POLITECHNIKA LUBELSKA

WYDZIAŁ MECHANICZNY

Laboratorium elektrotechniki i elektroniki

SPRAWOZDANIE

Temat ćwiczenia: nr 5 BADANIE SYNCHRONICZNEJ PRĄDNICY PRĄDU ZMIENNEGO (ALTERNATOR SAMOCHODOWY)	Kierunek studiów:  Mechanika i Budowa Maszyn
Wykonał:	Grupa:

Rys.1 Budowa alternatora konwencjonalnego

1 - koło pasowe, 2, 3 - tuleje dystansowe, 4 – wirnik (uzwojenie wzbudzenia, rdzenie z biegunami pazurowymi, pierścienie ślizgowe), 5 - łożysko, 6 – stojan (trójfazowe uzwojenie twornika, jarzmo stojana), 7 – szczotka, 8 – płytka z diodami, 9 - obudowa tylna, 10 - szczotkotrzymacz, 11 - łożysko, 12 - obudowa przednia, 13 - wentylator

1. Zasada działania alternatora

Alternator jest trójfazową prądnicą synchroniczną, co oznacza, że jego pole magnetyczne wiruje z prędkością równą prędkości obrotowej wirnika. Działanie alternatora oparte jest na zasadzie indukowania siły elektromotorycznej w uzwojeniu twornika, znajdującego się w wirującym w polu magnetycznym. Uzwojenie wzbudzenia zasilane jest prądem stałym (początkowo z akumulatora, a następnie z uzwojenia twornika) doprowadzonym poprzez szczotki przylegające do dwóch pierścieni umieszczonych na wałku alternatora. Wirnik wprowadzany jest w ruch obrotowy, jego elektromagnes wytwarza pole magnetyczne wirujące względem nieruchomego uzwojenia twornika. Strumień magnetyczny w szczelinie powietrznej, na skutek odpowiedniego ukształtowania rdzenia wirnika, zmienia się w sposób zbliżony do sinusoidalnego, względem nieruchomych prętów uzwojenia twornika. Strumień przenika to uzwojenie i indukuje trzy napięcia w poszczególnych jego fazach, przesunięte względem siebie o kąt elektryczny 120^o. Napięcia mają przebieg zbliżony do sinusoidalnego. Gdy obwód elektryczny jest zamknięty, pod wpływem indukowanego napięcia może popłynąć prąd. Napięcie i prąd są prostowane przez pełnookresowy trójfazowy mostek prostowniczy zbudowany z sześciu diod. Trzy diody, których katody są połączone ze sobą, nazywane są diodami dodatnimi, a pozostałe trzy diody noszą nazwę diod ujemnych.

1. Wyniki badan diod prostowniczych.

Gdy zbadaliśmy diody omomierzem zauważyliśmy ze:

-na pierwszym mostku jest uszkodzona jedna dioda, a uszkodzenie to powoduje przepływ prądu w obie strony diody.

-Drugi mostek także posiada uszkodzoną jedną diodę w tym przypadku jest przerwa.

1. Schemat układu pomiarowego

Rys.2 Schemat układu do wyznaczania charakterystyk alternatora

1. Charakterystyka biegu jałowego E₀=f(I_w)

Tabela I

L.p.	n=2000 obr/min
	E0[V]
1	0,55
2	1,15
3	1,5
4	10
5	15
6	17,5
7	20,5
8	24
9	27

Wykres I

5. Charakterystyka zewnętrzna U=f(I)

Tabela II Wykres II

L.p.	n=2000 obr/min
	U[V]
1	24
2	21
3	19,5
4	18
5	15,5
6	14
7	12
8	10
9	8
10	5,5

6. Charakterystyka regulacyjna I_w=f(n)

Tabela III

L.p.	U=14 V
	I=0
	Iw[A]
1	2,25
2	1,75
3	1,3
4	1,1
5	0,95
6	0,8
7	0,6
8	0,5

Wykres III

7. Charakterystyka obciążeniowa I=f(n)

Tabela IV Wykres IV

L.p.	U=14 V
	I[A]
1	0
2	7
3	10
4	14
5	22
6	26
7	31
8	35
9	37
10	40

Wnioski:

Ze względu na to, iż alternator jest trójfazową prądnicą synchroniczną, co oznacza, że jego pole magnetyczne wiruje z prędkością równą prędkości obrotowej wirnika i jego działanie oparte jest na zasadzie indukowania siły elektromotorycznej w uzwojeniu twornika spowodowało, że alternator znalazł zastosowanie w samochodach. Rozwiązało to problem zaopatrzenia urządzeń samochodu w energię elektryczną, szczególnie podczas pracy silnika na biegu jałowym.

Z przeprowadzonych badań wywnioskować możemy również, że:

1. przy charakterystyce biegu jałowego, przy prędkości obrotowej n=2000 obr/min wraz ze wzrostem siły elektromotorycznej E₀ wzrastał również prąd

2. przy charakterystyce zewnętrznej, przy prędkości obrotowej n=2000 obr/min wraz ze wzrostem prądu wartość napięcia zmniejszała się

3. przy charakterystyce regulacyjnej, wraz ze wzrostem prędkości obrotowej wartość prądu zmniejszała się

4. przy charakterystyce obciążeniowej, przy napięciu 14V wraz ze wzrostem prądu zwiększała się również prędkość obrotowa