Drehstromasynchronmaschine

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1 Trafo Fachhochschule Bielefeld Praktikum Versuch 3 Drehstromasynchronmaschine Versuchsaufgabe: Die zu untersuchende Drehstromasynchronmaschine (DAM) wird im Verbund mit einer fremderregten Gleichstrommaschine (GM) betrieben. Beide elektrischen Maschinen sind an ihren Wellen mechanisch gekoppelt. Die Drehstromasynchronmaschine wird über einen Drei-Phasen-Stelltransformator gespeist. Als variable Belastung im Motor- und Generatorbetrieb verwenden wir die Gleichstrommaschine. Ziel des Versuches ist es, das Verhalten der DAM bei Leerlauf, Kurzschluss und Belastung zu untersuchen. Wichtig: Bitte bringen Sie einen Zirkel mit!! Versuchsdatum:. Bearbeiter: R L Trafo DAM Welle GM GR L1 N 1. Aufnahme des Typenschildes: Abgelesen: Δ Y U N /V: I N /A: n N /min 1 : f/hz: P mech /W

2 2. Motor Leerlauf n= 1495 min -1 Im Leerlauf, dreht sich die Maschine ohne belastendes Drehmoment. (M=0) Bei Leerlauf stellt sich die Leerlaufdrehzahl n 0 ein, die Leerlaufdrehzahl ist nur geringfügig kleiner als die Synchrondrehzahl. Der Unterschied zwischen den beiden Drehzahlen ist auf die Reibungsverluste in den Lagern der Maschine bzw. durch den Lüfter der Maschine zurückzuführen. 2.1 Aufnahme der Leerlaufdaten U 0 /V I 0 /A φ 0 / S 0 /VA cos φ P 0 /W 2.2 Zeichen Sie den Stromverlauf

3 3. Kurzschlussversuch an der Drehstromasynchronmaschine 3.1 KSV Bei der Kurzschlussmessung wird die Drehstromasynchronmaschine mechanisch stillgesetzt, dass heißt soweit abgebremst bis die Welle stillsteht. (n=0). Der Versuch soll bei Nennspannung durchgeführt werden, sowie der dabei auftretende Kurzschlussstrom soll gemessen und notiert werden. U K /V I K /A φ 0 / n/min 1 M/Nm S K /VA P K /W cos φ 3.2 Zeichnen Sie den Stromverlauf I µ I K =

4 4. Belastungsmessung der Drehstromasynchronmaschine 4.1. Belastete Drehstromasynchronmaschine Zur Belastung der Drehstromasynchronmaschine im Motorbetrieb wird in den Ankerkreis der Gleichstrommaschine ( Generator) ein Widerstand geschaltet und damit die Drehzahl reduziert. Wir belasten die DAM solange, bis wir den Nennstrom erreicht haben. 4.2 DAM im Motorbetrieb U 1 /V I 1 /A φ 0 / n/min 1 M/Nm S 1 /VA Q 1 /var P 1 /W cos φ I µ I N = 4.3 Im Generatorbetrieb wird die DAM an der Welle angetrieben.

5 U 1 /V I 1 /A φ 0 / n/min 1 M/Nm S 1 /VA Q 1 /var P 1 /W cos φ 5. Zeichen Sie die Stromortskurve und bestimmen Sie das Nennmoment und den Wirkungsgrad der Maschine. Leerlauf KSV Motor Generator I/A cos φ φ 0 / η s n n 0 = V2 = Pm P Pm V2 n0 1 s = + σ s P el = I 3 U1 1 S = 3 U I 1 1 cosϕ

6 Re Im 1 A 0,5 cm 6. Tragen Sie die Momentenkennlinie (s=± ) in die Stromortskurve ein und ermitteln Sie die M,n-Kennlinie der DAM.

7 Testfragen: Drehstromasynchronmaschine 1. Welche Vor- und Nachteile hat die Drehstromasynchronmaschine (DAM) gegenüber der fremderregten Gleichstrommaschine (GM)? 2. Erläutern Sie den mechanischen Aufbau und die Wirkungsweise einer DAM. 3. Beschreiben Sie die Erzeugung eines Drehfeldes durch ein Polrad und durch eine symmetrische Drehstromwicklung. 4. Wie groß sind der Effektivwert und die Frequenz der im Läufer induzierten Spannungen und Ströme? 5. Was versteht man unter dem Schlupf und wie ist dieser definiert? 6. Geben Sie das Ersatzschaltbild der Asynchronmaschine an. Welche Leistung wird im Widerstand R 2 /s umgesetzt? 7. Erläutern Sie anhand des Zeigerdiagramms und der Stromortskurve die drei Betriebsbereiche der DAM 8. Von welchen Größen hängt das Drehmoment der DAM ab? 9. Zeichnen Sie die Drehzahl- Drehmoment- Kennlinie der Asynchronmaschine. 10. Erläutern Sie die Möglichkeiten zur Drehzahlverstellung der DAM in allen vier Quadranten. 11. Was versteht man unter dem Begriff Feldorientierung bei einer DAM? 12. Wann muss der so genannte Softstart bei einer DAM angewandt werden? 13. Erklären Sie prinzipiell den Aufbau und die Wirkungsweise eines Linearmotors.