46
Laboratorium elektrotechniki
Ćwiczenie 8. BADANIE MASZYN PR
DU STAA
EGO
STANOWISKO I. Badanie silnika bocznikowego
220 V
L 
L+ +
A
Ä…cznik
tablicowy
V
A Am
Rr Rmd
Autotransformator
E1
230 V~
E2
0÷250 V
A1 B2
M
n
Bezdotykowy (optyczny)
Hamulec
0÷8 A
pomiar prędkości obrotowej
elektro-
magne- Transformator
tyczny 230/25 V
z prostownikiem
Rezystancje uzwojeń silnika:
Ra = RA1B2 = 22,5 &!
(wartość wypadkowej rezystancji statycznej uzwojenia twornika
i zestyku szczotki-komutator, wyznaczona przy prądzie o wartości 1 A)
Rm = RE1E2 = 1330 &!
47
Laboratorium elektrotechniki
Wykonanie ćwiczenia
Przed włączeniem napięcia zasilającego układ z badanym silnikiem bocznikowym
ustawiamy suwaki rezystorów w takich pozycjach, aby wartości rezystancji były:
Rr (rozruchowa)  największa; Rmd (dodatkowa w obwodzie wzbudzenia)  najmniejsza.
Przed każdym rozruchem silnika zwieramy też amperomierz A, albo przestawiamy go
na odpowiednio duży zakres. Badania prowadzimy po dokonaniu pełnego rozruchu (Rr = 0).
Na wartość momentu obciążenia silnika wpływamy poprzez regulowanie wartości
prądu stałego w uzwojeniu elektromagnesu hamulca. Do tego celu służy suwak autotransfor-
matora, zasilającego elektromagnes poprzez zespół prostowniczy (położenie suwaka 0 - mo-
ment równy 0). Moment obciążenia silnika nie jest mierzony, ponieważ przy stałej war-
tości strumienia jest on proporcjonalny do prądu twornika (dla analizy charakteru występują-
cych zależności jest więc obojętne, czy zmienną jest moment, czy prąd).
8.1. CHARAKTERYSTYKA BIEGU JAA
OWEGO
Hamulec jest nieczynny (suwak autotransformatora w pozycji 0); pomiary wy-
konujemy przy różnych wartościach prądu wzbudzenia, malejących przy zwiększa-
niu wartości rezystancji Rmd . Uważamy przy tym, by nie wzrosła nadmiernie prędkość wirni-
ka (granicą jest osiągnięcie 1,3 prędkości znamionowej).
Tablica wyników pomiarów
Pomiary
Lp.
U I Im n
V A mA obr/min
8.2. CHARAKTERYSTYKA OBCI
ŻENIOWA
Ustawiamy stałą wartość rezystancji Rmd . Pomiary wykonujemy przy zwięk-
szanym stopniowo obciążeniu (poprzez przesuwanie suwaka autotransformatora).
Uważamy przy tym, by nie wzrósł nadmiernie prąd twornika (granicą jest osiągnięcie
1,2 prÄ…du znamionowego).
Tablica wyników pomiarów i obliczeń
Pomiary Obliczenia
Lp.
U I Im n n*
V A mA obr/min obr/min
Ra Å" n0
Wzór do obliczeÅ„: n* = n0 - Å" I , gdzie n0 jest wartoÅ›ciÄ… prÄ™dkoÅ›ci idealnego biegu
U
jałowego, otrzymaną z ekstrapolacji liniowej wykresu doświadczalnego n = n(I) do
punktu przecięcia z osią rzędnych (n = 0).
8.3. CHARAKTERYSTYKA REGULACYJNA PRZY STAA
EJ PR
DKOÅšCI
Kolejne punkty pomiarowe osiągamy w ten sposób, że zwiększamy wartość prą-
du twornika I (poprzez przesuwanie suwaka autotransformatora) oraz zmniejszamy
wartość prądu wzbudzenia Im (poprzez przesuwanie suwaka opornika Rmd ) do chwili
uzyskania zadanej stałej wartości prędkości obrotowej n = const.
48
Laboratorium elektrotechniki
Tablica wyników pomiarów
Pomiary
Lp.
U I Im n
V A mA obr/min
Opracowanie sprawozdania
1. Wykorzystując wyniki pomiarów uzyskane w p. 8.1, wykreślamy charakterystykę
n = f(Im) . Przedstawiamy teoretyczne uzasadnienie otrzymanej zależności (wykresu).
2. Wykorzystując wyniki pomiarów i obliczeń uzyskane w p. 8.2, wykreślamy charaktery-
styki: n , n* = f...(I) Podajemy teoretyczne powody występowania różnicy między przed-
stawionymi wykresami.
3. Wykorzystując wyniki pomiarów uzyskane w p. 8.3, wykreślamy charakterystykę Im = f(I)
Przedstawiamy teoretyczne uzasadnienie otrzymanej zależności (wykresu).
4. Formułujemy własne spostrzeżenia, uwagi i wnioski, dotyczące przeprowadzonych badań
i uzyskanych wyników.
49
Laboratorium elektrotechniki
STANOWISKO II. Badanie prÄ…dnicy obcowzbudnej i bocznikowej
PEN
PE
L3
T
L2
S
L1 R
A
Ä…cznik
tablicowy
M
3~
A1 B2
G
E1
A
Ä…cznik A
w pozycji 1
 prÄ…dnica obcowzbudna.
A
Ä…cznik A
w pozycji 2
 prÄ…dnica bocznikowa.
E2
Rmd
Am
A

+
Zasilacz
230 V~
2 1 0÷250 V,
_
1 A
A
V
Robc
Rezystancje uzwojeń prądnicy:
Ra = RA1B2 = 23 &!
(wartość wypadkowej rezystancji statycznej uzwojenia twornika
i zestyku szczotki-komutator, wyznaczona przy prądzie o wartości 1 A)
Rm = RE1E2 = 310 &!
50
Laboratorium elektrotechniki
Wykonanie ćwiczenia
W układzie pomiarowym dokonujemy zmiany pozycji łącznika A
, uzyskujÄ…c prÄ…dnicÄ™:
1 - obcowzbudnÄ…, 2 - bocznikowÄ….
8.4. CHARAKTERYSTYKA BIEGU JAA
OWEGO
Badamy prądnicę obcowzbudną (połączenie 1 w obwodzie wzbudzenia). Pomiary
wykonujemy przy stopniowo zwiększanych, a następnie zmniejszanych warto-
ściach prądu wzbudzenia prądnicy (poprzez odpowiednie zmiany napięcia zasilacza
lub rezystancji w obwodzie wzbudzenia Rmd ). Graniczna wartość napięcia indukowanego w
tworniku prądnicy nie powinna przy tym przekroczyć 1,3 jej napięcia znamionowego.
Tablica wyników pomiarów
Pomiary (Im rosnÄ…ce) Pomiary (Im malejÄ…ce)
Lp. U0 Im U0 Im
V mA V mA
8.5. CHARAKTERYSTYKA ZEWN
TRZNA
Badamy określony typ prądnicy (połączenie 1 lub 2 w obwodzie wzbudzenia).
Ustawiamy zadaną wartość napięcia prądnicy przy biegu jałowym U0 . Pomiary
wykonujemy przy zwiększanym skokowo obciążeniu, poprzez zdalne załączanie re-
zystorów Robc . Uważamy przy tym, by nie wzrósł nadmiernie prąd twornika.(granicą jest
osiągnięcie 1,2 prądu znamionowego).
Tablica wyników pomiarów i obliczeń
Pomiary Obliczenia
Lp.
U I Im U*
V A mA V
Wzór do obliczeÅ„: U* = U0 - Ra Å" I ,
gdzie U0 jest ustawioną (na początku) wartością napięcia w stanie jałowym (I = 0).
8.6. CHARAKTERYSTYK REGULACYJNA PRZY STAA
YM NAPI
CIU
Badamy prądnicę tego samego typu, co poprzednio. Utrzymujemy zadaną stałą
wartość napięcia prądnicy. Pomiary rozpoczynamy od stanu jałowego, a następnie
zwiększamy jednocześnie obciążenie i zmniejszamy Rmd . Uważamy, jak poprzed-
nio, by nie wzrósł nadmiernie prąd twornika.
Tablica wyników pomiarów
Pomiary
Lp.
U I Im
V A mA
51
Laboratorium elektrotechniki
Opracowanie sprawozdania
1. Wykorzystując wyniki pomiarów uzyskane w p. 8.4 , wykreślamy charakterystykę
U0 = f(Im) . Przedstawiamy teoretyczne uzasadnienie otrzymanej zależności (wykresu).
2. Wykorzystując wyniki pomiarów i obliczeń uzyskane w p. 8.5 , wykreślamy charaktery-
styki: U, U* = f...(I) . Podajemy teoretyczne powody występowania różnicy między
przedstawionymi wykresami.
3. Wykorzystując wyniki pomiarów uzyskane w p. 8.6 , wykreślamy charakterystykę
Im = f(I) . Przedstawiamy teoretyczne uzasadnienie otrzymanej zależności (wykresu).
4. Formułujemy własne spostrzeżenia, uwagi i wnioski, dotyczące przeprowadzonych badań
i uzyskanych wyników.
Zakład Systemów Informatycznych Imiona i nazwiska ćwiczących Rok Grupa Zespół
i Trakcyjnych w Transporcie II
1.
Dzień: Godz.
LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
2.
Data wykonania ćwiczenia
Ćwiczenie 8. 3.
4.
Badanie maszyn prądu stałego
Podpis prowadzÄ…cego
8.1. Charakterystyka biegu jałowego silnika
Pomiary
Lp.
U I Im n
V A mA obr/min
1
2
3
4
5
6
7
8.2. Charakterystyka obciążeniowa silnika
Pomiary Obliczenia
Lp.
U I Im n n*
V A mA obr/min obr/min
1
2
3
4
5
6
7
Ra Å" n0 obr
n* = n0 - Å" I , Ra = 22,5 &! , n0 = . . . . . . .
U min
8.3. Charakterystyka regulacyjna silnika przy stałej prędkości
Pomiary
Lp.
U I Im n
V A mA obr/min
1
2
3
4
5
6
7
Dane do wyznaczenia składnika typu B niepewności pomiarów w p. 8.1  8.3
Oznaczenie Rodzaj przyrzÄ…du (a  analogowy, c  cyfrowy)
Zakresy ustawiane
przyrządu i jego niedokładność: (a) klasa; (c) błąd względny
przy pomiarach
lub wielkości odczytu + liczba cyfr na ostatniej pozycji wyświetlacza
V (a)
A (a)
Am (a)
n automatycznie (c) 0,05 % odczytu + 1 cyfra
8.4. Charakterystyka biegu jałowego prądnicy
Pomiary (Im rosnÄ…ce) Pomiary (Im malejÄ…ce)
Lp. U0 Im U0 Im
V mA V mA
1
2
3
4
5
6
7
8
8.5a. Charakterystyka zewnętrzna prądnicy obcowzbudnej
Pomiary Obliczenia
Lp.
U I Im U*
V A mA V
1
2
3
4
5
U* = U0 - Ra Å" I , Ra = 23 &! , U0 = . . . . . V .
8.5b. Charakterystyka zewnętrzna prądnicy bocznikowej
Pomiary Obliczenia
Lp.
U I Im U*
V A mA V
1
2
3
4
5
6
7
8
9
U* = U0 - Ra Å" I , Ra = 23 &! , U0 = . . . . . V .
Dane do wyznaczenia składnika typu B niepewności pomiarów w p. 8.4  8.5
Oznaczenie Rodzaj przyrzÄ…du (a  analogowy, c  cyfrowy)
Zakresy ustawiane
przyrządu i jego niedokładność: (a) klasa; (c) błąd względny
przy pomiarach
lub wielkości odczytu + liczba cyfr na ostatniej pozycji wyświetlacza
V (a)
A (a)
Am (a)