FACHHOCHSCHULE REGENSBURG

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1 FACHHOCHSCHULE REGENSBURG PRAKTIKUM ANTRIEBSTECHNIK (PAT) Name: Testat: Semester: Versuchsdatum: Gruppe: Abgabedatum: Versuch Asynchronmaschine mit I-Umrichter Nr. 30 Bearbeiter: Prof. Dr. Seifert, 9/2000 Inhalt des Versuchsberichts: 1. Aufgabenbla tter mit Schaltbild2. Messprotokoll in Tabellenform 3. Auswertung der Messdaten 4. Diagramme 5. Beurteilung der Messergebnisse / Vergleich mit Theorie 1 Vorbereitung Bereiten Sie sich auf den Versuch mit folgenden weiteren Unterlagen vor: Manuskript zur Vorlesung Antriebstechnik Manuskript zur Vorlesung Elektrische Maschinen Fragen zu den Versuchen Asynchronmaschine mit I-Umrichter und Asynchronmaschine mit PWM-Umrichter 2 Versuchsaufbau Der Versuchsaufbau geht aus dem Schaltbild hervor. Die Drehstrommaschine ist mit M (Motor) bezeichnet, die Gleichstrommaschine mit G (Generator). Aufgaben: Uberlegen Sie, wie man die Maschinen fu r die angegebenen Betriebsarten (M, G) steuern muss! Ist auch die umgekehrte Betriebsart moglich? Wie stellt man den Leerlauf ein? Wie nimmt man den Antrieb in Betrieb? Hinweis: Hilfreich sind die M-n-Kennlinien der Maschinen (in einem einzigen Diagramm).

2 3 Versuchsdurchfu hrung 3.1 Messungen Messen Sie die in den Tabellen angegebenen Gro en jeweils etwa bei den Frequenzen M/Nm f/hz 50 42, , ,5 7,5 3.2 Oscillogramme Erstellen Sie Oscillogramme von Netzspannung U L, Netzstrom I L sowie Motorspannung U M, Motorstrom I M bei den Betriebspunkten M/Nm f/hz Analysen Analysieren Sie mit dem Power Analyzer die Grundschwingung und die Oberschwingungen (bis zur 25. Harmonischen) von I M fu r M/Nm f/hz Ausarbeitung Stellen Sie folgende Gro en als Funktion der Frequenz jeweils fu r ein konstantes Drehmoment in einem Diagramm dar: n, U M, I M, P 2 P L, P 1, P 2, P VU, P VM η U, η M, η Ges λ L, λ M Vergleichen Sie die analogen und die mit dem Power Analyzer gemessenen Werte von U M, I M, P 1, λ M Stellen Sie in einem Diagramm die Spektren folgender Motorgro en dar: U M, I M Bewerten Sie die Ergebnisse

3 5 Schaltbild L1 L2 L3 N 3~ 400V 50Hz V A W W ~ ~ I-Umrichter 4Q - Stromrichter ~ V A W W M 3~ Messwelle M,n G 5.1 Daten der verwendeten Maschinen, Stromrichter und Messgerate: Drehstrom-Asynchronmotor Gleichstrom-Motor mit Fremderregung 0,007-7,5 kw V 7,5-15,5A 0,255-7,2 kw V 21-21,5A 5-50Hz min -1 cosϕ = 0, min -1 Erregung: V 0,77-1,15A I-Umrichter Umkehrstromrichter Netz: 3~ 400 V 50Hz 18A Netz: 3~ 400 V 25A 50/60Hz Ausgang: 3~ V 5-50Hz 12kVA Ausgang: V 30A DC cosϕ = <0,82 Amperemeter:Dreheisen 1,2 / 6 A; Kl. 0,5 Stromwandler: 5 / 10 / 20 / 50 / 100 : 5 Voltmeter: Dreheisen V Oscilloscope (mit Drucker) Wattmeter: Elektrodynamisches Messwerk Power Analyzer

4 Nr. Frage Antwort 1 Wozu verwendet man Umrichter? 2 Welche Umrichterarten gibt es? 3 Welche Gro en werden von Umrichtern verstellt? 4 Wovon ha ngt die Drehzahl der Asynchronmaschine (AM) ab? 5 Welche Vorteile hat die Frequenzverstellung gegenu ber anderen Methoden der Drehzahlverstellung? 6 Welche Gro en muss man bei der Frequenzsteuerung der AM verstellen? 7 Welchen zeitlichen Verlauf haben Motor-Spannung und -Strom beim I-Umrichterbetrieb? 8 Welchen zeitlichen Verlauf haben Netz-Spannung und -Strom beim I-Umrichterbetrieb? 9 Welchen zeitlichen Verlauf haben Motor-Spannung und -Strom beim PWM-Umrichterbetrieb? 10 Welchen zeitlichen Verlauf haben Netz-Spannung und -Strom beim PWM-Umrichterbetrieb? 11 Welche Werte misst man mit Dreheisen- Messgera ten? 12 Welche Werte misst man mit Drehspul- Messgera ten? 13 Wie berechnet man allgemein die Wirkleistung bei Drehstrom? 14 Wie ermittelt man die Wirkleistung mit der Aron- Schaltung? 15 Wie ermittelt man die Blindleistung mit der Aron- Schaltung? 16 Wann erha lt man bei der Aron-Schaltung entgegengesetzte Zeigerausschla ge? 17 Welche typischen Drehzahl-Stellbereiche kann man bei der Frequenzsteuerung der AM unterscheiden? 18 Wie verhalten sich Spannung, Fluss, Strom und Drehmoment in den verschiedenen Stellbereichen? 19 In wieviel Quadranten kann man den I- Umrichterantrieb betreiben? 20 In wieviel Quadranten kann man den PWM- Umrichterantrieb betreiben? 21 In welche wesentlichen Gruppenteile kann man Zwischenkreis-Umrichter aufteilen? 22 Welchen Unterschied gibt es zwischen dem

5 Leistungsfaktor λ und dem Verschiebungsfaktor cosϕ? 23 Wovon ha ngt der cosϕ des Netzstromes ab? 24 Wovon ha ngt der cosϕ des Motorstromes ab? 25 In welche zwei typischen Verlustarten kann man die Motorverluste aufteilen? 26 In welche zwei typischen Verlustarten kann man die Umrichterverluste aufteilen? 27 Wie kann man aus einem Oszillogramm von sinusformiger Spannung und nichtsinusformigem Strom den cosϕ bestimmen? 28 Wie gro ist beim I-Umrichterantrieb der Netzstrom im Vergleich zum Motorstrom? 29 Wodurch entstehen bei Umrichterbetrieb zusa tzliche Verluste in der AM? 30 Welcher Art sind die zusa tzlichen umrichterbedingten Verluste? 31 Warum la uft die AM am I-Umrichter bei kleinen Frequenzen nicht rund? 32 Warum la uft die AM am PWM-Umrichter bei kleinen Frequenzen rund? 33 Welche Fragen haben Sie???

6 Fachhochschule Regensburg Praktikum PAT I-Umrichter Datum: Prüfer: Unterschrift: Messung: Netz M n P 2 f L U L C I α I I L C P α P1 α P2 α P P L l L MP Nm min -1 W Hz V A/Skt. Skt. A W/Skt. Skt. Skt. Skt. W

7 Fachhochschule Regensburg Praktikum PAT I-Umrichter Datum: Prüfer: Unterschrift: Messung: Motor (analoge Messgeräte) Messung: Power Analyzer f U M C I α I I M C P α P1 α P2 α P P 1 l M P VU P VM η U η M η Ges U M Str U M I M P 1 l M MP Hz V A/Skt. Skt. A W/Skt. Skt. Skt. Skt. W W W V V A W

8 Fachhochschule Regensburg Praktikum PAT I-Umrichter Datum: Prüfer: Unterschrift: Oberschwingungsanalyse M f ν I M Nm Hz A