Concetti Chiave
- La prova a vuoto di un motore asincrono trifase mira a determinare la potenza, il cosφ e la corrente assorbiti, essenziali per calcolare le perdite meccaniche e nel ferro.
- Il motore testato è un M.A.T. con rotore a gabbia, marca De Lorenzo, tipo DL2052, con una velocità nominale di 1410 giri/min e una potenza di 3,5 kW.
- Il circuito di misurazione include un amperometro, un voltmetro e due wattmetri collegati secondo l'inserzione Aron, con tensioni variabili ottenute tramite un variac trifase.
- Durante la prova, sono stati eseguiti tredici test a tensioni crescenti da 120 V a 380 V, registrando valori di corrente e potenza per ciascun livello di tensione.
- I risultati ottenuti permettono di calcolare le potenze attiva, reattiva e apparente, il fattore di potenza a vuoto, e le perdite nel rame e nel ferro/meccaniche del motore.
“PROVA A VUOTO DI UN M.A.T.”
Scopo della prova è la determinazione della potenza con relativo cosφ e della corrente assorbite durante il funzionamento a vuoto. Utilizzando i risultati ottenuti è possibile calcolare le perdite meccaniche e le perdite nel ferro.
Caratteristiche del motore
Tipo : M.A.T.
con rotore a gabbiaMarca : De Lorenzo. Tipo DL2052
Isolamento = classe E
Vn = 220 V a stella/380 V a triangolo
F = 50 Hz
Vel. Nominale = 1410 giri/min
P in servizio continuo = 3,5 kW
Corrente rotorica = 9 A
Tensione a rotore aperto = 240 V
Cosφ = 0,8
Denominazione Ditta costrutrice N° di matricola Caratteristiche
Amperometro: Ofel
249836 Classe 0,5 - Numero di divisioni: 50 - portate: 6-3-1,2-0,6 A - Ra: 15-60-90-360 mΩ
Voltmetro: Ofel 236222 Classe 0,5 - Numero di divisioni: 60 - portate: 600-300-12-60 V - Rv: 120-60-24-6 KΩ
Wattmetro A e Wattmetro B: Ofel 241863 e 241864 Classe 0,5 - Numero di divisioni: 150 - portate: 40-80-140-260 V - R: 12,5-25-50-100 KΩ - C2,5: 0,1-0,2-0,4-0,8 W - C5: 0,2-0,4-0,8-1,6 W - Cosφ 0,2
Variac di tensione trifase: Regolatore di tensione 19 KVA 50 Hz - Mod. ULE 830 - Entrata triangolo 220 V stella 380 V - Uscita da 0 a 440 V max 25°
Svolgimento della prova
Il circuito per la misurazione comprende un amperometro, un voltmetro e due wattmetri collegati secondo l’inserzione Aron. I diversi valori di tensione sono ottenuti tramite l’utilizzo di un variac.
Fornendo l’alimentazione alle fasi statoriche del M.A.T e lasciando libero l’albero meccanico abbiamo effettuato tredici prove con valori di tensione crescenti da 120 V sino a 380 V.
Per ogni valore di tensione letto sul voltmetro abbiamo eseguito altrettante letture dell’amperometro e dei due wattmetri.
Tabelle delle misure
Nelle tabelle seguenti sono riportati i valori letti durante le prove.
L’intensità di corrente dell’amperometro, si ricava mediante la:
Dove :
si calcola la potenza attiva P mediante la:
Voltmetro
N° N° div. QV K F.S. Volt
1 120 300 1 300 120
2 140 300 1 300 140
3 160 300 1 300 160
4 180 300 1 300 180
5 200 300 1 300 200
6 220 300 1 300 220
7 240 300 1 300 240
8 260 300 1 300 260
9 280 300 1 300 280
10 300 300 1 300 300
11 160 600 2 300 320
12 180 600 2 300 360
13 190 600 2 300 380
Amperometro A
N° N° div. QA K F.S. Ampere
1 0,45 1,2 2 0,6 0,90
2 0,52 1,2 2 0,6 1,04
3 0,23 3 5 0,6 1,15
4 0,27 3 5 0,6 1,35
5 0,295 3 5 0,6 1,48
6 0,335 3 5 0,6 1,68
7 0,37 3 5 0,6 1,85
8 0,455 3 5 0,6 2,28
9 0,45 3 5 0,6 2,25
10 0,5 3 5 0,6 2,50
11 0,54 3 5 0,6 2,70
12 0,33 6 10 0,6 3,30
13 0,38 6 10 0,6 3,80
Wattmetro A
N° Cosφ QV QA F.S. K N°-Div Watt
1 0,5 150 2,5 150 1,25 79 98,75
2 0,5 150 2,5 150 1,25 103 128,75
3 0,5 300 2,5 150 2,5 62 155
4 0,5 300 2,5 150 2,5 72 180
5 0,5 300 2,5 150 2,5 88 220
6 0,5 300 2,5 150 2,5 100 250
7 0,5 300 2,5 150 2,5 119 297,5
8 0,5 300 2,5 150 2,5 140 350
9 0,5 300 5 150 5 80 400
10 0,5 300 5 150 5 91 455
11 0,5 600 5 150 10 55 550
12 0,5 600 5 150 10 76 760
13 0,5 600 5 150 10 89 890
Wattmetro B
N° Cosφ QV QA F.S. K N°-Div Watt
1 0,5 150 2,5 150 1,25 -14 -17,5
2 0,5 150 2,5 150 1,25 -34 -42,5
3 0,5 300 2,5 150 2,5 -25 -62,5
4 0,5 300 2,5 150 2,5 -33 -82,5
5 0,5 300 2,5 150 2,5 -46 -115
6 0,5 300 2,5 150 2,5 -55 -137,5
7 0,5 300 2,5 150 2,5 -71 -177,5
8 0,5 300 2,5 150 2,5 -89 -222,5
9 0,5 300 2,5 150 2,5 -105 -262,5
10 0,5 300 2,5 150 2,5 -125 -312,5
11 0,5 600 5 150 10 -40 -400
12 0,5 600 5 150 10 -58 -580
13 0,5 600 5 150 10 -68 -680
Tabella dei risultati
Con i risultati delle letture effettuate sui Wattmetri si calcolano le potenze attiva, reattiva e apparente assorbite a vuoto e il fattore di potenza.
Utilizzando il valore rilevato nella misura della resistenza dell’avvolgimento statorico Rm=4,8 Ω, determiniamo la potenza persa nel rame Pj10 e la somma delle perdite nel ferro e meccaniche Pfm=Pf+Pav , tramite le formule:
Tabella dei risultati ottenuti
(V) (A) (W) (var) (VA) (W) (W)
1 120 0,90 81,25 201,35 217,126 0,374 3,89 77,36
2 140 1,04 86,25 296,61 308,899 0,279 5,19 81,06
3 160 1,15 92,50 376,72 387,911 0,238 6,35 86,15
4 180 1,35 97,50 454,66 465,000 0,210 8,75 88,75
5 200 1,48 105,00 580,24 589,661 0,178 10,44 94,56
6 220 1,68 112,50 671,17 680,533 0,165 13,47 99,03
7 240 1,85 120,00 822,72 831,429 0,144 16,43 103,57
8 260 2,28 127,50 991,60 999,762 0,128 24,84 102,66
9 280 2,25 137,50 1147,48 1155,692 0,119 24,30 113,20
10 300 2,50 142,50 1329,35 1336,965 0,107 30,00 112,50
11 320 2,70 150,00 1645,45 1652,271 0,091 34,99 115,01
12 360 3,30 180,00 2320,95 2327,918 0,077 52,27 127,73
13 380 3,80 210,00 2719,32 2727,416 0,077 69,31 140,69
Grafici
Domande da interrogazione
- Qual è lo scopo della prova a vuoto di un motore asincrono trifase?
- Quali sono le caratteristiche principali del motore utilizzato nella prova?
- Quali strumenti sono stati utilizzati per la misurazione durante la prova?
- Come sono stati calcolati i valori di potenza attiva, reattiva e apparente assorbite a vuoto?
- Quali sono i risultati ottenuti per le perdite nel rame e le perdite nel ferro e meccaniche?
Lo scopo della prova è determinare la potenza, il cosφ e la corrente assorbite durante il funzionamento a vuoto, per calcolare le perdite meccaniche e nel ferro.
Il motore è un M.A.T. con rotore a gabbia, marca De Lorenzo, tipo DL2052, con isolamento classe E, tensione nominale 220 V a stella/380 V a triangolo, frequenza 50 Hz, velocità nominale 1410 giri/min, potenza in servizio continuo 3,5 kW, corrente rotorica 9 A, tensione a rotore aperto 240 V e cosφ 0,8.
Sono stati utilizzati un amperometro, un voltmetro e due wattmetri, tutti della ditta Ofel, e un variac di tensione trifase per regolare i valori di tensione.
I valori sono stati calcolati utilizzando le letture dei wattmetri e le formule: P0=A+B, Q0=√3·(A-B), S0=√(P0^2-Q0^2), cosφ0=P0/Q0.
Le perdite nel rame Pj10 sono calcolate con P0=3·Rm·I0^2, mentre la somma delle perdite nel ferro e meccaniche Pfm=Pf+Pav è data da Pfm=P0-Pj10, con Rm=4,8 Ω.
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