3 EE-DI 11.04.2014 r.

Napęd elektryczny

Laboratorium

Ćw. 5

Badanie napędu z silnikiem reluktancyjnym przełączalnym (SRM)

Marcin Kuta

Paweł Majda

Dawid Momot

Andrzej Matysik

Piotr Kudlik

L03

Zespół nr: I

Dane znamionowe zastosowanych maszyn:

Silnik reluktancyjny przełączalny:

o o o o o o o	Napięcie zasilające: Prędkość: Prąd pasmowy maksymalny ciągły: Prąd pasmowy maksymalny 10-cio sekundowy: Liczba pasm: Liczba biegunów stojana: Liczba zębów wirnika:	Udc = 60 V n=6000 obr/min IphmaxC = 2 A Iphmax10s = 3 A Nph=3 Ns=6 Nr=4
o o o o o	Rezystancja uzwojenia pasma stojana: Szerokość bieguna stojana: Szerokość zęba wirnika: Indukcyjność własna w połoŜeniu niewspółosiowym: Indukcyjność własna w połoŜeniu współosiowym (w stanie nienasyconym):	Rs=5.2Ω , @20°C, Bs=36⁰ Br=31⁰ Lu=0.019 H La= 0.082 H

Prądnica bocznikowa DC:

o Prąd wzbudzenia: If = 3 A

o Prąd twornika: Ia = 3 A

1. Schemat badanego układu:

1. Rejestracja przebiegów napięć i prądów pasmowych silnika:

1. dla dwóch różnych współczynników wypełnienia sygnału PWM (ε), przy stałych kątach załączenia i wyłączenia (θ_on i θ_off = const)

θ_on = -10^o

θ_off = 30^o

PWM = 100%

$$n = 6821\ \frac{\text{obr}}{\min}$$

PWM = 50%

$$n = 3560\ \frac{\text{obr}}{\min}$$

1. dla dwóch różnych kątów załączenia θ_on

PWM = 75%

θ_off =  300

θ_on =   − 100

$n = 5461\ \frac{\text{obr}}{\min}$

θ_on =   − 40

$$n = 4555\ \frac{\text{obr}}{\min}$$

1. dla dwóch różnych kątów wyłączenia θ_off

PWM = 75%

θ_on =  70

θ_off =  300

$$n = 5109\ \frac{\text{obr}}{\min}$$

θ_off =  370

$$n = 5293\ \frac{\text{obr}}{\min}$$

1. Wyznaczenie charakterystyk regulacyjnych na biegu jałowym silnika.

1. n=f(ε) przy θ_on i θ_off = const

θ_on = -10^o

θ_off = 35^o

PWN	n[obr/min]
100	6821
95	6631
90	6353
85	6020
80	5659
75	5376
70	4985
65	4676
60	4258
55	3881
50	3560
45	3773
40	2723
35	2310
30	1556
25	1502
20	1081
15	535
10	0
5	0

1. n=f(θ_on) przy ε(PWM) i θ_off = const

PWM=35 %
θ_off=31^o

θ on[^o]	n[obr/min]
-10	5461
-9,5	5420
-9	5347
-8,5	5274
-8	5249
-7,5	5167
-7	5081
-6,5	5000
-6	4941
-5,5	4826
-5	4743
-4,5	4651
-4	4555
-3,5	4482
-3	4372
-2,5	4286

1. n=f(θ_off) przy ε i θ_on = const

PWM=75%
θ_on=-5^o

θ off[^o]	n[obr/min]
30	5105
30,5	5122
31	5154
31,5	5154
32	5213
32,5	5243
33	5241
33,5	5268
34	5299
34,5	5302
35	5316
35,5	5324
36	5319
36,5	5319
37	5293
37,5	5319
38	5310
38,5	5296
39	5265
39,5	5243
40	5219

1. Wyznaczenie charakterystyk mechanicznych w stanie obciążenia.

1. dla dwóch różnych współczynników wypełnienia sygnału PWM (ε), przy θ_on i θ_off = const

θ_on-10^o

θ_off=30^o

PWM=100%

Uo[V]	Idc[A]	Uz[V]	Iz[A]	n[obr/min]	Po[W]	Pz[W]	η[%]	M[Nm]
49,5	0	61,6	0,94	5339	0	57,904	0	0,103574
45,4	0,18	61,6	0,98	5140	8,172	60,368	13,53697	0,112162
41,37	0,34	61,6	1,04	4823	14,0658	64,064	21,95586	0,126853
34,43	0,66	61,6	1,16	4326	22,7238	71,456	31,80111	0,157745
29,9	0,92	61,6	1,26	3956	27,508	77,616	35,44115	0,187369
26	1,16	61,6	1,35	3626	30,16	83,16	36,26744	0,219023
20	1,68	61,6	1,52	3275	33,6	93,632	35,88517	0,273034
15,3	2,16	61,6	1,65	2997	33,048	101,64	32,51476	0,323878
11	2,68	61,6	1,79	2786	29,48	110,264	26,73583	0,377969
9,5	2,92	61,6	1,81	2773	27,74	111,496	24,87982	0,383984

PWM=75%

Uo[V]	Idc[A]	Uz[V]	Iz[A]	n[obr/min]	Po[W]	Pz[W]	η[%]	M[Nm]
39,4	0	61,6	0,64	4629	0	39,424	0	0,081335
35	0,16	61,6	0,7	4176	5,6	43,12	12,98701	0,09861
30,35	0,36	61,6	0,77	3743	10,926	47,432	23,03508	0,121019
25	0,44	61,6	0,88	3292	11	54,208	20,29221	0,157256
20	1	61,6	0,99	2926	20	60,984	32,79549	0,199042
15	1,44	61,6	1,13	2525	21,6	69,608	31,03092	0,26327
12	1,8	61,6	1,23	2392	21,6	75,768	28,50808	0,302502
10	2,08	61,6	1,28	2183	20,8	78,848	26,37987	0,344937
5,8	2,8	61,6	1,39	2000	16,24	85,624	18,96664	0,408855

1. dla dwóch różnych współczynników wartości kąta załączenia θ_on, przy PWM(ε) i θ_off = const

PWM(ε) =100%

θ_off=30^o

θ_on=10^o

Uo[V]	Idc[A]	Uz[V]	Iz[A]	n[obr/min]	Po[W]	Pz[W]	η[%]	M[Nm]
41,7	0	61,6	0,66	4882	0	40,656	0	0,07953
37	0,16	61,6	0,73	4413	5,92	44,968	13,16492	0,097313
34	0,32	61,6	0,78	4153	10,88	48,048	22,64402	0,110488
30	0,52	61,6	0,85	3793	15,6	52,36	29,79374	0,131832
26	0,74	61,6	0,93	3486	19,24	57,288	33,58469	0,156942
22	1,04	61,6	1,02	3156	22,88	62,832	36,41457	0,190129
18	1,36	61,6	1,11	2866	24,48	68,376	35,80204	0,22784
14	1,76	61,6	1,22	2632	24,64	75,152	32,78689	0,272683
10	2,32	61,6	1,34	2396	23,2	82,544	28,10622	0,329005
7	2,84	61,6	1,42	2264	19,88	87,472	22,72727	0,368974

PWM(ε) =100%

θ_off=30^o

θ_on=4^o

Uo[V]	Io[A]	Uz[V]	Iz[A]	N[obr/min]	Po [W]	Pz[W]	η[%]	M[Nm]
41,7	0	61,6	0,66	4882	0	40,656	0	0,07953
37	0,16	61,6	0,73	4413	5,92	44,968	13,16492	0,097313
34	0,32	61,6	0,78	4153	10,88	48,048	22,64402	0,110488
30	0,52	61,6	0,85	3793	15,6	52,36	29,79374	0,131832
26	0,74	61,6	0,93	3486	19,24	57,288	33,58469	0,156942
22	1,04	61,6	1,02	3156	22,88	62,832	36,41457	0,190129
18	1,36	61,6	1,11	2866	24,48	68,376	35,80204	0,22784
14	1,76	61,6	1,22	2632	24,64	75,152	32,78689	0,272683
10	2,32	61,6	1,34	2396	23,2	82,544	28,10622	0,329005
7	2,84	61,6	1,42	2264	19,88	87,472	22,72727	0,368974

1. dla dwóch różnych współczynników wartości kąta załączenia θ_off, przy PWM(ε) i θ_on = const

PWM(ε) =100%

θ_on =-10^o

θ_off = 37°

Uo[V]	Idc[A]	Uz[V]	Iz[A]	n[obr/min]	Po[W]	Pz[W]	η[%]	M[Nm]
49,8	0	61,6	0,9	5797	0	55,44	0	0,091332
45	0,16	61,6	0,98	5323	7,2	60,368	11,92685	0,108306
40	0,36	61,6	1,07	4893	14,4	65,912	21,84731	0,128645
35	0,6	61,6	1,17	4502	21	72,072	29,13753	0,152885
30	0,88	61,6	1,3	4096	26,4	80,08	32,96703	0,18671
25	1,2	61,6	1,43	3786	30	88,088	34,05685	0,222198
20	1,6	61,6	1,57	3396	32	96,712	33,08793	0,271967
15	2,16	61,6	1,73	3123	32,4	106,568	30,40312	0,32588
10	2,76	61,6	1,88	2836	27,6	115,808	23,83255	0,389974

θ_off = 30°

Uo[V]	Io[A]	Uz[V]	Iz[A]	n[obr/min]	Po[W]	Pz[W]	η[%]	M[Nm]
39,4	0	61,6	0,64	4629	0	39,424	0	0,081335
35	0,16	61,6	0,7	4176	5,6	43,12	12,98701	0,09861
30,35	0,36	61,6	0,77	3743	10,926	47,432	23,03508	0,121019
25	0,44	61,6	0,88	3292	11	54,208	20,29221	0,157256
20	1	61,6	0,99	2926	20	60,984	32,79549	0,199042
15	1,44	61,6	1,13	2525	21,6	69,608	31,03092	0,26327
12	1,8	61,6	1,23	2392	21,6	75,768	28,50808	0,302502
10	2,08	61,6	1,28	2183	20,8	78,848	26,37987	0,344937
5,8	2,8	61,6	1,39	2000	16,24	85,624	18,96664	0,408855

1. Wnioski

Z pomiarów wynika, że zwiększanie współczynnika PWM powoduje zwiększenie prędkości obrotowej oraz sprawności. Mniejszy wpływ na prędkość mają kąty załączania oraz wyłączania. W przypadku kąta załączania zwiększanie jego wartości powoduje zmniejszenie prędkości. Zwiększanie prędkości kąta wyłączania powoduje początkowo zwiększenie prędkości lecz w pewnym momencie prędkość zaczyna opadać. Z wykresów można wywnioskować, że zwiększający się moment powoduje wzrost prądu obciążenia, zmniejszenie prędkości, a sprawność rośnie po czym opada.