Katedra Napędów i Maszyn Elektrycznych
Politechnika Lubelska	Ćwiczenie Nr 2
Świetlicki Paweł Jędrzejewicz Leszek Mazur Grzegorz Skrobowski Dariusz	Zespół: 1
Temat ćwiczenia: Badanie silnika szeregowo-bocznikowego prądu stałego	Data wykonania: 28.10.2010 04.11.2010

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie własności i podstawowych charakterystyk silnika szeregowo bocznikowego pracującego w charakterze silnika bocznikowego oraz szeregowo-bocznikowego przy zgodnym i przeciwnym działaniu biegunów.

1. Dane znamionowe zespołu maszynowego:

Prądnica:

P = 1, 5kW U_N = 230V I_N = 6, 5A $n_{N} = 1450\frac{\text{obr}}{\min}$ I_wzb = 0, 42A

Silnik:

P = 1, 5kW U_N = 220V I_N = 8, 6A $n_{N} = 1500\frac{\text{obr}}{\min}$ I_wzb = 0, 4A

Rozrusznik:

U_N = 220V rozruch lekki: 6kW rozruch średni: 8kW

Rezystancja uzwojeń badanego silnika:

R_{1B1 − 2B2} = 2, 05Ω R_{D1 − D2} = 0, 075

1. Schematy i tabele pomiarowe

Tabela 1 Pomiar charakterystyk momentu rozruchu.

If=0,4 A l = 0, 15m
Lp
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8

Przykładowe obliczenia:

T_L = F • l = 17, 2 • 0, 15 = 2, 6Nm

Tabela 2 Wyniki pomiarów charakterystyk mechanicznych.

	If = 0, 4A IfH = 0, 42A
Lp.	US
	V
1	212
2	212
3	212
4	212
5	212
6	212
7	212
8	212
1	210
2	210
3	210
4	210
5	210
6	210
7	210
8	210
1	213
2	213
3	213
4	213
5	213
6	213
7	213
8	213

Przykładowe obliczenia:

P_iH = U_iH • I_aH = 295 • 5, 3 = 1563, 5W P_S = P_iH + P_OH = 139, 5 + 1563, 5 = 1703W

$T_{s} = \frac{30\ P_{S}\ }{\text{π\ \ n}} = \frac{30 \bullet 1703}{3,14 \bullet 1719}$=9,5Nm

$n = \frac{1838 - 1752}{1752} \bullet 100\% = 4,9\%$

Tabela 3 Wyniki pomiarów charakterystyk prędkości.

Ia= IN= 8,6A IfH=0,42A
Lp.
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8

Przykładowe obliczenia:

P_iH = U_iH • I_aH = 295 • 4, 7 = 1386, 5W P_S = P_iH + P_OH = 136 + 1386, 5 = 1522, 5W

$T_{s} = \frac{30\ P_{S}\ }{\text{π\ \ n}} = \frac{30 \bullet 1522,5}{3,14 \bullet 1690}$=8,6Nm

Tabela 4 Wyniki pomiarów charakterystyk regulacyjnych.

$n = 1700\frac{\text{obr}}{\min}$ IfH = 0, 42A
Lp.
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8

Przykładowe obliczenia:

P_iH = U_iH • I_aH = 295 • 2, 2 = 649W P_S = P_iH + P_OH = 649 + 1386=787W

1. Wnioski:

W ćwiczeniu badaliśmy silnik szeregowo-bocznikowy prądu stałego. Po oględzinach układu i zapoznaniu się z tabliczką znamionową przeprowadziliśmy pomiary charakterystyk momentu rozruchowego. Czujnik nacisku dla zerowego obciążenia nie wskazywał zerowego nacisku dlatego musieliśmy przeliczyć wszystkie wyniki. Dla silnika szeregowo-bocznikowego o przeciwnym działaniu strumieni dla największej wartości obciążenia moment rozruchowy nie jest najmniejszy, spowodowane to może być błędami mierników i odczytu. Nie mogliśmy wyznaczyć charakterystyki momentu elektromagnetycznego gdyż nasza charakterystyka momentu rozruchowego miała początek w 0, co jest niezgodne z założeniami teoretycznymi.

W drugim punkcie dokonaliśmy pomiarów charakterystyk mechanicznych. Przy stałej wartości prądu wzbudzenia sprawdzaliśmy jak zmieni się prędkość obrotowa w funkcji prądu obciążenia. Zauważyliśmy że największą prędkość przy znamionowym obciążeniu osiąga silnik szeregowo-bocznikowy o przeciwdziałaniu strumieni. Charakterystyka mechaniczna prędkości obrotowej w funkcji momentu obrotowego jest bardzo zbliżona do charakterystyki prędkości w funkcji prądu obciążenia.

Kolejnym etapem ćwiczenia było wyznaczenie charakterystyk prędkości obrotowej w funkcji prądu wzbudzenia. Przy stałym znamionowym napięciu zasilania i stałym obciążeniu znamionowym sprawdzaliśmy jak zmieni się prędkość obrotowa w funkcji prądu wzbudzenia.

Dla silnika szeregowo-bocznikowego o przeciwdziałaniu strumieni prędkość jaką otrzymaliśmy wykraczała poza charakterystykę z której odczytywaliśmy napięcie indukowane oraz straty jałowe, co skutkowało mniejszą ilością punktów na charakterystyce i mniejszą dokładnością przeprowadzonych pomiarów. Podczas tego badania zauważamy że największą prędkość obrotową dla jak najmniejszej wartości prądu wzbudzenia ma silnik szeregowo-bocznikowy o zgodnym działaniu strumieni. Charakterystyki mocy na wale różniły się niewielkimi wartościami. Największą jednak moc przy znamionowym obciążeniu mamy dla silnika szeregowo-bocznikowy o zgodnym działaniu strumieni. Silnik ten jak to widać na charakterystykach ma największy moment obrotowy na wale.

Ostatnim punktem był pomiar charakterystyk regulacyjnych. Dla stałej wartości prędkości obrotowej jaką ustaliliśmy na 1700obr/min zbadaliśmy jak zmienia się prąd wzbudzenia w funkcji prądu obciążenia. Dla silnika szeregowo-bocznikowy o zgodnym działaniu strumieni nie udało nam się ustalić tak wysokiej prędkości dla obciążenia większego niż 6A, co nie przeszkodziło jednak w wyznaczeniu charakterystyk. Największy prąd wzbudzenia wymagany jest dla silnika szeregowo-bocznikowy o przeciwnym działaniu strumieni. Charakterystyka prądu wzbudzenia w funkcji mocy na wale jest bardzo podobna do charakterystyki prądu wzbudzenia w funkcji prądu obciążenia. Z charakterystyk tych wynika że najlepszy jest silnik szeregowo-bocznikowy o zgodnym działaniu strumieni ponieważ przy dużych obciążeniach potrzebuje mniejszego prądu wzbudzenia w porównaniu z innymi silnikami prądu stałego.