Einführung in Elektrische Maschinen - Asynchronmaschine. Studenten: Name Vorname Unterschrift. Datum: Sichtvermerk des Dozenten: 3.

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1 Fachbereich 3 : Informations- und Elektrotechnik Semester: Fach: Dozent: Elektrische Maschinen Prof. Dr. Bernd Aschendorf Datum: Versuch Nr. 6 Thema: Einführung in Elektrische Maschinen - Asynchronmaschine Gruppe: Studenten: Name Vorname Unterschrift Versuchsleiter: Unterschrift: Datum der Abgabe: Sichtvermerk Laboringenieur: Datum: Sichtvermerk des Dozenten: Datum: Anmerkung: Testat: Versuch anerkannt am: 3.00/As

2 - 2 - Inhaltsverzeichnis 1. Ziel des Versuches Grundlagen zum Versuch Durchführung der Messungen an der realen Maschine Aufnahme der Maschinendaten Messung des Betriebsverhaltens im Generator-, Motor und Bremsbetrieb Analytische Untersuchung der Asynchron-Käfigläufermaschine Aufbau des Asynchron-Käfigläufer-Modells Harmonische Berechnung für 50 Hz im Stillstand ohne Drehung Harmonische Berechnung für 50 Hz im Stillstand mit Drehung Harmonische Berechnung für 50 Hz im Leerlauf ohne Drehung Harmonische Berechnung für 50 Hz im Leerlauf mit Drehung Analytische Untersuchung der Asynchron-Schleifringläufermaschine Aufbau des Asynchron-Schleifringläufer-Modells Harmonische Berechnung für 50 Hz im Stillstand ohne Drehung Harmonische Berechnung für 50 Hz im Stillstand mit Drehung Harmonische Berechnung für 50 Hz im Leerlauf ohne Drehung Harmonische Berechnung für 50 Hz im Leerlauf mit Drehung...6

3 Ziel des Versuches Ziel des Versuches ist es die Verhaltensweise der Asynchronmaschine durch meßtechnische und analytische Untersuchung zu ermitteln. 2. Grundlagen zum Versuch Zur Verfügung steht eine Asynchron-Käfigläufermaschine mit Belastungsmaschine. Sämtliche theoretischen Grundlagen sind den Vorlesungsunterlagen zu entnehmen. Für die analytische Untersuchung stehen ANSYS-APDL-Modelle der Käfig- und Schleifringläufer-Asynchronmaschine mit Basis-Eingabedaten zur Verfügung. 3. Durchführung der Messungen an der realen Maschine 3.1 Aufnahme der Maschinendaten Ermitteln Sie die Maschinendaten aus dem Leistungsschild der Asynchronmaschine mit Käfigläufer. 3.2 Messung des Betriebsverhaltens im Generator-, Motor und Bremsbetrieb Der Asychron-Käfigläufer ist im Stern verschaltet. Stellen Sie die Ständerstrangspannung auf 100 V ein. Starten Sie die Asychronmaschine. Welche Drehzahl stellt sich ein? Schalten Sie die Belastungsmaschine ein. Steigern Sie die Drehzahl der Asychronmaschine bis auf 2000 U/min in ungefähr 100 U/min-Schritten. Messen Sie Ständerspannung, Ständerstrom, Drehmoment und Drehzahl. Welchen Verlauf nehmen Drehmoment und Ständerstrom beim Übergang in den Generatorbetrieb? Senken Sie die Drehzahl wieder bis zum Synchronismus. Senken Sie die Drehzahl der Asychronmaschine bis auf 0 U/min in ungefähr 100 U/min-Schritten. Messen Sie Ständerspannung, Ständerstrom, Drehmoment und Drehzahl. Welchen Verlauf nehmen Drehmoment und Ständerstrom im Motorbetrieb? Senken Sie die Drehzahl wieder bis zur negativen Drehzahl U/min. Senken Sie die Drehzahl der Asychronmaschine bis auf U/min in ungefähr 100 U/min-Schritten. Messen Sie Ständerspannung, Ständerstrom, Drehmoment und Drehzahl.

4 - 4 - Welchen Verlauf nehmen Drehmoment und Ständerstrom im Bremsbetrieb? Stellen Sie Drehmoment und Ständerstrom über der Drehzahl dar! Beschreiben Sie das Verhalten! Weicht das Ergebnis von der Grundwellentheorie des Ossanna-Kreises ab? Worauf ist dies zurückzuführen? 4. Analytische Untersuchung der Asynchron-Käfigläufermaschine 4.1 Aufbau des Asynchron-Käfigläufer-Modells Öffnen Sie ein Arbeitsverzeichnis und kopieren in dieses die Basis-Geometrie-Datei asmk.geo. Bauen Sie das Modell der Asychron-Käfigläufermaschine ohne Veränderung der Eingabedaten auf. 4.2 Harmonische Berechnung für 50 Hz im Stillstand ohne Drehung Rechnen Sie harmonisch im Stillstand, lassen Sie die Drehzahl auf 0 U/min. Rechnen Sie 4.3 Harmonische Berechnung für 50 Hz im Stillstand mit Drehung Rechnen Sie harmonisch im Stillstand, lassen Sie die Drehzahl auf 20 U/min. Rechnen Sie Berücksichtigen Sie die Beträge der Ströme!

5 Harmonische Berechnung für 50 Hz im Leerlauf ohne Drehung Rechnen Sie harmonisch im Leerlauf, lassen Sie die Drehzahl auf 0 U/min. Rechnen Sie 4.5 Harmonische Berechnung für 50 Hz im Leerlauf mit Drehung Rechnen Sie harmonisch im Leerlauf, lassen Sie die Drehzahl auf 20 U/min. Rechnen Sie Berücksichtigen Sie die Beträge der Ströme! 5. Analytische Untersuchung der Asynchron-Schleifringläufermaschine 5.1 Aufbau des Asynchron-Schleifringläufer-Modells Öffnen Sie ein Arbeitsverzeichnis und kopieren in dieses die Basis-Geometrie-Datei asms.geo. Bauen Sie das Modell der Asychron-Schleifringläufermaschine ohne Veränderung der Eingabedaten auf. 5.2 Harmonische Berechnung für 50 Hz im Stillstand ohne Drehung Rechnen Sie harmonisch im Stillstand, lassen Sie die Drehzahl auf 0 U/min. Rechnen Sie

6 Harmonische Berechnung für 50 Hz im Stillstand mit Drehung Rechnen Sie harmonisch im Stillstand, lassen Sie die Drehzahl auf 20 U/min. Rechnen Sie Berücksichtigen Sie die Beträge der Ströme! 5.4 Harmonische Berechnung für 50 Hz im Leerlauf ohne Drehung Rechnen Sie harmonisch im Leerlauf, lassen Sie die Drehzahl auf 0 U/min. Rechnen Sie 5.5 Harmonische Berechnung für 50 Hz im Leerlauf mit Drehung Rechnen Sie harmonisch im Leerlauf, lassen Sie die Drehzahl auf 20 U/min. Rechnen Sie Berücksichtigen Sie die Beträge der Ströme!

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