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Prova a vuoto di un motore asincrono trifase

elettrotecnica

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FORMULARIO MOTORE ASINCRONO TRIFASE
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Prova a vuoto di un motore asincrono trifase

I.T.I.S.

 " Istituto         Tecnico       Ind 525e48f ustriale    -    E.  Fermi"

LECCE

LABORATORIO    DI   ELETTROTECNICA

ESERCITAZIONE          2

"Prova  a  vuoto  d 525e48f i  un  motore  asincrono  trifase"

OGGETTO DELLA PROVA: Motore  asincrono  trifase

ALUNNO:     

CLASSE:    

SEZIONE:   B

SPECIALIZZAZIONE:  Elettrotecnica E automazione

SCHEMA    ELETTRICO 

RILIEVO   DATI

AMPERMETRO

WATTMETRO   1

WATTMETRO   2

VOLTMETRO

d 525e48f

K

A

d 525e48f

K

W

d 525e48f

K

W

d 525e48f

K

V

100

0.05

5

65

4

650

-43

10

-430

114

2

228

75

0.05

3.75

44

10

440

-28

10

-280

103

2

206

62

0.05

3.1

32

10

320

-19

10

-190

93

2

186

54

0.05

2.7

25

10

250

-15

10

-150

85

2

170

45

0.05

2.25

21

10

210

-12

10

-120

76

2

152

40

0.05

2

15

10

15

-7

10

-70

67

2

134

32

0.05

1.6

12

10

120

-5

10

-50

58

2

116

25

0.05

1.25

8

10

80

-3

10

-30

47

2

94

ELABORAZIONE   DATI

AUTOCONSUMO

POTENZA  Po

PERDITA Pjo

Pm + Pf

fd 525e48f p

W

W

W

W

-

21.51

198.49

112.45

86.04

0.174

17.56

142.44

63.25

79.19

0.184

14.31

115.69

43.23

72.46

0.201

11.96

88.04

32.79

55.25

0.192

9.56

80.44

22.77

57.67

0.235

7.43

72.57

17.99

54.58

0.271

5.57

64.43

11.51

52.92

0.347

3.66

56.34

7.03

49.32

0.480

GRAFICI

RELAZIONE

La prova a vuoto d 525e48f i un motore asincronio trifase si esegue alimentand 525e48f o il motore e lasciand 525e48f olo ruotare liberamente senza applicargli nessun carico meccanico.   Tenuto conto d 525e48f ell'analogia esistente con il trasformatore, si potranno fare spesso riferimenti a questa macchina, anche per d 525e48f elinearne le d 525e48f ifferenze.

Ruotand 525e48f o a vuoto , con tensione nominale, il motore richied 525e48f erà d 525e48f alla rete la potenza necessaria alle perd 525e48f ite nel ferro per isteresi e correnti parassite.

Rileviamo, però, che tali perd 525e48f ite, d 525e48f ipend 525e48f enti d 525e48f alla frequenza, sono localizzate nello statore in quanto nel rotore esistono frequenze molto molto basse.

Un motore asincrono in rotazione libera però, contrariamente per quanto riguard 525e48f a il trasformatore, non può essere consid 525e48f erato rigorosamente a vuoto.  Infatti, mentre per il trasformatore la potenza trasferita al second 525e48f ario è perfettamente nulla, il motore è chiamato a sviluppare una potenza tale d 525e48f a sod 525e48f d 525e48f isfare le perd 525e48f ite meccaniche per attrito e ventilazione.  Tali perd 525e48f ite in realtà costituiscono un carico, che non permette al motore d 525e48f i girare in sinscronismo.  E' noto infatti che il motore asincrono a vuoto id 525e48f eale d 525e48f ovrebbe funzionare in perfetto sincronismo, cond 525e48f izione che non può raggiungere spontaneamente perché si estinguerebbe la corona polare rotorica e con essa ogni azione d 525e48f i trascinamento.

Dall'esame d 525e48f el funzionamento a vuoto appare ancora che il motore presenta una corrente d 525e48f i spunto che raggiunge il 25¸40%  d 525e48f ella corrente nominale. Questo significa che la potenza d 525e48f issipata nel rame d 525e48f i statore non può essere trascurata e va computata nella potenza assorbita.

Le perd 525e48f ite nel rame d 525e48f i rotore invece sono trascurabili, d 525e48f ata l'esiguità d 525e48f ella corrente d 525e48f i rotore.

In conclusione, un motore a vuoto assorbe una potenza corrispond 525e48f ente alla somma d 525e48f elle perd 525e48f ite nel ferro e d 525e48f elle perd 525e48f ite nel rame a vuoto d 525e48f i statore:

La prova a vuoto completa d 525e48f eve essere cond 525e48f otta fino ad 525e48f una tensione superiore d 525e48f el 10¸20% d 525e48f el valore nominale. Occorre quind 525e48f i una sorgente d 525e48f i alimentazione d 525e48f i potenza ad 525e48f atta, nel nostro caso un variac, in grad 525e48f o d 525e48f i permettere la variazione d 525e48f ella tensione impressa.

Il circuito d 525e48f i misura comprend 525e48f erà (schema allegato):

»       un voltmetro d 525e48f i portata ad 525e48f atta, convenientemente superiore alla tensionenominale,

»       un ampermetro, d 525e48f i portata commisurata alla corrente a vuoto prevista, che potrà essere preventivata nel 25-40% d 525e48f ella corrente nominale,

»       d 525e48f ue wattmetri inseriti in Aron aventi portate ampermetriche e voltmetriche in relazione alle portate d 525e48f egli strumenti preced 525e48f enti.

L'inserzione d 525e48f egli strumenti d 525e48f ovrà essere eseguita con le voltmetriche a monte d 525e48f elle ampermetriche, per rid 525e48f urre gli errori d 525e48f i inserzione.

La prova d 525e48f eve essere eseguita avviand 525e48f o il motore e variand 525e48f o la tensione proced 525e48f end 525e48f o d 525e48f ai valori alti.  Si d 525e48f eve prestare molta attenzione all'atto d 525e48f ell'avviamento d 525e48f el motore in quanto come è noto esso assorbe una corrente d 525e48f i spunto circa 8-10 volte la corrente nominale.

Per evitare d 525e48f i d 525e48f anneggiare irrimed 525e48f iabilmente gli strumenti inseriti, si può avviare a tensione rid 525e48f otta e aumentarla  via via fino al valore nominale, sorvegliand 525e48f o che l'ampermetro non vad 525e48f a fuori scala.  Punto per punto, per valori d 525e48f ecrescenti, si rilevano le ind 525e48f icazioni d 525e48f egli strumenti.

Si effettua la prova fino ad 525e48f un valore minimo d 525e48f i tensione giud 525e48f icato ancora sod 525e48f d 525e48f isfacente e poi interrotta.  Infatti, la d 525e48f iminuzione d 525e48f ella tensione oltre certi limiti provoca il rallentamento d 525e48f ella macchina, per cui essa non può più consid 525e48f erarsi funzionante a vuoto e a scorrimento trascurabile.   Questo è messo in rilievo d 525e48f al comportamento d 525e48f ella corrente assorbita che tend 525e48f e a crescere anziché d 525e48f iminuire per il sopravveniente rallentamento d 525e48f el motore.

Per tensione ancora minore il motore si arresta e la corrente assorbita tend 525e48f e al valore d 525e48f i corto.

Il valore d 525e48f i tensione per la quale la corrente inizia a crescere, può essere consid 525e48f erato il limite inferiore d 525e48f ella prova, oltre il quale i risultati non sono attend 525e48f ibili.

Dalle letture d 525e48f ei wattmetri si ricavano la potenza assorbita a vuoto e il fattore d 525e48f i potenza a vuoto.   Come si è gia d 525e48f etto la potenza assorbita a vuoto comprend 525e48f e le perd 525e48f ite meccaniche , le perd 525e48f ite nel ferro e le perd 525e48f ite nel rame d 525e48f i statore; quest'ultime rappresentano un apporto ind 525e48f esid 525e48f erabile ai fini d 525e48f ell'ind 525e48f agine d 525e48f ella prova per cui vanno calcolate e d 525e48f etratte con la relazione:

                                                                                                                      

Detratta tale perd 525e48f ita d 525e48f alla potenza assorbita, si ottiene un valore comprensivo d 525e48f elle perd 525e48f ite nel ferro e meccaniche:

Le grand 525e48f ezze lette e calcolate permettono d 525e48f i tracciare d 525e48f elle caratteristiche a vuoto d 525e48f el motore, tutte in funzione d 525e48f ella tensione che agisce d 525e48f a parametro ind 525e48f ipend 525e48f ente.

Corrente I0 = f(V)

La corrente a vuoto ha and 525e48f amento crescente con la tensione, d 525e48f apprima d 525e48f ebolmente e poi sempre più rapid 525e48f amente ( come in figura ). In perfetta analogia al caso d 525e48f el trasformatore, si tratta d 525e48f i un and 525e48f amento d 525e48f ovuto alla componente magnetizzante che per valori elevati d 525e48f i tensione tend 525e48f e a crescere a d 525e48f ismisura per l'imminente saturazione d 525e48f el ferro.  Comunque, il fenomeno è meno brusco che nel caso d 525e48f el trasformatore, per la presenza d 525e48f el traferro.

Potenza Pm+Pf = f(V)

La potenza ha and 525e48f amento crescente con la tensione (come in figura). Essa è la somma d 525e48f i una parte costante, le perd 525e48f ite meccaniche, e d 525e48f i una parte variabile con il quad 525e48f rato d 525e48f ella tensione con and 525e48f amento quind 525e48f i parabolico, le perd 525e48f ite nel ferro.

Fattore d 525e48f i potenza  cosj0 = f(V)

Il fattore d 525e48f i potenza d 525e48f ecresce con l'aumentare d 525e48f ella tensione in quanto la componente magnetizzante d 525e48f ella corrente cresce più rapid 525e48f amente d 525e48f ella componente attiva d 525e48f ovuta alle perd 525e48f ite (come in figura).

Come già d 525e48f etto, il d 525e48f iagramma d 525e48f ella potenza in funzione d 525e48f ella tensione è praticamente una parabola per effetto d 525e48f elle perd 525e48f ite nel ferro.

Ponend 525e48f o queste perd 525e48f ite proporzionali al quad 525e48f rato d 525e48f ella tensione:

la funzione può essere scritta come:

che per V=0  fornisce soltanto le perd 525e48f ite meccaniche.

In pratica non è possibile raggiungere la cond 525e48f izione d 525e48f i tensione nulla per quanto già d 525e48f etto, quind 525e48f i, il punto V=0  si potrà ottenere per estrapolazione d 525e48f ella caratteristica.

L'estrapolazione d 525e48f ella parabola può creare, però, d 525e48f elle perplessità per la scarsa precisione con la quale può essere cond 525e48f otta.

Un miglior risultato può essere ottenuto riferend 525e48f o la funzione ad 525e48f una scala quad 525e48f ratica d 525e48f ella tensione, in mod 525e48f o che la caratteristica si approssimi ad 525e48f un and 525e48f amento rettilineo che si può estrapolare con sicurezza.   Il punto che intercetta sull'asse d 525e48f elle ord 525e48f inate rappresenta le perd 525e48f ite meccaniche. Se si traccia una orizzontale il grafico sarà ripartito in d 525e48f ue aree ben d 525e48f istinte: la parte inferiore rappresenta le perd 525e48f ite meccaniche, la superiore le perd 525e48f ite nel ferro.

Le ord 525e48f inate lette in corrispond 525e48f enza d 525e48f el valore nominale d 525e48f ella tensione d 525e48f anno singolarmente i valori d 525e48f esid 525e48f erati d 525e48f elle perd 525e48f ite d 525e48f el ferro e meccaniche.

Naturalmente ai fini d 525e48f ella precisione e attend 525e48f ibilità d 525e48f ella prova è bene consid 525e48f erare gli errori d 525e48f i autoconsumo d 525e48f egli equipaggi voltmetrici e d 525e48f etrarlo d 525e48f alla potenza totale, quind 525e48f i in base al valore d 525e48f i quest'ultima variare tutti i risultati ottenuti.

Lecce,     22  gennaio '01

Cagnazzo  Ilario

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