Sprawozdanie z ćwiczeń:

M1 - Badanie maszyn prądu stałego: silnika bocznikowego i prądnicy obcowzbudnej

E1 - Zasilacze: prostowniki, prostowniki sterowane, stabilizatory

Zespół wykonujący ćwiczenie:

1. Paweł Maciąg

2. Ewa Mielecka

3. Daniel Niś

4. Ewa Ładyżyńska

5. Kamil Paszko

6. Bartosz Kurowski

Wydział SiMR

Rok akademicki 2011/2012

Semestr III

Grupa 2.3

Część 1: M1 - Badanie maszyn prądu stałego

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie: budowy, zasady działania i charakterystyk maszyn prądu stałego przy pracy prądnicowej lub silnikowej oraz wyznaczenie ich charakterystyk poprzez pomiary w stanie biegu jałowego i obciążenia

2. Badanie silnika bocznikowego prądu stałego:

1. Wyznaczanie charakterystyki w stanie biegu jałowego.

n = f(I_fs)

M ≈ 0

I₂ = I_fs - prąd wzbudzania silnika

n -obroty silnika

I2 = Ifs	A	0,21	0,23	0,29	0,38	0,435	0,57	0,7
n	obr / min	2000	1940	1700	1520	1420	1300	1220

Wnioski:

Charakterystyka biegu jałowego silnika bocznikowego dąży w nieskończoności, malejąc, do określonej wartości (około 1100 obr / min).

2. Wyznaczanie charakterystyki obciążenia silnika (mechanicznej, prędkości obrotowej) przy stałej wartości prądu wzbudzania

I_fs - prąd wzbudzania

I_fs = 0,5 [A] = constans

M - moment napędowy na wirniku, n - obroty silnika

n = f(M)

Lp.	Pomiary							obliczenia				wyniki
-	n [obr / min]	U1=Uz [V]	U3=U0 [V]	I1=Is [A]	I3 = I0 [A]	I2 = Ifs [A]	U4 = Uf [V]	UzIs [W]	RtwpIo^2 [W]	UfIfs [W]	Pfe [W]	Ps [W]	Po [W]	P2 [W]	M [Nm]	η [%]
1	1350	260	230	1	0	0	0	260	0	0	2,6	292,6	0	32,6	0,22	0
2	1220	240	250	1,1	0	0,5	170	264	0	85	3	382	0	118	0,92	0
3	940	200	180	4,9	3,9	0,5	175	980	136,89	87,5	2	1236,39	702	958,39	9,71	56,77
4	1000	200	190	3,5	2,4	0,5	175	700	51,84	87,5	2	871,34	456	627,34	5,97	52,33
5	1020	208	200	3	2	0,5	175	624	36	87,5	2,3	779,8	400	555,8	5,18	51,29
6	1040	212	210	2,6	1,5	0,5	175	551,2	20,25	87,5	2,5	691,45	315	455,25	4,16	45,55

Rtwp - rezystancja twornika				Rtwp =9	[Ω]
ΔPm - straty mechaniczne w prądnicy				ΔPm =30	[W]
RtwpIo^2- strata mocy w tworniku prądnicy
UfIfs - strata mocy w obwodzie wzbudzania prądnicy
Pfe - straty magnetyczne w prądnicy
Po = UoIo - moc pobrana z prądnicy wydzielona na rezystorze Ro
Ps = UzIs + RtwpIo^2 + UfIfs + ΔPm +Pfe
P2 = UoIo + RtwpIo^2 + UfIfs + ΔPm +Pfe
M = P2 /(0,105 n)
η = (Po / Ps) x 100%

Pierwszy pomiar został wykonany w celu wyznaczenia magnetyzmu szczątkowego silnika U₃ przy otwartch włącznikach W₂ i W₃. Przy drugim pomiarze zamknięto W₂ przez co włączyło się wzbudzanie prądnicy i do badanych wartości dołączyło napięcie i prąd wzbudzania prądnicy U_f i I_fs. Następne pomiary wykonane zostały przy zamkniętym wyłączniku W₃, czyli przy obciążonej prądnicy rezystancją R₀.

3. Badanie prądnicy obcowzbudnej prądu stałego:

3.1 Wyznaczenie charakterystyki biegu jałowego.

n - obroty silnika

E - SEM prądnicy

I_fp - prąd wzbudzania prądnicy

n = constans

E = f(I_fp)

n = 1200 [obr / min]	I4 = Ifp [A]	0	3,4	4	4,7	5,4	6
		U3 = E0 [V]	Eszcz = 10	205	225	240	245	250

3.2 Wyznaczenie charakterystyki zewnętrznej.

n = constans - obroty silnika

I_fp = constans - prąd wzbudzania prądnicy

I₃ = I₀ - prąd prądnicy

U₃ = U₀ - napięcie na prądnicy

P₀ - moc prądnicy

Parametry: n = 1200 [obr / min] Ifp = 0.5 [A]
I3 = I0 [A]	0	1,7	2	2,6	3,1	3,9	4,6
U3 = U0 [V]	230	230	260	270	220	250	230
P0 [W]	0	391	520	702	682	975	1058

Data wykonania ćwiczenia: 21.12.2011r.

Zespół wykonujący ćwiczenie:

1. Paweł Maciąg

2. Ewa Ładyżyńska - Kozdraś

3. Bartosz Kurowski

4. Kamil Paszko

5. Daniel Niś

6. Ewa Mielecka

1. Cel i zakres ćwiczenia

Ćwiczenie ma na celu poznanie zasad działania i wielkości charakteryzujących:

-Prostowniki: (prostowanie jest to proces, w wyniku którego z przebiegu mającego wartości dodatnie i ujemne otrzymuje się przebieg przybierający wartości tylko jednego znaku);

-prostowniki sterowane: (posiadają możliwość regulacji prądu i napięcia wyprostowanego przez zmianę kąta otwarcia - przewodzenia - prostownika);

-stabilizatory: (uniezależniają-w ograniczonym zakresie-napięcie lub prąd od wahań napięcia zasilającego i prądu obciążenia).

2. Pomiary

Pomiary mają na celu wyznaczenie charakterystyk wybranych prostowników jako podzespołów zasilaczy. Poniżej zamieszczono blokowe schematy oraz tabele pomiarowe.

2.1. Prostowniki niesterowane

Pomiary prostowania jedno i dwupołówkowego z obciążeniem rezystancyjnym i rezystancyjno-pojemnościowym (RC w układzie równoległym). Blokowy schemat pomiarowy przedstawiono na rysunku 1.

Wnioski:

Na obciążeniu rezystancyjno - pojemnościowy jest znacznie większe napięcie średnie i nieco mniej, ale wyraźnie większe napięcie skuteczne w stosunku do napięcia na obciążeniu wyłącznie rezystancyjnym. Spowodowane jest to akumulacją energii przez kondensator i rozładowywaniu się w momencie zablokowania przepływu prądu zasilającego. Na odbiorniku obserwujemy nieznaczne zwiększenie napięcia maksymalnego i skutecznego. Spowodowane także działaniem kondensatora: w momencie zmiany znaku napięcia i zablokowania w związku z tym przepływu prądu przez prostownik jednopołówkowy, rozładowuje się, zasilając odbiornik i łagodząc zmiany napięcia na odbiorniku. Przy obciążeniu rezystancyjno - pojemnościowym rośnie także wartość prądu, nawet dwukrotnie.

Przy prostowaniu dwupołówkowym obserwujemy podwojenie wartości napiecia średniego i zwiększenie skutecznego na obciążeniu rezystancyjnym. Spowodowane jest to tym, że prostownik dwupołówkowy w przeciwieństwie do jednopołówkowego wykorzystuje obie połówki sinusoidy napięcia. To samo dzieje się ze zmierzonym prądem. Dołączenie obciążenia pojemnościowego zwiększa dodatkowo te wartości, dzięki łagodzeniu przebiegu zmian napięcia.

---