wybiegu potrzebna jest do wyznaczenia momentu elektromagnetycznego podczas rozruchu rejestracji należy dokonać w tych samych warunkach a więc przy wyłączonym napięciu wzbudzenia i załączonej opornicy R3

Aby dokonać wybiegu należy wykonać następujące czynności

1 w oknie Pomiary czasowe programu LABMOT z menu Dane należy wybrać Wyboacuter wielkości do rejestracji

2 w oknie Wyboacuter wielkości do rejestracji należy odznaczyć (usunąć) Uab Ia I1 a pozostawić nt a następnie zatwierdzić OK

3 w oknie Pomiar ciągły należy ustawić częstość na 50 Hz a liczbę proacutebek na 15004 upewnić się czy suwak opornicy R3 znajduje się w pozycji max5 pracującej wciąż maszynie (po wykonaniu samosynchronizacji w poprzednim punkcie)

należy zmniejszyć napięcie wzbudzenie do zera a następnie przełączyć obwoacuted wzbudzenia na opornicę R3 poprzez przełączenie przełącznika W3 z pozycji 2 PRACA w pozycję 1 ROZRUCH maszyna utrzyma się w synchronizmie dzięki istnieniu momentu reaktywnego

6 w oknie Pomiar ciągły nacisnąć przycisk Start i około sekundę poacuteźniej wyłączyć wyłącznik W2 co spowoduje powolne hamowanie maszyny

7 po zakończeniu rejestracji należy przycisnąć przycisk OK8 z menu Wyniki należy wybrać Wykresy czasowe9 w otwartym oknie z rozwijanych menu Kanał wybrać należy nt i ustawić filtr

dolnoprzepustowy 5 Hz następnie należy nacisnąć przycisk Zroacuteb wykres10 na wykresach ktoacutere się pojawią po przyciśnięciu prawego przycisku myszy

z rozwijanego menu wybrać opcję Kopiuj dane do schowka a następnie przycisnąć przycisk Wyjście wyniki należy umieścić w nowym arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej

5 Synchronizacja dokładna

Synchronizacji dokładnej maszyny z siecią dokonuje się po rozpędzeniu maszyny do prędkości okołosynchronicznej przy pomocy silnika obcowzbudnego prądu stałego Stojan maszyny jest odłączony od sieci a napięcie wzbudzenia ustawione na taką wartość żeby na biegu jałowym w otwartych fazach stojana indukowało się napięcie bliskie znamionowemu Po zroacutewnaniu się napięć i częstotliwości po stronie maszyny z napięciami i częstotliwością po stronie sieci co sygnalizowane jest przez zroacutewnanie się wskazań dwoacutech woltomierzy oraz dwoacutech częstościomierzy w kolumnie synchronizacyjnej należy oczekiwać momentu kiedy woltomierz roacuteżnicowy wskaże zero a żaroacutewki zgasną (roacutewnież wchodzące w skład kolumny) Jest to jednoznaczne ze zroacutewnaniem się chwilowych wartości napięć sieci z odpowiadającymi chwilowymi wartościami napięć maszyny W tym właśnie momencie należy załączyć uzwojenia stojana maszyny do sieci co spowoduje jej synchronizację

Aby dokonać synchronizacji dokładnej należy wykonać następujące czynności1 w oknie Pomiary czasowe programu LABMOT wybrać należy Wyboacuter wielkości do

rejestracji2 w oknie Wyboacuter wielkości do rejestracji należy zaznaczyć Uab Ia nt I13 w oknie Pomiar ciągły należy ustawić częstość na 1000 Hz liczbę proacutebek na 10000 a

ilość wykresoacutew na 44 upewnić się że wyłącznik W2 jest wyłączony a przełącznik W3 ustawić w położenie 2

PRACA (załączone napięcie wzbudzenia)5 wartość prądu wzbudzenia ustawić wstępnie na około 1 A za pomocą autotransformatora6 załączyć stycznik ST1 przyciskiem ZAŁ (zielonym) co spowoduje podanie napięcia od

strony sieci na kolumnę synchronizacyjną jeden z częstościomierzy w kolumnie powinien wskazać 50 Hz a jeden z woltomierzy napięcie o wartości około 380 V woltomierz roacuteżnicowy powinien wskazać napięcie około 380 V a żaroacutewki powinny być zapalone

7 załączyć napięcie wzbudzenia maszyny prądu stałego (220 V=) stycznikiem na szafie zasilającej

8 załączyć wyłącznik W4 co spowoduje zasilenie prostownika sterowanego a następnie włączyć wyłącznik W5 co połączy twornik maszyny prądu stałego z wyjściem prostownika

9 pokrętło na obudowie prostownika ustawić w skrajnym lewym położeniu (zero) a następnie załączyć prostownik czarnym przyciskiem na obudowie (oznaczonym 1)

10 kręcąc pokrętłem na obudowie prostownika w prawo należy doprowadzić napęd do takiej prędkości aby wskazanie drugiego z częstościomierzy w kolumnie synchronizacyjnej pokryło się ze wskazaniem pierwszego częstościomierza prędkość i częstość mierzone programem LABMOT powinny wynosić odpowiednio 1500 obrmin i 50 Hz

11 za pomocą autotransformatora należy doregulować napięcie wzbudzenia tak aby wskazanie drugiego z woltomierzy w kolumnie synchronizacyjnej pokryło się ze wskazaniem pierwszego woltomierza

12 po dokonaniu tych czynności częstość z jaką porusza się wskazoacutewka woltomierza roacuteżnicowego oraz zapalają się i gasną żaroacutewki powinna być na tyle mała aby łatwo można było wychwycić moment w ktoacuterym żaroacutewki zgasną a woltomierz roacuteżnicowy pokaże zero

13 następnie w oknie Pomiar ciągły nacisnąć przycisk Start i gdy tylko zgasną żaroacutewki należy włączyć wyłącznik W2 spowoduje to powstanie kroacutetkiego stanu nieustalonego i wciągnięcie maszyny w synchronizm

14 po zakończeniu rejestracji należy przycisnąć przycisk OK15 nie należy zatrzymywać zespołu ani dokonywać żadnych przełączeń na stanowisku16 z menu Wyniki należy wybrać Wykresy czasowe17 w otwartym oknie z rozwijanych menu Kanał wybrać kolejno Uab Ia I1 nt dla Uab Ia I1

zaznaczyć Skut (wartość skuteczna) i wybrać filtry dolnoprzepustowe odpowiednio dla Uab Ia I1 20 Hz a dla nt 5 Hz następnie należy nacisnąć przycisk Zroacuteb wykres

18 na wykresach ktoacutere się pojawią po przyciśnięciu prawego przycisku myszy z rozwijanego menu wybrać opcję Kopiuj dane do schowka a następnie przycisnąć przycisk Wyjście wyniki należy umieścić w nowym arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej

6 Wyznaczenie krzywych V

Krzywe V zostaną wyznaczone podczas pracy silnikowej maszyny uprzednio zsynchronizowanej z siecią Dokonać należy trzech rejestracji dla trzech roacuteżnych wartości mocy zasilających maszynę 0 kW 15 kW oraz 3 kW

Aby dokonać wyznaczenia krzywych V należy wykonać następujące czynności

1 zamknąć okno Pomiary czasowe i z menu Proacuteby wybrać Pomiar czegoś tam2 w oknie Pomiar wybranych wielkości wybrać Dane a następnie Zacznij nową proacutebę3 w otwartym oknie wpisać dane znamionowe maszyny a następnie zatwierdzić

przyciskiem OK4 po otwarciu się okna Pomiar wybranych wielkości autotransformator ustawić należy w

skrajnym prawym położeniu tak aby prąd wzbudzenia osiągnął wartość maksymalną (około 21 A)

5 upewnić się że maszyna jest zsynchronizowana z siecią a następnie nieznacznie wyregulować zasilanie pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego tak aby moc pobierana przez maszynę synchroniczną wynosiła zero (wielkość P w oknie głoacutewnym programu LABMOT) za miarę mocy przyjmujemy moc zasilania maszyny synchronicznej

6 po odczekaniu 5-6 sekund od zakończenia regulacji wcisnąć przycisk Zmierz (lub klawisz Z na klawiaturze)

7 kolejne punkty pomiarowe należy rejestrować nieznacznie zmniejszając wartość prądu wzbudzenia i po odczekaniu 5-6 sekund na ustalenie się wartości mierzonych wielkości naciskając przycisk Zmierz

8 pomiary należy kontynuować do momentu aż prąd wzbudzenia nie osiągnie dolnej granicy zakresu regulacji podanej w tabeli 1

9 po zarejestrowaniu ostatniego punktu pomiarowego należy powroacutecić z prądem wzbudzenia do wartości maksymalnej (21 A)

10 w oknie tabelki z pomiarami należy wcisnąć przycisk Wykresy11 w oknie Co pokazać na wykresie należy zaznaczyć I1 na osi x (prąd wzbudzenia) oraz I

na osi y (uśredniony prąd z trzech faz stojana) i wcisnąć przycisk OK12 w otwartym oknie wykresy po naciśnięciu na wykresie prawym przyciskiem myszy

należy wybrać Kopiuj dane do schowka i przycisnąć OK13 wyniki należy umieścić w nowym arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej14 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy tak zmniejszyć napięcie

twornika maszyny prądu stałego aby moc pobierana przez maszynę synchroniczną była roacutewna P = 15 kW

15 w oknie Pomiar wybranych wielkości należy usunąć wszystkie zarejestrowane wartości przyciskając przycisk Usuń i zatwierdzając OK

16 następnie należy powtoacuterzyć kroki od 6 do 1317 po zarejestrowaniu drugiego przypadku należy przystąpić do rejestracji przypadku

trzeciego18 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy tak zmniejszyć napięcie

twornika maszyny prądu stałego aby moc pobierana przez maszynę synchroniczną była roacutewna P = 3 kW

19 w oknie Pomiar wybranych wielkości należy usunąć wszystkie zarejestrowane wartości przyciskając przycisk Usuń i zatwierdzając OK

20 następnie należy powtoacuterzyć kroki od 6 do 13

Tabela 1 Zakresy regulacji prądu wzbudzenia dla roacuteżnych przypadkoacutew obciążenia maszyny synchronicznej

P [kW] Iwzb min [A] Iwzb max [A]

0 0 2115 02 213 08 21

7 Zatrzymanie napędu

Zatrzymanie napędu powinno zostać dokonane przez prowadzącego i odbywać się powinno w następującej kolejności

1 wyłączyć wyłącznik W2 co spowoduje odłączenie maszyny synchronicznej od sieci2 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy kręcić powoli w lewo aż do

osiągnięcia położenia zerowego pokrętła i zatrzymania napędu3 wyłączyć prostownik sterowany przyciskiem zero na jego obudowie4 wyłączyć wyłącznik W5 a następnie W4

8 Sprawozdanie

Sprawozdanie zawierać powinno następujące elementy

1 schemat układu pomiarowego oraz schemat połączeń kolumny synchronizacyjnej2 opis czynności łączeniowych wykonywanych podczas synchronizacji maszyny

synchronicznej z siecią (zaroacutewno dokładnej jak i samosynchronizacji) opis zalet i wad obu tych sposoboacutew synchronizacji

3 przebiegi czasowe prędkości obrotowej (w radianach na sekundę) i skuteczne filtrowane przebiegi prądu stojana prądu wzbudzenia i napięcia (cztery wielkości na jednym wykresie) podczas samosynchronizacji synchronizacji dokładnej i rozruchu (dla rozruchu w dwoacutech przypadkach z większą oraz z mniejszą wartością rezystancji w obwodzie wzbudzenia) aby wszystkie przebiegi były dobrze widoczne należy przeskalować prądy stojana i wzbudzenia dla samosynchronizacji i synchronizacji dokładnej prąd stojana pomnożyć przez 50 a prąd wzbudzenia pomnożyć przez 200 dla rozruchu prąd stojana pomnożyć przez 10 a prąd wzbudzenia pomnożyć przez 50 łącznie w tym punkcie powinny powstać cztery wykresy na każdym z nich po cztery przebiegi

4 wykres prędkości obrotowej (w radianach na sekundę) w funkcji czasu podczas wybiegu5 powstałe w wyniku roacuteżniczkowania prędkości obrotowej wykresy zależności Jdωdt

(moment rozruchowy) od prędkości obrotowej ω podczas rozruchu (2 przypadki) oraz zależności -Jdωdt (moment tarcia) od prędkości obrotowej ω podczas wybiegu łącznie trzy charakterystyki umieszczone na jednym wykresie ze względu na roacuteżną długość ciągoacutew proacutebek należy dokonać interpolacji

6 charakterystyki momentu elektromagnetycznego w funkcji prędkości podczas rozruchu (powstałe w wyniku dodania momentu tarcia do momentu rozruchowego) łącznie dwa wykresy (dla dwoacutech przypadkoacutew rezystancji zwierającej wirnik)

7 trzy charakterystyki prądowe (krzywe V) narysowane w jednym układzie wspoacutełrzędnych (punkty plus aproksymacja)

8 podsumowanie zawierające wnioski ktoacutere można wyciągnąć na podstawie wynikoacutew wykonanych pomiaroacutew

4 Wybieg

Wybieg polega na wyłączeniu zasilania pracującej maszyny i powolnym jej zatrzymaniu w wyniku działania sił tarcia Ponieważ zależność momentu tarcia od prędkości wyznaczona na podstawie przebiegu prędkości rejestrowanej podczas wybiegu potrzebna jest do wyznaczenia momentu elektromagnetycznego podczas rozruchu rejestracji należy dokonać w tych samych warunkach a więc przy wyłączonym napięciu wzbudzenia i załączonej opornicy R3

Aby dokonać wybiegu należy wykonać następujące czynności

1 w oknie Pomiary czasowe programu LABMOT z menu Dane należy wybrać Wyboacuter wielkości do rejestracji

2 w oknie Wyboacuter wielkości do rejestracji należy odznaczyć (usunąć) Uab Ia I1 a pozostawić nt a następnie zatwierdzić OK

3 w oknie Pomiar ciągły należy ustawić częstość na 50 Hz a liczbę proacutebek na 15004 upewnić się czy suwak opornicy R3 znajduje się w pozycji max5 pracującej wciąż maszynie (po wykonaniu samosynchronizacji w poprzednim punkcie)

należy zmniejszyć napięcie wzbudzenie do zera a następnie przełączyć obwoacuted wzbudzenia na opornicę R3 poprzez przełączenie przełącznika W3 z pozycji 2 PRACA w pozycję 1 ROZRUCH maszyna utrzyma się w synchronizmie dzięki istnieniu momentu reaktywnego

6 w oknie Pomiar ciągły nacisnąć przycisk Start i około sekundę poacuteźniej wyłączyć wyłącznik W2 co spowoduje powolne hamowanie maszyny

7 po zakończeniu rejestracji należy przycisnąć przycisk OK8 z menu Wyniki należy wybrać Wykresy czasowe9 w otwartym oknie z rozwijanych menu Kanał wybrać należy nt i ustawić filtr

dolnoprzepustowy 5 Hz następnie należy nacisnąć przycisk Zroacuteb wykres10 na wykresach ktoacutere się pojawią po przyciśnięciu prawego przycisku myszy

z rozwijanego menu wybrać opcję Kopiuj dane do schowka a następnie przycisnąć przycisk Wyjście wyniki należy umieścić w nowym arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej

5 Synchronizacja dokładna

Synchronizacji dokładnej maszyny z siecią dokonuje się po rozpędzeniu maszyny do prędkości okołosynchronicznej przy pomocy silnika obcowzbudnego prądu stałego Stojan maszyny jest odłączony od sieci a napięcie wzbudzenia ustawione na taką wartość żeby na biegu jałowym w otwartych fazach stojana indukowało się napięcie bliskie znamionowemu Po zroacutewnaniu się napięć i częstotliwości po stronie maszyny z napięciami i częstotliwością po stronie sieci co sygnalizowane jest przez zroacutewnanie się wskazań dwoacutech woltomierzy oraz dwoacutech częstościomierzy w kolumnie synchronizacyjnej należy oczekiwać momentu kiedy woltomierz roacuteżnicowy wskaże zero a żaroacutewki zgasną (roacutewnież wchodzące w skład kolumny) Jest to jednoznaczne ze zroacutewnaniem się chwilowych wartości napięć sieci z odpowiadającymi chwilowymi wartościami napięć maszyny W tym właśnie momencie należy załączyć uzwojenia stojana maszyny do sieci co spowoduje jej synchronizację

Aby dokonać synchronizacji dokładnej należy wykonać następujące czynności1 w oknie Pomiary czasowe programu LABMOT wybrać należy Wyboacuter wielkości do

rejestracji2 w oknie Wyboacuter wielkości do rejestracji należy zaznaczyć Uab Ia nt I13 w oknie Pomiar ciągły należy ustawić częstość na 1000 Hz liczbę proacutebek na 10000 a

ilość wykresoacutew na 44 upewnić się że wyłącznik W2 jest wyłączony a przełącznik W3 ustawić w położenie 2

PRACA (załączone napięcie wzbudzenia)5 wartość prądu wzbudzenia ustawić wstępnie na około 1 A za pomocą autotransformatora6 załączyć stycznik ST1 przyciskiem ZAŁ (zielonym) co spowoduje podanie napięcia od

strony sieci na kolumnę synchronizacyjną jeden z częstościomierzy w kolumnie powinien wskazać 50 Hz a jeden z woltomierzy napięcie o wartości około 380 V woltomierz roacuteżnicowy powinien wskazać napięcie około 380 V a żaroacutewki powinny być zapalone

7 załączyć napięcie wzbudzenia maszyny prądu stałego (220 V=) stycznikiem na szafie zasilającej

8 załączyć wyłącznik W4 co spowoduje zasilenie prostownika sterowanego a następnie włączyć wyłącznik W5 co połączy twornik maszyny prądu stałego z wyjściem prostownika

9 pokrętło na obudowie prostownika ustawić w skrajnym lewym położeniu (zero) a następnie załączyć prostownik czarnym przyciskiem na obudowie (oznaczonym 1)

10 kręcąc pokrętłem na obudowie prostownika w prawo należy doprowadzić napęd do takiej prędkości aby wskazanie drugiego z częstościomierzy w kolumnie synchronizacyjnej pokryło się ze wskazaniem pierwszego częstościomierza prędkość i częstość mierzone programem LABMOT powinny wynosić odpowiednio 1500 obrmin i 50 Hz

11 za pomocą autotransformatora należy doregulować napięcie wzbudzenia tak aby wskazanie drugiego z woltomierzy w kolumnie synchronizacyjnej pokryło się ze wskazaniem pierwszego woltomierza

12 po dokonaniu tych czynności częstość z jaką porusza się wskazoacutewka woltomierza roacuteżnicowego oraz zapalają się i gasną żaroacutewki powinna być na tyle mała aby łatwo można było wychwycić moment w ktoacuterym żaroacutewki zgasną a woltomierz roacuteżnicowy pokaże zero

13 następnie w oknie Pomiar ciągły nacisnąć przycisk Start i gdy tylko zgasną żaroacutewki należy włączyć wyłącznik W2 spowoduje to powstanie kroacutetkiego stanu nieustalonego i wciągnięcie maszyny w synchronizm

14 po zakończeniu rejestracji należy przycisnąć przycisk OK15 nie należy zatrzymywać zespołu ani dokonywać żadnych przełączeń na stanowisku16 z menu Wyniki należy wybrać Wykresy czasowe17 w otwartym oknie z rozwijanych menu Kanał wybrać kolejno Uab Ia I1 nt dla Uab Ia I1

zaznaczyć Skut (wartość skuteczna) i wybrać filtry dolnoprzepustowe odpowiednio dla Uab Ia I1 20 Hz a dla nt 5 Hz następnie należy nacisnąć przycisk Zroacuteb wykres

18 na wykresach ktoacutere się pojawią po przyciśnięciu prawego przycisku myszy z rozwijanego menu wybrać opcję Kopiuj dane do schowka a następnie przycisnąć przycisk Wyjście wyniki należy umieścić w nowym arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej

6 Wyznaczenie krzywych V

Krzywe V zostaną wyznaczone podczas pracy silnikowej maszyny uprzednio zsynchronizowanej z siecią Dokonać należy trzech rejestracji dla trzech roacuteżnych wartości mocy zasilających maszynę 0 kW 15 kW oraz 3 kW

Aby dokonać wyznaczenia krzywych V należy wykonać następujące czynności

1 zamknąć okno Pomiary czasowe i z menu Proacuteby wybrać Pomiar czegoś tam2 w oknie Pomiar wybranych wielkości wybrać Dane a następnie Zacznij nową proacutebę3 w otwartym oknie wpisać dane znamionowe maszyny a następnie zatwierdzić

przyciskiem OK4 po otwarciu się okna Pomiar wybranych wielkości autotransformator ustawić należy w

skrajnym prawym położeniu tak aby prąd wzbudzenia osiągnął wartość maksymalną (około 21 A)

5 upewnić się że maszyna jest zsynchronizowana z siecią a następnie nieznacznie wyregulować zasilanie pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego tak aby moc pobierana przez maszynę synchroniczną wynosiła zero (wielkość P w oknie głoacutewnym programu LABMOT) za miarę mocy przyjmujemy moc zasilania maszyny synchronicznej

6 po odczekaniu 5-6 sekund od zakończenia regulacji wcisnąć przycisk Zmierz (lub klawisz Z na klawiaturze)

7 kolejne punkty pomiarowe należy rejestrować nieznacznie zmniejszając wartość prądu wzbudzenia i po odczekaniu 5-6 sekund na ustalenie się wartości mierzonych wielkości naciskając przycisk Zmierz

8 pomiary należy kontynuować do momentu aż prąd wzbudzenia nie osiągnie dolnej granicy zakresu regulacji podanej w tabeli 1

9 po zarejestrowaniu ostatniego punktu pomiarowego należy powroacutecić z prądem wzbudzenia do wartości maksymalnej (21 A)

10 w oknie tabelki z pomiarami należy wcisnąć przycisk Wykresy11 w oknie Co pokazać na wykresie należy zaznaczyć I1 na osi x (prąd wzbudzenia) oraz I

na osi y (uśredniony prąd z trzech faz stojana) i wcisnąć przycisk OK12 w otwartym oknie wykresy po naciśnięciu na wykresie prawym przyciskiem myszy

należy wybrać Kopiuj dane do schowka i przycisnąć OK13 wyniki należy umieścić w nowym arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej14 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy tak zmniejszyć napięcie

twornika maszyny prądu stałego aby moc pobierana przez maszynę synchroniczną była roacutewna P = 15 kW

15 w oknie Pomiar wybranych wielkości należy usunąć wszystkie zarejestrowane wartości przyciskając przycisk Usuń i zatwierdzając OK

16 następnie należy powtoacuterzyć kroki od 6 do 1317 po zarejestrowaniu drugiego przypadku należy przystąpić do rejestracji przypadku

trzeciego18 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy tak zmniejszyć napięcie

twornika maszyny prądu stałego aby moc pobierana przez maszynę synchroniczną była roacutewna P = 3 kW

19 w oknie Pomiar wybranych wielkości należy usunąć wszystkie zarejestrowane wartości przyciskając przycisk Usuń i zatwierdzając OK

20 następnie należy powtoacuterzyć kroki od 6 do 13

Tabela 1 Zakresy regulacji prądu wzbudzenia dla roacuteżnych przypadkoacutew obciążenia maszyny synchronicznej

P [kW] Iwzb min [A] Iwzb max [A]

0 0 2115 02 213 08 21

7 Zatrzymanie napędu

Zatrzymanie napędu powinno zostać dokonane przez prowadzącego i odbywać się powinno w następującej kolejności

1 wyłączyć wyłącznik W2 co spowoduje odłączenie maszyny synchronicznej od sieci2 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy kręcić powoli w lewo aż do

osiągnięcia położenia zerowego pokrętła i zatrzymania napędu3 wyłączyć prostownik sterowany przyciskiem zero na jego obudowie4 wyłączyć wyłącznik W5 a następnie W4

8 Sprawozdanie

Sprawozdanie zawierać powinno następujące elementy

1 schemat układu pomiarowego oraz schemat połączeń kolumny synchronizacyjnej2 opis czynności łączeniowych wykonywanych podczas synchronizacji maszyny

synchronicznej z siecią (zaroacutewno dokładnej jak i samosynchronizacji) opis zalet i wad obu tych sposoboacutew synchronizacji

3 przebiegi czasowe prędkości obrotowej (w radianach na sekundę) i skuteczne filtrowane przebiegi prądu stojana prądu wzbudzenia i napięcia (cztery wielkości na jednym wykresie) podczas samosynchronizacji synchronizacji dokładnej i rozruchu (dla rozruchu w dwoacutech przypadkach z większą oraz z mniejszą wartością rezystancji w obwodzie wzbudzenia) aby wszystkie przebiegi były dobrze widoczne należy przeskalować prądy stojana i wzbudzenia dla samosynchronizacji i synchronizacji dokładnej prąd stojana pomnożyć przez 50 a prąd wzbudzenia pomnożyć przez 200 dla rozruchu prąd stojana pomnożyć przez 10 a prąd wzbudzenia pomnożyć przez 50 łącznie w tym punkcie powinny powstać cztery wykresy na każdym z nich po cztery przebiegi

4 wykres prędkości obrotowej (w radianach na sekundę) w funkcji czasu podczas wybiegu5 powstałe w wyniku roacuteżniczkowania prędkości obrotowej wykresy zależności Jdωdt

(moment rozruchowy) od prędkości obrotowej ω podczas rozruchu (2 przypadki) oraz zależności -Jdωdt (moment tarcia) od prędkości obrotowej ω podczas wybiegu łącznie trzy charakterystyki umieszczone na jednym wykresie ze względu na roacuteżną długość ciągoacutew proacutebek należy dokonać interpolacji

6 charakterystyki momentu elektromagnetycznego w funkcji prędkości podczas rozruchu (powstałe w wyniku dodania momentu tarcia do momentu rozruchowego) łącznie dwa wykresy (dla dwoacutech przypadkoacutew rezystancji zwierającej wirnik)

7 trzy charakterystyki prądowe (krzywe V) narysowane w jednym układzie wspoacutełrzędnych (punkty plus aproksymacja)

8 podsumowanie zawierające wnioski ktoacutere można wyciągnąć na podstawie wynikoacutew wykonanych pomiaroacutew

Aby dokonać synchronizacji dokładnej należy wykonać następujące czynności1 w oknie Pomiary czasowe programu LABMOT wybrać należy Wyboacuter wielkości do

rejestracji2 w oknie Wyboacuter wielkości do rejestracji należy zaznaczyć Uab Ia nt I13 w oknie Pomiar ciągły należy ustawić częstość na 1000 Hz liczbę proacutebek na 10000 a

ilość wykresoacutew na 44 upewnić się że wyłącznik W2 jest wyłączony a przełącznik W3 ustawić w położenie 2

PRACA (załączone napięcie wzbudzenia)5 wartość prądu wzbudzenia ustawić wstępnie na około 1 A za pomocą autotransformatora6 załączyć stycznik ST1 przyciskiem ZAŁ (zielonym) co spowoduje podanie napięcia od

strony sieci na kolumnę synchronizacyjną jeden z częstościomierzy w kolumnie powinien wskazać 50 Hz a jeden z woltomierzy napięcie o wartości około 380 V woltomierz roacuteżnicowy powinien wskazać napięcie około 380 V a żaroacutewki powinny być zapalone

7 załączyć napięcie wzbudzenia maszyny prądu stałego (220 V=) stycznikiem na szafie zasilającej

8 załączyć wyłącznik W4 co spowoduje zasilenie prostownika sterowanego a następnie włączyć wyłącznik W5 co połączy twornik maszyny prądu stałego z wyjściem prostownika

9 pokrętło na obudowie prostownika ustawić w skrajnym lewym położeniu (zero) a następnie załączyć prostownik czarnym przyciskiem na obudowie (oznaczonym 1)

10 kręcąc pokrętłem na obudowie prostownika w prawo należy doprowadzić napęd do takiej prędkości aby wskazanie drugiego z częstościomierzy w kolumnie synchronizacyjnej pokryło się ze wskazaniem pierwszego częstościomierza prędkość i częstość mierzone programem LABMOT powinny wynosić odpowiednio 1500 obrmin i 50 Hz

11 za pomocą autotransformatora należy doregulować napięcie wzbudzenia tak aby wskazanie drugiego z woltomierzy w kolumnie synchronizacyjnej pokryło się ze wskazaniem pierwszego woltomierza

12 po dokonaniu tych czynności częstość z jaką porusza się wskazoacutewka woltomierza roacuteżnicowego oraz zapalają się i gasną żaroacutewki powinna być na tyle mała aby łatwo można było wychwycić moment w ktoacuterym żaroacutewki zgasną a woltomierz roacuteżnicowy pokaże zero

13 następnie w oknie Pomiar ciągły nacisnąć przycisk Start i gdy tylko zgasną żaroacutewki należy włączyć wyłącznik W2 spowoduje to powstanie kroacutetkiego stanu nieustalonego i wciągnięcie maszyny w synchronizm

14 po zakończeniu rejestracji należy przycisnąć przycisk OK15 nie należy zatrzymywać zespołu ani dokonywać żadnych przełączeń na stanowisku16 z menu Wyniki należy wybrać Wykresy czasowe17 w otwartym oknie z rozwijanych menu Kanał wybrać kolejno Uab Ia I1 nt dla Uab Ia I1

zaznaczyć Skut (wartość skuteczna) i wybrać filtry dolnoprzepustowe odpowiednio dla Uab Ia I1 20 Hz a dla nt 5 Hz następnie należy nacisnąć przycisk Zroacuteb wykres

18 na wykresach ktoacutere się pojawią po przyciśnięciu prawego przycisku myszy z rozwijanego menu wybrać opcję Kopiuj dane do schowka a następnie przycisnąć przycisk Wyjście wyniki należy umieścić w nowym arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej

6 Wyznaczenie krzywych V

Krzywe V zostaną wyznaczone podczas pracy silnikowej maszyny uprzednio zsynchronizowanej z siecią Dokonać należy trzech rejestracji dla trzech roacuteżnych wartości mocy zasilających maszynę 0 kW 15 kW oraz 3 kW

Aby dokonać wyznaczenia krzywych V należy wykonać następujące czynności

1 zamknąć okno Pomiary czasowe i z menu Proacuteby wybrać Pomiar czegoś tam2 w oknie Pomiar wybranych wielkości wybrać Dane a następnie Zacznij nową proacutebę3 w otwartym oknie wpisać dane znamionowe maszyny a następnie zatwierdzić

przyciskiem OK4 po otwarciu się okna Pomiar wybranych wielkości autotransformator ustawić należy w

skrajnym prawym położeniu tak aby prąd wzbudzenia osiągnął wartość maksymalną (około 21 A)

5 upewnić się że maszyna jest zsynchronizowana z siecią a następnie nieznacznie wyregulować zasilanie pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego tak aby moc pobierana przez maszynę synchroniczną wynosiła zero (wielkość P w oknie głoacutewnym programu LABMOT) za miarę mocy przyjmujemy moc zasilania maszyny synchronicznej

6 po odczekaniu 5-6 sekund od zakończenia regulacji wcisnąć przycisk Zmierz (lub klawisz Z na klawiaturze)

7 kolejne punkty pomiarowe należy rejestrować nieznacznie zmniejszając wartość prądu wzbudzenia i po odczekaniu 5-6 sekund na ustalenie się wartości mierzonych wielkości naciskając przycisk Zmierz

8 pomiary należy kontynuować do momentu aż prąd wzbudzenia nie osiągnie dolnej granicy zakresu regulacji podanej w tabeli 1

9 po zarejestrowaniu ostatniego punktu pomiarowego należy powroacutecić z prądem wzbudzenia do wartości maksymalnej (21 A)

10 w oknie tabelki z pomiarami należy wcisnąć przycisk Wykresy11 w oknie Co pokazać na wykresie należy zaznaczyć I1 na osi x (prąd wzbudzenia) oraz I

na osi y (uśredniony prąd z trzech faz stojana) i wcisnąć przycisk OK12 w otwartym oknie wykresy po naciśnięciu na wykresie prawym przyciskiem myszy

należy wybrać Kopiuj dane do schowka i przycisnąć OK13 wyniki należy umieścić w nowym arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej14 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy tak zmniejszyć napięcie

twornika maszyny prądu stałego aby moc pobierana przez maszynę synchroniczną była roacutewna P = 15 kW

15 w oknie Pomiar wybranych wielkości należy usunąć wszystkie zarejestrowane wartości przyciskając przycisk Usuń i zatwierdzając OK

16 następnie należy powtoacuterzyć kroki od 6 do 1317 po zarejestrowaniu drugiego przypadku należy przystąpić do rejestracji przypadku

trzeciego18 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy tak zmniejszyć napięcie

twornika maszyny prądu stałego aby moc pobierana przez maszynę synchroniczną była roacutewna P = 3 kW

19 w oknie Pomiar wybranych wielkości należy usunąć wszystkie zarejestrowane wartości przyciskając przycisk Usuń i zatwierdzając OK

20 następnie należy powtoacuterzyć kroki od 6 do 13

Tabela 1 Zakresy regulacji prądu wzbudzenia dla roacuteżnych przypadkoacutew obciążenia maszyny synchronicznej

P [kW] Iwzb min [A] Iwzb max [A]

0 0 2115 02 213 08 21

7 Zatrzymanie napędu

Zatrzymanie napędu powinno zostać dokonane przez prowadzącego i odbywać się powinno w następującej kolejności

1 wyłączyć wyłącznik W2 co spowoduje odłączenie maszyny synchronicznej od sieci2 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy kręcić powoli w lewo aż do

osiągnięcia położenia zerowego pokrętła i zatrzymania napędu3 wyłączyć prostownik sterowany przyciskiem zero na jego obudowie4 wyłączyć wyłącznik W5 a następnie W4

8 Sprawozdanie

Sprawozdanie zawierać powinno następujące elementy

1 schemat układu pomiarowego oraz schemat połączeń kolumny synchronizacyjnej2 opis czynności łączeniowych wykonywanych podczas synchronizacji maszyny

synchronicznej z siecią (zaroacutewno dokładnej jak i samosynchronizacji) opis zalet i wad obu tych sposoboacutew synchronizacji

3 przebiegi czasowe prędkości obrotowej (w radianach na sekundę) i skuteczne filtrowane przebiegi prądu stojana prądu wzbudzenia i napięcia (cztery wielkości na jednym wykresie) podczas samosynchronizacji synchronizacji dokładnej i rozruchu (dla rozruchu w dwoacutech przypadkach z większą oraz z mniejszą wartością rezystancji w obwodzie wzbudzenia) aby wszystkie przebiegi były dobrze widoczne należy przeskalować prądy stojana i wzbudzenia dla samosynchronizacji i synchronizacji dokładnej prąd stojana pomnożyć przez 50 a prąd wzbudzenia pomnożyć przez 200 dla rozruchu prąd stojana pomnożyć przez 10 a prąd wzbudzenia pomnożyć przez 50 łącznie w tym punkcie powinny powstać cztery wykresy na każdym z nich po cztery przebiegi

4 wykres prędkości obrotowej (w radianach na sekundę) w funkcji czasu podczas wybiegu5 powstałe w wyniku roacuteżniczkowania prędkości obrotowej wykresy zależności Jdωdt

(moment rozruchowy) od prędkości obrotowej ω podczas rozruchu (2 przypadki) oraz zależności -Jdωdt (moment tarcia) od prędkości obrotowej ω podczas wybiegu łącznie trzy charakterystyki umieszczone na jednym wykresie ze względu na roacuteżną długość ciągoacutew proacutebek należy dokonać interpolacji

6 charakterystyki momentu elektromagnetycznego w funkcji prędkości podczas rozruchu (powstałe w wyniku dodania momentu tarcia do momentu rozruchowego) łącznie dwa wykresy (dla dwoacutech przypadkoacutew rezystancji zwierającej wirnik)

7 trzy charakterystyki prądowe (krzywe V) narysowane w jednym układzie wspoacutełrzędnych (punkty plus aproksymacja)

8 podsumowanie zawierające wnioski ktoacutere można wyciągnąć na podstawie wynikoacutew wykonanych pomiaroacutew

6 Wyznaczenie krzywych V

Krzywe V zostaną wyznaczone podczas pracy silnikowej maszyny uprzednio zsynchronizowanej z siecią Dokonać należy trzech rejestracji dla trzech roacuteżnych wartości mocy zasilających maszynę 0 kW 15 kW oraz 3 kW

Aby dokonać wyznaczenia krzywych V należy wykonać następujące czynności

1 zamknąć okno Pomiary czasowe i z menu Proacuteby wybrać Pomiar czegoś tam2 w oknie Pomiar wybranych wielkości wybrać Dane a następnie Zacznij nową proacutebę3 w otwartym oknie wpisać dane znamionowe maszyny a następnie zatwierdzić

przyciskiem OK4 po otwarciu się okna Pomiar wybranych wielkości autotransformator ustawić należy w

skrajnym prawym położeniu tak aby prąd wzbudzenia osiągnął wartość maksymalną (około 21 A)

5 upewnić się że maszyna jest zsynchronizowana z siecią a następnie nieznacznie wyregulować zasilanie pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego tak aby moc pobierana przez maszynę synchroniczną wynosiła zero (wielkość P w oknie głoacutewnym programu LABMOT) za miarę mocy przyjmujemy moc zasilania maszyny synchronicznej

6 po odczekaniu 5-6 sekund od zakończenia regulacji wcisnąć przycisk Zmierz (lub klawisz Z na klawiaturze)

7 kolejne punkty pomiarowe należy rejestrować nieznacznie zmniejszając wartość prądu wzbudzenia i po odczekaniu 5-6 sekund na ustalenie się wartości mierzonych wielkości naciskając przycisk Zmierz

8 pomiary należy kontynuować do momentu aż prąd wzbudzenia nie osiągnie dolnej granicy zakresu regulacji podanej w tabeli 1

9 po zarejestrowaniu ostatniego punktu pomiarowego należy powroacutecić z prądem wzbudzenia do wartości maksymalnej (21 A)

10 w oknie tabelki z pomiarami należy wcisnąć przycisk Wykresy11 w oknie Co pokazać na wykresie należy zaznaczyć I1 na osi x (prąd wzbudzenia) oraz I

na osi y (uśredniony prąd z trzech faz stojana) i wcisnąć przycisk OK12 w otwartym oknie wykresy po naciśnięciu na wykresie prawym przyciskiem myszy

należy wybrać Kopiuj dane do schowka i przycisnąć OK13 wyniki należy umieścić w nowym arkuszu programu Excel poprzez komendę Wklej14 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy tak zmniejszyć napięcie

twornika maszyny prądu stałego aby moc pobierana przez maszynę synchroniczną była roacutewna P = 15 kW

15 w oknie Pomiar wybranych wielkości należy usunąć wszystkie zarejestrowane wartości przyciskając przycisk Usuń i zatwierdzając OK

16 następnie należy powtoacuterzyć kroki od 6 do 1317 po zarejestrowaniu drugiego przypadku należy przystąpić do rejestracji przypadku

trzeciego18 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy tak zmniejszyć napięcie

twornika maszyny prądu stałego aby moc pobierana przez maszynę synchroniczną była roacutewna P = 3 kW

19 w oknie Pomiar wybranych wielkości należy usunąć wszystkie zarejestrowane wartości przyciskając przycisk Usuń i zatwierdzając OK

20 następnie należy powtoacuterzyć kroki od 6 do 13

Tabela 1 Zakresy regulacji prądu wzbudzenia dla roacuteżnych przypadkoacutew obciążenia maszyny synchronicznej

P [kW] Iwzb min [A] Iwzb max [A]

0 0 2115 02 213 08 21

7 Zatrzymanie napędu

Zatrzymanie napędu powinno zostać dokonane przez prowadzącego i odbywać się powinno w następującej kolejności

1 wyłączyć wyłącznik W2 co spowoduje odłączenie maszyny synchronicznej od sieci2 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy kręcić powoli w lewo aż do

osiągnięcia położenia zerowego pokrętła i zatrzymania napędu3 wyłączyć prostownik sterowany przyciskiem zero na jego obudowie4 wyłączyć wyłącznik W5 a następnie W4

8 Sprawozdanie

Sprawozdanie zawierać powinno następujące elementy

1 schemat układu pomiarowego oraz schemat połączeń kolumny synchronizacyjnej2 opis czynności łączeniowych wykonywanych podczas synchronizacji maszyny

synchronicznej z siecią (zaroacutewno dokładnej jak i samosynchronizacji) opis zalet i wad obu tych sposoboacutew synchronizacji

3 przebiegi czasowe prędkości obrotowej (w radianach na sekundę) i skuteczne filtrowane przebiegi prądu stojana prądu wzbudzenia i napięcia (cztery wielkości na jednym wykresie) podczas samosynchronizacji synchronizacji dokładnej i rozruchu (dla rozruchu w dwoacutech przypadkach z większą oraz z mniejszą wartością rezystancji w obwodzie wzbudzenia) aby wszystkie przebiegi były dobrze widoczne należy przeskalować prądy stojana i wzbudzenia dla samosynchronizacji i synchronizacji dokładnej prąd stojana pomnożyć przez 50 a prąd wzbudzenia pomnożyć przez 200 dla rozruchu prąd stojana pomnożyć przez 10 a prąd wzbudzenia pomnożyć przez 50 łącznie w tym punkcie powinny powstać cztery wykresy na każdym z nich po cztery przebiegi

4 wykres prędkości obrotowej (w radianach na sekundę) w funkcji czasu podczas wybiegu5 powstałe w wyniku roacuteżniczkowania prędkości obrotowej wykresy zależności Jdωdt

(moment rozruchowy) od prędkości obrotowej ω podczas rozruchu (2 przypadki) oraz zależności -Jdωdt (moment tarcia) od prędkości obrotowej ω podczas wybiegu łącznie trzy charakterystyki umieszczone na jednym wykresie ze względu na roacuteżną długość ciągoacutew proacutebek należy dokonać interpolacji

6 charakterystyki momentu elektromagnetycznego w funkcji prędkości podczas rozruchu (powstałe w wyniku dodania momentu tarcia do momentu rozruchowego) łącznie dwa wykresy (dla dwoacutech przypadkoacutew rezystancji zwierającej wirnik)

7 trzy charakterystyki prądowe (krzywe V) narysowane w jednym układzie wspoacutełrzędnych (punkty plus aproksymacja)

8 podsumowanie zawierające wnioski ktoacutere można wyciągnąć na podstawie wynikoacutew wykonanych pomiaroacutew

Tabela 1 Zakresy regulacji prądu wzbudzenia dla roacuteżnych przypadkoacutew obciążenia maszyny synchronicznej

P [kW] Iwzb min [A] Iwzb max [A]

0 0 2115 02 213 08 21

7 Zatrzymanie napędu

Zatrzymanie napędu powinno zostać dokonane przez prowadzącego i odbywać się powinno w następującej kolejności

1 wyłączyć wyłącznik W2 co spowoduje odłączenie maszyny synchronicznej od sieci2 pokrętłem na obudowie prostownika sterowanego należy kręcić powoli w lewo aż do

osiągnięcia położenia zerowego pokrętła i zatrzymania napędu3 wyłączyć prostownik sterowany przyciskiem zero na jego obudowie4 wyłączyć wyłącznik W5 a następnie W4

8 Sprawozdanie

Sprawozdanie zawierać powinno następujące elementy

1 schemat układu pomiarowego oraz schemat połączeń kolumny synchronizacyjnej2 opis czynności łączeniowych wykonywanych podczas synchronizacji maszyny

synchronicznej z siecią (zaroacutewno dokładnej jak i samosynchronizacji) opis zalet i wad obu tych sposoboacutew synchronizacji

3 przebiegi czasowe prędkości obrotowej (w radianach na sekundę) i skuteczne filtrowane przebiegi prądu stojana prądu wzbudzenia i napięcia (cztery wielkości na jednym wykresie) podczas samosynchronizacji synchronizacji dokładnej i rozruchu (dla rozruchu w dwoacutech przypadkach z większą oraz z mniejszą wartością rezystancji w obwodzie wzbudzenia) aby wszystkie przebiegi były dobrze widoczne należy przeskalować prądy stojana i wzbudzenia dla samosynchronizacji i synchronizacji dokładnej prąd stojana pomnożyć przez 50 a prąd wzbudzenia pomnożyć przez 200 dla rozruchu prąd stojana pomnożyć przez 10 a prąd wzbudzenia pomnożyć przez 50 łącznie w tym punkcie powinny powstać cztery wykresy na każdym z nich po cztery przebiegi

4 wykres prędkości obrotowej (w radianach na sekundę) w funkcji czasu podczas wybiegu5 powstałe w wyniku roacuteżniczkowania prędkości obrotowej wykresy zależności Jdωdt

(moment rozruchowy) od prędkości obrotowej ω podczas rozruchu (2 przypadki) oraz zależności -Jdωdt (moment tarcia) od prędkości obrotowej ω podczas wybiegu łącznie trzy charakterystyki umieszczone na jednym wykresie ze względu na roacuteżną długość ciągoacutew proacutebek należy dokonać interpolacji

6 charakterystyki momentu elektromagnetycznego w funkcji prędkości podczas rozruchu (powstałe w wyniku dodania momentu tarcia do momentu rozruchowego) łącznie dwa wykresy (dla dwoacutech przypadkoacutew rezystancji zwierającej wirnik)

7 trzy charakterystyki prądowe (krzywe V) narysowane w jednym układzie wspoacutełrzędnych (punkty plus aproksymacja)

8 podsumowanie zawierające wnioski ktoacutere można wyciągnąć na podstawie wynikoacutew wykonanych pomiaroacutew