LABOLATORIUM NAP
DÓW ELEKTRYCZNYCH
Mechatronika III rok
Ćwiczenie nr 1m
 Badanie układów napędowych z silnikiem szeregowym prądu
stałego
Cel ćwiczenia:
Celem dwiczenia jest poznanie właściwości i podstawowych charakterystyk oraz
sposobów regulacji prędkości silnika szeregowego.
Mechatronika Gl01
Grupa: IV
04.11.2013
Mateusz Burcon
Arkadiusz Dul
Paulina Ciuraszkiewicz
Wykaz przyrządów i aparatury pomiarowej:
- Amperomierze
- Woltomierze
- Przerywacz
- Silnik:
- PrÄ…dnica hamownicza:
- PrÄ…dniczka tachometryczna:
Układy połączeo:
Schemat układu pomiarowego do badania układu napędowego z silnikiem
szeregowym zasilany z sieci sztywnej prądu stałego:
Schemat układu pomiarowego do badania układu napędowego z silnikiem
szeregowym zasilanym poprzez przerywacz:
Wyniki pomiarów:
Wyznaczanie charakterystyki mechanicznej przy zasilaniu sieci sztywnej:
Umt Imt Pmt Ugt Igt Pgt UÉ n É "P0 RGt "PCu Pm M ·
V A W V A W V obr/min rad/s W &! W W Nm %
225 4,80 1080 200 3,50 700,00 100 1200 125,60 123 1,15 14,03 837,03 6,66 77,50
236 4,00 944 220 2,50 550,00 110 1320 138,16 142 1,22 7,63 699,63 5,06 74,11
220 3,60 792 235 2,00 470,00 115 1380 144,44 153 1,19 4,76 627,76 4,35 79,26
220 3,20 704 250 1,50 375,00 120 1440 150,72 162 1,23 2,77 539,77 3,58 76,67
220 3,10 682 260 1,30 338,00 125 1500 157,00 171 1,24 2,10 511,10 3,26 74,94
220 2,90 638 270 1,10 297,00 130 1560 163,28 184 1,25 1,52 482,52 2,96 75,63
Wyznaczanie charakterystyki mechanicznej przy zasilaniu z sieci sztywnej z
dodatkowÄ… rezystancjÄ…:
Umt Imt Pmt Ugt Igt Pgt UÉ n É "P0 RGt "PCu Pm M ·
V A W V A W V obr/min rad/s W &! W W Nm %
205 4,8 984 265 0,9 238,5 125 1500 157,00 171 1,265 1,025 410,5 2,615 41,7
200 2,9 580 250 1 250 120 1440 150,72 162 1,26 1,260 413,3 2,742 71,3
200 3,1 620 235 1,4 329 115 1380 144,44 153 1,23 2,411 484,4 3,354 78,1
197 3,2 630,4 230 1,5 345 110 1320 138,16 142 1,23 2,768 489,8 3,545 77,7
190 3,4 646 210 1,8 378 105 1260 131,88 133 1,21 3,920 514,9 3,904 79,7
190 3,6 684 200 2,1 420 100 1200 125,60 123 1,19 5,248 548,2 4,365 80,2
Wyznaczanie charakterystyk regulacyjnych przy regulacji współczynnikiem
wypełnienia przerywacza:
Dla µ=0,4
Umt Imt Pmt Ugt Igt Pgt UÉ n É "P0 RGt "PCu Pm M ·
V A W V A W V obr/min rad/s W &! W W Nm %
90 1,5 135 170 0 0 85 1020 106,76 97 0 0,000 97,0 0,909 71,85
90 1,7 153 155 0,2 31 75 900 94,2 84 1,32 0,053 115,1 1,221 75,20
90 2,2 198 130 0,6 78 65 780 81,64 70 1,29 0,464 148,5 1,819 74,98
90 2,6 234 110 1,1 121 55 660 69,08 57 1,25 1,513 179,5 2,599 76,71
90 3,4 306 85 2 170 45 540 56,52 43 1,19 4,760 217,8 3,853 71,16
90 4,7 423 60 3,9 234 35 420 43,96 32 1,135 17,263 283,3 6,444 66,97
Dla µ=0,6
Umt Imt Pmt Ugt Igt Pgt UÉ n É "P0 RGt "PCu Pm M ·
V A W V A W V obr/min rad/s W &! W W Nm %
140 2,1 294 190 0,5 95 97,5 1200 125,6 123 1,3 0,325 218,3 1,738 74,26
140 2,6 364 170 0,9 153 85 1020 106,76 97 1,265 1,025 251,0 2,351 68,96
140 3,1 434 145 1,5 217,5 75 900 94,2 84 1,23 2,768 304,3 3,230 70,11
140 3,7 518 125 2,4 300 65 780 81,64 70 1,184 6,820 376,8 4,616 72,75
140 4,9 686 100 3,9 390 55 660 69,08 57 1,135 17,263 464,3 6,721 67,68
140 6,5 910 80 6,1 488 45 540 56,52 43 1,09 40,559 571,6 10,113 62,81
Dla µ bliskiego 1
Umt Imt Pmt Ugt Igt Pgt UÉ n É "P0 RGt "PCu Pm M ·
V A W V A W V obr/min rad/s W &! W W Nm %
190 3,5 665 200 1,9 380 100 1200 125,6 123 1,3 4,7 507,6 4,1 76,33
190 4,2 798 175 2,9 507,5 90 1080 113,1 110 1,16 9,8 627,3 5,5 78,65
190 3,8 722 185 2,3 425,5 95 1140 119,3 118 1,17 6,2 549,7 4,6 76,18
190 4,8 912 160 3,6 576 85 1020 106,8 105 1,14 14,8 695,8 6,5 76,23
190 5,1 969 150 4,1 615 80 960 100,5 97 1,14 19,2 731,2 7,3 75,44
190 5,7 1083 140 4,9 686 75 900 94,2 85 1,11 26,6 797,7 8,5 73,66
190 6,4 1216 130 5,9 767 70 840 87,9 75 1,1 38,3 880,3 10 72,37
190 7,3 1387 115 7,3 839,5 65 780 81,6 70 1,08 57,5 967,1 11,8 69,2
Wyznaczanie charakterystyk regulacyjnych przy regulacji współczynnika
wypełnienia przerywacza:
Współczynnik Igt UÉ N
wypeÅ‚nienia µ
- A V Obr/min
0,3 2 27,5 330
0,4 2 47,5 570
0,5 2 40 480
0,6 2 65 780
0,67 2 75 900
0,7 2 82,5 990
0,85 2 97,5 1170
0,3 3 22,5 270
0,4 3 35 420
0,5 3 42,5 510
0,6 3 60 720
0,67 3 70 840
0,7 3 77,5 930
0,85 3 92,5 1110
Przykładowe obliczenia:
Moc elektryczna pobrana przez silnik szeregowy:
PM=UMt IMt=225 4,8=1080W
Moc elektryczna generowana przez prÄ…dnice hamowniczÄ…:
PG=UGt IGt=200 3,5=700W
Prędkośd obrotowa:
n=kÉ UÉ=12 100=1200 obr/min
Prędkosd kątowa:
É= = =125,6
Straty obciążenia hamownicy:
"PCu=IG2 RGt=3,52 1,15=14,03W
Moc mechaniczna na wale silnika:
Pm=PG+"P0+"PCu=700+123+14,03=837,03
Moment mechaniczny na wale silnika:
M= = =6,66
Wykresy:
7
6,5
6
5,5
5
Charakterystyka naturalna
4,5
z dodatkowÄ… rezystancjÄ… w
4
obwodzie twornika
3,5
3
2,5
2
120 130 140 150 160 170
12
Dla E=0,4
dla E=0,6
10
dla E bliskiego 1
Charakterystyka naturalna
8
6
4
2
0
40 60 80 100 120 140 160 180
1400
dla prądu równego 2A
dla prądu równego 3A
1200
1000
800
600
400
200
0
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
Wnioski:
Współczynnikiem wypełnienia przerywacza można sterowad prędkością obrotową silnika, im
większy współczynnik tym większa prędkośd obrotowa. Dodatkowa rezystancja obniża
prędkośd obrotową silnika. Dla znamionowych wartości silnika prędkośd obrotowa jest
wyższa niż dla pozostałych przypadków. Przy zasilaniu z sieci sztywnej z dodatkową
rezystancją przy wzroście prędkości obrotowej sprawnośd spada. Reszta charakterystyk ma
podobny kształt zbliżonej do charakterystyki sprawności dla warunków znamionowych.