Politechnika Lubelska w Lublinie |
Laboratorium Napędów Elektrycznych |
---|---|
Ćwiczenie nr 27 | |
Imię i Nazwisko: Jakub Machometa Marcin Łupina Damian Lis Andrzej Wiśniewski |
Semestr: VI |
Temat: Badanie obcowzbudnego silnika prądu stałego sterowanego jednofazowym prostownikiem dwupulsowym w obwodzie twornika | Data wyk.: |
1. Schemat układu pomiarowego.
2. Dane znamionowe maszyn.
Silnik: Prądnica:
Un = 230 V Un = 230 V
In = 6.7 A In =
Iwzb = 0.45 A Iwzb =
n = 1450 obr/min n = 1450 obr/min
Pn = 1.1 kW Pn = 1.2 kW
3. Badanie układu napędowego bez sprzężenia zwrotnego oraz z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego.
U | I | Ut | It | UH | IH | w | Uw | PH | Pw | M |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
V | A | V | A | V | A | rad/s | V | W | W | Nm |
380 | 0,42 | 92 | 0,8 | 120 | 0 | 64,89 | 62 | 0,00 | 40,00 | 0,62 |
0,41 | 86 | 1 | 115 | 0,1 | 59,66 | 57 | 11,50 | 46,98 | 0,79 | |
0,41 | 80 | 1,1 | 100 | 0,2 | 54,43 | 52 | 20,00 | 50,95 | 0,94 | |
0,41 | 68 | 1,3 | 85 | 0,35 | 47,10 | 45 | 29,75 | 56,41 | 1,20 | |
380 | 0,41 | 106 | 0,9 | 145 | 0 | 78,50 | 75 | 0,00 | 46,00 | 0,59 |
0,41 | 88 | 1,2 | 115 | 0,2 | 62,80 | 60 | 23,00 | 61,95 | 0,99 | |
0,41 | 76 | 1,4 | 90 | 0,4 | 52,33 | 50 | 36,00 | 69,90 | 1,34 | |
0,41 | 58 | 1,8 | 70 | 0,7 | 41,87 | 40 | 49,00 | 80,33 | 1,92 | |
0,41 | 48 | 2,3 | 50 | 1 | 31,40 | 30 | 50,00 | 81,75 | 2,60 | |
380 | 0,41 | 126 | 1 | 160 | 0 | 94,20 | 90 | 0,00 | 55,00 | 0,58 |
0,41 | 88 | 1,5 | 120 | 0,45 | 62,80 | 60 | 54,00 | 103,14 | 1,64 | |
0,41 | 68 | 2,1 | 70 | 0,9 | 47,10 | 45 | 63,00 | 105,28 | 2,24 | |
0,41 | 56 | 2,6 | 61 | 1,2 | 36,63 | 35 | 73,20 | 113,90 | 3,11 | |
0,41 | 46 | 3,2 | 47 | 1,7 | 26,17 | 25 | 79,90 | 119,98 | 4,59 | |
380 | 0,41 | 148 | 1 | 200 | 0 | 109,90 | 105 | 0,00 | 57,00 | 0,52 |
0,41 | 130 | 1,3 | 170 | 0,2 | 94,20 | 90 | 34,00 | 80,95 | 0,86 | |
0,41 | 94 | 1,8 | 118 | 0,7 | 78,50 | 75 | 82,60 | 127,93 | 1,63 | |
0,41 | 78 | 2,4 | 92 | 1 | 52,33 | 50 | 92,00 | 130,75 | 2,50 | |
0,41 | 56 | 3,3 | 58 | 1,8 | 36,63 | 35 | 104,40 | 142,95 | 3,90 | |
380 | 0,41 | 88 | 0,8 | 120 | 0 | 62,80 | 60 | 0,00 | 25,00 | 0,40 |
0,41 | 89 | 1,4 | 116 | 0,42 | 62,80 | 60 | 48,72 | 75,72 | 1,21 | |
0,41 | 100 | 2 | 110 | 0,75 | 62,80 | 60 | 82,50 | 111,06 | 1,77 | |
0,41 | 100 | 3 | 107,5 | 1,4 | 62,80 | 60 | 150,50 | 182,15 | 2,90 | |
0,41 | 92 | 5,3 | 92 | 3 | 62,80 | 60 | 276,00 | 315,25 | 5,02 | |
380 | 0,41 | 128 | 1 | 172,5 | 0 | 94,20 | 90 | 0,00 | 47,00 | 0,50 |
0,41 | 128 | 2 | 170 | 0,6 | 94,20 | 90 | 102,00 | 151,85 | 1,61 | |
0,41 | 130 | 3 | 161 | 1,4 | 94,20 | 90 | 225,40 | 279,05 | 2,96 | |
0,41 | 130 | 4 | 152 | 2,1 | 94,20 | 90 | 319,20 | 376,18 | 3,99 | |
0,41 | 130 | 5 | 150 | 2,75 | 94,20 | 90 | 412,50 | 472,56 | 5,02 | |
380 | 0,41 | 168 | 1 | 228 | 0 | 125,60 | 120 | 0,00 | 70,00 | 0,56 |
0,41 | 168 | 1,8 | 225 | 0,5 | 125,60 | 120 | 112,50 | 184,88 | 1,47 | |
0,41 | 168 | 3 | 215 | 1,3 | 125,60 | 120 | 279,50 | 355,68 | 2,83 | |
0,41 | 168 | 4 | 208 | 2,1 | 125,60 | 120 | 436,80 | 516,78 | 4,11 | |
0,41 | 168 | 5,2 | 200 | 2,85 | 125,60 | 120 | 570,00 | 653,54 | 5,20 | |
380 | 0,41 | 146 | 1 | 198 | 0 | 109,90 | 105 | 0,00 | 57,00 | 0,52 |
0,41 | 146 | 1,8 | 190 | 0,55 | 109,90 | 105 | 104,50 | 164,11 | 1,49 | |
0,41 | 146 | 2,8 | 185 | 1,2 | 109,90 | 105 | 222,00 | 284,70 | 2,59 | |
0,41 | 146 | 3,8 | 178 | 2 | 109,90 | 105 | 356,00 | 422,50 | 3,84 | |
0,41 | 146 | 5,2 | 172 | 2,8 | 109,90 | 105 | 481,60 | 551,90 | 5,02 |
Przykładowe obliczenia:
PH = UH⋅IH = 115⋅0,1 = 11,5 W
ΔPobc = IH2⋅RtH = 0,12⋅4.75 = 0,048W
Pw = PH+ΔPo+ΔPobc = 11,5+35+46,98 = 46,98 W
M === 0,79 Nm
UAS
UAR
5. Wnioski.
W ćwiczeniu badaliśmy układu napędowego otwartego i zamkniętego zasilanego powyższym prostownikiem. Regulację obciążenia przeprowadzono dla czterech wartości kąta α. Po wykonaniu obliczeń zostały wykreślone zależności: ω=f(M), η=f(M), λP=f(M). Wzrost momentu (prądu) powoduje spadek prędkości silnika dla układu otwartego. Prędkość obrotowa utrzymuje się na prawie stałym poziomie dla układu zamknietego, a jej przebieg w funkcji momentu na wale wykazuje się dużą sztywnością.
4. Wnioski.
W pierwszej części ćwiczenia zostały przeprowadzone badania wpływu obciążenia prostownika na jego pracę, przy różnych kątach wysterowania tyrystorów. Na podstawie otrzymanych wyników można stwierdzić, że wzrost kąta α powoduje obniżenie napięcia wyprostowanego oraz zmniejsza sztywność charakterystyki zewnętrznej (wzrost prądu powoduje szybszy spadek napięcia). W związku z tym dla dużych kątów α prostownik może być obciążony tylko nieznacznie.
Następnym etapem było badanie układu napędowego otwartego i zamkniętego zasilanego powyższym prostownikiem.
Wzrost momentu (prądu) powoduje spadek prędkości silnika; dla UAS charakterystyki mają kształt hiperboliczny, prędkość maleje dość szybko, szczególnie dla dużych kątów α; przy zastosowaniu UAR następuje znaczne usztywnienie charakterystyk, stają się one ponadto prawie liniami prostymi lekko opadającymi ze wzrostem momentu; podsumowując: UAR zwiększa stabilność pracy silnika, utrzymując prędkość prawie na stałym poziomie właściwie bez względu na kąt wysterowania tyrystorów;
6. Wnioski.
a) W ćwiczeniu badaliśmy prostownik trójfazowy 3- pulsowy, zdejmując jego charakterystyki zewnętrzne dla czterech różnych kątów opóźnienia wysterowania zaworów. Charakterystyki we wszystkich przypadkach mają charakter opadający, z tym że charakterystyka dla największego kąta leżała najwyżej.
b) Następnie badaliśmy zachowanie się i pracę silnika prądu stałego przy zasilaniu go z badanego poprzednio prostownika w układzie otwartym, dla dwóch prędkości = 0,5N i = 0,.
W układzie otwartym, przy zwiększającym się momencie na wale silnika spada.
Sprawność zespołu napędowego rośnie a następnie maleje.
Współczynnik mocy układu narasta od małej wartości ok. = 0,3 wraz ze wzrostem momentu użytecznego na wale silnika.
c) Badania zostały przeprowadzone również dla układu zamkniętego.
Prędkość obrotowa utrzymuje się na prawie stałym poziomie, a jej przebieg w funkcji momentu na wale wykazuje się dużą sztywnością.
.
Współczynnik mocy układu narasta od małej wartości ok. = 0,4 wraz ze wzrostem momentu użytecznego na wale silnika.