Badania laboratoryjne maszyn elektrycznych

Badania laboratoryjne maszyn elektrycznych

rok wydania: 2018
ilość stron: 358
ISBN: 978-83-7814-772-5

Spis treści
Przedmowa / 9
1. Wiadomości ogólne / 13
1.1. Oględziny zewnętrzne maszyny / 14
1.2. Pomiary wielkości elektrycznych / 15
1.2.1. Pomiar rezystancji izolacji uzwojeń / 15
1.2.2. Pomiar rezystancji uzwojeń / 18
1.2.3. Pomiary prądów, napięć i mocy czynnej / 27
1.2.4. Pomiary mocy biernej i współczynnika mocy / 31
1.2.5. Pomiary częstotliwości / 32
1.2.6. Pomiary indukcji magnetycznej / 33
1.3. Pomiary maszyn za pośrednictwem systemu pomiarowego i akwizycja sygnałów pomiarowych / 35
1.3.1. Przetworniki napięcia i prądu / 35
1.3.2. Blok akwizycji sygnałów pomiarowych / 37
1.4. Pomiary wielkości nieelektrycznych / 39
1.4.1. Pomiary temperatury / 39
1.4.2. Pomiar prędkości obrotowej / 41
1.4.3. Pomiar momentów rozruchowych / 42
1.5. Urządzenia laboratoryjne / 43
1.5.1. Źródła energii / 43
1.5.2. Hamownice / 47
1.5.3. Rejestratory / 49
1.6. Uwagi o metodyce i systematyce pomiarów / 50

2. Badanie transformatorów trójfazowych / 54
2.1. Wprowadzenie / 54
2.2. Stan jałowy transformatora / 56
2.2.1. Pomiar przekładni / 56
2.2.2. Próba stanu jałowego transformatora przy ƒ = ƒ_N =const / 59
2.2.3. Wyznaczenie grupy połączeń transformatora / 61
2.2.4. Straty w rdzeniu transformatora / 63
2.2.5. Rozdział strat w rdzeniu na straty spowodowane histerezą i prądami wirowymi przy B = B_N = const / 65
2.2.6. Zależność strat w rdzeniu transformatora od części U = U_N = const / 67
2.2.7. Zależność strat w rdzeniu transformatora od kształtu krzywej napięcia zasilającego / 68
2.3. Badanie procesu magnesowania / 70
2.3.1. Badanie transformatora jednofazowego / 72
2.3.2. Wpływ układu połączeń na przebiegi prądu magnesującego w transformatorach trójfazowych / 73
2.4. Próba zwarcia trójfazowego ustalonego symetrycznie / 79
2.5. Pomiar impedancji składowej zerowej / 83
2.6. Próba stanu obciążenia transformatora / 85
2.6.1. Wyznaczanie charakterystyk zewnętrznych metodą bezpośrednią / 85
2.6.2. Wyznaczanie sprawności transformatora / 88
2.7. Praca równoległa transformatorów trójfazowych / 90
2.8. Próba nagrzewania transformatora / 96

3. Badanie maszyn prądu stałego / 101
3.1. Wprowadzenie i informacje ogólne / 101
3.2. Identyfikacja i oznaczenie końcówek tabliczki zaciskowej / 103
3.3. Badanie komutacji / 105
3.3.1. Wyznaczanie strefy neutralnej / 105
3.3.2. Ocena stopnia iskrzenia / 106
3.3.3. Wyznaczanie zakresu komutacji beziskrowej / 107
3.4. Badanie silników prądu stałego / 109
3.4.1. Charakterystyki rozruchowe / 110
3.4.2. Charakterystyki eksploatacyjne / 114
3.5. Badanie prądnic / 122
3.5.1. Próba stanu jałowego / 122
3.5.2. Charakterystyki eksploatacyjne / 129
3.6. Wyznaczanie strat i sprawności maszyn prądu stałego / 136
3.6.1. Wyznaczanie strat jałowych metodą pracy silnikowej / 136
3.6.2. Wyznaczanie strat jałowych metodą pracy prądnicowej / 138
3.6.3. Wyznaczanie sprawności metodą strat poszczególnych / 139
3.6.4. Metoda bezpośrednia wyznaczania sprawności / 141
3.7. Pole magnetyczne w maszynach prądu stałego / 141
3.7.1. Analityczny opis rozkładu indukcji magnetycznej / 142
3.7.2. Stanowisko i układ pomiarowy / 145
3.7.3. Pomiary rozkładu indukcji magnetycznej / 147
3.7.4. Badanie rozkładu pola magnetycznego w maszynie bocznikowej prądu stałego metodą CAM / 150

4. Badanie maszyny asynchronicznej trójfazowej / 153
4.1. Wprowadzenie / 153
4.2. Badanie trójfazowego silnika asynchronicznego pierścieniowego / 153
4.2.1. Pomiar przekładni / 154
4.2.2. Próba biegu jałowego / 155
4.2.3. Próba zwarcia / 161
4.2.4. Wyznaczenie statycznego początkowego momentu rozruchowego / 164
4.2.5. Próba nagrzewania silnika / 167
4.2.6. Próba obciążenia / 173
4.3. Badanie silników klatkowych / 175
4.4. Badanie silnika zasilanego z regulowanego źródła napięcia i częstotliwości. / 177
4.5. Wyznaczanie przebiegu momentu obrotowego silnika asynchronicznego w funkcji poślizgu / 180
4.6. Badanie prądnicy asynchronicznej / 182
4.6.1. Warunki pracy prądnicy asynchronicznej / 182
4.6.2. Eksperymentalne wyznaczanie zakresu pojemności baterii kondensatorów / 184
4.6.3. Próba stanu jałowego / 185
4.6.4. Wyznaczanie charakterystyk zewnętrznych i regulacyjnych / 187
4.6.5. Badanie prądnicy przy współpracy z siecią sztywną / 190

5. Badanie silnika asynchronicznego dwufazowego / 193
5.1. Wprowadzenie / 193
5.2. Podstawowe badania silnika / 194
5.3. Wyznaczanie i opracowanie charakterystyk mechanicznych / 195
5.4. Wyznaczanie i opracowanie charakterystyk regulacyjnych / 200

6. Badanie silnika asynchronicznego jednofazowego / 202
6.1. Wprowadzenie / 202
6.2. Uproszczony model matematyczny silnika jednofazowego / 204
6.3. Badanie silnika z kondensatorową fazą pomocniczą / 208
6.3.1. Próba biegu jałowego / 208
6.3.2. Próba stanu zwarcia / 209
6.3.3. Pomiar momentu rozruchowego początkowego i prądu w funkcji pojemności kondensatora / 211
6.3.4. Próba obciążenia / 212

7. Badanie indukcyjnego silnika liniowego / 215
7.1. Wprowadzenie / 215
7.2. Parametry i zasada działania oraz struktura pola magnetycznego / 218
7.3. Wyznaczanie parametrów i charakterystyk eksploatacyjnych / 223
7.3.1. Próba stanu jałowego / 223
7.3.2. Próba stanu zwarcia / 227
7.3.3. Próba obciążenia w stanie pracy ustalonej / 231
7.4. Wyznaczanie parametrów pola magnetycznego / 234
7.4.1. Wyznaczanie rozkładu wartości maksymalnej indukcji magnetycznej / 234
7.4.2. Wyznaczanie rozkładu wartości chwilowej indukcji magnetycznej / 237
7.5. Pomiary parametrów w stanach dynamicznych / 242
7.6. Sposoby i badania układów chłodzenia silników liniowych / 247

8. Badanie jednofazowego silnika komutatorowego szeregowego / 252
8.1. Wprowadzenie / 252
8.2. Podstawowe zależności / 252
8.3. Identyfikacja i oznaczanie zacisków uzwojeń / 254
8.4. Charakterystyka magnesowania / 255
8.5. Próba biegu jałowego / 256
8.6. Charakterystyki regulacyjne / 259
8.7. Próba obciążenia / 260

9. Badania maszyn synchronicznych / 263
9.1. Wprowadzenie / 263
9.2. Badanie prądnicy synchronicznej / 263
9.2.1. Próba stanu jałowego / 263
9.2.2. Próba zwarcia / 267
9.2.3. Synchronizacja maszyny z siecią sztywną / 272
9.2.4. Regulacja mocy / 273
9.2.5. Charakterystyki eksploatacyjne / 274
9.2.6. Charakterystyki zewnętrzne / 276
9.2.7. Charakterystyki regulacyjne / 277
9.2.8. Charakterystyki obciążenia / 279
9.3. Badanie silnika synchronicznego / 282
9.3.1. Rozruch silnika synchronicznego / 282
9.3.2. Wyznaczanie krzywych V / 284
9.3.3. Charakterystyki obciążenia / 287
9.4. Wyznaczanie strat i sprawności / 288
9.5. Wyznaczanie wybranych parametrów eksploatacyjnych i obwodowych maszyny synchronicznej / 291
9.5.1. Metoda wykresu szwedzkiego wyznaczania znamionowego prądu wzbudzenia i zmienności napięcia / 292
9.5.2. Obwodowe parametry maszyny synchronicznej / 294

10. Badanie silnika skokowego / 309
10.1. Wprowadzenie / 309
10.2. Budowa, parametry i zasada działania / 309
10.3. Stanowisko pomiarowe / 312
10.4. Wyznaczenie charakterystyk momentów synchronicznych w stanie statycznym / 314
10.4.1. Charakterystyki kątowe statycznego momentu synchronicznego / 314
10.4.2. Charakterystyki maksymalnego statycznego momentu synchronizującego / 317
10.5. Wyznaczanie częstotliwości granicznych na charakterystykach częstotliwościowo-momentowych / 318
10.6. Badanie pojedynczego skoku silnika / 320
10.7. Określanie błędu statycznego skoku / 323

11. Badanie silnika bezszczotkowego prądu stałego z magnesami trwałymi (PM BLDC) / 325
11.1. Wprowadzenie / 325
11.2. Model matematyczny silnika PM BLDC / 330
11.2.1. Równania silnika w stanie quasi-statycznym / 336
11.3. Badania silnika / 338
11.3.1. Badanie silnika w stanie zahamowanym / 339
11.3.2. Badanie silnika w stanie jałowym / 352
11.3.3. Charakterystyki eksploatacyjne silnika / 354

Literatura / 357