Laboratorium Podstaw Elektroniki

Nr ćwiczenia 5

Temat ćwiczenia: Energoelektronika – układy prądu stałego

Nazwisko i Imię prowadzącego kurs: Dr inż. Krzysztof Tomczuk

Wykonawcy Imię i Nazwisko:	Przemysław Wojciechowski, Karolina Żegiestowska, Paulina Kolago
Termin zajęć: dzień tygodnia, godzina	27.10.2011, czwartek TN, 11.15
Numer grupy ćwiczeniowej	D
Data oddania sprawozdania:
Ocena końcowa

Zatwierdzam wyniki pomiarów.

Data i podpis prowadzącego zajęcia ............................................................

Adnotacje dotyczące wymaganych poprawek oraz daty otrzymania poprawionego sprawozdania

I Cel ćwiczenia

Dla częstotliwości sygnału sterowania: 10Hz, 100Hz, 1kHz, 10kHz, 100kHz, wykonać pomiary zależności prędkości kątowej wentylatora od współczynnika wypełnienia, a także wykonać pomiar mocy dostarczonej do wentylatora w zależności od D. Wykonać wykresy dla każdej zależności. Wyznaczyć, dla której częstotliwości proces jest optymalny.

II Schemat pomiarowy

III Wyniki pomiarów

Dla częstotliwości sygnału 10 Hz

D mierzone	D prawdziwe	Amplituda /V	I/A	U/V	P/W	ω/Hz
100%	0%	12,2	0,04	11,9	0,476	0
95%	5%	12,2	0,06	11,9	0,714	8,3
90%	10%	12,2	0,09	11,9	1,071	19,9
80%	20%	12,2	0,3	11,9	3,57	51,6
70%	30%	12,2	0,7	11,9	8,33	75,19
60%	40%	12,2	0,9	11,9	10,71	88
50%	50%	12,2	1,2	11,9	14,28	99
40%	60%	12,2	1,4	11,9	16,66	110
30%	70%	12,2	1,6	11,9	19,04	117
20%	80%	12,2	1,9	11,9	22,61	126

Moc została obliczona ze wzoru:

P = U * I

Przykładowe obliczenie mocy dla I = 0,04 A; U = 11,9 V

P = 0, 04 * 11, 9 = 0, 476 W

Wykres zależności współczynnika wypełnienia D od mocy:

Wykres zależności współczynnika wypełnienia D od prędkości kątowej:

Dla częstotliwości sygnału 100 Hz

D mierzone	D prawdziwe	Amplituda /V	I/A	U/V	P/W	ω/Hz
100%	0%	12,2	0,04	11,9	0,476	0
95%	5%	12,2	0,06	11,9	0,714	7,1
90%	10%	12,2	0,09	11,9	1,071	17,5
80%	20%	12,2	0,2	11,9	2,38	39,06
70%	30%	12,2	0,36	11,9	4,284	59,5
60%	40%	12,2	0,6	11,9	7,14	78,7
50%	50%	12,2	0,9	11,9	10,71	95
40%	60%	12,2	1,28	11,9	15,232	110
30%	70%	12,2	1,65	11,9	19,635	123
20%	80%	12,2	2,08	11,9	24,752	135

Wykres zależności współczynnika wypełnienia D od mocy:

Wykres zależności współczynnika wypełnienia D od prędkości kątowej:

Dla częstotliwości sygnału 1 kHz

D mierzone	D prawdziwe	Amplituda /V	I/A	U/V	P/W	ω/Hz
100%	0%	12,2	0,04	11,9	0,476	0
95%	5%	12,2	0,07	11,9	0,833	6,6
90%	10%	12,2	0,1	11,9	1,19	16,8
80%	20%	12,2	0,2	11,9	2,38	38,4
70%	30%	12,2	0,36	11,9	4,284	59,3
60%	40%	12,2	0,6	11,9	7,14	78,1
50%	50%	12,2	0,9	11,9	10,71	95
40%	60%	12,2	1,2	11,9	14,28	110
30%	70%	12,2	1,6	11,9	19,04	123,5
20%	80%	12,2	2,04	11,9	24,276	136

Wykres zależności współczynnika wypełnienia D od mocy:

Wykres zależności współczynnika wypełnienia D od prędkości kątowej:

Dla częstotliwości sygnału 10 kHz

D mierzone	D prawdziwe	Amplituda /V	I/A	U/V	P/W	ω/Hz
100%	0%	12,2	0,04	11,9	0,476	0
90%	10%	12,2	0,09	11,9	1,071	14
80%	20%	12,2	0,18	11,9	2,142	35
70%	30%	12,2	0,34	11,9	4,046	56
60%	40%	12,2	0,55	11,9	6,545	75
50%	50%	12,2	0,82	11,9	9,758	92
40%	60%	12,2	1,15	11,9	13,685	108
30%	70%	12,2	1,52	11,9	18,088	120
20%	80%	12,2	1,95	11,9	23,205	135
10%	90%	12,2	2,38	11,9	28,322	142

Wykres zależności współczynnika wypełnienia D od mocy:

Wykres zależności współczynnika wypełnienia D od prędkości kątowej:

Dla częstotliwości sygnału 100 kHz

D mierzone	D prawdziwe	Amplituda /V	I/A	U/V	P/W	ω/Hz
100%	0%	12,2	0,04	11,9	0,476	0
90%	10%	12,2	0,04	11,9	0,476	0
80%	20%	12,2	0,04	11,9	0,476	0
70%	30%	12,2	0,11	11,9	1,309	19,2
60%	40%	12,2	0,2	11,9	2,38	36
50%	50%	12,2	0,32	11,9	3,808	53
40%	60%	12,2	0,53	11,9	6,307	74,6
30%	70%	12,2	0,76	11,9	9,044	89
20%	80%	12,2	1,1	11,9	13,09	106
10%	90%	12,2	1,38	11,9	16,422	116,2

Wykres zależności współczynnika wypełnienia D od mocy:

Wykres zależności współczynnika wypełnienia D od prędkości kątowej:

IV Wnioski

Z obserwacji przeprowadzonych podczas ćwiczenia wynika, że wentylator przy częstotliwości 10Hz pracował niestabilnie, wartości na oscyloskopie były niedokładne i często się zmieniały, ale wentylator pracował przy najniższym współczynniku wypełnienia D w stosunku do pozostałych częstotliwości. Proces przy częstotliwości 100Hz przebiegał stabilnie, wartości były dokładniejsze, słychać było jednolitą pracę wentylatora bez buczenia. To samo można napisać o częstotliwości 1kHz. Przy 10kHz wentylator pracował gorzej, niejednolicie, wolniej. Przy 100kHz praca wentylatora była najgorsza, do 30% współczynnika wypełnienia jego prędkość wynosiła 0, a później pracował niestabilnie i wolno. Z powyższych obserwacji wynika, że proces był optymalny dla częstotliwości 100Hz i 1kHz – co potwierdzają pomiary, gdyż dla obu częstotliwości są niemal identyczne.