Michał Szostecki Sprawozdanie 16.01.2015
Piotr Szewczak Wyznaczenie sprawności zespołu napędowego pod obciążeniem Grupa 10B
Klaudiusz Szałas
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia było zapoznanie studentów z charakterystyką obciążeniową układu napędowego
silnik - przekładnia - sprzęgło - obciążenie. Nastąpiło to poprzez wykonanie pomiarów i wyznaczenie sprawności układu napędowego w zależności od obciążenia oraz prędkości obrotowej silnika w zależności od momentu obciążenia użytecznego, na podstawie otrzymanych wyników.
2. Charakterystyka układu
Układ silnik - przekładnia - sprzęgło - obciążenie składał się z elementów:
Trójfazowego silnika asynchronicznego wraz z przekładnią zębatą dwustopniową (motoreduktora) R27 DRS80S4/PT o mocy 0,75kW, firmy SEW-EURODRIVE
-Znamionowa prędkość - 1400 obr/min
-Moment znamionowy silnika - Mz=5,12 Nm
-Przełożenie reduktora - i=10,13
Sprzęgła oponowego 127 - 28/65-2-/55 - 060 ASO
Hamulca elektromagnetycznego proszkowego P170 H z regulatorem prądu firmy EMA-ELFA
Przemiennika częstotliwości ACS800 firmy ABB
Zestawu do pomiaru momentu obrotowego i prędkości obrotowej
Za pomocą hamulca elektromagnetycznego proszkowego regulowane jest obciążenie. Polega to na zmianie wartości prądu podawanego na uzwojenie elektromagnesu, za pomocą potencjometru.
Pomiarów dokonywano przy prędkości ponad-synchronicznej - 1460 [obr/min]
3. Opis obliczeń
Obliczeń dokonywano na podstawie poniższych wzorów
$\eta = \frac{N_{\text{Hi}}}{N_{\text{Si}}}$ η - Sprawność układu
NHi=MHi * ωHi NHi - Moc hamulca
NSi=MSi* ωSi NSi - Moc silnika
MSi=xi*MZS MSi - Moment obrotowy silnika
$\omega_{\text{Hi}} = \frac{\pi*n_{\text{Hi}}}{30}$ MZS - Moment znamionowy silnika
$\omega_{\text{Si}} = \frac{\pi*n_{\text{Si}}}{30}$ ωSi - Prędkość obrotowa silnika
$M_{\text{ZS}} = \frac{N_{\text{ZS}}}{\omega_{\text{ZS}}} = \frac{30}{\pi}*\frac{N_{\text{ZS}}}{n_{\text{ZS}}}$ ωHi - Prędkość obrotowa hamulca
$P_{i} = \frac{N_{\text{Si}} - N_{\text{Hi}}}{N_{\text{Si}}} = 1 - \eta$ Pi - Straty w układzie
$i = \frac{n_{\text{wej}}}{n_{\text{wyj}}}$ i - Przełożenie
4. Zestawienie wyników
| Moment hamulca [Nm] | Prędkość obrotowa hamulca [obr/min] | Prędkość obrotowa silnika [obr/min] | Moment silnika [%] | Moc hamulca [W] | Moc sinika [W] | Sprawność [%] | Straty [%] | Prąd [A] | Przełożenie |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1,8 | 144,5 | 1460 | 14,5 | 27,23 | 113,50 | 23,99 | 76,00 | 1,16 | 10,10 |
| 7 | 144,6 | 1460 | 25,5 | 105,99 | 199,60 | 53,10 | 46,89 | 1,17 | 10,09 |
| 12,3 | 144,6 | 1460 | 35,5 | 186,24 | 277,88 | 67,02 | 32,97 | 1,18 | 10,09 |
| 17,4 | 144,7 | 1460 | 45,5 | 263,65 | 356,16 | 74,02 | 25,97 | 1,2 | 10,08 |
| 22,5 | 144,7 | 1460 | 55,5 | 340,93 | 434,44 | 78,47 | 21,52 | 1,22 | 10,08 |
| 27,5 | 144,6 | 1460 | 65,5 | 416,40 | 512,71 | 81,21 | 18,78 | 1,32 | 10,09 |
| 32,8 | 144,6 | 1460 | 75,5 | 496,64 | 590,99 | 84,03 | 15,96 | 1,41 | 10,09 |
| 37,5 | 144,5 | 1460 | 85,8 | 567,43 | 671,62 | 84,48 | 15,51 | 1,56 | 10,10 |
| 38,8 | 144,5 | 1460 | 88 | 587,10 | 688,84 | 85,2 | 14,76 | 1,6 | 10,10 |
Charakterystyki układu
Wnioski
Dzięki przeprowadzonemu ćwiczeniu udowodniliśmy doświadczalnie, że w mechanizmie występują stary energii. Nie cała energia wytwarzana przez silnik jest wykorzystywana przez urządzenie napędzane. Część energii wykorzystywana jest na pokonanie tarcia i oporów ruchu w silniku, w mechanizmie przekładni oraz w innych elementach. Objawia się ona głównie w postaci wydzielanego ciepła. Sprawność układu rośnie wraz ze wzrostem obciążenia hamulcem, aż momentu pełnego obciążenia silnika. Po przeciążeniu silnika sprawność układu gwałtownie maleje. Wynika z tego, że silnik ma najlepsze wyniki w górnych granicach obciążenia (do ok. 95% obciążenia). Bardzo ważny jest, żeby dobrać odpowiedni silnik do warunków w jakich będzie pracował w celu optymalnego wykorzystania jego możliwości i zaprojektowania układu w sposób ekonomiczny.
Wyszukiwarka