Laboratorium Maszyn Elektrycznych KME AGH |
---|
Ćwiczenie |
Wydział: |
Imię i Nazwisko |
1. |
2. |
3. |
4. |
5. |
6. |
7. |
8. |
1.Cel ćwiczenia
Przedmiotem badań laboratoryjnych były silniki prądu stałego: silnik obcowzbudny i silnik szeregowy. Dokonaliśmy szeregu pomiarów :
- biegu jałowego silnika obcowzbudnego – w celu rozdzielenia strat w żelazie i strat mechanicznych
- wyznaczanie charakterystyk mechanicznych silnika obcowzbudnego n = n(It)
- wyznaczanie charakterystyk mechanicznych silnika szeregowego n = n (T)
- wyznaczanie charakterystyki rozruchowej T = T(It)
Celem przeprowadzonych doświadczeń było zapoznanie się z budową, zasadą działania i własnościami ruchowymi danych silników wraz z ich charakterystykami mechanicznymi i rozruchowymi.
2.Schemat pomiarowy, wzory, dane parametrowe silników
Tabela nr 1. Dane parametrowe badanych w laboratorium silników. |
---|
Typ |
Un (V) |
In (A) |
Pn (W) |
N (obr/min) |
Moment:
T = MafmIfIt
Prędkość kątowa:
$$\omega = \frac{U_{t} - R_{t}I_{t}}{M_{\text{afm}}I_{f}}$$
Ut – napięcie zasilania
Rt – rezystancja uzwojenia twornika skonfigurowana położeniem pary szczotek, powiększona o rezystancję biegunów komutacyjnych i szczotek widziana od strony zacisków maszyny
If – prąd wzbudzenia
It – prąd twornika
Mafm – największa wartość indukcyjności wzajemnej uzwojenia wzbudzenia i uzwojenia twornika, skonfigurowanego położeniem pary szczotek
3. Przebieg ćwiczenia
Próba biegu jałowego.
Straty mechaniczne w maszynie zależą od prędkości obrotowej, dlatego też do ich oddzielenia od strat w żelazie służy pomiar mocy pobranej przez maszynę w stanie jałowym w funkcji napięcia twornika przy stałej prędkości wirowania.
Straty mechaniczne badanego silnika stanowią 1/3 strat całego zespołu. Moc pobierana przez silnik podczas biegu jałowego wynosi P0=Ut*It i zawiera także straty w miedzi twornika. Tak więc suma strat w żelazie i mechanicznych to P0 –It2* Rt, gdzie rezystancja obwodu twornika Rt = 0.73 Ω.
Tabela wyników:
U_1 | I_1 | P_1 |
---|---|---|
76,4670307 | 2,82837694 | 0,21627759 |
102,419718 | 2,64293504 | 0,27068866 |
125,739753 | 2,29864593 | 0,28903117 |
151,268517 | 1,98661299 | 0,300512 |
177,306256 | 1,92736688 | 0,34173421 |
203,51854 | 1,76845014 | 0,35991239 |
Następnie wyliczyliśmy moc pobraną przez silnik ze stanu jałowego korzystając ze wzoru:
P0 = Ut It
Oraz sumę strat w żelazie i mechanicznych:
ΔP= P0- It2Rt, gdzie, Rt=0,73 Ω
U_1 | I_1 | P_1 | P_0 | Suma strat w żelazie i mechanicznych [W] |
Straty mechaniczne [W] |
---|---|---|---|---|---|
76,4670307 | 2,82837694 | 0,21627759 | 216,277587 | 210,437794 | 72,0925289 |
102,419718 | 2,64293504 | 0,27068866 | 270,688663 | 265,589535 | 90,2295542 |
125,739753 | 2,29864593 | 0,28903117 | 289,031171 | 285,174016 | 96,3437236 |
151,268517 | 1,98661299 | 0,300512 | 300,512001 | 297,63096 | 100,170667 |
177,306256 | 1,92736688 | 0,34173421 | 341,734205 | 339,022443 | 113,911402 |
203,51854 | 1,76845014 | 0,35991239 | 359,91239 | 357,629377 | 119,970797 |
Rozdziału strat dokonujemy w sposób przedstawiony schematycznie na poniższym rysunku,
wykorzystując dane i obliczenia z poprzedniej tabeli.
Straty mechaniczne dla silnika obcowzbudnego wynoszą:
ΔPm = 1/3 * 211,94 = 70,64 W
Straty w żelazie dla napięcia np.U=203,5V
ΔP= 357,6W
Stąd: ΔPFe=357,6W-70,64W=286.96W
Wyznaczanie charakterystyk mechanicznych silnika obcowzbudnego n=n(It)
Pomiary charakterystyk mechanicznych wykonuje się podobnie jak pomiary w stanie jałowym. Jedyną różnicą jest wybór innych parametrów wyjściowych: prędkości obrotowej nt w funkcji prądu twornika I1. Pomiarów dokonano dla czterech przypadków:
1) Ut=180V , If =0,65A ,R=0
I1 | nt |
---|---|
2,99548399 | 1307,49896 |
3,57285636 | 1303,17779 |
4,59953156 | 1296,86287 |
5,94878317 | 1288,66788 |
8,55022507 | 1274,33008 |
11,7125416 | 1259,11583 |
15,9759817 | 1243,51479 |
2) Ut=180V , If =0,65A ,R>0
I_1 | n_t |
---|---|
2,48651052 | 1258,16668 |
3,0142763 | 1242,40594 |
3,90351693 | 1217,43443 |
5,20537969 | 1175,95185 |
6,8711473 | 1127,96901 |
9,47152425 | 1052,13045 |
12,3736615 | 955,698648 |
3) Ut=180V , If =0,6A ,R=0
I_1 | n_t |
---|---|
2,64099543 | 1363,3471 |
3,28907228 | 1359,7493 |
4,30210064 | 1352,77419 |
5,76879048 | 1344,20642 |
8,27333211 | 1331,23419 |
11,6194876 | 1312,73359 |
14,2534199 | 1303,33272 |
17,3435096 | 1296,89777 |
4) Ut=150V , If =0,65A ,R=0
I_1 | n_t |
---|---|
2,38569442 | 1115,4822 |
2,71129003 | 1113,65316 |
3,23751144 | 1110,56986 |
4,08934675 | 1105,0518 |
5,23090942 | 1099,08006 |
7,57271363 | 1086,0412 |
10,5197328 | 1069,79055 |
13,8491382 | 1054,952 |