AKADEMIA TECHNICZNO - ROLNICZA
im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich
w BYDGOSZCZY
ZAKŁAD ENERGETYKI ROLNICTWA
LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
TEMAT: Badanie układu Leonarda
Wykonał
Bartniczak Marek
r. G III sem.
Studium inż.
Rok akad 1996/97
1. TEORIA
Układ Leonarda umożliwia uzyskanie płynnego sterowania prędkością silnika w szerokim zakresie. Zasada działania układu: silnik napędowy napędza ze stałą prędkością obrotową prądnicę. Sterowanie prędkością obrotową silnika roboczego uzyskuje się przez zmianę napięcia prądnicy zasilającej bezpośrednio twornik silnika.
Układ Leonarda jest szeroko stosowany zarówno w napędach ciężkich tj. o dużych mocach - do kilku tys. kW(napęd gł. Okrętów, napęd walcarek, górniczych maszyn wyciągowych), jak i do napędów silników lekkich o mocach rzędu kilku kW np.: w obrabiarkach.
ZASTOSOWANE WZORY.
moc pobierana przez silnik M2
Ps = U2 I2 + I2w2
moc oddana przez prądnice
Pp = I3 U3
sprawność silnika Leonarda
*s = Pp / Ps
moc na wale silnika Leonarda
Pw = Ps *s
sprawność układu
*u = Pw / P + I2w Rw + I2w2 Rw2
Rw1 - oporność uzw. wzbudzenia prądnicy G1
Rw2 - oporność uzw. wzbudzenia silnika M2
moment nawale silnika Leonarda
M = 9.55 Pw / n
3. WYNIKI POMIARÓW I OBLICZEŃ
Rw1 = 205 *
Rw2 = 505 *
Lp. |
POMIARY |
OBLICZENIA |
||||||||||||
|
P |
U2 |
I2 |
Iw2 |
Iw1 |
U3 |
I3 |
n |
Ps |
Pp |
M |
*s |
*k |
Pw |
|
W |
V |
A |
[A] |
[A] |
[V] |
[A] |
|
W |
W |
Nm |
% |
% |
W |
1 |
720 |
220 |
1,1 |
0,37 |
0,5 |
235 |
0 |
1530 |
309 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
960 |
220 |
2,1 |
0,37 |
0,5 |
225 |
1,4 |
1470 |
529 |
315 |
2,65 |
0,77 |
0,37 |
408 |
3 |
1360 |
220 |
4,2 |
0,37 |
0,53 |
225 |
2,8 |
1520 |
991 |
630 |
4,96 |
0,79 |
0,53 |
790 |
4 |
1600 |
220 |
5,6 |
0,37 |
0,53 |
215 |
4,0 |
1480 |
1300 |
860 |
6,82 |
0,81 |
0,61 |
1056 |
5 |
1840 |
220 |
6,6 |
0,37 |
0,52 |
205 |
5,1 |
1450 |
1520 |
1045 |
8,3 |
0,82 |
0,64 |
1260 |
6 |
2240 |
220 |
7,9 |
0,37 |
0,56 |
200 |
6,3 |
1445 |
1806 |
1260 |
9,73 |
0,83 |
0,63 |
1508 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
720 |
176 |
1,0 |
0,37 |
0,33 |
235 |
0 |
1200 |
244 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
1040 |
176 |
3,0 |
0,37 |
0,36 |
225 |
1,4 |
1180 |
596 |
315 |
3,5 |
0,72 |
0,38 |
433 |
3 |
1280 |
176 |
4,7 |
0,37 |
0,36 |
215 |
2,7 |
1145 |
895 |
580 |
6,0 |
0,80 |
0,52 |
720 |
4 |
1600 |
176 |
6,4 |
0,37 |
0,37 |
210 |
3,9 |
1140 |
1194 |
819 |
8,2 |
0,82 |
0,58 |
998 |
5 |
1840 |
176 |
7,9 |
0,37 |
0,37 |
200 |
5,0 |
1120 |
1458 |
1000 |
10,3 |
0,83 |
0,62 |
1210 |
6 |
2170 |
176 |
9,4 |
0,37 |
0,38 |
190 |
6,1 |
1120 |
1722 |
1159 |
12,0 |
0,82 |
0,62 |
1412 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
800 |
220 |
1,2 |
0,3 |
0,49 |
230 |
0 |
1525 |
307 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
1040 |
220 |
2,6 |
0,3 |
0,49 |
220 |
1,4 |
1500 |
615 |
308 |
2,7 |
0,7 |
0,38 |
435 |
3 |
1440 |
220 |
4,1 |
0,3 |
0,53 |
215 |
2,7 |
1500 |
945 |
580 |
4,7 |
0,78 |
0,48 |
741 |
4 |
1880 |
220 |
5,4 |
0,3 |
0,53 |
210 |
3,9 |
1490 |
1231 |
829 |
6,4 |
0,82 |
0,56 |
1011 |
5 |
2000 |
220 |
6,8 |
0,3 |
0,53 |
205 |
5,0 |
1475 |
1539 |
1045 |
8,2 |
0,82 |
0,63 |
1268 |
6 |
2240 |
220 |
7,8 |
0,3 |
0,53 |
195 |
6,1 |
1460 |
1754 |
1189 |
9,4 |
0,82 |
0,52 |
1446 |
DANE ZNAMIONOWE UŻYTYCH PRZEDMIOTÓW.
Silnik prądu stałego: Prądnica prądu stałego;
- Typ - PZOb 44a - Typ PZOb 44b
- moc P = 1,5 kW - moc P = 1,5 kW
- U = 220 V - U = 230 V
- I = 8,2 A - I = 6,5 A
- n = 1500 obr/min - n = 1450 obr/min
wzbudzenie obcowzbudne wzbudzenie obcowzbudne
- Uw = 220V - Uw = 220 V
- Iw = 0,37 A - Iw = 0,4 A
5. UWAGI I WIOSKI.
Na podstawie wykresów n = f (M) można stwierdzić, że ze wzrostem momentu obrotowego, a tym samym mocy na wale, obroty silnika zmniejszają się nieznacznie, co świadczy o dużej stateczności układu. Zalety ukł. Leonarda to:
regulacja prędkości obrotowej odbywa się stosunkowo płynnie,
szeroki zakres regulacji prędkości obrotowej,
możliwe jest hamowanie silnikiem z odzyskiem energii.
Wady ukł. Leonarda to:
duża moc zainstalowanych maszyn, przekracza potrójnie moc silnika, co powoduje duże koszty
mała sprawność ukł. ze względu na potrójne przetwarzanie energii.