Politechnika Lubelska	Laboratorium Napędu Elektrycznego
w Lublinie	Ćwiczenie Nr 20
^Wykonali: Jędruchniewicz G, Blachani M, Bryda A, Janicki T		Semestr VI	Grupa ED 6.3	Rok akad. 1997/98
^Temat ćwiczenia: Regulacja prędkości kątowej obcowzbudnego silnika prądu stałego za pomocą przerywacza tyrystorowego.			^Data wykonania: ^4.03.1998r	Ocena

Schemat układu pomiarowego:

Dane znamionowe elementów układu:

Prądnica: Silnik:

I_N = 6,25 A I_N = 6,25 A

P_N = 1,1 kW P_N = 1,1 kW

n = 1450 obr/min n = 1450 obr/min

I_W = 0,29 A I_W = 0,29 A

U_N = 220 V U_N = 220 V

1.Wyznaczanie charakterystyk mechanicznych silnika obcowzbudnego zasilanego impulsowo.

a) układ otwarty

a = 0.94

L.p	US	UM	IM	UH	IH	PH	ΣΔPH	Uω	ω	M
	V	V	A	V	A	W	W	V	rad/s	Nm
1		220	1	215	0	0	113	160	167,5	0,67
2		220	1,5	215	0,5	107,5	112,4	158	165,3	1,33
3		220	2	206	1	206	114,2	157	164,3	1,94
4		220	2,5	201	1,5	301,5	117	155	162,2	2,58
5	6,2	220	3	200	2	400	121,6	154	161,1	3,23
6		220	3,5	198	2,5	497,5	126,7	152	159	3,92
7		218	4	194	3	582	134,1	151	158	4,53
8		216	4,5	190	3,5	665	142,8	150	157	5,14
9		215	5,1	186	4	744	153,2	149	155,9	5,75
10		214	5,6	184	4,5	828	166,3	149	155,9	6,37

Przykładowe obliczenia:

P_H = I_H⋅U_H = 215V*0,5A = 107,5W

ΣΔP_H = ΔP_o + ΔP_obc = 111W+ 1,4W = 112,4

ΔP_obc = I_h²⋅R_TH = (0,5A)²*5,6Ω = 1,4W

M = [P_H+ΣΔP_H]/ω = [107,5 + 112,5]/165,3 = 1,33 Nm

a = 0.85

L.p	US	UM	IM	UH	IH	PH	ΣΔPH	Uω	ω	M
	V	V	A	V	A	W	W	V	rad/s	Nm
1		220	0,95	215	0	0	111	158	165,3	0,67
2		219	1,45	210	0,5	105	109,4	155	162,2	1,32
3		218	2	206	1	204	110,6	153	160,1	1,96
4		215	2,5	201	1,5	301,5	114	152	159	2,61
5	5,6	214	3	199	2	398	117,6	150	157	3,28
6		213	3,5	194	2,5	485	123,6	149	155,9	3,9
7		211	4	190	3	570	131,1	148	154,9	4,52
8		210	4,5	187	3,5	654,5	139,8	147	154,8	5,13
9		210	5,1	184	4	736	150,2	146	152,8	5,79
10		209	5,6	180	4,5	810	163,3	145	151,7	6,41

a = 0.6

L.p	US	UM	IM	UH	IH	PH	ΣΔPH	Uω	ω	M
	V	V	A	V	A	W	W	V	rad/s	Nm
1		212	0,95	210	0	0	108	154	161,1	0,67
2		210	1,45	202	0,5	101	105,4	151	158	1,3
3		208	1,95	196	1	196	107,6	149	155,9	1,94
4		204	2,45	190	1,5	285	108	145	151,7	2,59
5	3,75	198	3	182	2	364	108,6	140	146,5	3,22
6		190	3,45	170	2,5	425	109,7	133	139,2	3,84
7		180	3,95	160	3	480	114,1	128	133,9	4,43
8		175	4,45	150	3,5	525	116,8	120	125,6	5,1
9		170	5	142	4	568	126,2	118	123,5	5,62
10		165	5,5	135	4,5	607,5	134,3	112	117,2	6,33

Charakterystyki mechaniczne układu otwartego dla różnych wartości współczynnika „a”

b) układ automatycznej regulacji

Lp	US	UM	IM	UH	IH	PH	ΣΔPH	Uω	ω	M
	V	V	A	V	A	W	W	V	rad/s	Nm
1	4,2	212	1,75	204	1	204	108,6	151	158	1,97
2	4,9	215	2,45	200	1,5	300	113,6	151	158	2,61
3	5,6	215	3	196	2	392	117,6	150	157	3,24
4	5,6	215	3,5	195	2,5	487,5	124,7	150	157	3,89
5	5,6	215	4	194	3	582	133,1	150	157	4,55
6	5,4	209	4,5	185	3,5	647,5	140,8	148	154,9	5,09
7	5,3	209	5,1	183	4	732	150,2	145	151,7	5,81
8	5,5	209	5,6	180	4,5	810	163,3	145	151,7	6,41

L.p	US	UM	IM	UH	IH	PH	ΣΔPH	Uω	ω	M
	V	V	A	V	A	W	W	V	rad/s	Nm
1	3,2	202	1,9	191	1	191	103,6	146	152,8	1,92
2	3,6	202	2,4	191	1,5	286,5	108	146	152,8	2,58
3	4	205	2,85	190	2	380	112,6	145	151,7	3,24
4	4,4	205	3,4	188	2,5	470	119,7	145	151,7	3,88
5	4,7	205	4	185	3	555	128,1	145	151,7	4,5
6	5,1	207	4,5	184	3,5	644	137,8	145	151,7	5,15
7	4,8	200	5	175	4	700	145,2	140	146,5	5,77
8	4,9	199	5,5	171	4,5	769,5	157,3	139	145,4	6,31

L.p	US	UM	IM	UH	IH	PH	ΣΔPH	Uω	ω	M
	V	V	A	V	A	W	W	V	rad/s	Nm
1	2	177	2	168	1	168	88,6	128	133,9	1,91
2	2,6	180	2,4	166	1,5	249	93	128	133,9	2,55
3	3	170	2,8	165	2	330	98,6	128	133,9	3,2
4	3,4	170	3,4	163	2,5	407,5	105,7	128	133,9	3,83
5	3,8	180	3,9	160	3	480	114,1	128	133,9	4,43
6	4,1	181	4,4	158	3,5	553	123,8	128	133,9	5,05
7	4,1	180	4,9	150	4	600	130,2	122	127,6	5,72
8	4,1	175	5,5	145	4,5	652,5	141,3	120	125,6	6,32

Charakterystyki UAR dla różnych nastaw współczynnika „a”

2.Pomiar charakterystyk regulacyjnych układu napędowego ω = f (a).

L.p	US	IM	Uω	ω	a		L.p	US	IM	Uω	ω	a
	V	A	V	rad/s	-				V	A	V	rad/s	-
1	0		68	71,1	0,05			1	0		35	36,6	0,05
2	1		81	84,7	0,2			2	1		52	54,4	0,2
3	2		100	104,6	0,33			3	2		73	76,4	0,33
4	3	3,1	125	130,8	0,48			4	3	6,2	92	96,2	0,48
5	4		145	151,7	0,62			5	4		118	123,5	0,62
6	5		150	157	0,76			6	5		140	146,5	0,76
7	6		151	158	0,91			7	6		150	157	0,91
8	6,4		153	160,1	0,98			8	6,4		150	157	0,98

Przebieg charakterystyk regulacyjnych dla prądu I_N oraz 0,5 I_N.

Przebiegi napięcia U_M zdjęte z oscyloskopu

U_s = 0,8V U_ω = 80V U_s = 4V U_ω = 120V

Wnioski:

Pracę napędu w układzie otwartym badaliśmy przy różnych współczynnikach wypełnienia, możemy stwierdzić że w przypadku gdy „a” jest zbliżony do jedności to praca przebiega stabilnie i zmiany prędkości kątowej w wyniku zwiększania obciążenia są małe w porównaniu ze zmianami prędkości gdy współczynnik przyjmuje wartości niższe (ok. 0,5 i niższe). Praca w układzie automatycznej regulacji przebiega jednakowo stabilnie dla wszystkich nastaw współczynnika wypełnienia, choć obserwujemy w końcowych fazach wszystkich charakterystyk zmniejszenie prędkości podczas wzrostu momentu.

Jak widać z charakterystyk regulacyjnych zwiększanie współczynnika wypełnienia pozwala na wzrost prędkości, w naszym przypadku prędkość była większa dla połowy prądu znamionowego silnika.

W wyniku złego przerysowania przebiegu napięcia z oscyloskopu nie potrafię określić częstotliwości impulsowania przerywacza Jonesa. W ćwiczeniu nie zdjęliśmy też przebiegu prądu (przerysowany przebieg i_m znacznie odbiega od przebiegów przedstawionych w skrypcie więc nie umieszczałem go w sprawozdaniu).