Overview
ソース: アリ バッツィ、電気工学科大学コネチカット州ストーズ、ct 検査
三相巻線形モータはロータのフィールドに必要なブラシによる永久磁石ローター同期モータよりも人気。同期発電機は、優れた周波数と電圧の制御があるとはるかに共通、ほとんどの既存の発電所で利用できます。同期モータは、ローターの回転速度はまさに固定子の磁界速度、モーターのシャフトが読み込まれてどのくらいに関係なく、一定にローターの回転速度と同じという事実のためにほとんど 0% の速度の規則の利点を持ってください。したがって、固定高速アプリケーションに非常に適しています。
この実験の目的は、負荷がモータの力率の影響を与えるさまざまな負荷の V 曲線三相同期モータの開始の概念と負荷の端子電圧と起電力バック間の角度に及ぼす影響を理解
Principles
同期機は、誘導機の導入された回転磁場の概念に依存します。機械の固定子に三相電流は、所望の周波数で一定の大きさの回転磁界を生成します。同期および非同期のマシンとの違いは、後者が短絡巻線または回転子側に「リスの檻」同期機はローター側固定磁場を持っています。この磁場は、刺激物や永久磁石によってどちらか提供されます。永久磁石同期機は高効率とコンパクトなサイズより一般的になっているが、彼らは通常、希土類系物質を利用します。同期の用語では、固定子の回転磁界としては固定子から独立しているローター磁場、回転磁界にロックおよび同じ速度 (または同期速度) で回転するローターを引き起こすためにが使用されます。
三相巻線形同期電動機を起動するには、界磁巻線はショート マシンが誘導電動機として動作します。マシン速度は同期速度に近い、ショート サーキットが削除され、界磁巻線に直流電圧が適用されます。これは回転子と固定子の磁界をロックし、このように、ロータとステータの同期が達成されました。この演習では同期モータは「誘導開始」の位置にそのインタ フェース プレートのトップ ・ スイッチを持っていることによって開始され「同期実行」の位置にスイッチを反転速度が定常状態に達すれば。
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Procedure
1. DC テスト
- その端子間でショート回路と低消費電力 DC 電源を入れます。
- 1.8 A. 低消費電力 DC 電源の電流を制限します。
- 供給の電源を切り、ショート サーキットを外します。
- 1 と同期モータの 4 ポートの電源端子に接続します。
- 供給電源、直流電圧・電流を測定します。電流 1.8 a. に到達するため必要に応じて電圧を変化します。
- 電源をオフにし、ポート 2 と 5、3 と 6 のポートの前の 2 つの手順を繰り返します。
- 低消費電力 DC 電源アダプターを取り外します。
2. 同期マシン起動
- 三相の切断スイッチ、同期モータのスイッチ、および DC モーター スイッチすべてをしていることを確認します。
- 変圧器が、0% であることを確認します。
- 三相のコンセントを変圧器に配線し、図 1 に示すようにセットアップを接続します。
- デジタル電力計の電流プローブの 1000 に 1 のスケーリングを設定してください。
- 「スタート/実行」スイッチが「スタート」位置にあるを確認します。
- 三相切断スイッチを入れます。
- デジタル電源メーター読み取り約 115 V までの出力変圧器が急増します。
- 電機子電流私AC1、電機子電圧VAC1、本当の力、力率を測定します。
- 相 (行に依存しない) 電圧と相電流の位相「a」は覚えているパワー メーターに電源係数測定正しく相あたりの力率を反映しているので、測定します。
- トルクとマシンの速度を測定します。
- 125 V DC 電源を入れます。すべての接続は、電源端子から明らかであることを確認します。
- 供給の「スタート」ボタンを押すし、電源出力を 125 V に設定します。
- 」スタート/実行」のスイッチを「実行」の位置にします。機械音の変化に注意を払います。機械音は固定子の回転磁界にローター磁場ロックと滑らかになります。
- レコード、アーマチュア現在私は AC1、電機子電圧VAC1、本当の力、力率と界磁電圧と DC 電源からの電流は、表示を指定します。
- 測定し、トルクやマシンの速度を記録します。
- DC 電源、フリップ」スタート/実行」を「スタート」位置切り替えると 0% に戻る、変圧器セット切ります。
- 三相切断スイッチを切ります。回路の残りの部分はそのまま残します。
図 1: 同期モータを起動するセットアップの図。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
3. 負荷トルク角度に与える影響
- 三相の切断スイッチを確認してください、同期モータ スイッチ「1S」、DC モーター スイッチ「S2」がすべてオフ。
- その中に注意してください"S1"は同期モータ側に直流機端末間での"RL"負荷接続/切断するものです。
- 変圧器が、0% であることを確認します。
- 図 2 に示すようにセットアップを接続、200 Ω に「RL」を設定。
- 「スタート/実行」スイッチが「スタート」位置にあるを確認します。
- 三相切断スイッチを入れます。
- デジタル電源メーター読み取り約 115 V までの出力変圧器が急増します。
- 125 V DC 電源を入れます。すべての接続は、電源端子から明らかであることを確認します。
- 供給スタート ボタンを押すし、電源出力を 125 V に設定します。
- 」スタート/実行」のスイッチを「実行」の位置にします。
- アーマチュア現在私は AC1のレコード、電機子電圧VAC1、本当の力、力率、およびフィールド電圧と DC 電源からの電流は、表示を指定します。
- 測定し、トルクやマシンの速度を記録します。
- シャフト近くにストロボ光を維持し、初期角度 δoを測定します。
- ストロボ ライトの設定を定期的に電源コンセントに接続し、それを入れます。
- 粗ノブ 1 4 極 60 Hz 機の同期速度は、1,800 RPM に十分に近くにストロボの光で読書速度を調整します。ラウンドで同期速度を計算/分 (RPM) n= 120 xf/P 、 fは頻度とPは極数。
- モーター シャフトの端に直面するストロボ ライトを配置し、シャフトが固定表示されるまでいいノブを調整します。人間の目はシャフトの速度と一致はストロボ光周波数 (または速度の読書) を持っていることによって静止軸を参照してくださいにだまさ。
- 「S1」をオンし 3.11 に 3.9 の手順を繰り返しますが、δ1として新しい角度を測定します。
- 「S2」をオンし 3.11 に 3.9 の手順を繰り返しますが、δ2として新しい角度の測定します。
- 「S2」の電源を切り、「RL」を 100 Ω に変更。
- 「S2」をオンし 3.11 に 3.9 の手順を繰り返しますが、δ3として新しい角度の測定します。
- DC 電源フリップ」スタート/実行」は「スタート」位置スイッチ オフするをオフ」S1""S2"とセット変圧器が 0% に戻る。
- 三相切断スイッチを切ります。回路の残りの部分はそのまま残します。
図 2: 負荷のトルク角度に及ぼす影響を研究するセットアップの図。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
4. フィールド電流の力率に及ぼす影響
このセクションは、V 字の 1 つの側面を調査します。
- 三相断路器、同期モータ S1、DC モーター スイッチし、S2がすべてオフになっていることを確認します。
- 変圧器が、0% であることを確認します。
- だけとは異なる図 2 シリーズ フィールド抵抗「RF」を追加することにより、図 3 に示すようにセットアップを接続、200 Ω に「RL」を設定。
- 10 Ω の位置に「RF」を設定。"RF"では、目標はフィールド電流のみを変化させるのでこの実験の測定は必要ありません。
- 「スタート/実行」スイッチが「スタート」位置にあるを確認します。
- 三相切断スイッチを入れます。
- デジタル電源メーター読み取り 115 V までの出力変圧器が急増します。
- 125 V DC 電源を入れます。すべての接続は、電源端子から明らかであることを確認します。
- 供給スタート ボタンを押すし、電源出力を 125 V に設定します。
- 」スタート/実行」のスイッチを「実行」の位置にします。
- "RF"= 10、6、3、1、アーマチュア現在私は AC1、電機子電圧VAC1の本当の力、力率、フィールド電圧と電流 DC 電源供給表示からの記録。
- 測定し、トルクやマシンの速度を記録します。
- 10 Ω"RF"にリセットします。
- 「1秒」をオンにし、手順 4.11 に 4.13.
- 「2S」オンにし、手順 4.11 に 4.13.
- 「S2」の電源を切り、「RL」を 100 Ω に変更。
- 「2S」オンにし、手順 4.11 に 4.13.
- DC 電源、フリップ」スタート/実行」を「スタート」位置切り替えると 0% に戻る、変圧器セット切ります。
- 三相の切断スイッチの電源を切り、接続を解除します。
図 3: 現在のフィールドを変更の影響を研究するセットアップの図。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
同期モータは必要な一定回転速度変動軸力の独立と周波数と電圧を制御するための発電所はほとんどのアプリケーションに最適です。同期機はコアをロータと呼称し、ステーターと呼ばれる固定外輪を回転から成っています。回転子の magnetic field は固定され、永久磁石または DC 電源のいずれかを使用して生成されます。3 相モータ、各段階で機械の固定子に電流が流れては、ステータ コイルの別のセットに接続します。これは現在の供給ラインの振動に対応する独立した回転磁界を生成します。固定子と回転子の磁界の結合またはロックされている固定子の磁界の回転速度と同じ速度で回転するローターを引き起こしています。このビデオの全体的な目標は、3 つの位相同期機を導入し、開始および回転子と固定子の磁界をロックするためのプロトコルを示しなさいトルク角度に及ぼすモーター負荷を見つけることのためのプロトコルを説明です。
ステーターとローターのフィールドを配置する前に、初期の慣性を克服するには、三相同期機は当初誘導電動機として実行されます。この手順では固定子の回転磁界はその後ローター周りの磁場を作成し、回転を誘導、リスおりの回転子の電流を誘発します。マシン速度が同期速度に近づく界磁巻線に直流電圧が適用されます。この時点からは、電磁加振は回転子の磁界を制御します。ローター磁気フィールドを固定、回転子と固定子の磁界になるロータ ・ ステータの同時性を達成するためにロックされています。その結果、同期モータの速度は静磁場の回転速度によって制御され、負荷とは無関係です。ロータ荷重は、同期電動機のローターの速度には影響しません、ステータ引き出しより少し遅れにローター引きさせること。モータは同期速度で動作し続ける、間角変位は負荷が低いサイズが小さくより高負荷でより大きなトルク角度を呼び出されます。機械的負荷が増える、トルク角度は角度が回転子は同期が引き出され、非常に高いまで増加します。したがって、この高い機械的負荷です上限をモーターで処理できる、破壊トルクと呼びます。今では同期電動機が導入されている、起動、同期、および評価のための手順を示します。
同期モーターを開始する前に、回転子と固定子の磁界をロックするために使用する DC 電源アダプターをテストします。まず、低電源 DC 電源を短絡し、電源を入れます。8 つのポイントのアンプと電源の電流を低減し、電源をオフに短絡を外します。DC のテストは、固定子の巻線抵抗を測定します。まず、同期モータのポート 1 および 4 の間で DC 電源端子を接続し、電源をします。その後、これらのポート間で直流電圧・電流を記録します。8 つのポイント アンペアの電流制限値に到達するため必要に応じて電圧は異なります。電圧を記録し、電源をオフにします。ポート 2 つ、5 つと、ポート 3 と 6 の間で記述としては、電圧・電流測定を繰り返します。最後に、DC テストを完了するために電源を切断します。
プロトコルの次のステップで誘導モーターでは、同期機を開始し、回転子と固定子の磁界がロックされています。先ず、3 つのフェーズの切断スイッチ、同期モータのスイッチ、および DC モーター スイッチすべて消えています。その後、variac ゼロ % 出力電圧に設定されているを確認します。遮断装置、三相コンセント配線、variac と示すように、セットアップを接続します。次に、AC 同期機のローター シャフトにテープの小さい部分を添付します。デジタル電力計の電流プローブの 100 A スケールに 5 を設定します。今、機器を投入してモーターを起動します。まず、チェック 'スタート-実行' スイッチが「スタート」位置にあります。第二に、3 つのフェーズの切断スイッチを入れます。第三に、デジタル電源メーター読み取り約 115 ボルトまで variac の出力が急増します。これらの測定は段階の中性相の電圧と電流に、ライン電源係数測定が正しく反映されるように対応、相力率あたり。その後、誘導モードでモーターのトルクを測定します。最後に、ストロボ光を用いたモータの速度を測定します。科学教育ビデオ、「DC モータ」この手法の詳細についてを参照してください。マシンを起動と初期パラメーター測定、それは同期の準備ができて。まず、125 ボルト DC の電源を入れます。その後、'実行' の位置に 'スタート-実行' スイッチを反転します。機械音の変化に注意を払います。ローター磁場を固定子の回転磁界にロック、機械音が滑らかになります。回転子と固定子の磁気フィールドがロックされている、または同期、電機子電流と電圧、電力、力率を測定します。その後、フィールド電圧と DC 電源供給表示から電流を測定します。次に、力学的特性、トルク、および速度を測定します。最後に、DC 電源から装置の電源を切ります。その後、フリップ 'スタート実行' '開始' 位置に切り替え、variac 零パーセントの出力設定。最後に、3 つのフェーズの切断スイッチをオフにします。
DC モーターは機械的負荷を提供するために同期機を機械的に結合される、同期電動機のトルク角度は DC モータ電流シャント フィールドで変更できます。このプロトコルはモーター フィールド荷重とトルクの関係を調べ角度。遮断機器を示すように、セットを接続し、シャント負荷抵抗を 2 キロ オームに設定します。前述の機器を今すぐ、電源を入れます。前に電気的・機械的パラメーターを記録します。シャント フィールドの次に、レコードのトルク角度が読み込まれます。これを行うには、するのにには、視覚的に同期モータのシャフトを固定するのにはストロボを使用します。約 1800 RPM、4 プル 60 ヘルツ機の同期速度に合わせて 'コースのノブを使用してストロボ周波数を調整します。その後、モーター シャフトの端が、ストロボの光を目指してシャフトは最初静止表示されるまで「素晴らしい」のノブを調整、200 オームとオフのスイッチ S1 と S2 に RL セットとトルク角度を測定します。次のように読み込まれたシャント フィールドと、角度測定を繰り返します。S1 を綴じると、角度デルタを測定、S2 をオンし、角度デルタ 2 を測定します。最後に、S2 をオフに、RL を 300 ω に変更、S2 の電源を入れます。前述のよう、最後に、機器の電源を切ります。
ターミナル段階とニュートラルの間適用される直流電流に直流電圧の比抵抗を推定した DC DC フェーズをテストします。相抵抗機で損失に貢献し、アーマチュアで電圧降下が発生します。圃場抵抗性は、界磁巻線に直流電圧を印加して、電流の磁界を測定して同様の方法で測定しました。圃場抵抗性は、界磁電流を制御します。固定長フィールド抵抗値が現在のフィールドを変更するフィールドの電圧を変えることができます。最後に、トルク角度はシャント フィールド DC モータの電流を変化させることにより変更された機械的負荷の増加はより大きくなった。マシンの本当の力は、トルク角度に関連して示すように。トルク角度がゼロの場合、出力パワーが最も大きいことを告げています。
同期機は、非常にタイトな速度規制をモーターの軸に一定の速度を必要とするアプリケーションで共通です。3 相傷回転子同期発電機は、世界的な電力の主な源です。電気のグリッドに 1 つの工場に発電機を接続するためにジェネレーターの 3 つの要因は出力電圧グリッドや大きさ、周波数、フェーズ シーケンスのものと一致する必要があります。簡単な方法を実証科学教育ビデオ、「AC 同期機同期」で手動で同期の自動シンクロナイザーは、大規模発電所で通常利用されている、中同期モータは、ボールミルなどの単純なデバイスのために使われます。ボールミルは、ブレンド、小さな金属球を含んでいるシリンダーを回転させることにより材料を磨くデバイスです。ボールの衝撃を磨く材料をシリンダー内に配置されます。これらの研削盤は、塗料などの材料をブレンドするや植物穀物などの素材を粉砕するよく使用されます。
ゼウスの入門 AC 同期機の特性を見てきただけ。今、AC 同期機の仕組みを起動し、コンピューターを同期する方法を理解する必要があり、トルク角度に及ぼすモーター負荷を認識します。見ていただきありがとうございます。
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Results
ターミナル段階とニュートラルの間適用される直流電流に直流電圧の比抵抗を DC から推定できる DC フェーズをテストします。圃場抵抗性は、界磁巻線に直流電圧を印加して、電流の磁界を測定して同様の方法で測定できます。同期リアクタンス (Xs)、バックアップ マシン (E) の起電力とその関連定数kφを機に本当の力 (P3φ) 測定から見つけることができます: P3Φ = 3VφEAcos(δ)Xs ( Rs固定子の抵抗は無視します)、基本的な力流れ方程式相あたりの等価回路 (図 4)。
V 曲線は、ソース (グリッド) で見られるように、マシンの力率を決定します。V 曲線は、マシンが特定の条件としたがって、グリッド電圧安定性を高めることができるコンデンサーのような行為で無効電力 (大手電力因子) を提供できることを示しています。マシンが「同期コンデンサー」と呼ばれるこのような条件の下で動作しているとき
図 4: 代表的な結果を得るのために使用相あたりの等価回路の概略図。
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Applications and Summary
同期機は、非常にタイトな速度規制をモーターの軸に一定の速度を必要とするアプリケーションで共通です。このようなアプリケーションは、電気時計、ハード ディスク ドライブなどが同期モータは負荷に電力を提供するために大手電力因子領域で動作を同期コンデンサーに拡張します。力率補正は、コンデンサーを同期アプリケーションで使用される別の用語です。最も一般的な同期発電機が傷回転子同期発電機間、最も一般的な同期電動機が永久磁石モータであることに注意してください。
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