Sprawozdanie Cw Nr'

POLITECHNIKA LUBELSKA

w LUBLINIE

Laboratorium Napędów Elektrycznych

Ćwiczenie Nr 27

Imię i Nazwisko:

Szychulec Adam

Skorupski Tomasz

Szkuat Michał

Talarek Mariusz

Semestr

V

Temat ćwiczenia:

Badanie obcowzbudnego silnika prądu stałego sterowanego trójfazowym prostownikiem trójpulsowym w obwodzie twornika.

Data wykonania:

01.03.2012r.

1. Dane znamionowe badanego silnika i prądnicy hamowniczej :

Silnik Prądnica hamownicza

PN=1,1 kW PN=1,5 kW

nN=1450$\frac{\text{obr}}{\min}$ nN=1450$\frac{\text{obr}}{\min}$

UN=220 V U­­N=230 V

IN= 6,7 A IN=5,2 A

If=0,45 A If=0,37 A

...

2.Przebiegi wartości chwilowych przebiegów prądów i napięć zaobserwowane na oscyloskopie.


Zdjęcie 1. Górny przebieg napięcie, dolny przebieg prąd.

3. Badanie układu napędowego bez sprzężenia zwrotnego oraz z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego.

Układ pomiarowy:

Rys.1 Schemat układu pomiarowego

Przykładowe obliczenia:

PH = UH⋅IH = 70⋅0,35= 24,5 W

ΔPobc = IH2⋅RtH = 0,352⋅4.955 = 0,607 W

Pw = PH+ΔPo+ΔPobc = 24,5+19+0,607 = 44,107 W

M === 4.05 Nm

𝜔 = U 𝜔*c 𝜔 =36*1,042=37,512 rad/s

Tabele pomiarów i wyników:

  no L.p Ut It UH IH U𝜔 PH ∆Po ∆Pobc Rth Pw 𝜔 M
[obr/min] - [V] [A] [V] [V] [V] [W] [W] [W] [Ω] [W] [rad/s] [Nm]
UAS 500 1 75 0,7 90 0 50 0 26 0,000 4,955 26,000 52,100 0,499
2 60 1,15 70 0,35 36 24,5 19 0,607 4,955 44,107 37,512 1,176
3 50 1,2 55 0,5 32 27,5 16 1,238 4,950 44,738 33,344 1,342
4 42 1,8 75 0,8 27 60 14 3,146 4,915 77,146 28,134 2,742
5 42 2,1 40 1 24 40 12 4,900 4,900 56,900 25,008 2,275
6 40 2,4 35 1,5 22 52,5 10 10,935 4,860 73,435 22,924 3,203
7 40 3,2 30 2 22 60 10 19,160 4,790 89,160 22,924 3,889
8 40 2,41 25 2,7 20 67,5 9 34,628 4,750 111,128 20,840 5,332
9 40 4,8 22 3 19 66 9 42,660 4,740 117,660 19,798 5,943
800 1 117 0,9 145 0 80 0 45 0,000 4,955 45,000 83,360 0,540
2 80 1,6 95 0,5 52 47,5 28 1,238 4,950 76,738 54,184 1,416
3 75 1,8 85 0,6 48 51 25 1,778 4,940 77,778 50,016 1,555
4 68 1,9 75 0,8 44 60 23 3,155 4,930 86,155 45,848 1,879
5 60 2,2 64 1 36 64 19 4,900 4,900 87,900 37,512 2,343
6 60 2,8 60 1,5 36 90 19 10,935 4,860 119,935 37,512 3,197
7 58 4 45 2,5 32 112,5 16 29,656 4,745 158,156 33,344 4,743
8 55 4,7 40 3 30 120 15 42,660 4,740 177,660 31,260 5,683
9 55 5,4 33 3,5 28 115,5 14 57,881 4,725 187,381 29,176 6,422
10 55 6,2 30 4 26 120 13 75,584 4,724 208,584 27,092 7,699
1100 1 160 1 200 0 110 0 69 0,000 4,955 69,000 114,620 0,602
2 120 1,6 140 0,5 80 70 45 1,238 4,950 116,238 83,360 1,394
3 108 1,8 125 0,7 72 87,5 40 2,401 4,900 129,901 75,024 1,731
4 95 2,2 105 1 62 105 34 4,900 4,900 143,900 64,604 2,227
5 85 2,6 90 1,3 52 117 28 8,239 4,875 153,239 54,184 2,828
6 80 3 80 1,5 48 120 25 10,935 4,860 155,935 50,016 3,118
7 80 3,5 75 2 48 150 25 19,160 4,790 194,160 50,016 3,882
8 78 4,1 70 2,5 46 175 24 29,656 4,745 228,656 47,932 4,770
9 77 4,8 65 3 44 195 23 42,660 4,740 260,660 45,848 5,685
10 76 5,5 60 3,5 42 210 21 57,881 4,725 288,881 43,764 6,601
UAS - zwarty dławik 1100 1 160 1 200 0 110 0 69 0,000 4,955 69,000 114,620 0,602
2 102 1,9 120 0,8 68 96 39 3,155 4,930 138,155 70,856 1,950
3 92 2,2 105 1 60 105 32 4,900 4,900 141,900 62,520 2,270
4 75 2,8 77 1,5 48 115,5 25 10,935 4,860 151,435 50,016 3,028
5 60 3,4 57 2 36 114 19 19,160 4,790 152,160 37,512 4,056
6 57 3,6 50 2,2 32 110 16 23,159 4,785 149,159 33,344 4,473

Tabela 1. Wyniki pomiarów i obliczeń dla otwartego układu napędowego.


  no L.p Ut It UH IH U𝜔 PH ∆Po ∆Pobc Rth Pw 𝜔 M
[obr/min] - [V] [A] [V] [V] [V] [W] [W] [W] [Ω] [W] [rad/s] [Nm]
UAR 500 1 73 0,8 90 0 50 0 26 0,000 4,955 26,000 52,100 0,499
2 73 1,6 83 0,7 48 58,1 25 2,401 4,900 85,501 50,016 1,709
3 74 2 83 1 48 83 25 4,900 4,900 112,900 50,016 2,257
4 76 2,8 80 1,5 48 120 25 10,935 4,860 155,935 50,016 3,118
5 79 3,4 77 2 48 154 25 19,160 4,790 198,160 50,016 3,962
6 80 4 75 2,5 48 187,5 25 29,656 4,745 242,156 50,016 4,842
7 80 4,8 70 3 48 210 25 42,660 4,740 277,660 50,016 5,551
8 80 5,6 65 3,5 46 227,5 24 57,881 4,725 309,381 47,932 6,455
9 84 5,8 65 3,75 46 243,75 24 66,305 4,715 334,055 47,932 6,969
800 1 113 0,9 143 0 80 0 45 0,000 4,955 45,000 83,360 0,540
2 117 1,4 140 0,5 80 70 45 1,238 4,950 116,238 83,360 1,394
3 117 2 140 0,8 80 112 45 3,146 4,915 160,146 83,360 1,921
4 118 2,3 135 1 80 135 45 4,900 4,900 184,900 83,360 2,218
5 118 2,9 130 1,5 78 195 44 10,935 4,860 249,935 81,276 3,075
6 120 3,4 130 2 78 260 44 19,160 4,790 323,160 81,276 3,976
7 122 4,2 125 2,5 78 312,5 44 29,656 4,745 386,156 81,276 4,751
8 123 4,8 122 3 78 366 44 42,660 4,740 452,660 81,276 5,569
9 124 5,6 119 3,5 78 416,5 44 57,881 4,725 518,381 81,276 6,378
10 125 6,2 115 4 78 460 44 75,440 4,715 579,440 81,276 7,129
1100 1 157 1 198 0 110 0 69 0,000 4,955 69,000 114,620 0,602
2 160 2 190 0,7 108 133 68 2,401 4,900 203,401 112,536 1,807
3 160 2,4 185 1 108 185 68 4,900 4,900 257,900 112,536 2,292
4 160 3 184 1,5 108 276 68 10,935 4,860 354,935 112,536 3,154
5 160 3,6 178 2 108 356 68 19,160 4,790 443,160 112,536 3,938
6 162 4,2 175 2,5 108 437,5 68 29,656 4,745 535,156 112,536 4,755
7 164 4,8 173 3 108 519 68 42,660 4,740 629,660 112,536 5,595
8 166 5,5 170 3,5 108 595 68 57,881 4,725 720,881 112,536 6,406
9 168 6 165 3,9 108 643,5 68 71,791 4,720 783,291 112,536 6,960

Tabela 2. Wyniki pomiarów i obliczeń dla zamkniętego układu napędowego.

Względny spadek prędkości kątowej(no 500 obr/min):

ΔΩ = = = 8% → dla UAR

ΔΩ == 62 % → dla UAS

Względny spadek prędkości kątowej(no 800 obr/min):

ΔΩ = = = 2.5 % → dla UAR

ΔΩ == 67,5 % → dla UAS

Względny spadek prędkości kątowej(no 1100 obr/min):

ΔΩ = = = 1.8 % → dla UAR

ΔΩ == 61,8 % → dla UAS

ΔΩ == 70,9 % → dla UAS (zwarty dławik)

gdzie ωn jest prędkością kątową przy znamionowym obciążeniu (dla UAS nie udało się uzyskać znamionowego obciążenia - do obliczeń została wzięta prędkość otrzymana przy największym ze zmierzonych prądzie twornika)

Charakterystyki wyznaczone na podstawie pomiarów i obliczeń:


Wykres 1. Zależność prędkości kątowej od momentu na wale dla różnych nastaw prędkości początkowej (w stanie jałowym).


Wykres 2. Porównanie charakterystyk prędkości kątowej od momentu na wale dla układu otwartego przy nastawionej prędkości 1100 obr/min z dławikiem w oraz bez.

4. Wnioski:

W ćwiczeniu badaliśmy obcowzbudny silnik prądu stałego zasilany z sieci trójfazowej poprzez trójpulsowym prostownik napięcia. Podczas nastawiania odpowiedniej prędkości silnika w stanie znamionowym, obserwowaliśmy na oscyloskopie zmianę kątów wysterowania tyrystorów a także przebieg prądu przy tych zmianach. Badaliśmy układ dla 3 prędkości początkowych (w stanie jałowym) 500, 800 i 1100 [obr/min] przy otwartej i przy zamkniętej pętli zwrotnej. Dla układu otwartego przy no=1100 obr/min badaliśmy także jak zachowuje się układ w przypadku zwarcia dławika. Z wyznaczonych przeze mnie charakterystyk oraz obliczonego względnego spadku prędkości, wyraźnie widać że w przypadku układu otwartego prędkość kątowa przy zwiększaniu momentu na wale spada początkowo bardzo szybko potem trochę wolniej (ma kształt hiperboliczny) spadki względne wahają się w granicach 60% do 70%. Dla układu otwartego są to wartości 8% przy no=500 obr/min a dla pozostałych przypadków w okolicach 2%. Wyniki te potwierdzają skuteczność działania obwodu automatycznej stabilizacji prędkości kątowej wału maszyny. Z porównania charakterystyk układu z dławikiem oraz bez widzimy iż w przypadku braku dławika w układzie prędkość kątowa spada szybciej niż w przypadku układu z dławikiem. Podsumowując w badanym ćwiczeniu poznaliśmy zalety obwodu automatycznej stabilizacji prędkości kątowej wału maszyny, oraz zbadaliśmy wpływ dławika na przebiegi charakterystyk mechanicznych silnika obcowzbudnego prądu stałego.


Wyszukiwarka