1

POLITECHNIKA POZNAOSKA

Wydział Elektryczny

Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej

Zakład Mechatroniki i maszyn Elektrycznych

Przedmiot: Laboratorium maszyn elektrycznych
Ćwiczenie nr: 10
Temat: Identyfikacja zacisków uzwojeo maszyny prądu stałego.

Rok akademicki:
2010/2011
Kierunek: Elektrotechnika
Studia: dzienne
inżynierskie
Rok studiów: 2
Semestr: 4
Nr grupy: E3/2

Wykonawcy:

1. Wojciech Konon
2. Maria Kosioska
3. Agata Kręt
4. Piotr Pawłowski
5. Dawid Skitek

Data

Wykonania

Ćwiczenia

Oddania

sprawozdania

12.05.2011

19.05.2011

Ocena:

Uwagi:

1. Wiadomości wstępne

Maszyny prądu stałego są głównie stosowane jako silniki do napędu maszyn i urządzeo o
regulowanej prędkości obrotowej w dużym zakresie, nawet w stosunku 1:10 000, o dużym
momencie rozruchowym początkowym oraz o dużej przeciążalności, nawet 10-krotnej.

Ze względu na sposób połączenia uzwojenia wzbudzającego i uzwojenia twornika, rozróżnia się
maszyny:
— obcowzbudne - do napędu maszyn i urządzeo o dużym zakresie nastawiania prędkości
obrotowej,
— silniki bocznikowe - do napędu maszyn i urządzeo o małym zakresie nastawiania prędkości
obrotowej,
— silniki szeregowe - do napędu pojazdów, dźwignic oraz urządzeo wymagających dużego
momentu rozruchowego,
— silniki bocznikowo-szeregowe – do napędu urządzeo o dużym momencie bezwładności i dużych
obciążeniach udarowych, wymagających dużego momentu obrotowego przy rozruchu oraz
dużego zakresu nastawiania prędkości obrotowej.

2. Dane z tabliczki znamionowej:

P

N

= 0,5kW

I

n

= 3,4 A

I

nw

=0,23 A

U

n

= 220 V

n

N

= 3000 obr/min

2

3. Przebieg dwiczenia

Podczas

przeprowadzonego

dwiczenia

mieliśmy za zadanie zidentyfikowad nieopisane
zaciski czterech uzwojeo szeregowo –
bocznikowej maszyny prądu stałego:

1) uzwojenie twornika,
2) uzwojenie komutacyjne,
3) uzwojenie wzbudzenia bocznikowe,
4) uzwojenie wzbudzenia szeregowe.

Pierwszą rzeczą jaką dokonaliśmy było rozpoznanie
par zacisków będących początkami i koocami
jednego uzwojenia. W tym celu do każdej z
możliwych kombinacji par podłączaliśmy omomierz
sprawdzając tym samym które zaciski tworzą
obwód zamknięty.

Efekt pomiarów widoczny jest na zdjęciu obok.

Pomiar

rezystancji

pozwolił

nam

także

zidentyfikowad, która para zacisków należy do
uzwojenia wzbudzenia bocznikowego, ponieważ
uzwojenie to posiada największą, spośród
wszystkich uzwojeo maszyny prądu stałego,
rezystancję. (Zaciski oznaczone kolorem żółtym)

Następne uzwojenie – uzwojenie twornika - rozpoznaliśmy poprzez wyjęcie szczotek i sprawdzenie,
który obwód został przerwany (Zaciski oznaczone kolorem zielonym)

Ostatnie uzwojenia rozpoznaliśmy korzystając z faktu, iż jedno z nich mianowicie szeregowe znajduje
się w osi podłużnej maszyny drugie natomiast – komutacyjne – w osi poprzecznej. Zasilając
rozpoznane już uzwojenie wzbudzenia bocznikowe sprawdziliśmy, dla której pary zacisków
wskazówka woltomierza przyłączona do nieoznaczonego uzwojenia wychyli się w momencie
załączenia lub wyłączenia prądu. Zaciski, dla których nastąpiło wychylenie odpowiadają zaciskom
uzwojenia wzbudzenia szeregowego (Zaciski oznaczone kolorem czerwonym)

Rys. 2

Wychylenie wskazówki związane jest dotarciem do uzwojenia szeregowego linii strumienia pola
magnetycznego, które to uzwojenie znajduje się w tej samej osi co uzwojenie bocznikowe (co widad
na powyższym rysunku)

Rysunek 1 Identyfikacja zacisków każdego z uzwojeń

3

4. Rozpoznawanie początków i kooców uzwojeo

Początkiem uzwojenia twornika obiera się dowolny z dwóch jego zacisków i oznacza symbolem A1,
drugi przyjmuje się za koniec i oznacza literą A2.

W celu rozpoznania początku i końca uzwojenia wzbudzenia bocznikowego zasilaliśmy je z obcego
źródła przy jednoczesny zasilaniu uzwojenia twornika regulowanym napięciem stałym zważając na to
by prąd w tworniku płynął od zacisku A1 do A2. Wirnik zaczął obracad się w prawo co świadczyło o
tym, iż biegun dodatni źródła zasilania połączony jest z początkiem uzwojenia wzbudzenia
bocznikowego (E1) natomiast biegun ujemny z koocem(E2).

Kolejnym badanym uzwojeniem było uzwojenie komutacyjne. Jego początek i koniec wyznaczyliśmy
poprzez zbadanie wielkości impedancji obwodu złożonego z szeregowo połączonego uzwojenia
twornika oraz uzwojenia komutacyjnego dla dwóch możliwych przypadków pokazanych na rysunku 3

Rys. 3

Gdy połączenie jest prawidłowe bieguny komutacyjne wytwarzają pole magnetyczne
przeciwdziałające polu twornika w osi poprzecznej, a co za tym idzie impedancja jest wtedy
mniejsza. Zacisk uzwojenia komutacyjnego połączony z zaciskiem A2 twornika oznacza się
literą B1, drugi zacisk – literą B2.

Początek i koniec ostatniego uzwojenia – uzwojenia szeregowego rozpoznaliśmy poprzez
obserwację wychylenia wskazówki woltomierza magnetoelektrycznego, dołączonego do
badanych zacisków, w chwili załączania napięcia uzwojenia bocznikowego (rys. 4).

Rys. 4

Przy konfiguracji, dla której wskazówka wychyliła się w prawo w chwili załączania zacisk dodatni
wskazał nam początek uzwojenia szeregowego.

4

5. Wnioski

Na podstawie przeprowadzonego
dwiczenia mogliśmy przekonad się jak
za pomocą źródła zasilania,
podstawowych mierników takich jak
omomierz i woltomierz
magnetoelektryczny oraz
podstawowej wiedzy dotyczącej
maszyn prądu stałego można
zidentyfikowad nieopisane uzwojenia
danej maszyny, a także określid
początki i kooce tychże uzwojeo.

Po przeprowadzeniu procedury związanej
z identyfikacją uzwojeo mogliśmy przejśd
do ostatniego etapu dwiczenia, którym
było uruchomienie maszyny jako silnika
bocznikowo-szeregowego prądu stałego.
Podczas tego etapu mogliśmy sprawdzid
jak za pomocą zamiany zacisków
(biegunów) można zmienid kierunek
obrotu wirnika.

Identyfikacja zacisków uzwojeń

maszyn prądu stałego

1.

Czynności wstępne

a)

Zapoznanie z Polską Normą PN-IEC 60034-8 luty 2000, tytuł normy

Maszyny elektryczne wirujące. Oznaczenia wyprowadzeń i kierunek
wirowania maszyn wirujących, oraz jej nowelizacjami.

b)

Oględziny maszyny.

2.

Identyfikacja wyprowadzeń uzwojeń

5

a)

Wyszukanie par zacisków uzwojeń

b)

Identyfikacja uzwojenia twornika

c)

Identyfikacja uzwojenia bocznikowego

d)

Identyfikacja uzwojeń szeregowego i komutacyjnego

e)

Ustalenie początku i końca uzwojenia twornika

f)

Identyfikacja początku i końca uzwojenia wzbudzenia bocznikowego

g)

Identyfikacja początków i końców uzwojenia komutacyjnego

h)

Identyfikacja początku i końca uzwojenia wzbudzenia szeregowego

3.

Uruchomienie maszyny dla zadanego układu połączeń i kierunku wirowania

Twornik – uzwojenie

silnika elektrycznego

lub

prądnicy

, w którym indukuje się

siła

elektromotoryczna

na skutek względnego ruchu tego uzwojenia i pola magnetycznego

wytworzonego przez odrębne

uzwojenie wzbudzenia

. W tworniku zachodzi przemiana

energii

elektrycznej

na mechaniczną (silnik) lub mechanicznej na elektryczną (prądnica).

Twornik może być umieszczony w wirniku lub

stojanie

, w zależności od rodzaju maszyny. W

przypadku gdy twornik znajduje się w wirniku, energia elektryczna jest do niego
doprowadzana (bądź odprowadzana) za pomocą

komutatora

i

szczotek

.

(

Uzwojenie wzbudzenia

)

Magneśnica - część składowa

silnika elektrycznego

lub

prądnicy

, w której wytwarzany jest

strumień magnetyczny

.

Pytania kontrolne:



Wymienić rodzaje uzwojenia maszyn prądu stałego i ich zadania w maszynie

prądu stałego



Jakimi symbolami określa się początki i końce różnych rodzajów uzwojeń

6



Jakimi kierunkami osi magnetycznych charakteryzują się rodzaje uzwojeń

maszyn elektrycznych



W jaki sposób określa się kierunek wirowania maszyn



Jak można w praktyce zastosować regułę Lentza do stwierdzenia zgodności

lub niezgodności kierunków nawinięcia dwóch cewek sprzężonych o zgodnych
kierunkach osi magnetycznych?



Jaki wpływ na wartość indukcyjności wypadkowej dwóch szeregowo

połączonych cewek o zgodnych kierunkach osi magnetycznych mają ich
kierunki nawinięcia?