誘導機の特性試験

2018年12月10日

三相誘導機の特性を調べる試験

三相誘導機の特性を調べる試験としては

  • 無負荷試験
  • 拘束試験
  • 巻線抵抗測定

の3つがあります。それぞれを説明していきます。

 

[無負荷試験]

無負荷試験は、下図のような回路図で定格電圧をくわえます。

※注意→ V=定格電圧÷\sqrt { 3 }
(今回は説明の都合上、励磁回路をRL直列回路で表しています。)

このとき、負荷側には何も繋がっていないので誘導機の回転速度は同期速度と等しくなり、滑りs≒0の状態となります。なので二次抵抗がほぼ無限となり、実質下図のように励磁回路にしか電流が流れません。

無負荷試験では以下のような情報が得られます。

  1. 入力{ P }_{ 0n }[W]→励磁回路の抵抗成分で消費する電力のことでいわゆる鉄損を表している。
  2. 入力電流{ I }_{ n }[A]→励磁回路全体を流れる電流を表している。

よって励磁回路の抵抗成分を{ r }_{ n }[Ω]とすると、

point!
$${ P }_{ 0n }=3{ r }_{ n }{ { I }_{ n } }^{ 2 } $$

という式が成立し、励磁回路の抵抗成分が分かります3倍に注意!

また、端子電圧を{ V }[V]、励磁回路のインピーダンスを{ Z }_{ n }[Ω]とすると、

point!
$${ Z }_{ n }=\frac { V }{ { I }_{ n } } $$

が成立し、励磁回路のインダクタンス成分を{ x }_{ n }[Ω]とすると、

point!
$${ x }_{ n }=\sqrt { { { Z }_{ n } }^{ 2 }-{ r_{ n } }^{ 2 } } $$

が成立します。

このように無負荷試験により励磁回路の情報が分かります。あと、鉄損の3倍だけ気を付けてくださいね。

 

 

[拘束試験]

拘束試験は回転子を固定して、定格電流が流れるように調節した電圧(インピーダンス電圧or拘束電圧)をくわえます。

このとき、回転速度=0なので、滑りs=1の状態となります。なので、電流のほとんどが負荷に流れる為、実質下図のように励磁回路が無視できます。無負荷試験と正反対なので分かりやすいですね。

拘束試験では以下のような情報が得られます。

  1. 入力{ P }_{ s }[W]→{ r }_{ 1 }\frac { { r }_{ 2 } }{ s } で消費される電力の和を表している。
  2. 入力電流{ I }_{ 1s }[A]→一次負荷電流を表している。
  3. インピーダンス電圧{ V }_{ z }[V]→線間電圧を表しているので回路図上のVは$$V=\frac { { V }_{ z } }{ \sqrt { 3 } } $$となることに超注意!

抵抗成分を{ R }_{ s }[Ω]とすると

point!
$${ P }_{ s }=3{ R }_{ s }{ { I }_{ 1s } }^{ 2 }$$

という式が成立し、抵抗成分が分かります。これも3倍に注意

また、回路のインピーダンス{ Z }_{ s }[Ω]は

point!
$${ Z }_{ s }=\frac { { V }_{ z } }{ \sqrt { 3 } { I }_{ 1s } } =\frac { { V } }{ { I }_{ 1s } } $$

が成立し、インダクタンス成分を{ X }_{ s }[Ω]とすると、

point!
$${ X }_{ s }=\sqrt { { { Z }_{ s } }^{ 2 }-{ R_{ s } }^{ 2 } } $$

が成立します。

こうしてみると、無負荷試験も拘束試験もすごく似てますよね。まぁ・・・そういうことです。

 

 

[固定子巻線抵抗測定]

固定子巻線抵抗測定では、一相分の一次巻線抵抗の2倍、すなわち2×{ r }_{ 1 }が測定されます。

なので、出てきた値(測定値)を2で割ったものが一相分の一次巻線抵抗{ r }_{ 1 }となります。

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電験2種

Posted by Lese