Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych do użytku wewnętrznego
Maszyny Prądu Stałego
Zadanie 1
Dla prądnicy obcowzbudnej o znamionach: moc
znamionowa
P = 300 kW,
N
napięcie znamionowe
U = 230 V,
N
prędkość znamionowa
n = 720 obr/min,
N
określono rezystancję uzwojeń twornika R
= ,
0 0094 Ω,
A
1
A
2
uzwojenia
komutacyjnego R
= ,
0 0045 Ω,
B
1
B
2
uzwojenia
kompensacyjnego
R
= 0035
,
0
Ω
C
1
C
2
oraz zbadano wyznaczono charakterystykę biegu jałowego E = f dla n = n = const.
0
(If )
N
I
A 6,2 9,3 10,8 12,8 14,6 15,6 16,7 17,9 19,3 20,9 23,0 27,5 32,8
f
E
V 100 150 174 200 220 230 240 250 260 270 280 300 320
0
320
300
280
260
240
220
200
180
[V] 160
E0
140
120
100
80
60
40
20
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
Im [A]
Zredagował dr inż. Witold Kubiak - na podstawie materiałów własnych Instytutu 1
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych do użytku wewnętrznego
Obliczyć:
1. napięcie na zaciskach i moc oddawaną przez prądnicę napędzaną z prędkością n = n , wzbudzaną prądem I =
5
,
0 I i obciążoną prądem I = I , N
f
fN
N
2. prąd wzbudzenia, przy którym prądnica napędzana z prędkością n = 9
,
0 ⋅ n i
N
obciążoną oporem R = 176
,
0
Ω odda moc P = 0,5⋅ P ,
N
3. znamionową zmienność napięcia.
Rozwiązanie:
Ad. 1 Parametry znamionowe
P
300 ⋅103
I
N
=
=
=1300 A
N
U
230
N
maszyna obcowzbudna więc:
I
= I =1300 A
aN
N
E′ = E
= U + I ⋅ ∑R + 2 u
Δ
= 230 +1300 ⋅
+
+
+ =
V
N
aN
N
aN
a
tc
( ,00094 ,00045 ,00035) 2 255
Charakterystyka E′ = E = f I n = n i I = I pokrywa się z E = f dla n = n jeżeli
0
(If )
a
( f ) dla
N
a
aN
N
kompensacja jest idealna.
Zatem dla E′ = E odczytujemy z charakterystyki E = f
,
0
(I n = n
f )
N
aN
N
I
=
6
,
18 A
fN
Dla n = n , I = 5
,
0 I i I = I
N
f
fN
N
I =
5
,
0 ⋅ I
= 5
,
0 ⋅
6
,
18 = 3
,
9 A
f
fN
Z charakterystyki E = f
odczytujemy dla
=
A wartość ′ =
=
V, zatem:
0
(I
I
3
,
9
E
E
150
f )
f
a
U = E − I ⋅ ∑R − 2Δu =150 −1300 ⋅
+
+
− =
V
a
a
a
tc
( 0094
,
0
,
0 0045
,
0 0035) 2 125
P = U ⋅ I = 125 ⋅1300 =
5
,
162 kW
N
Ad. 2 n = 9
,
0 ⋅ n , R = 176
,
0
Ω, P = 0,5 ⋅ P
N
N
P =
5
,
0 ⋅ P =
5
,
0 ⋅ 300 ⋅103 = 150 kW
N
P
150 ⋅103
I =
=
= 923 A
R
176
,
0
U = I ⋅ R = 923⋅ 176
,
0
=162 V
Zredagował dr inż. Witold Kubiak - na podstawie materiałów własnych Instytutu 2
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych do użytku wewnętrznego
prądnica obcowzbudna więc:
I = I = 923 A
a
E′ = E = U + I ⋅ ∑R + 2Δu =162 + 923⋅
+
+
+ =
V
a
a
a
tc
( 0094
,
0
,
0 0045
,
0 0035) 2 180
c ⋅ Φ ⋅ n
n
n
E′ = E
N
′⋅
= E
N
′⋅
=180
N
⋅
= 200 V
n N
c ⋅ Φ ⋅ n
n
9
,
0 ⋅ n N
Dla E′ = E
= 200 V, z charakterystyki E = f odczytujemy
=
A.
0
(I
I
8
,
12
f )
n
f
N
an N
Ad. 3 warunki znamionowe: n , I , U i I N
fN
N
N
Odciążenie do stanu jałowego: n , I , U = E i I = 0 A N
fN
0
Dla I odczytujemy z charakterystyki E = 255 V
fN
0
Procentowa, względna zmienność napięcia: E − U
255 − 230
U
0
N
Δ =
⋅100% =
⋅
%
100
=
9
,
10 %
U
230
N
Zredagował dr inż. Witold Kubiak - na podstawie materiałów własnych Instytutu 3
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych do użytku wewnętrznego
320
300
280
260
P1
P3
240
220
P2
200
180
[V]160
E0
P1
140
120
100
80
60
40
20
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
Im [A]
Zredagował dr inż. Witold Kubiak - na podstawie materiałów własnych Instytutu 4