Sprawozdanie

M1 – Badanie maszyn prądu stałego: silnika bocznikowego i prądnicy obcowzbudnej

Zespół wykonujący ćwiczenie:

1. Rafał Brygoła

2. Michał Chojnowski

3. Adam Cieślak

4. Karol Kostrzewa

5. Bartosz Wiecha

• Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie budowy, zasady działania i charakterystyk maszyn prądu stałego przy pracy prądnicowej lub silnikowej oraz wyznaczenie ich charakterystyk poprzez pomiary w stanie biegu jałowego i obciążenia.

• Badanie silnika bocznikowego prądu stałego

  • Wyznaczenie charakterystyki biegu jałowego

n = f(I_fs)

M ≈ 0

I₂ = I_fs– prąd wzbudzania silnika

n –obroty silnika

I2=Ifs	A	0,42	0,48	0,54	0,57	0,61	0,65	0,69
n	obr/min	1400	1350	1300	1275	1250	1225	1200

• Wyznaczenie charakterystyki obciążenia silnika przy stałej wartości prądu wzbudzania

I_fs – prąd wzbudzania

I_fs = 0,5 [A] = constans

M – moment napędowy na wirniku, n – obroty silnika

n = f(M)

Rtwp - rezystancja twornika
ΔPm - straty mechaniczne w prądnicy ΔPm =30[W]
RtwpIo^2 - strata mocy w tworniku prądnicy
UfIfs - strata mocy w obwodzie wzbudzania prądnicy
Pfe - straty magnetyczne w prądnicy
Po = UoIo - moc pobrana z prądnicy wydzielona na rezystorze Ro
Ps = UzIs + RtwpIo^2 + UfIfs + ΔPm +Pfe
P2 = UoIo + RtwpIo^2 + UfIfs + ΔPm +Pfe
M = P2 /(0,105 n)
η = (Po / Ps) x 100%
Rtwp =9[Ω]

Lp.	Pomiary	obliczenia	wyniki
-	n [obr / min]	U1=Uz [V]	U3=U0 [V]
1	1200	232	230
2	1275	260	268
3	1100	204	216
4	1075	200	208
5	1050	200	196
6	1025	200	184

Pierwszy pomiar został wykonany w celu wyznaczenia magnetyzmu szczątkowego silnika U₃ przy otwartych włącznikach W₂ i W₃. Przy drugim pomiarze zamknięto W₂ przez co włączyło się wzbudzanie prądnicy i do badanych wartości dołączyło napięcie i prąd wzbudzania prądnicy U_f i I_fs. Następne pomiary wykonane zostały przy zamkniętym wyłączniku W₃, czyli przy obciążonej prądnicy rezystancją R₀.

• Wyznaczenie charakterystyki regulacyjnej przy stałych obrotach

Pomiary	wyniki
n [obr / min]	I3 = I0 [A]
1200	0
1200	0
1200	1,5
1200	2
1200	3
1200	4
1200	5

Przy wzrastającym natężeniu I₃ = I₀ moment obrotowy również rośnie (przy n=const).

• Badanie prądnicy obcowzbudnej prądu stałego

  • Wyznaczenie charakterystyki biegu jałowego

n – obroty silnika

E – SEM prądnicy

I_fp – prąd wzbudzania prądnicy

n = constans

E = f(I_fp)

n = 1200 [obr / min]	I4 = Ifp [A]	0	0,2	0,26	0,31	0,41	0,43	0,46
	U3 = E0 [V]	Eszcz = 10	150	170	190	210	220	230
n = 1400 [obr / min]	I4 = Ifp [A]	0	0,2	0,21	0,23	0,27	0,3	0,33
	U3 = E0 [V]	Eszcz = 10	150	170	190	210	220	230

Strumień magnetyczny Φ zależy od wartości prądu wzbudzenia If, a więc zmieniając wartość rezystancji, zmieniamy strumień magnetyczny, a tym wartość sem E, która wzrasta wraz ze wzrostem If. Od chwili, gdy obwód magnetyczny prądnicy zaczyna wykazywać nasycenie, sem E wzrasta wolniej. Powoduje to zagięcie się charakterystyki biegu jałowego.

• Charakterystyka E0=f(n)

n	obr/min	1200	1250	1275	1300	1350	1375	1400
U3=E0	V	148	156	160	160	168	172	172

Przy stałym oporze, wzrost obrotów zależy od napięcia przyłożonego do silnika. Wykres tej zależności pnie się ostro w górę, co oznacza, że niewielka zmiana napięcia wywołuje natychmiastowy wzrost obrotów. Zauważalne są jednak błędy pomiarowe, gdyż wykres załamuje się pomiędzy 1275, a 1300 obrotów oraz pomiędzy 1375, a 1400.