Politechnika Lubelska |
Laboratorium Napędu Elektrycznego |
|||
w Lublinie |
Ćwiczenie Nr 20 |
|||
Wykonali: Grzegorz Garbacki Tomasz Bator Michał Kozina |
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: 20.03.1998r |
Ocena
|
Schemat układu pomiarowego:
Dane znamionowe elementów układu:
Prądnica: Silnik:
IN = 6,25 A IN = 6,25 A
PN = 1,1 kW PN = 1,1 kW
n = 1450 obr/min n = 1450 obr/min
IW = 0,29 A IW = 0,29 A
UN = 220 V UN = 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:
PH = IH⋅UH = 215V*0,5A = 107,5W
ΣΔPH = ΔPo + ΔPobc = 111W+ 1,4W = 112,4
ΔPobc = Ih2⋅RTH = (0,5A)2*5,6Ω = 1,4W
M = [PH+ΣΔPH]/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 IN oraz 0,5 IN.
Przebiegi napięcia UM zdjęte z oscyloskopu
Us = 0,8V Uω = 80V Us = 4V Uω = 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 im znacznie odbiega od przebiegów przedstawionych w skrypcie więc nie umieszczałem go w sprawozdaniu).