Zespół Napędów Wieloźródłowych

Instytut Maszyn Roboczych Ciężkich PW

Laboratorium Napędów Elektrycznych

Ćwiczenie N1 - Układ napędowy z wolnoobrotowym silnikiem PM

Sprawozdanie

Grupa 3.2

Zespół A

Rok akademicki 2013/2014

Data wykonania ćwiczenia: 14.10.2013

Lista osób:

1. Marta Położyńska

2. Karol Piwowarczyk

3. Arkadiusz Marchewka

4. Piotr Rakoski

5. Adam Łuba

6. Adam Płoszyński

7. Paweł Włodarczyk

8. Hubert Woźniak

9. Piotr Niemczyk

10. Kamil Paprocki

11. Jarosław Romanowski

12. Kalkulator Casio

13. ...

Opis ćwiczenia:

Opracowane graficznie przebiegi wielkości: prędkości obrotowej, momentu napięcia i prądu baterii, zarejestrowanych podczas ćwiczenia laboratoryjnego, odfiltrowanie i wyzerowanie

Przebiegi mocy mechanicznej i elektrycznej, obliczone na podstawie danych zarejestrowanych podczas ćwiczenia

Przebieg chwilowej sprawności układu, obliczony na podstawie uzyskanych przebiegów mocy mechanicznej i elektrycznej

Zagadnienia do samodzielnego opracowania

1. Drugie prawo Newtona - związek pomiędzy momentem a prędkością obrotową

II Zasada dynamiki dla ruchu obrotowego:

gdzie:

M - moment siły (obrotowy)

I - moment bezwładności

ε - przyspieszenie kątowe

podstawiając



oraz

otrzymujemy zależność, że

gdzie:

ω - prędkość kątowa w

n - prędkość obrotowa w

2. W jaki sposób korzystając z metody graficznej można z przebiegu prędkości obrotowej uzyskać przyspieszenie kątowe?

Przyspieszenie kątowe, które charakteryzuje zmianę prędkości kątowej w czasie określamy jako pochodną prędkości kątowej względem czasu. Co za tym idzie, graficznie przyspieszenie kątowe będzie równe współczynnikowi kierunkowemu prostej stycznej w danym punkcie do wykresu prędkości kątowej.

tg α = f'(x)

3. Różnica między momentem bezwładności masowym, momentem bezwładności geometrycznym przekroju i momentem pary sił?

Masowy moment bezwładności jest iloczynem masy ciała i kwadratem odległości od osi obrotu, jego iloczyn oraz iloczyn kwadratu prędkości kątowej równy jest energii kinetycznej obracającego się ciała. Mówi nam o tym jak ciężko wprawić ciało w ruch.

Geometryczny moment bezwładności jest to masowy moment bezwładności podzielony przez gęstość ciała. Opisuje on kształt ciała i rozkład odległości poszczególnych punktów ciała od osi obrotu.

Para sił występuje wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia z bryłą sztywną zamocowaną w jednym punkcie, lub wzdłuż osi. Przyłożenie siły do dowolnego punktu bryły powoduje pojawienie się w punkcie zamocowania siły reakcji więzów, tworzącej wraz z przyłożoną klasyczną parę sił.

4. Dlaczego podczas przyspieszania prędkość obrotowa narasta krzywoliniowo a w fazie jazdy ustalonej i hamowania maleje prostoliniowo?

Prędkość obrotowa narasta krzywoliniowo, ponieważ moment mechaniczny maleje krzywoliniowo, a jak widomo moc jest iloczynem momentu i prędkości obrotowej, jeżeli jedna z wartości spada krzywoliniowo, a wiemy, że wraz ze wzrostem prędkości moc musi wzrosnąć, to prędkość musi narastać szybciej niż spada moment. Prędkość spada prostoliniowo, ponieważ jest to ruch opóźniony jednostajnie

5. Dlaczego w fazie jazdy ustalonej prędkość łagodnie opada?

6. Jaką zależnością matematyczną (w postaci całkowej lub różniczkowej) powiązane są ze sobą moc i energia?

P - moc

E - energia

7. Definicja mocy.

Moc urządzeń elektrycznych wyraża się iloczynem natężenia przepływającego przez nie prądu I i napięcia elektrycznego U, do którego urządzenie jest włączone

Jednostką mocy w układzie SI jest wat (W). Moc jest równa 1 wat, jeśli praca 1 dżula wykonywana jest w czasie 1 sekundy.

Moc mechaniczna to iloczyn momentu i prędkości obrotowej silnika

P=M*w

8. Graficzna interpretacja energii na przebiegach mocy w czasie.

Energia jest całką z mocy w danym czasie, co za tym idzie przedstawia się ona jako pole pod krzywą (wykresem) mocy.

9. Czym różni się całkowita sprawność cyklu od chwilowej?

Wzory

Impuls momentu na początku cyklu wywołany jest zewnętrznym rozruchem, a impuls na końcu - hamulcem ciernym działającym w końcowej fazie hamowania.

Sprawność w fazie rozpędzania i jazdy ustalonej:

Sprawność w fazie hamowania:

- moc mechaniczna

- moc elektryczna

Wnioski:

Przebieg mocy mechanicznej i elektrycznej w funkcji czasu

Przebieg chwilowej sprawności mechanicznej układu podczas przyspieszania

Przebieg chwilowej sprawności mechanicznej układu podczas hamowania

---