POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA W KIELCACH

LABORATORIUM

Z

PODSTAW MIERNICTWA

Badania prądnic prądu stałego i regulatorów napięcia

Grupa laboratoryjna:

Durło Magdalena

Misztal Marta

Pasternak Maria

Bębenek Zbigniew

Dziwosz Arkadiusz

Opoka Tomasz

KIELCE 2010-10-23

Ad.1 Wstęp

Badana prądnica współpracuje z regulatorem. Regulator samoczynnie włącza i odłącza prądnicę od akumulatora, oraz reguluje jej napięcie i prąd. Regulacja napięcia jest dwustopniowa, a regulacja prądu- według charakterystyki, przebiegającej linią opadającą w miarę zwiększania obciążenia prądnicy. Regulator tak reguluje napięcie, wytwarzane przez prądnicę, że jest ono niezależne od jej prędkości obrotowej, temperatury i obciążenia.

Działanie regulatora polega na:

- odłączeniu prądnicy od instalacji elektrycznej, gdy napięcie jest mniejsze od napięcia akumulatora

- utrzymanie wielkości napięcia w określonym zakresie przy zmiennej prędkości obrotowej silnika i prądnicy

- ograniczenie (do określonej wartości) natężenia prądu, pobieranego z prądnicy przez odbiorniki

Ad.2 Wstęp

Prądnica samochodowa zbudowana jest z magnesicy, która składa się z jarzma, biegunów i uzwojenia wzbudzającego, twornika z uzwojeniami i komutatorem, szczotek, tarcz łożyskowych i urządzenia wentylującego.

Zasada działania prądnicy samochodowej nie odbiega od zasad działania samowzbudnej prądnicy bocznikowej. Maszyna ta jest samowzbudną prądnicą prądu stałego z bocznikowym uzwojeniem wzbudzenia.

Jeśli prądnicę obciąży się pewnym natężeniem prądu przy niezmienionej prędkości wirowania twornika jest w stanie jałowym, to napięcie mierzone na jej zaciskach jest niższe. Wynika to z dwóch przyczyn:

- prąd obciążenia powoduje spadek napięcia w uzwojeniu twornika i pod szczotkami: o sumę wartości tych spadków napięcia na zaciskach jest niższe,

- w skutek oddziaływania pola twornika na pole biegunów głównych zmniejsza się czynny strumień w maszynie, co powoduje konieczność zwiększenia wzbudzenia o pewną wartość

Schemat ideowy stanowiska do badania prądnicy

31

Obciążenie

67 51

Akumulator Obciążenie dodatnie

Ad. 3 Zestawienie wyników uzyskanych podczas badania

Pomiar prędkości znamionowej prądnicy

W układzie jak na rys. zewrzeć zaciski 67 i 51 prądnicy i odłączyć akumulator. Zwiększamy stopniowo prędkość obrotową obserwując wskazania woltomierza.

n	0	450	815	1140	1370	1600	1700	1900	2100	2260	2650	2900	3400	3700	4000
U	0	0,18	0,35	0,6	0,8	1,5	4,5	5,5	6,5	7,5	20	24	28	34	40

Charakterystyka mocy

Jest to zależność prądu obciążenia prądnicy od prędkości obrotowej przy stałym napięciu. Przebieg pomiarów rozpoczęliśmy od:

- zwarcia zacisków 51 i 67 oraz 51 i obciążenie

I[A]	-9	-8	-7,5	-7,5	-5	-2,5	0,5	1,8	6,5	2,5	2,5	0
n[obr/min]	2100	900	1600	2000	2050	2400	2700	2850	3100	3700	4000	2500

Wnioski

Napięcie na zaciskach prądnicy początkowo jest niższe niż nominalne (12V) na zaciskach akumulatora. W miarę zwiększania prędkości obrotowej wzrasta napięcie i po osiągnięciu wielkości 12,3 - 13,3 V , cewka napięciowa regulatora wytwarza w uzwojeniach wyłącznika samoczynnego pole magnetyczne. Powoduje ono przyciągnięcie zwory i zwarcie styków wyłącznika samoczynnego (na wykresie dzieje się to przy około 2050 obr/min). Następuje wówczas przepływ prądu z prądnicy do akumulatora i odbiorników. Aby nastąpiło rozłączenie styków prąd zwrotny - płynący z akumulatora do prądnicy - nie może być większy niż 9 A. W miarę zwiększania prędkości obrotowej prądnicy, regulacja napięcia i prądu polega na zmniejszeniu prądu wzbudzenia  poprzez szeregowe włączenie opornika - do uzwojenia wzbudzenia prądnicy. Wskutek zmniejszania siły przyciągania zwory przez działanie malejącego pola magnetycznego, siła sprężyny jest większa i spowoduje rozdzielenie styków wyłącznika samoczynnego. Na wykresie dzieje się to przy około 3200 obr/min. Przez zastosowanie regulacji  z uzwojeniem korekcyjnym uzyskuje się charakterystykę  napięcia prądnicy malejącą wraz ze zwiększeniem prądu ładowania akumulatora.