Zakład Systemów Informatycznych i Trakcyjnych w Transporcie

Laboratorium Elektrotechniki

Ćwiczenie numer 8

Badanie maszyn prądu stałego.

Rok II

Grupa LTS

Zespół 8

1. Katarzyna Rykała

2. Jan Seneńko

3. Krzysztof Łakomiec

Data wykonania ćwiczenia

28.02.2011

Wstęp

Laboratorium miało na celu zapoznanie nas z maszynami prądu stałego - ich budową i działaniem oraz po wykonaniu pomiarów wyznaczeniem ich charakterystyk. Pierwsza część ćwiczenia dotyczyła silnika bocznikowego, natomiast w drugiej części badaliśmy prądnice obcowzbudną.

Przebieg ćwiczenia

1. Badanie silnika bocznikowego.

1.1 Charakterystyka biegu jałowego.

Lp.	Pomiary
		U	I	Im	n
		V	mA	mA	obr/min
1	230	180	155	1705
2	230	200	145	1746
3	230	200	140	1776
4	230	200	130	1812
5	230	220	120	1886
6	230	225	105	1976
7	230	240	100	2059

Charakterystyka: n = f(Im)

Powyższy wykres pokazuje nam, że wraz ze zwiększającym się prądem wzbudzenia Im (którego wartość zmieniała się w zależności od wartości rezystancji) ilość obrotów, silnika bocznikowego przypadających na jedną minutę jest coraz mniejsza. Charakterystyka ta dotyczy biegu jałowego.

1.2 Charakterystyka obciążeniowa.

Lp.	Pomiary				Obliczenia
		U	I	Im	n		n*
		V	mA	mA	obr/min		obr/min
1	230	180	160	1700		1670
2	230	180	158	1699		1699
3	230	200	155	1696		1663
4	230	300	155	1681		1632
5	230	460	154	1653		1579
6	230	740	154	1608		1492
7	230	1160	154	1548		1372

Na wykresie widać że wyniki uzyskane w praktyce podczas badania znacznie różnią się od tych otrzymanych teoretycznie, które są znacznie wyższe od wartości rzeczywistych.

1.3. Charakterystyka regulacyjna silnika przy stałej prędkości.

Lp.		Pomiary
		U	I	Im	n
		V	mA	mA	obr/min
1	230	180	155	1717
2	230	220	150	1717
3	230	500	148	1717
4	230	1080	122	1717

Charakterystyka: Im = f(I):

Charakterystyka ta informuje nas, jak należy zmieniać prąd wzbudzenia, aby przy zmieniającym się obciążeniu prędkość obrotowa pozostała na tym samym poziomie. Z powyższego wykresu wynika, ze wraz ze wzrostem prądu I wartość prądu wzbudzenia Im maleje. Czyli aby utrzymywać stałą prędkość obrotową przy zwiększaniu obciążenia należy zmniejszać wartość prądu wzbudzenia.

2. Badanie prądnicy obcowzbudnej i bocznikowej.

2.1 Charakterystyka biegu jałowego prądnicy.

Lp.	Pomiary ( Im rosnące)		Pomiary (Im malejące)
		U0	Im	U0	Im
		V	mA	V	mA
1	20	0	131	104
2	85	65	124	100
3	92	73	126	100
4	100	80	123	96
5	107	95	117	94
6	115	97	111	80
7	124	100	105	72
8	131	104	98	67

Charakterystyki: U₀ = f(Im)

Powyższe wykresy dotyczące charakterystyki biegu jałowego prądnicy pokazują nam zależność między prądem wzbudzenia a napięciem. Łatwo można zauważyć jak zmienia się wartość napięcia w momencie gdy zmieniamy wartość prądu wzbudzania zarówno w czasie jego zwiększania jak i zmniejszania. W obydwu przypadkach pomiary są podobne, ale nie są identyczne.

2.2a Charakterystyka zewnętrzna prądnicy obcowzbudnej.

Lp.	Pomiary			Obliczenia
		U	I	Im	U*
		V	mA	mA	V
1	210	0	190	210
2	195	700	190	178,9
3	180	1300	190	150,1
4	165	1800	190	123,6
5	150	2200	190	99,4

Na wykresie widać że wartości napięcia U* są niższe od wartości uzyskanych podczas pomiaru (U), jednak zarówno U* jak i U wraz ze wzrostem natężenia I maleją prawie liniowo.

2.2b Charakterystyka zewnętrzna prądnicy bocznikowej.

Lp.	Pomiary			Obliczenia
		U	I	Im	U*
		V	mA	mA	V
1	205	0	200	205
2	180	650	170	165,05
3	145	1100	140	119,7
4	95	1450	90	61,65
5	160	600	150	146,2
6	140	1000	130	117

Na wykresie widać że wartości napięcia U* są niższe od wartości uzyskanych podczas pomiaru (U), jednak zarówno U* jak i U wraz ze wzrostem natężenia I maleją prawie liniowo.

Wnioski

Przeprowadzone ćwiczenie pozwoliło nam w poznać działanie dwóch maszyn prądu stałego: silnika i prądnicy. Po przeanalizowaniu pomiarów widać zależności w pewnym stopniu oczywiste. Stwierdzamy iż jesteśmy w stanie kontrolować zarówno silnik jak i prądnice. Można to wykonać za pomocą regulacji wartości prądu wzbudzania oraz rezystancji dołączanej skokowo do układu. Regulować możemy ilość wykonywanych obrotów przez silnik przypadających na czas jednej minuty. Oprócz tego mamy wpływ na wartość napięcia prądnicy oraz istnieje możliwość utrzymania stałej prędkości silnika. Dodatkowo z przedstawionych przez nas charakterystyk możemy odczytać wiele zależności, które opisaliśmy dokładniej pod każdym z wykresów.

---