background image

 

 

 

Electrical Machines Lab  
Experiment-No.                                                    

 

ROTOR RESISTANCE SPEED CONTROL OF WOUND ROTOR 

INDUCTION MOTOR 

 

AIM:  To  vary  the  speed  of  the  wound  rotor  induction  motor  using  rotor  rheostat 
control. 
 
Theory 
 

The main advantage of wound rotor induction motor over the squirrel cage motor is 
that  it  offers  one  more  degree  of  freedom  to  the  Engineers  for  starting  &  speed 
control. Wound rotor Induction Motor is used where the load requirements are high 
starting  toque  &  variable  speed,  or  where  the  motor  is  to  be  started  under  heavy 
load.  Typical  applications  of  these  motors  are  crane  &  hoist  control.  Resister 
controllers  in  the  rotor  circuit  are  used  to  achieve  smooth  start  &  speed  control. 
Resent  investigations  have  shown  that  certain  desired  torque  speed  characteristics 
can  be  achieved  by  insertion  of  relatively  simple  passive  frequency  sensitive 
networks. Careful selection of network parameters leads to highly reduced starting 
current  &  &  improved  torque/  current  ratio.  To  understand  the  industrial  systems 
incorporating  the  wound  rotor  Induction  Motors  it  is  therefore  necessary  to  study 
the effect of rotor impedance on the performance of Induction Motors. 

In this method of speed control of three phase induction motor external resistance 
are added on rotor side. The equation of torque for three phase induction motor is 
  

 

 
The  three  phase  induction  motor  operates  in  low  slip  region.  In  low  slip  region 
term (sX)2 becomes very  small as compared to R2. So, it can be  neglected. And 
also E2 is constant. So the equation of torque after simplification becomes,  
 


background image

 

 

Now  if  we  increase  rotor  resistance,  R2  torque  decreases  but  to  supply  the  same 
load torque must remain constant. So, we increase slip, which will further results in 
decrease  in  rotor  speed.  Thus  by  adding  additional  resistance  in  rotor  circuit  we 
can decrease the speed of three phase induction motor. The main advantage of this 
method is that with addition of external resistance starting torque increases but this 
method  of  speed  control  of  three  phase  induction  motor  also  suffers  from  some 
disadvantages:  

1.  The speed above the normal value is not possible. 
2.  Large speed change requires large value of resistance and if such large value of 

resistance  is  added  in  the  circuit  it  will  cause  large  copper  loss  and  hence 
reduction in efficiency. 

3.  Presence of resistance causes more losses. 
4.  This method cannot be used for squirrel cage induction motor. 

 

 

From the

 

figure 1 it is clear how does the speed vary with the change of rotor 

resistance. 

 

 
 

 


background image

 

The model used to simulate this experiment 

 

 

Figure 2 simulation the wound rotor induction motor 

 

 

Parameters of components  
1- A synchronous machine block:  
a- Configuration:  
 
Preset model:  No  
Mechanical input:  Torque Tm  
Rotor type:  wound rotor  
Reference frame:   Rotor  
Mass units:   SI  
b- Parameters:  
 


background image

 

Pn (VA):     2850  
Vn (Vrms L-L):     380  
f(Hz):    50  
Another data are remain constant  
c- Advanced:  
Sample time: -1  
 
3 phase source:  
This block consists of three A.C. Voltage sources, as shown below:  

 
 

 

1-  Phase A:  
2-  V= K/ (sqrt (3)*sqrt(2))  
3-  f= 50Hz  
4-  Phase= 0 degree  
5-  Sample time= -1  
6-  Phase B:  
7-  V= K/ (sqrt (3)*sqrt(2))  
8-  f= 50Hz  
9-  Phase= -120 degree  
10- 

Sample time= -1  

11- 

Phase C:  

12- 

V= K/ (sqrt (3)*sqrt(2))  

13- 

f= 50Hz  

14- 

Phase= -240 degree  

15- 

Sample time= -1 

 
 

 


background image

 

PROCEDURE:  

1  - Open File ---> New---> Model.  
2  - Open Simulink Library and browse the components.   
3  - Connect the components as shown in the above circuit, figure 2. 
4  - Simulate the circuit to start motor with rotor resistance starter. 
5  – observe the waveforms of speed, torque, stator current and rotor current.

 

 

6  - The rotor resistance is varied and corresponding values of speed, voltage , 

currents and  torque  are noted down.  
 
 
 
Rotor 
Resistance  

Voltage 

(V) 

Stator 

current (A) 

Rotor 

current(A) 

Speed 

(rpm) 

Torque 

(N.m) 

50 

 

 

 

 

 

40 

 

 

 

 

 

30 

 

 

 

 

 

20 

 

 

 

 

 

10 

 

 

 

 

 

 

 

 
 
Report 
 

1-  Plot the relation between the rotor resistances with speed. 
2-  As you added resistance externally to the rotor circuit, what happened to 

rotor speed?  Why? 

3-  As rotor speed decreased, what happened to the torque output of the motor? 

Why? 

4-  As rotor speed decreased, what happened to the current being induced into 

the rotor circuit? 

 

 
 
 
 

 




رفعت المحاضرة من قبل: power pdf
المشاهدات: لقد قام عضوان و 109 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل