INSTYTUT PRZETWARZANIA I UŻYTKOWANIA Rok akademicki 1995/96
ENERGII ELEKTRYCZNEJ PL W LUBLINIE
Specjalność: Inżynierskie Zastosowania Informatyki
Rok studiów: III grupa ED 6.4
Nazwiska i imiona
1. Cocek Wojciech
2. Balun Marcin
SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ
W LABORATORIUM MASZYN ELEKTRYCZNYCH
ĆWICZENIE NR 7
TEMAT: Przygotowanie do pracy maszyny prądu stałego.
Data wykonania: 27.02.1996
Data oddania: 05.03.1996
Ocena za kolokwium
Ocena za sprawozdanie
I Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest poznanie zasadniczych czynności, które należy wykonać podczas przygotowania do pracy mało znanej, niepoprawnie pracującej lub okresowo konserwowanej maszyny prądu stałego.
Program ćwiczenia obejmuje następujące punkty:
Dokładne oględziny.
Pomiar szczelin powietrznych.
Pomiar nacisku szczotek.
Sprawdzenie centryczności komutatora.
Wyznaczenie końców uzwojeń i pomiar ich rezystancji.
Pomiar rezystancji izolacji uzwojeń.
Ustawienie szczotek w pozycji neutralnej.
Sprawdzenie begunowości.
Oznaczenie zacisków maszyny.
Badaną maszyną prądu stałego była maszyna firmy SIMENS-SCHUCKERT Nr 4820682 o danych znamionowych:
UN = 110V IN = 60A PW = 5,5kW n = 1420 obr/min
II Wykonanie ćwiczenia.
1. Oględziny maszyny wykazały następujące nieprawidłowości:
komutator jest porysowany
powierzchnia szczotek jest nierówna
szczotki są źle ułożone i niedotarte
przewody szczotek są ponadrywane - naruszona izolacja
sprężyny dociskające szczotki są niesprawne
izolacja wirnika jest w dobrym stanie
2. Pomiar szczelin powietrznych wykonany szczelinomierzem.
bieguny |
główne |
komutacyjne |
||||||
Lp |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
wart. szczeliny |
1, 05mm |
1,05 mm |
1,1 mm |
1,05 mm |
1,6 mm |
1,65 mm |
1,6 mm |
1,6 mm |
wartość średnia szczeliny pod biegunem głównym wynosi: 1,0625 mm
wartość średnia szczeliny pod biegunem komutacyjnym wynosi: 1,6125 mm
Maksymalna wartość szczeliny pod biegunem głównym różni się od wartości średniej o 3,5% < 10%, a maksymalna wartość szczeliny pod biegunem komutacyjnym różni się od wartości średniej o 2,3% < 5%. Wobec tego można stwierdzić, że wyniki pomiaru są pozytywne.
3. Pomiar nacisku szczotek dokonany dynamometerem.
szczotka |
1a |
1b |
1c |
2a |
2b |
2c |
3a |
3b |
3c |
4a |
4b |
4c |
|
F |
G |
280 |
230 |
210 |
200 |
250 |
280 |
230 |
270 |
210 |
240 |
220 |
190 |
p |
N/cm2 |
2.29 |
1.88 |
1.72 |
1.64 |
2.04 |
2.29 |
1.88 |
2.21 |
1.72 |
1.96 |
1.80 |
1.55 |
S = 1,2 cm2
Obliczenia:
N/cm2
Średnia wartość nacisku wynosi 1,91 N/cm2 i mieści się w przedziale optymalnego docisku dla szczotek używanych w maszynach prądu stałego (1,6 ÷2,0 N/cm2).Wartość minimalna nacisku różni się do wartości średniej o 18,9%, a wartość maksymalna o 19,9%.
4. Sprawdzenie centryczności komutatora.
Pomiar został wykonany za pomocą czujnika mechanicznego wyposażonego w szeroką stopkę i przymocowanego do tarczy łożyskowej. W stanie zimnym niecentryczność komutatora wynosi 0,004 mm < 0,02mm, czyli wynik pomiaru jest pozytywny.
5. Wyznaczenie końców uzwojeń i pomiar ich rezystancji.
a) przy użyciu omomierza wyznaczyliśmy końce poszczególnych uzwojeń:
Tabliczka zaciskowa:
Rezystancja uzwojenia wzbudzającego bocznikowego E1-E2 pomierzona wynosi 55Ω. Rezystancja uzwojenia twornika A1-B2 jest bardzo mała rzędu milioma, podobnie jak rezystancja uzwojenia wzbudzającego szeregowego D1-D2.
b) Aby stwierdzić czy uzwojenie komutacyjne jest dzielone czy pojedyncze podnieśliśmy szczotki jednego rodzaju i pomierzyliśmy rezystancję między zaciskiem i połączoną z tym zaciskiem szczotką. Uzyskaną z pomiaru wartość porównaliśmy z przynależną szczotką. Pomiaru rezystancji dokonaliśmy za pomocą mostka Thompsona. Na podstawie pomiaru stwierdzamy, że uzwojenie komutacyjne jest pojedyncze, ponieważ dla jednego przypadku wartość rezystancji wynosiła 1,8Ω, dla drugiego była bliska zeru.
c) Obliczenie poskoku komutatorowego:
K=93 p=2
Poskok komutatorowy jest liczbą całkowitą czyli uzwojenie twornika jest uzwojeniem falistym.
6. Pomiar rezystancji izolacji uzwojeń.
Pomiar został wykonany przy pomocy megaomomierza. Dla każdego uzwojenia rezystancja izolacji uzwojenia w stosunku do korpusu wyniosła ∞.
7. Ustawienie szczotek w pozycji neutralnej.
Schemat układu do ustawiania szczotek w strefie neutralnej.
Przy ustawieniu szczotek w strefie neutralnej wskazanie galwanometru jest najmniejsze, w porównaniu do innych ustawień trzymadła szczotkowego.
8. Sprawdzenie begunowości.
Biegunowość sprawdza się przy pomocy igły magnetycznej, przy zasilaniu uzwojenia wzbudzającego - dla biegunów głównych i zasilaniu uzwojenia twornika - dla biegunów komutacyjnych.
9. Oznaczenie zacisków maszyny.
Aby wykonać oznaczenie zacisków uzwojenia wzbudzenia bocznikowego dokonuje się rozruchu maszyny. Po przyłączeniu uzwojenia bocznikowego do gałęzi twornika i uruchomieniu maszyny wirnik zaczął wirować w lewo.
Wynika z tego, że zaciski uzwojenia bocznikowego należy oznaczyć odwrotnie.
Oznaczona tabliczka zaciskowa:
]
III. Wnioski.
Celem ćwiczenia było zapoznanie się z przygotowaniem maszyny prądu stałego do pracy. Przygotowanie to zaczęliśmy od dokładnych oględzin badanej maszyny - silnika prądu stałego. Przeprowadzone oględziny wykazały szereg nieprawidłowości, które wyszczególnione zostały w punkcie 1. Na podstawie oględzin stwierdzić można, że maszyna wymaga konserwacji ze względu na zły stan techniczny szczotek i sprężyn dociskających szczotki.
W drugim punkcie pomierzyliśmy szczeliny pod osiami głównymi i komutacyjnymi. Wartość pomierzonych szczelin pod biegunami komutacyjnymi jest większa niż pod biegunami głównymi. Średnia wartość szczeliny pod osią bieguna głównego wynosi 1,0625mm, a wartość maksymalna różni się od niej o 3,5%. Natomiast średnia wartość szczeliny pod osią bieguna komutacyjnego wynosi 1,6125mm, a wartość maksymalna różni się od niej o 2,3%. Uzyskane wyniki są więc poprawne.
Pomiar nacisku szczotek wykazał, że wartość średnia nacisku wynosi 1,91 N/cm2 i mieści się w przedziale optymalnego docisku dla szczotek używanych w maszynach prądu stałego (1,6 ÷2,0 N/cm2). Wartość minimalna i maksymalna różnią się od wartości średniej odpowiednio o 18,9% i o 19,9%. Taki stan rzeczy wynika z niesprawnych sprężyn dociskowych, co podobnie jak nierówna powierzchnia szczotek będzie powodować iskrzenie podczas pracy.
Sprawdzenie centryczności komutatora wykonane w punkcie czwartym dało wynik pozytywny, gdyż niecentryczność komutatora w stanie zimnym wynosi 0,004mm i jest mniejsze od 0,02mm. Przy wyznaczaniu końców uzwojeń stwierdziliśmy, że uzwojenie twornika jest uzwojeniem pojedynczym falistym, ponieważ poskok komutatorowy jest liczbą całkowitą. Pomierzona rezystancja tego uzwojenia podobnie jak uzwojenia wzbudzenia szeregowego jest rzędu miliomów, zaś rezystancja uzwojenia wzbudzenia bocznikowego wynosi 55Ω. Pomiar rezystancji izolacji uzwojeń pozwala stwierdzić, że izolacja jest w dobrym stanie, gdyż rezystancja poszczególnych uzwojeń w stosunku do korpusu maszyny wynosiła ∞. W kolejnym punkcie przeprowadziliśmy sprawdzenie ustawienia szczotek w strefie neutralnej przestawionych przy pomiarze nacisku szczotek. Po wykonaniu tych wszystkich badań maszyna został przygotowana do pracy.
A1
D2
E1
B2
D1
E2
+
20V
_
W
E1
E2
A1
A2
G
V
N
N
N
N
S
S
S
S
3
5
1
A1
D2
E2
B2
D1
E1
2
4
6