Prove su motore asincrono

PALERMO,
CORSO DI LAUREA
IN INGEGNERIA ELETTRICA
Facoltà di Ingegneria
Università degli Studi
Viale delle Scienze - Parco d'Orleans
90128 PALERMO
ESERCITAZIONE DI MISURE E COLLAUDO DI MACCHINE ED IMPIANTI ELETTRICI
PROVA A VUOTO
E VALUTAZIONE DELLE PERDITE E DEL RENDIMENTO
MISURE E COLLAUDO DI MACCHINE ED IMPIANTI ELETTRICI
MOTORE
ASINCRONO
TRIFASE
Prova aDI
vuoto UN
di un motore
asincrono (controllo
convertitore ca/cc in corrente)
MISURE Prova
E COLLAUDO
DI MACCHINE
ED IMPIANTI
ELETTRICI
a rotore bloccato
(controllo convertitore
ca/cc in velocità,
riferimento zero)
Prova
a carico
motore asincrono
(controllo
convertitore
ca/cc ca/cc
in corrente)
Prova
a vuoto
didiununEmotore
asincrono
(controllo
convertitore
in corrente)
MISURE
COLLAUDO
DI MACCHINE
ED IMPIANTI
ELETTRICI
Prova a rotore bloccato (controllo convertitore ca/cc in velocità, riferimento zero)
MISURE
E COLLAUDO
MACCHINE
ED
IMPIANTI
ELETTRICI
Prova a vuoto di unDI
motore
asincrono (controllo
convertitore
ca/cc in corrente)
Prova a carico diProva
un motore
asincrono (controllo convertitore ca/cc in corrente)
a rotore bloccato (controllo convertitore ca/cc in velocità, riferimento zero)
Prova a carico di un motore asincrono (controllo convertitore ca/cc in corrente)
Rilievo delle curve caratteristiche di un motore asincrono con il Freno Pasqualini
Dati di targa del motore asincrono trifase in prova
potenza nominale
frequenza nominale
tensione nominale
corrente nominale
numero di coppie polari
velocità nominale
ditta costruttrice
740 W
50 Hz
380 V (Y)
2A
2
1500 giri/min
Magneti Marelli
1
Strumenti e apparecchiature adoperate
Multimetro trifase
Tipo
Portate voltmetriche
Portate amperometriche
Ditta costruttrice
Precisione a 1 anno a 23°C:
Tensione e corrente
WT1030
15-30-60-100-150-300-600-1000V
0,5-1-2-5-10-20A
Jokogawa
(0,1% di lettura + 0,1% della portata)
Microhmetro
Tipo
Modello
Ditta costruttrice
Numero di serie
elettronico, autoalimentato
OM21
AOIP
d53833-301d6
Valori di corrente selezionabili e relative portate ohmetriche:
Rated voltage drop
Measurement current
Range
10 A
1A
100 mA
10 mA
20 mV
2.0 m
200 mV
20 mV
20 m
2V
200 mV
20 mV
200 m
2V
200 mV
20 mV
2.0 
2V
200 mV
20 
2V
200 
2.0 k
20 k
20 mV
200 mV
2V
20 mV
200 mV
2V
100 A
20 mV
200 mV
2V
(0,01% di lettura + 0,004% della portata)
Precisione
Rated voltage
drop
1 mA
Measurement current
da 100 A a 100 mA
0,05 % + 3 digit
0,05 % + 2 digit
0,05 % + 1 digit
Freno Pasqualini
tensione nominale
corrente nominale
Ditta costruttrice
Stroboscopio
Tipo
Tensione d’alimentazione
Frequenza d’alimentazione
Ditta costruttrice
1 – 10 A
0,03 % + 3 digit
0,03 % + 2 digit
0,03 % + 1 digit
120 V,
12 A.
Officine Galileo
Strobotac 1531-A
210250V
5060Hz
GeneralRadioCompany
Cronometro
2
Alimentatore in corrente continua
Tensione di uscita
Modello
Ditta costruttrice
Vn = 0600V
500 KL 2,4/6
Elind
NORMATIVA DI RIFERIMENTO

Norma italiana CEI EN 60034 –2 classificazione CEI 2-6 “Macchine elettriche rotanti.
Parte 2: metodi per la determinazione mediante prove delle perdite e del rendimento delle
macchine elettriche rotanti (escluse le macchine per veicoli da trazione)”
SCOPO DELLA PROVA
Prova a vuoto :
Determinare la corrente e la potenza assorbita a vuoto per calcolare
le perdite nel ferro e meccaniche
Valutazione delle perdite e del rendimento:
Determinare in modo indiretto il rendimento della
macchina per diverse condizioni di carico.
RISULTATI DI MISURA
Temperatura ambiente: a= °C.
Misura della resistenza degli avvolgimenti statorici

Valore medio. 
(media dei tre valori)
Fase”U”
Fase”V”
Fase”W”
Prova a vuoto
1) V = VN
V [V]
I0[A]
P0[W]
I Misura
II Misura
III Misura
IV Misura
V Misura
Calcolo mediante interpolazione dei valori di I0 e P0 a tensione nominale.
3
2) V≠ VN
V [V]
I0[A]
P0[W]
I Misura
II Misura
III Misura
IV Misura
V Misura
La potenza misurata in tale condizione di funzionamento comprende:
P0  PJ 0  Pm  Pfe  Padd
Eseguendo la differenza P0  PJ 0 si ottengono proprio le perdite di potenza costanti al variare del carico
cioè Pm  Pfe  Padd .
Prova a carico
Condizioni
di carico
N [giri]
t [s]
L [m]
P [kg]
Vf [V]
I [A]
Pi [W]
I
II
III
IV
V
VI
-
N è il numero di giri compiuti dalla tacca nel tempo t;
t è il tempo in cui valutiamo il numero di giri compiuti dalla tacca;
L è la lunghezza del braccio;
P è il peso applicato;
Vf è la tensione di fase;
I è la corrente assorbita;
Pi è la potenza elettrica in ingresso.
4
ELABORAZIONE DEI RISULTATI
Dalla prova a vuoto a V = VN si ottengono i valori di di I0 e P0 a tensione nominale mediante
interpolazione dei valori misurati.
Dalla prova a vuoto a V ≠ VN si ottengono le perdite costanti.
Infatti, la potenza assorbita a vuoto comprende:
P0  PJ 0  Pm  Pfe  Padd
ove:
PJ 0 : perdite nel rame statorico alla temperatura ambiente: PJ 0  3 I 02 Rstat _ a
Pm : perdite meccaniche
Pfe , Padd : perdite nel ferro e perdite addizionali
P0  PJ 0  Pm  Pfe  Padd
Le perdite meccaniche Pm si ricavano dal diagramma di P0  PJ 0 in funzione del quadrato della
tensione, effettuando un’estrapolazione lineare in corrispondenza dell'intersezione con l'asse delle
ordinate (a V=0) si ricava il valore delle perdite di potenza meccaniche.
È quindi possibile separare le perdite nel ferro e addizionali dalle perdite meccaniche con la seguente:
Pfe  Padd  P0  Pm  PJ 0
dove P0 è la potenza determinata con l’interpolazione nella prova a vuoto a tensione nominale.
Dalla prova a carico si ricavano le perdite a carico, come segue.

Perdite negli avvolgimenti statorici, riportate alla temperatura di riferimento (75°):
PJstat _ r  3 I 02 Rstat _ a KT
con
KT =

235   r
235   a
Perdite negli avvolgimenti rotorici, riportate alla temperatura di riferimento (75°):
PJrot _ r  K T PJrot _ a  K T s Psr
PJrot _ r
5
ove:
-
s è lo scorrimento, calcolato come s 
snc
nc
N  60
nc=1500 giri/min è la velocità di
p t
sincronismo e p=2 è il numero di coppie polari della macchina)
(essendo snc la velocità di scorrimento del motore: snc 

Psr è la potenza trasmessa da statore a rotore, calcolata come.
Psr  Pi  3  R stat_a  I 2  (ΔPfe  ΔPadd )
Le perdite nel ferro e addizionali sono state ricavate nella prova a vuoto.

Perdite addizionali a carico:
Le perdite addizionali a carico, relativamente ad ogni condizione di carico, si assumono pari allo 0,5%
della potenza assorbita dal motore.
Padd  0,5% Pi
Rendimento
η
Pi - PJstat_r  PJrot_r  Pm  Pfe  Padd  Padd 
Pi
Le perdite meccaniche, nel ferro e addizionali ( Pm  Pfe  Padd )sono state ricavate nella prova a
vuoto.
6
Condiz.
di
carico
V
Pi
I
n
PJstat_r
snc
[V]
[W]
[A]
[giri/min]
[W]
[giri/min]
s
Pfe +
Padd,v
[W]
Psr
PJrot _ a
PJrot _ r
Padd
Pm
[W]
[W]
[W]
[W]
[W]
%
I
II
III
IV
V
VI
n è la velocità del motore, ottenuta con il metodo stroboscopico
7