1

Z

ACHODNIOPOMORSKI

U

NIWERSYTET

T

ECHNOLOGICZNY

W

S

ZCZECINIE

K

ATEDRA

E

LEKTROENERGETYKI I

N

APĘDÓW

E

LEKTRYCZNYCH

M

ASZYNY

E

LEKTRYCZNE

Sprawozdanie z wykonania ćwiczenia

Nr ćwiczenia

2

Temat: Badanie maszyny obcowzbudnej prądu stałego

Kierunek studiów: Elektro-

technika

Studia:

S1

Data wykonania:

18.06.2012

Rok:

2011/2012

Zespół:

3

Wykonał:

Jakub Wróblewski

Piotr Czajkowski

Norbert Rosman

Prowadzący:

dr inż. Sebastian Szkolny

Ocena:

Podpis:

Szczecin 2012

2

Spis treści:

1.Spis Aparatury


2.Część Teoretyczna


3.Wyniki pomiarów


4.Wykresy

5.Wnioski

3

1.Spis Aparatury:

Prądnica prądu stałego

Typ PBBa34a

2,9kW

230V

12,6A

Praca

1425 obr/min

Wzb. Wł.

0,75A

Temp. 35

o

C

75kg

PNE23

2.Część Teoretyczna:

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową, zasadą działania oraz podstawowymi charakterystykami

i metodami ich wyznaczenia dla maszyny obcowzbudnej prądu stałego.

Rozruch silnika:

Rozruchu silnika dokonuje się poprzez włączenie szeregowo z twornikiem regulowanegorezystora
rozrusznika.
Przy zastosowaniu rozrusznika prąd rozruchowy:

r

t

tr

R

R

U

I





R

r

-rezystancja rozrusznika

Na wykresie obok przedstawiony sposób rea-
lizacji rozruchu rezystancyjnego.
R

r

1 – R

r

5 kolejne stopnie rozrusznika

4

3.Wyniki pomiarów:

Pomiar rezystancji uzwojeń

IA(A)

U(V)

R(Ω)

1,95

3,75

1,92

2,95

4,75

1,61

3,97

6,75

1,70

4,94

8,13

1,64

5,98

9,88

1,65

6,97

11,13

1,59

7,99

12,75

1,59

10,02

15,50

1,54

12,02

18,75

1,56

13,01

20,75

1,59

14,02

22,00

1,56

Charakterystyka biegu jałowego

If(A)

Ef(V)

n=1400

obr/min

0,005

19,0

I

A

=0

0,052

42,8

0,097

68,2

0,142

93,7

0,183

116,0

0,228

139,9

0,270

162,1

0,313

185,9

0,350

201,2

0,424

225,6

Charakterystyka zewnętrzna

I

A

U

A

n=1400obr/min

0,91

225,2

I

f

=0,421

1,91

224,6

2,92

220,7

3,92

217,7

4,93

214,8

5,92

211,9

6,93

210,6

7,94

208,1

8,94

203,6

9,92

200,5

5

Charakterystyka regulacyjna

I

f

(A)

n(obr/min)

U(V)

I

A

(A)

0,389

1400

220

0,88

0,393

1,88

0,396

2,89

0,401

3,89

0,419

4,90

0,437

5,89

0,447

6,90

0,456

7,91

0,479

8,89

0,491

9,89

Charakterystyka mechaniczna i robocza

V(n)

I

F1

(A)

U

A1

(V)

I

A1

(A)

I

F2

(A)

U

A2

(V)

I

A2

(A)

M(Nm)

1431,9

0,420

219,3

1,08

0,452

239,8

0

1,02

1398,6

0,420

219,0

3,22

0,451

230,5

1,91

3,16

1365,3

0,420

217,6

4,34

0,452

225,7

2,92

4,29

1365,3

0,420

217,5

5,49

0,451

222,2

3,92

5,41

1365,3

0,420

217,3

6,81

0,451

219,2

4,92

6,53

1365,3

0,419

215,9

7,87

0,451

216,0

5,92

7,65

1365,3

0,419

215,9

9,06

0,451

213,0

6,93

8,78

1365,3

0,420

215,6

10,35

0,451

211,3

7,94

9,91

1365,3

0,419

214,3

11,57

0,452

208,1

8,94

11,02

1394,4

0,419

214,3

12,97

0,451

206,5

9,93

12,13

6

Straty mocy

V(obr/min)

I

F2

(A)

U

A2

(V)

I

A2

(A)

E(V)

E

2

ΔP

0

1450

0,334

208,1

0,89

207,579

43089,02

183,9733

0,330

206,6

0,89

206,0852

42471,11

182,6383

0,327

206,4

0,90

205,8899

42390,64

184,4964

0,325

205,0

0,90

204,493

41817,39

183,2364

0,321

203,6

0,90

203,0992

41249,3

181,9764

0,318

202,8

0,90

202,3039

40926,88

181,2564

0,315

201,9

0,90

201,4086

40565,42

180,4464

0,309

200,0

0,90

199,518

39807,42

178,7364

0,303

197,6

0,90

197,1273

38859,18

176,5764

0,293

192,1

0,92

191,6429

36727,01

175,4116

0,280

186,9

0,95

186,4632

34768,52

176,1471

0,261

178,8

0,97

178,3928

31824,01

171,9682

0,249

1771,3

1,01

1770,912

3136128

1787,422

0,221

149,4

1,12

149,0552

22217,46

165,3711

0,211

146,3

1,14

145,9708

21307,49

164,7546

4.Wykresy:

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

R

I

A

Rezystancja uzwojenia twornika R=f(I

A

)

7

0

50

100

150

200

250

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

E

f

I

f

Charakterystyka biegu jałowego E

f

=f(I

f

)

0

50

100

150

200

250

0

2

4

6

8

10

12

U

A

I

A

Charakterystyka zewnętrzna U

A

=f(I

A

)

8

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0

2

4

6

8

10

12

I

f

I

A

Charakterystyka regulacyjna I

f

=f(I

A

)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0

2

4

6

8

10

12

14

n

M

Charakterystyka mechaniczna n=f(M)

9

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0

2

4

6

8

10

12

14

n

I

A1

Charakterystyka robocza n=f(I

A1

)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0

50

100

150

200

250

∆P

0

E

Straty mocy

10

5.Wnioski:

Badanie maszyny przebiegło bez komplikacji. Wyznaczone charakterystyki są zgodne z przykładami

podanymi w literaturze.

Charakterystyka biegu jałowego zapewnia nam możliwość przybliżonego określenia udziału spadków

napięć magnetycznych przypadających na szczelinę w SEM obwodu maszyny jak i zakresu stabilnej

pracy w układzie samowzbudzenia oraz określenie zakresu pracy stabilnej w układzie samowzbudnym.

Charakterystyka biegu jałowego nazwana jest również charakterystyką magnesowania.

Odczytujemy z niej że dla małych prądów wzbudzenia przebieg jest prostoliniowy co oznacza że żelazny

rdzeń magnetyczny jest jeszcze nie nasycony.

Charakterystyka mechaniczna silnika obcowzbudnego posiada przebieg nieomalże liniowy jednak w

rzeczywistości krzywa charakterystyki mechanicznej lekko się wygina co wskazuje na poprzeczną reak-

cję twornika zmniejszającą strumień wypadkowy.

Charakterystyka regulacyjna prądnicy obcowzbudnej jest zależnością prądu wzbudzenia od prądu

obciążenia, przy stałej znamionowej wartości napięcia i stałej znamionowej prędkości obrotowej. Dzięki

tej charakterystyce możemy określić moment w którym znamionowy prąd obciążenia i znamionowy

prąd wzbudzenia przecinają się, ponieważ charakterystyka regulacjna przechodzi przez ten punkt.

Charakterystyka zewnętrzna opisuje jak maszyna reaguje na obciążenie, w zależności napięcia na zaci-

skach twornika od prądu obciążenia. Duża wartość prądu zwarciowego jest wadą prądnicy obcowzbud-

nej, natomiast płaski przebieg charakterystyki zewnętrznej jest zaletą prądnicy obcowzbudnej. W na-

szym przypadku przebieg jest prawie liniowy co wskazuje na doskonałe właściwości badanej maszyny.

Na straty mocy słada się kilka czynników, takich jak: straty mechaniczne, straty podstawowe w rdzeniu,

podstawowe w uzwojeniu obwodów twornika, przejścia szczotek.