Wydział Elektrotechniki i Automatyki A i M	Laboratorium maszyn elektrycznych	Data wykonania: 10.12.1998
Ciećkiewicz Mirosław Berbasz Marcin Gąsiorowski Tomasz Korzyniewski Andrzej	Silnik szeregowy prądu stałego	Ocena:

1. 1.Cel ćwiczenia

Przeprowadzenie pomiarów pozwalających przede wszystkim poznać i ocenić właściwości ruchowe silnika szeregowego prądu stałego. Zdjęcie charakterystyki biegu jałowego jest podstawą do kontroli i oceny właściwego przyjęcia założeń konstrukcyjnych.

2. Dane znamionowe

a) silnik prądu stałego:

moc znamionowa - 6 kW

napięcie znamionowe - 220 V

prąd znamionowe - 33 A

prędkość obrotowa znamionowa- 850 obr/min

b) prądnica prądu stałego:

moc znamionowa - 13 kW

napięcie znamionowe - 230 V

prąd znamionowy - 56,5 A

prędkość obrotowa znamionowa- 1450 obr/min

sprawność - 0.8

3. Schemat układu pomiarowego silnika szeregowego prądu stałego.

Tabele pomiarowe

a)pomiar charakterystyki zewnętrznej

I0	U0	n	Itw	U
[A]	[V]	[obr/min]	[A]	[V]
42	60	390	34	100
40	50	420	30
38	50	480	26
32	40	500	20
30	40	550	18
28	30	600	16
24	30	700	12
20	30	780	10
18	20	880	8
16	20	1000	8
54	120	720	42		200
52	110	760	38
50	100	800	34
46	100	840	30
42	90	900	26
38	80	1000	20

b) Pomiar carakterystyki zewnętrznej z bocznikowaniem

I0	U0	n	Itw	Ibocz	U
[A]	[V]	[obr/min]	[A]	[A]	[V]
32	70	500	32	8	100
30	60	580	28	8
26	60	680	20	6
22	50	760	16	4
20	40	900	14	4
12	30	1000	12	2

n	Us	Up	Itw	Ibocz	Ip	P1	P2	M
[obr/min]	[V]	[V]	[A]	[A]	[A]	[W]	[W]	[Nm]	[%]
850	210	120	c	14	60	10500	7200	80.89	68.5
	180	110	44	12	58	7920	6380	71.68	80.5
	180	100	40	12	54	7200	5400	60.67	75
	170	80	32	10	48	5440	3840	43.14	70.5
	160	70	28	8	42	4480	2940	33.03	65.6
	140	70	24	6	36	3360	2520	28.31	75
	130	50	20	6	30	2600	1500	16.85	57.7
	110	40	14	4	22	1540	880	9.88	57.1

c) Pomiar charakterystyki regulacji

d) Charakterystyka biegu jałowego

n	Iwz	U
[obr/min]	[A]	[V]
850	0	10
		2	30
		4	40
		6	70
		10	90
		12	110
		14	130
		16	150
		18	170
		24	190
		28	200
		30	220
		28	200
		22	190
		18	170
		16	160
		14	150
		12	140
		10	130
		8	100
		6	80
		2	50

4. Wnioski

Na podstawie charakterystyk zewnętrznych n = f(I_tw), zdjętych przy różnych prądach w obwodzie bocznikowania uzwojenia wzbudzenia poznaje się, w jakim stopniu i w jakim zakresie zmian obciążenia można utrzymać stałość prędkości obrotowej (przy stałym napięciu zasilania) . Można również określić zakres regulacji prędkości obrotowej przy stałym prądzie obciążenia (mocy) przy pomocy zmiany oporu bocznikującego uzwojenie wzbudzenia. Charakterystyka zewnętrzna jest także podstawą określenia zmienności prędkości obrotowej i porównania jej z wymogami przepisów. Charakterystykę zewnętrzną zdejmuje się w układzie normalnym oraz w układzie , w którym uzwojenie wzbudzenia lub uzwojenie twornika jest bocznikowane włączonym równolegle oporem. Stwierdzamy, że bocznikowanie uzwojenia wzbudzenia powoduje wzrost prędkości obrotowej.

Regulacja obrotów silnika szeregowegoza pomocą bocznikowania uzwojenia wzbudzenia jest zatem regulacją "w górę". Sprawność silnika zmienia się nieznacznie . Moc pobierana i moc oddawana zmieniają się prawie w równym stopniu , moc pobierana - wskutek zmiany prądu twornika , a moc oddawana - wskutek zmiany prędkości obrotowej . Straty w oporze bocznikującym są nieznaczne. Wadą regulacji prędkości obrotowej za pomocą bocznikowania uzwojenia wzbudzenia, ograniczającą zakres regulacji jest pogorszenie się warunków pracy komutatora wskutek silnego wpływu reakcji twornika na osłabiony strumień główny. Wpływ ten objawia się silnym zniekształceniem pola w szczelinie, powodującym wzrost maksymalnego napięcia między działkami kolektora, co z kolei sprzyja powstaniu iskrzenia i prowadzić może nawet do powstania ognia na kolektorze.

Zależność napięcia na zaciskach twornika od prądu twornika (wzgl. momentu) przy stałej prędkości obrotowej nazywamy charakterystyką regulacji. Przebieg charakterystyki M = f(Itw)wyjaśnić można na podstawie równania:

M = c I c1Ik

Dla małych nasyceń gdy można przyjąć proporcjonalną zależność strumienia od prądu, krzywa ma kształt paraboliczny . W miarę wzrostu nasycenia współczynnik potęgowy k zmniejsza się dążąc do jedności (1 k 2) , charakterystyka przechodzi w linię prostą . Wpływa na to zarówno kształt charakterystyki magnesowania jak i rozmagnesowujące działanie reaktancji twornika . Krzywa sprawności = f(Itw) odnosi się do przypadku regulacji napięcia za pomocą oporu szeregowego . Krzywa przebiega nisko malejąc szybko przy małych prądach wskutek strat w oporze regulacyjnym . Charakterystykę biegu jałowego określającą zależność SEM-ej (lub napięcia) od prądu wzbudzenia przy stałej prędkości obrotowej zdejmować można podobnie jak w maszynach bocznikowych sposobem silnikowym albo sposobem prądnicowym. W naszym ćwiczeniu przeprowadziliśmy pomiar sposobem prądnicowym.

---