Determination of control characteristics of induction motors operating under minimal power losses condition by measurements

W artykule przedstawiono metodę pomiaru charakterystyk sterowania indukcyjnych silników klatkowych pracujących z minimalnymi stratami. Opisana metoda bazuje na maksymalizacji mocy wydawanej. Dla założonej wartości mocy pobieranej Pin = const. dokonuje się zmian wartości napięcia zasilającego i wyznacza sprawność silnika, rys. 2. Optymalna wartość napięcia wystąpi dla maksymalnej sprawności tzn. dla maksimum mocy na wale silnika. Zakładając szereg wartości mocy pobieranej można sporządzić charakterystykę sterowania tj. napięcia optymalnego w funkcji mocy na wale Uopt = f (P) lub momentu obciążenia Uopt = f (Ts). Dużym ułatwieniem przy wykonywaniu pomiarów jest zastosowanie miernika parametrów sieci używanego do pomiaru mocy pobieranej z sieci przez silnik indukcyjny. Pozwala to na szybkie i sprawne przeprowadzenie pomiarów. Wg opracowanej metody sporządzono charakterystyki sterowania dla indukcyjnego silnika klatkowego o mocy PN = 1,1 kW przedstawione na rys. 4 oraz dla indukcyjnego silnika pierścieniowego o mocy PN = 0,8 kW, rys. 5. Charakterystyki te wyznaczono dla pięciu wartości częstotliwości napięcia zasilającego fs = 10, 20, 30, 40, 50 Hz. Badane silniki były obciążane hamownicą prądu stałego. Opisana metoda możne znaleźć zastosowanie w badaniach laboratoryjnych dotyczących napędów energooszczędnych, jak również w praktycznej realizacji sterowania takimi układami.The paper presents the method for measuring the control characteristics of induction motors operating under minimum power losses condition. The described method is based on the output power maximisation. For the assumed input power value Pin = const., there are made the changes of the supplied voltage value and the motor efficiency is determined, Fig. 2. The optimal voltage value occurs at the maximal efficiency i.e. for the maximum shaft power. Assuming the input power values, it is possible to determine the control characteristic i.e. the optimal voltage as a function of the shaft power Uopt = f (P) or the load torque Uopt = f (Ts). Measurements can be taken much easier in case of using a power net analyser for measurements of the induction motor input power. This meter allows taking measurements fast and efficiently. Using the described method there were determined the control characteristics for the squirrel cage induction motor of rated power PN = 1,1 kW (Fig. 4) and the slip ring induction motor of rated power PN = 0,8 kW (Fig. 5) for five values of the supply voltage frequency fs = 10, 20, 30, 40, 50 Hz. The investigated induction motors were loaded with a d.c. generator. The described method can be used for laboratory test of energy saving drives as well as practical realisation of control for these drives