ET-DI-2 / L02 Rzeszów, 5.11.2014
Krzysztof Madej
Mateusz Kurtyka
Witold Malikowski
Wojciech Kliś
Sprawozdanie z laboratorium MEMS i mikronapędy
Temat: Badanie silnika skokowego reluktacyjnego
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową silnika reluktancyjnego, sposobem sterowania oraz wyznaczeniem jego charakterystyk dynamicznych. Silnik skokowy reluktancyjny z uwagi na swą budowę najczęściej zasilany jest unipolarne. Najprostszym sposobem jego sterowania jest sterowanie napięciowe. W takim przypadku napięcie zasilające jest podawane na poszczególne pasma bez żadnych ograniczeń. Daje to dobre rezultaty w zakresie stosunkowo małych częstotliwości pracy. Wraz ze wzrostem częstotliwości taktowania prądy w poszczególnych nie osiągają już wartości ustalonych. Tym samym prowadzi to ograniczenia wartości wytwarzanego momentu a w konsekwencji do zatrzymania silnika. Jedną z metod zapobiegania temu problemowi jest stosowanie tzw. forsowanie wzbudzenia. Polega ono na zwiększeniu wartości napięcia zasilającego przy jednoczesnym dołączeniu dodatkowej rezystancji Rd ograniczającej wartość prądu do wartości znamionowej.
Schemat układu:
Parametry znamionowe silnika: UN=15V; iN=4A
Układ sterowania silnika zbudowanego w oparciu o układ mikroprocesora 8-bitowego.Umożliwia ona płyną zmianę częstotliwości podawanych impulsów, zmianę kierunku wirowania oraz komutowanie uzwojeń w sekwencji 1/4 , 1/2, 3/8.
Wyznaczenie zależności częstotliwości granicznej fg=f(TL) oraz rozruchowej fl=f(TL)
Moment obciążenia (TL) obliczamy z:
,TL = F x r = mgr
Gdzie: r=0.1m
m-masa obciążników [kg]
g-przyśpieszenie ziemskie - 9,81[m/s2]
Tabela pomiarowa:
Komutacja | Obciążenie [kg] | Częstotliwość rozruchu [Hz] | Częstotliwość graniczna [Hz] | Moment obciążenia |
---|---|---|---|---|
1\4 | - | 51 | 190 | |
0,05 | 47 | 140 | 0,04905 | |
0,1 | 43 | 110 | 0,0981 | |
0,2 | 42 | 84 | 0,1962 | |
0,3 | 38 | 65 | 0,2943 | |
0,5 | 32 | 47 | 0,4905 | |
0,6 | 28 | 40 | 0,5886 | |
0,8 | 23 | 32 | 0,7848 | |
3\8 | - | 130 | 490 | |
0,05 | 1225 | 421 | 0,04905 | |
0,1 | 117 | 360 | 0,0981 | |
0,2 | 108 | 290 | 0,1962 | |
0,3 | 104 | 225 | 0,2943 | |
0,5 | 99 | 160 | 0,4905 | |
0,6 | 94 | 127 | 0,5886 | |
0,8 | 86 | 106 | 0,7848 | |
1\2 | - | 65 | 282 | |
0,05 | 63 | 226 | 0,04905 | |
0,1 | 60 | 187 | 0,0981 | |
0,2 | 55 | 142 | 0,1962 | |
0,3 | 55 | 114 | 0,2943 | |
0,5 | 52 | 84 | 0,4905 | |
0,6 | 48 | 76 | 0,5886 | |
0,8 | 46 | 62 | 0,7848 | |
1\4 przy zmienionych warnunkach zasilania | - | 54 | 194 | |
0,05 | 52 | 173 | 0,04905 | |
0,1 | 46 | 142 | 0,0981 | |
0,2 | 44 | 93 | 0,1962 | |
0,3 | 41 | 86 | 0,2943 | |
0,5 | 37 | 55 | 0,4905 | |
0,6 | 32 | 50 | 0,5886 | |
0,8 | 28 | 34 | 0,7848 |
Charakterystyki:
Komutacja ¼
Obserwacja przebiegów czasowych na oscyloskopie:
Dla komutacji: 1/4
Dla komutacji: 3/8
Dla komutacji: 1/2 Dla częstotliwości rezonansowej:
Po wykonaniu na podstawie uzyskanych wyników można zauważyć że silnik przy komutacji ¼ pracuje przy najniższych wartościach częstotliwości rozruchowej i granicznej. Przy komutacji ½ częstotliwości są wyższe, zaś najwyższe częstotliwości rozruchu i graniczą silnik osiąga przy 3/8.
Na podstawie otrzymanych charakterystyk można zaobserwować jak zmieniają się częstotliwości graniczne i rozruchu dla zmian momentu obciążenia silnik, to jest dla zwiększającego się obciążenia częstotliwości pracy silnika zmniejszają się.
W drugiej części ćwiczenia zwiększyliśmy napięcie zasilania oraz dołączyliśmy dodatkową rezystancję, co spowodowało że uzyskaliśmy wyższe częstotliwości graniczne i rozruchu dla komutacji ¼ niż przy zasilaniu 12V. Natomiast zachowanie się układu jak i przebiegi układu nie uległy znaczącej zmianie.