Politechnika Krakowska

im Tadeusza Kościuszki

Wydział mechaniczny

Napędy elektryczne

Ćwiczenie nr 5

Hamowanie silnika szeregowego

	Grupa:	Zespół:
Sprawdził:	Data	Ocena:

1. Wstęp

Hamowanie elektrodynamiczne realizuje się w ten sposób, że uzwojenie stojana odłącza się od napięcia, a następnie zasila się je z sieci prądu stałego, tak, aby wytworzyć stały strumień magnetyczny. W wirniku wirującym w tym stałym polu indukują się napięcia i płyną prądy, które wytwarzają moment skierowany przeciwnie do kierunku wirowania wirnika. Wartość tego momentu można regulować zmieniając wartość prądu stałego zasilającego stojan lub włączając odpowiednią rezystancję dodatkową Rb.

Przy stosowaniu hamowania dynamicznego nie można doprowadzić do całkowitego zahamowania urządzenia, gdyż przy spadku prędkości napięcie indukowane w wirniku maleje i moment też się zmniejsza.

Energia mechaniczna zamienia się całkowicie na ciepło w wirniku i ewentualnie połączonej z nim szeregowo rezystancji. Silnik elektryczny może pracować zarówno jako silnik jak i prądnica. Ustawienie pracy silnika zależy od kierunku przepływu prądu. Podczas hamowania elektrodynamicznego, obroty od napędu napędzają wirnik silnika. Powstający w układzie prąd odkłada się na oporniku w postaci ciepła.

Celem ćwiczenia jest sporządzenia charakterystyki wzrostu siły elektromotorycznej w funkcji prędkości obrotowej E=f(n)dla silnika szeregowego na podstawie przeprowadzonych pomiarów, dla różnych wartości oporów Rh przy zachowaniu

warunku, że n = const

Układ pomiarowy:

S - silnik szeregowy P – prądnica obcowzbudna

Tr1, Tr2 – uzwojenia autotransformatora

Pr – prostownik zasilający wzbudzenie obce prądnicy

A – amperomierz V – woltomierz TG – miernik obrotów

Φs – strumień wzbudzenia silnika szeregowego

φp – strumień wzbudzenia prądnicy D - dioda prostownicza Rw – obciążenie prądnicy

Wyniki pomiarów:

Warunki hamowania:

• Nie może być połączenie samobójcze

• Opór hamowania mniejszy od oporu krytycznego

• Siła elektromotoryczna nie może być większa od napięcia zasilającego

Dla R_h0=0,3 Ω

I=7,5 A U=11,25 V n=180 Obr.

I_h0=0 A U=0,7 V n=180 Obr.

Dla R_h1=1 Ω

I=7,5 A U=23 V n=360 Obr.

I_h0=0 A U=1,3 V n=360 Obr.

1. Błędy pomiarowe

Dane przyrządów użytych do pomiarów

1. obrotomierz mechaniczny

dokładność pomiaru: +/-2%; Nr. 10086

zakresy pomiarowe: 40-180[obr/min]; 120-480[obr/min], 400–1600[Obr/min]

Dla zakresu 120-480[Obr/min]

$$n = \frac{2*360}{100} = 7,2\lbrack\frac{\text{obr}}{\min}\rbrack$$

Dla zakresu 400-1600[Obr/min]

$$n = \frac{2*1200}{100} = 24\lbrack\frac{\text{obr}}{\min}\rbrack$$

1. woltomierz dokładność pomiarowa: 0,5[V/dz]

ΔU₁ =$\frac{klasa*zakres}{100} = \frac{0,5*15}{100}\ $= 0,075[V]

ΔU_s=$\frac{\text{klasa}*\text{zakres}}{100} = \frac{0,5*30}{100}$ = 0,15[V]

1. amperomierz

dokładność pomiarowa: 0,5[A/dz]

zakresy pomiarowe: 13[A] ; 7,5[A]

ΔI =$\ \frac{klasa*zakres}{100} = \frac{0,5*7,5}{100}\ $=0,0375[A]

1. Wnioski

W maszynach elektrycznych prądu stałego istniej możliwość hamowania elektrycznego.

Hamowanie polega na wytworzeniu przez maszynę moment, który przeciw działa ruchowi twornika

i sprzężonych z nim mechanizmów. Efektem działania momentu hamującego jest zmniejszenia

prędkości kątowej twornika lub utrzymanie jej stałej wartości. Biorąc pod uwagę zatem okoliczności w jakich zachodzi potrzeba hamowania rozróżnia się dwa jego rodzaje:

-hamowanie ze zmniejszeniem prędkości kątowej,

-hamowanie przy stałej prędkości kątowej.

W zależności od sposobu wykorzystywania energii elektrycznej wytworzonej w maszynie, rozróżnia się trzy rodzaje hamowania:

- dynamiczne (oporowe)

- odzyskowe

- przeciw włączeniem.

Przy hamowaniu dynamicznym energia wytworzona w maszynie elektrycznej rozprasza się w postaci ciepła wydzielanego na rezystancji twornika.

Po wykonaniu tego ćwiczenia wnioskujemy, iż podczas hamowania dynamicznego: Im mamy mniejszy opór hamowania tym występuje większy prąd hamowania w obwodzie, oraz mniejsze obroty silnika. Zatem opór na początku hamowania powinien być dobrany odpowiednio. Do całkowitego zatrzymania silnika, nie wystarczy jednak samo hamowanie oporowe, ponieważ obwód główny posiada własną rezystancję.