Prova su M.A.T. con dinamo freno Schema di principio della misura: Legenda A V W Vr M F R amperometro voltmetro wattmetri in Aron motore asincrono 3F usato come trasformatore a rapporto variabile motore asincrono in prova freno elettromagnetico reostato Schema adottato: Legenda Vr M F R T n motore asincrono 3F usato come trasformatore a rapporto variabile motore asincrono in prova freno elettromagnetico reostato misuratore di coppia stroboscopio Scopo: effettuazione della prova al freno elettromagnetico (che permette di osservare il comportamento del motore nelle reali condizioni di carico e il tracciamento delle caratteristiche di funzionamento del motore asincrono trifase) Cenni teorici: La prova con dinamo freno permette di osservare il comportamento del motore asincrono trifase in diverse condizioni di carico (prova diretta) , che vengono ottenuto variando la tensione di eccitazione della dinamo il cui albero è fissato a quello del m.a.t.. tale variazione di tensione comporta una diversa coppia sviluppata dall’albero della dinamo, che a sua volta si traduce in un diverso carico applicato all’albero del m.a.t.. La prova consiste nella rilevazione (in diverse situazioni di carico) della velocità dell’albero del m.a.t., della tensione di linea e della corrente assorbita dal m.a.t, della coppia resistente applicata all’albero per mezzo della dinamo e del fattore di potenza. Grazie a queste rilevazioni è possibile tra l’altro ricavare il rendimento della macchina. In tale prova lo statore della dinamo è reso oscillante rispetto ai supporti dell’asse di rotazione. La macchina in prova trascina in rotazione il rotore della dinamo e lo statore di quest’ultima viene sbilanciato dalla coppia elettromagnetica di reazione: l’equilibrio viene ripristinato da una bilancia dinamometrica dotata di quadrante a lettura diretta; Per potenze elevate si impiegano i freni idraulici che sfruttano l’attrito dei moti vorticosi o di laminazione di un fluido. In questo caso il freno ha una girante calettata all’albero del motore in prova e contenuta in una carcassa oscillante piena di acqua o olio; trascinando in rotazione la girante gli attriti sviluppati dal fluido sollecitano la carcassa ad inclinarsi per cui si ristabilisce l’equilibrio mediante un contrappeso di valore noto. Scelta delle apparecchiature: Mat Rosati Tipo: MA60 N°66897 Pn: 44kW N1: 1500g/min Un: 380V~ Y 220V~ D Fn: 50Hz Dinamo Rosati Mod: DD40.4.F N° 701534 Pn: 10kW N1:3000g/min Un: 220V═ In: 38A Dinamometro Rosati Brev: 632220 T: 10kgm Div: 20g Banco di alimentazione De Lorenzo Mod: DL1059 Uac: 380V Iac: 3~15A Udc: 220V Analizzatore di rete trifase EL Control Energy NET s.p.a. Mod: Vip system 3 N° 15329 Stroboscopio StroboTak Mod: 1531 Batteria di resistenze variabili Ing. Bellotti Mod: 6 N° 60660 Esecuzione della prova: Alimentati il MAT e la dinamo si procede regolando la tensione di eccitazione della dinamo mediante variazione del valore di resistenza della batteria; tale variazione comporta una diversa coppia sviluppata all’asse della dinamo, che si traduce in un carico di coppia variabile all’asse del MAT; con la prima regolazione si va ad applicare una coppia all’asse del MAT che è quella nominale; così facendo nelle misure successive la macchina lavorerà alla temperatura di regime (macchina calda) e non sarà necessario riportare le grandezze elettriche rilevate ala temperatura di regime; rilevata la coppia (tramite lettura diretta dell’indice del dinamometro) si rilevano le grandezze elettriche (tensioni e correnti, grazie all’analizzatore di rete) per poi passare alla rilevazione della velocità (utilizzando lo stroboscopio); Il principio di funzionamento di tale strumento si basa sull'osservazione, in condizioni di scarsa illuminazione, dell’albero del m.a.t. in movimento costante, illuminato da brevissimi lampi di luce. Su tale albero è stato applicato un indice adesivo utilizzato come riferimento. La frequenza dei lampi prodotti dallo strumento è variabile mediante un potenziometro, e quando essa è sincronizzata con il numero di giri dell’albero si osserverà l’indice posto su questo fermo. La velocità dell’albero sarà ricavabile dalla lettura del valore impostato sullo stroboscopio I risultati della prova riportati nella seguente tabella: N condizione 1 2 3 4 Pieno carico ¾ carico ½ carico vuoto dove: U I Cosφ P n T = = = = = = U V 373.8 375.9 379.0 380.4 I A 9.652 7.226 4.791 4.496 cosφ 0.807 0.744 0.403 0.171 P W 5046 3500 1266 507 n Giri/min 1435 1455 1480 1495 T g*m 3000 2100 680 180 tensione di alimentazione corrente assorbita f.d.p. del motore potenza attiva totale assorbita numero di giri dell’asse coppia resa all’albero Da tali dati è possibile ricavare la potenza all’asse del m.a.t. mediante la relazione: Pm = (2*π*n/60)*T Dove n è il numero di giri dell’asse e T la coppia all’albero. Dividendo questo termine per la potenza assorbita si ottiene il rendimento della macchina; si ha quindi: N condizione 1 2 3 4 Pieno carico ¾ carico ½ carico vuoto Pm W 4422.5 3138.9 1033,8 276.4 η 0.876 0.896 0.816 0.545 Per ottenere la Pm si è dovuto trasformare la coppia espressa in g*m in N*m; per fare ciò si ha diviso la T per 1000 e poi moltiplicato il risultato per 9.81. Conclusioni ed osservazioni: I dati raccolti e i risultati dei calcoli eseguiti sono stati riportati nel seguente grafico, che mostra l’andamento di tutto le grandezze di interesse del m.a.t. in funzione della potenza assorbita: Note: al fine di migliorare la leggibilità le grandezze non sono in scala La prova effettuata ricalca quello che è il funzionamento teorico della macchina: il fattore di potenza a vuoto è molto basso e cresce all’aumentare del carico (e quindi della potenza assorbita); anche il rendimento non rimane costante e raggiunge il punto di massimo in presenza di una coppia resistente pari a ¾ quella nominale. La variazione di tensione durante la prova è inferiore all’1.8%, quindi si può ritenere che la macchina lavori a flusso costante.