Laboratorium

Elektrotechniki i elektromechaniki

Temat: Symulator silnika wykonawczego

prądu stałego

Automatyka i Robotyka semestr III,

Grupa 4, sekcja 1

Data odbycia ćwiczenia: 15.12.14

Skład sekcji:

1. Karolina Pilarz

2. Paweł Nowak

3. Marek Stefański

4. Karol Szram

5. Przemysław Zając

6. Konrad Wrzeszcz

7. Maciej Pokładnik

8. Piotr Kowalczyk

9. Patryk Grelewicz

10. Mateusz Zawadzki

11. Sebastian Kozłowski

12. Dawid Piekorz

13. Jakub Słodczyk

Wstęp teoretyczny.

Silnik wykonawczy prądu stałego posiada cechę charakterystyczną w swojej budowie, a mianowicie komutator. Zjawisko komutacji jest to zmiana kierunku prądu w zwoju zwartym przez szczotkę. Uzwojenie stojana jest skupione i umieszczone na biegunach, a uzwojenia wirnika jest ułożone w żłobkach. Komutator jest umieszczony na wale wirnika, a poszczególne punkty uzwojenia wirnika są połączone z komutatorem. Do komutatora przylegają nieruchome szczotki. W taki sposób zrealizowane jest galwaniczne połączenie obracających się uzwojeń wirnika z nieruchomym obwodem zewnętrznym, który jest umieszczony w osi prostopadłej do osi biegunów głównych. Obracające się uzwojenie wytwarza pole magnetyczne działające wzdłuż osi szczotek. Kiedy zwój podchodzi pod szczotkę, wówczas następuje zmiana kierunku prądu płynącego przez zwój na przeciwny.

Silnik wykonawczy musi spełnić następujące wymagania:

• możliwość płynnej regulacji prędkości kątowej,

• charakterystyki statyczne liniowe, a praca w stanie ustalonym stabilna,

• duży moment rozruchowy,

• samohamowność, brak samobiegu,

• dobre właściwości dynamiczne,

• niewielka strefa nieczułości,

• mała moc sterowania,

• możliwość pracy przy zahamowanym wirniku,

• niezawodność, małe rozmiary i ciężar, niska cena.

Ze względu na sposób sterowania można wyróżnić silniki wykonawcze prądu stałego sterowane od strony twornika (sterowanie twornikowe) oraz sterowane od strony biegunów (sterowanie biegunowe).

Obliczenia zostały przeprowadzone na podstawie poniższych zależności opisujących SWPS:

1. U₁=R₁I₁

2. U₂=R₂I₂+L_12mI₁ω_r

3. M_e=M_z= L_12mI₁I₂

Zależności opisujące charakterystyki robocze i regulacyjne SWPS:

1.Sterowanie biegunowe:

$Me = \frac{L_{12m}U_{2}}{R_{1}R_{2}}U_{1} - \frac{{L_{12m}}^{2}}{{R_{1}}^{2}R_{2}}{U_{1}}^{2}\text{ω\ }_{r}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\omega_{r} = \frac{R_{1}U_{2}}{L_{12m}}\frac{1}{U_{1}} - \frac{{R_{1}}^{2}R_{2}}{{L_{12m}}^{2}}\frac{1}{{U_{1}}^{2}}\text{Me}$

2.Sterowanie twornikowe:

$$Me = \frac{LmU1}{R1R2}U2 - \frac{\text{Lm}^{2}{U1}^{2}}{{R1}^{2}R2}wr\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ wr = \frac{R1}{LmU1}U2 - \frac{{R1}^{2}R2}{\text{Lm}^{2}{U1}^{2}}\text{Me}$$

Współczynnik tłumienia wewnętrznego można obliczyć z zależności:

D=M_ek/ω_ro M_ek=L_12mU₁U₂/R₁R₂; ω_ro=R₁U₂/L_12mU₁

Prądnica prądu stałego - prądnica, przetwarzająca energię mechaniczną ruchu obrotowego na energię elektryczną prądu stałego. Składa się z części nieruchomej zwanej stojanem i z części ruchomej, zwanej wirnikiem. Wirnik służy do wytwarzania prądu elektrycznego. Wiruje on w polu magnetycznym wytwarzanym przez magnes stały lub uzwojenie stojana zasilane zewnętrznym źródłem prądu stałego. Prąd elektryczny jest odbierany z komutatora znajdującego się na osi wirnika przy pomocy szczotek grafitowych, umieszczonych na stojanie.

Prądnice prądu stałego były niegdyś stosowane w pojazdach do zasilania urządzeń elektrycznych pojazdu oraz ładowania akumulatora rozruchowego, zostały jednak stopniowo wyparte przez alternatory, charakteryzujące się większą wydajnością i niezawodnością oraz mniejszymi gabarytami.

Prądnica tachometryczna prądu stałego to prądnica, w której napięcie jest proporcjonalne do prędkości kątowej wirnika. Najważniejszym zastosowaniem PTPS jest analogowy pomiar prędkości kątowej

PTPS można podzielić na:

• Prądnicę samowzbudną- pole magnetyczne jest wytwarzane przez magnes trwały. W tym polu obraca się wirnik. Uzwojenie wirnika przyłączone jest do komutatora. Napięcie indukowane w uzwojeniu wirnika podczas jego wirowania jest doprowadzane z komutatora do tabliczki zaciskowej za pośrednictwem szczotek.

• Prądnicę obcowzbudną- na biegunach stojana umieszczone jest uzwojenie wzbudzenia. W obcowzbudnych prądnicach tachometrycznych decydujący wpływ na wartość napięcia wyjściowego ma wartość napięcia wzbudzenia.

Program ćwiczenia.

Za pomocą symulatora silnika wykonawczego prądu stałego (SWPS) zdjąć charakterystyki:

1. Regulacyjne dla sterowania twornikowego i biegunowego w stanie ustalonym.

2. Mechaniczne dla sterowania twornikowego i biegunowego w stanie ustalonym.

3. W stanie nieustalonym.

Za pomocą symulatora prądnicy tachometrycznej (PT) zdjąć charakterystyki wyjściowe dla różnych wartości rezystancji przejścia.

Program sprawozdania.

1. Wyznaczyć zależność ω_r=f(U) dla trzech różnych wartości momentu elektromagnetycznego dla sterowania twornikowego i biegunowego.

2. Wyznaczyć zależność Me=f(ω_r) dla trzech różnych wartości napięcia sterującego dla sterowania twornikowego i biegunowego, w każdym przypadku obliczyć współczynnik tłumienia wewnętrznego D.

3. Wyznaczyć elektromechaniczną stałą czasową silnika i współczynnik tłumienia
   wewnętrznego D.

4. Dobrać tak parametry silnika, aby przy sterowaniu biegunowym zaobserwować obie
   stałe czasowe.

5. Opisać jak wpływa rezystancja przejścia i oddziaływanie twornika na charakterystykę wyjściową prądnicy.

6. Wyznaczyć stałą czasową prądnicy tachometrycznej.

Wyniki pomiarów, obliczenia oraz charakterystyki.

1. Zależność ω_r=f(U) dla trzech, różnych wartości momentu elektromagnetycznego.

a) sterowanie biegunowe

U₂=110V R₁=44Ω R₂=44Ω L_m=2 Me=0

U1	ωr	U1	ωr	U1	ωr	U1	ωr	U1	ωr
0	NaN	22	110	44	55	66	36,7	88	27,5
1	2420	23	105,2	45	53,8	67	36,1	89	27,2
2	1210	24	100,8	46	52,6	68	35,6	90	26,9
3	806,7	25	96,8	47	51,5	69	35,1	91	26,6
4	605	26	93,1	48	50,4	70	34,6	92	26,3
5	484	27	89,6	49	49,4	71	34,1	93	26
6	403,3	28	86,4	50	48,4	72	33,6	94	25,7
7	345,7	29	83,4	51	47,5	73	33,2	95	25,5
8	302,5	30	80,7	52	46,5	74	32,7	96	25,2
9	268,9	31	78,1	53	45,7	75	32,3	97	24,9
10	242	32	75,6	54	44,8	76	31,8	98	24,7
11	220	33	73,3	55	44	77	31,4	99	24,4
12	201,7	34	71,2	56	43,2	78	31	100	24,2
13	186,2	35	69,1	57	42,5	79	30,6	101	24
14	172,9	36	67,2	58	41,7	80	30,2	102	23,7
15	161,3	37	65,4	59	41	81	29,9	103	23,5
16	151,2	38	63,7	60	40,3	82	29,5	104	23,3
17	142,4	39	62,1	61	39,7	83	29,2	105	23
18	134,3	40	60,5	62	39	84	28,8	106	22,8
19	127,4	41	59	63	38,4	85	28,5	107	22,6
20	121	42	57,6	64	37,7	86	28,1	108	22,4
21	115,2	43	56,3	65	37,2	87	27,8	109	22,2

U₂=110V R₁=44Ω R₂=44Ω L_m=2 Me=0,1

U1	ωr	U1	ωr	U1	ωr	U1	ωr	U1	ωr
0	NaN	22	105,6	44	53,9	66	36,2	88	27,2
1	290,4	23	101,2	45	52,7	67	35,6	89	26,9
2	677,6	24	97,1	46	51,6	68	35,1	90	26,6
3	570	25	93,4	47	50,5	69	34,6	91	26,3
4	471,9	26	89,9	48	49,5	70	34,1	92	26,1
5	398,8	27	86,7	49	48,5	71	33,7	93	25,8
6	344,2	28	83,7	50	47,5	72	33,2	94	25,5
7	302,3	29	80,9	51	46,6	73	32,8	95	25,2
8	269,2	30	78,3	52	45,8	74	32,3	96	25
9	242,6	31	75,8	53	44,9	75	31,9	97	24,7
10	220,7	32	73,5	54	44,1	76	31,5	98	24,5
11	202,4	33	71,4	55	43,3	77	31,1	99	24,2
12	186,9	34	69,3	56	42,5	78	30,7	100	24
13	173,6	35	67,4	57	41,8	79	30,3	101	23,8
14	162	36	65,6	58	41,1	80	29,9	102	23,5
15	151,9	37	63,8	59	40,4	81	29,6	103	23,3
16	142,9	38	62,2	60	39,7	82	29,2	104	23,1
17	135	39	60,7	61	39,1	83	28,8	105	22,9
18	127,9	40	59,2	62	38,5	84	28,5	106	22,6
19	121,5	41	57,8	63	37,9	85	28,2	107	22,4
20	115,7	42	56,4	64	37,3	86	27,9	108	22,2
21	110,4	43	55,1	65	36,7	87	27,5	109	22

U₂=110V R₁=44Ω R₂=44Ω L_m=2 Me=0,3

U1	ωr	U1	ωr	U1	ωr	U1	ωr	U1	ωr
0	NaN	22	96,8	44	51,7	66	35,2	88	26,7
1	-3968,8	23	93,1	45	50,6	67	34,7	89	26,4
2	-387,2	24	89,7	46	49,6	68	34,2	90	26,1
3	96,8	25	86,6	47	48,6	69	33,7	91	25,8
4	205,7	26	83,6	48	47,6	70	33,3	92	25,5
5	228,4	27	80,9	49	46,7	71	32,8	93	25,3
6	225,9	28	78,3	50	45,8	72	32,4	94	25
7	215,3	29	75,9	51	45	73	32	95	24,8
8	202,7	30	73,6	52	44,2	74	31,5	96	24,5
9	190	31	71,4	53	43,4	75	31,1	97	24,3
10	178,1	32	69,4	54	42,6	76	30,7	98	24
11	167,2	33	67,5	55	41,9	77	30,4	99	23,8
12	157,3	34	65,6	56	41,2	78	30	100	23,6
13	148,4	35	63,9	57	40,5	79	29,6	101	23,3
14	140,3	36	62,3	58	39,8	80	29,3	102	23,1
15	132,9	37	60,7	59	39,2	81	28,9	103	22,9
16	126,3	38	59,3	60	38,6	82	28,6	104	22,7
17	120,2	39	57,9	61	38	83	28,2	105	22,5
18	114,7	40	56,5	62	37,4	84	27,9	106	22,3
19	109,7	41	55,2	63	36,8	85	27,6	107	22,1
20	105	42	54	64	36,3	86	27,3	108	21,9
21	100,8	43	52,8	65	35,7	87	27	109	21,7

b) sterowanie twornikowe

U₁=110V R₁=44Ω R₂=44OΩ L_m=2 Me=0

U2	ωr	U2	ωr	U2	ωr	U2	ωr	U2	ωr
0	0	22	4,4	44	8,8	66	13,2	88	17,6
1	0,2	23	4,6	45	9	67	13,4	89	17,8
2	0,4	24	4,8	46	9,2	68	13,6	90	18
3	0,6	25	5	47	9,4	69	13,8	91	18,2
4	0,8	26	5,2	48	9,6	70	14	92	18,4
5	1	27	5,4	49	9,8	71	14,2	93	18,6
6	1,2	28	5,6	50	10	72	14,4	94	18,8
7	1,4	29	5,8	51	10,2	73	14,6	95	19
8	1,6	30	6	52	10,4	74	14,8	96	19,2
9	1,8	31	6,2	53	10,6	75	15	97	19,4
10	2	32	6,4	54	10,8	76	15,2	98	19,6
11	2,2	33	6,6	55	11	77	15,4	99	19,8
12	2,4	34	6,8	56	11,2	78	15,6	100	20
13	2,6	35	7	57	11,4	79	15,8	101	20,2
14	2,8	36	7,2	58	11,6	80	16	102	20,4
15	3	37	7,4	59	11,8	81	16,2	103	20,6
16	3,2	38	7,6	60	12	82	16,4	104	20,8
17	3,4	39	7,8	61	12,2	83	16,6	105	21
18	3,6	40	8	62	12,4	84	16,8	106	21,2
19	3,8	41	8,2	63	12,6	85	17	107	21,4
20	4	42	8,4	64	12,8	86	17,2	108	21,6
21	4,2	43	8,6	65	13	87	17,4	109	21,8

U₁=110V R₁=44Ω R₂=44Ω L_m=2 Me=0,1

U2	ωr	U2	ωr	U2	ωr	U2	ωr	U2	ωr
0	-0,2	22	4,2	44	8,6	66	13	88	17,4
1	0	23	4,4	45	8,8	67	13,2	89	17,6
2	0,2	24	4,6	46	9	68	13,4	90	17,8
3	0,4	25	4,8	47	9,2	69	13,6	91	18
4	0,6	26	5	48	9,4	70	13,8	92	18,2
5	0,8	27	5,2	49	9,6	71	14	93	18,4
6	1	28	5,4	50	9,8	72	14,2	94	18,6
7	1,2	29	5,6	51	10	73	14,4	95	18,8
8	1,4	30	5,8	52	10,2	74	14,6	96	19
9	1,6	31	6	53	10,4	75	14,8	97	19,2
10	1,8	32	6,2	54	10,6	76	15	98	19,4
11	2	33	6,4	55	10,8	77	15,2	99	19,6
12	2,2	34	6,6	56	11	78	15,4	100	19,8
13	2,4	35	6,8	57	11,2	79	15,6	101	20
14	2,6	36	7	58	11,4	80	15,8	102	20,2
15	2,8	37	7,2	59	11,6	81	16	103	20,4
16	3	38	7,4	60	11,8	82	16,2	104	20,6
17	3,2	39	7,6	61	12	83	16,4	105	20,8
18	3,4	40	7,8	62	12,2	84	16,6	106	21
19	3,6	41	8	63	12,4	85	16,8	107	21,2
20	3,8	42	8,2	64	12,6	86	17	108	21,4
21	4	43	8,4	65	12,8	87	17,2	109	21,6

U₁=110V R₁=44Ω R₂=44Ω L_m=2 Me=0,3

U2	ωr	U2	ωr	U2	ωr	U2	ωr	U2	ωr
0	-0,5	22	3,9	44	8,3	66	12,7	88	17,1
1	-0,3	23	4,1	45	8,5	67	12,9	89	17,3
2	-0,1	24	4,3	46	8,7	68	13,1	90	17,5
3	0,1	25	4,5	47	8,9	69	13,3	91	17,7
4	0,3	26	4,7	48	9,1	70	13,5	92	17,9
5	0,5	27	4,9	49	9,3	71	13,7	93	18,1
6	0,7	28	5,1	50	9,5	72	13,9	94	18,3
7	0,9	29	5,3	51	9,7	73	14,1	95	18,5
8	1,1	30	5,5	52	9,9	74	14,3	96	18,7
9	1,3	31	5,7	53	10,1	75	14,5	97	18,9
10	1,5	32	5,9	54	10,3	76	14,7	98	19,1
11	1,7	33	6,1	55	10,5	77	14,9	99	19,3
12	1,9	34	6,3	56	10,7	78	15,1	100	19,5
13	2,1	35	6,5	57	10,9	79	15,3	101	19,7
14	2,3	36	6,7	58	11,1	80	15,5	102	19,9
15	2,5	37	6,9	59	11,3	81	15,7	103	20,1
16	2,7	38	7,1	60	11,5	82	15,9	104	20,3
17	2,9	39	7,3	61	11,7	83	16,1	105	20,5
18	3,1	40	7,5	62	11,9	84	16,3	106	20,7
19	3,3	41	7,7	63	12,1	85	16,5	107	20,9
20	3,5	42	7,9	64	12,3	86	16,7	108	21,1
21	3,7	43	8,1	65	12,5	87	16,9	109	21,3

2. Zależność M_e=f(ω_r) dla trzech, różnych wartości napięcia sterującego.

a) sterowanie biegunowe

U₂=110V R₁=44Ω R₂=44Ω L_m=2 U₁=50V

ωr	Me	ωr	Me	ωr	Me	ωr	Me	ωr	Me
0	5,7	6	5	12	4,3	18	3,6	24	2,9
1	5,6	7	4,9	13	4,2	19	3,5	25	2,7
2	5,4	8	4,7	14	4	20	3,3	26	2,6
3	5,3	9	4,6	15	3,9	21	3,2	27	2,5
4	5,2	10	4,5	16	3,8	22	3,1	28	2,4
5	5,1	11	4,4	17	3,7	23	3	29	2,3

D=0,12

U₂=110V R₁=44Ω R₂=44Ω L_m=2 U₁=100V

ωr	Me	ωr	Me	ωr	Me	ωr	Me	ωr	Me
0	11,4	6	8,5	12	5,7	18	2,9	24	0,1
1	10,9	7	8,1	13	5,3	19	2,4	25	-0,4
2	10,4	8	7,6	14	4,8	20	2	26	-0,8
3	10	9	7,1	15	4,3	21	1,5	27	-1,3
4	9,5	10	6,7	16	3,9	22	1	28	-1,8
5	9	11	6,2	17	3,4	23	0,6	29	-2,3

D=0,47

U₂=110V R₁=44Ω R₂=44Ω L_m=2 U₁=100V

ωr	Me	ωr	Me	ωr	Me	ωr	Me	ωr	Me
0	17	6	10,7	12	4,4	18	-2	24	-8,3
1	16	7	9,6	13	3,3	19	-3	25	-9,4
2	14,9	8	8,6	14	2,3	20	-4,1	26	-10,4
3	13,9	9	7,5	15	1,2	21	-5,1	27	-11,5
4	12,8	10	6,5	16	0,1	22	-6,2	28	-12,5
5	11,8	11	5,4	17	-0,9	23	-7,3	29	-13,6

D=1,06

Zestawienie wyników na jednym wykresie.

b) sterowanie twornikowe

U1=110V R1=44Ohm R2=44Ohm Lm=2 U2=50V

Wr	Me	Wr	Me	Wr	Me	Wr	Me	Wr	Me
0	5,7	6	2,3	12	-1,1	18	-4,5	24	-8
1	5,1	7	1,7	13	-1,7	19	-5,1	25	-8,5
2	4,5	8	1,1	14	-2,3	20	-5,7	26	-9,1
3	4	9	0,6	15	-2,8	21	-6,2	27	-9,7
4	3,4	10	0	16	-3,4	22	-6,8	28	-10,2
5	2,8	11	-0,6	17	-4	23	-7,4	29	-10,8

D=0,57

U1=110V R1=44Ohm R2=44Ohm Lm=2 U2=20V

Wr	Me	Wr	Me	Wr	Me	Wr	Me	Wr	Me
0	2,3	6	-1,1	12	-4,5	18	-8,0	24	-11,4
1	1,7	7	-1,7	13	-5,1	19	-8,5	25	-11,9
2	1,1	8	-2,3	14	-5,7	20	-9,1	26	-12,5
3	0,6	9	-2,8	15	-6,3	21	-9,7	27	-13,1
4	0,0	10	-3,4	16	-6,8	22	-10,2	28	-13,6
5	-0,6	11	-4,0	17	-7,4	23	-10,8	29	-14,2

D=0,57

U1=110V R1=44Ohm R2=44Ohm Lm=2 U2=10V

Wr	Me	Wr	Me	Wr	Me	Wr	Me	Wr	Me
0	1,1	6	-2,3	12	-5,7	18	-9,1	24	-12,5
1	0,6	7	-2,8	13	-6,3	19	-9,7	25	-13,1
2	0,0	8	-3,4	14	-6,8	20	-10,2	26	-13,6
3	-0,6	9	-4,0	15	-7,4	21	-10,8	27	-14,2
4	-1,1	10	-4,5	16	-8,0	22	-11,4	28	-14,8
5	-1,7	11	-5,1	17	-8,5	23	-11,9	29	-15,3

D=0,57

Zestawienie wyników na jednym wykresie.

3. Charakterystyki SWPS w stanie nieustalonym.

a) sterowanie biegunowe

U1=110V R1=14Ohm L1=2 Lm=2 J=1 Wro=30 R2=44 i10=450

t	Wr	t	Wr	t	Wr	t	Wr
0	0	4	-52,3	8	-52,4	12	-52,4
1	-41,1	5	-52,4	9	-52,4	13	-52,4
2	-50,6	6	-52,4	10	-52,4	14	-52,4
3	-52,1	7	-52,4	11	-52,4

b) sterowanie twornikowe

J=1 U2=110V R2=44Ohm Lm=2 U1=110V Mz=1 R1=44Ohm

t	wr	t	wr	t	wr	t	wr
0	0	5	19,1	10	20,2	15	20,2
1	8,8	6	19,6	11	20,2	16	20,2
2	13,7	7	19,9	12	20,2	17	20,2
3	16,6	8	20	13	20,2	18	20,2
4	18,2	9	20,1	14	20,2	19	20,2

Elektromechaniczna stała czasowa została wyznaczona w sposób graficzny.

Wynosi ok. T_mech=2,8s.

4. Charakterystyka wyjściowa prądnicy tachometrycznej.

a)C2=0 i Rszcz=10Ohm

Robc=40Ohm R2=28 Fi1=0,8 c1=5 c2=0 I2=2

wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2
0	-11,8	10	11,8	20	35,3	30	58,8	40	82,4
1	-9,4	11	14,1	21	37,6	31	61,2	41	84,7
2	-7,1	12	16,5	22	40	32	63,5	42	87,1
3	-4,7	13	18,8	23	42,4	33	65,9	43	89,4
4	-2,4	14	21,2	24	44,7	34	68,2	44	91,8
5	0	15	23,5	25	47,1	35	70,6	45	94,1
6	2,4	16	25,9	26	49,4	36	72,9	46	96,5
7	4,7	17	28,2	27	51,8	37	75,3	47	98,8
8	7,1	18	30,6	28	54,1	38	77,6	48	101,2
9	9,4	19	32,9	29	56,5	39	80	49	103,5

Robc=300Ohm R2=28 Fi1=0,8 c1=5 c2=0 I2=2

wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2
0	-18,3	10	18,3	20	54,9	30	91,5	40	128
1	-14,6	11	22	21	58,5	31	95,1	41	131,7
2	-11	12	25,6	22	62,2	32	98,8	42	135,4
3	-7,3	13	29,3	23	65,9	33	102,4	43	139
4	-3,7	14	32,9	24	69,5	34	106,1	44	142,7
5	0	15	36,6	25	73,2	35	109,8	45	146,3
6	3,7	16	40,2	26	76,8	36	113,4	46	150
7	7,3	17	43,9	27	80,5	37	117,1	47	153,7
8	11	18	47,6	28	84,1	38	120,7	48	157,3
9	14,6	19	51,2	29	87,8	39	124,4	49	161

Robc=Inf R2=28 Fi1=0,8 c1=5 c2=0 I2=2

wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2
0	-19,9	10	19,9	20	59,8	30	99,7	40	139,6
1	-16	11	23,9	21	63,8	31	103,7	41	143,6
2	-12	12	27,9	22	67,8	32	107,7	42	147,6
3	-8	13	31,9	23	71,8	33	111,7	43	151,6
4	-4	14	35,9	24	75,8	34	115,7	44	155,6
5	0	15	39,9	25	79,8	35	119,7	45	159,6
6	4	16	43,9	26	83,8	36	123,7	46	163,5
7	8	17	47,9	27	87,8	37	127,6	47	167,5
8	12	18	51,9	28	91,7	38	131,6	48	171,5
9	16	19	55,8	29	95,7	39	135,6	49	175,5

b)C2=0 i Rszcz=0

Robc=40Ohm R2=28 Fi1=0,8 c1=5 c2=0 I2=2

wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2
0	0	10	23,5	20	47,1	30	70,6	40	94,1
1	2,4	11	25,9	21	49,4	31	72,9	41	96,5
2	4,7	12	28,2	22	51,8	32	75,3	42	98,8
3	7,1	13	30,6	23	54,1	33	77,6	43	101,2
4	9,4	14	32,9	24	56,5	34	80	44	103,5
5	11,8	15	35,3	25	58,8	35	82,4	45	105,9
6	14,1	16	37,6	26	61,2	36	84,7	46	108,2
7	16,5	17	40	27	63,5	37	87,1	47	110,6
8	18,8	18	42,4	28	65,9	38	89,4	48	112,9
9	21,2	19	44,7	29	68,2	39	91,8	49	115,3

Robc=300Ohm R2=28 Fi1=0,8 c1=5 c2=0 I2=2

wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2
0	0	10	36,6	20	73,2	30	109,8	40	146,3
1	3,7	11	40,2	21	76,8	31	113,4	41	150
2	7,3	12	43,9	22	80,5	32	117,1	42	153,7
3	11	13	47,6	23	84,1	33	120,7	43	157,3
4	14,6	14	51,2	24	87,8	34	124,4	44	161
5	18,3	15	54,9	25	91,5	35	128	45	164,6
6	22	16	58,5	26	95,1	36	131,7	46	168,3
7	25,6	17	62,2	27	98,8	37	135,4	47	172
8	29,3	18	65,9	28	102,4	38	139	48	175,6
9	32,9	19	69,5	29	106,1	39	142,7	49	179,3

Robc=Inf R2=28 Fi1=0,8 c1=5 c2=0 I2=2

wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2
0	0	10	39,9	20	79,8	30	119,7	40	159,6
1	4	11	43,9	21	83,8	31	123,7	41	163,5
2	8	12	47,9	22	87,8	32	127,6	42	167,5
3	12	13	51,9	23	91,7	33	131,6	43	171,5
4	16	14	55,8	24	95,7	34	135,6	44	175,5
5	19,9	15	59,8	25	99,7	35	139,6	45	179,5
6	23,9	16	63,8	26	103,7	36	143,6	46	183,5
7	27,9	17	67,8	27	107,7	37	147,6	47	187,5
8	31,9	18	71,8	28	111,7	38	151,6	48	191,5
9	35,9	19	75,8	29	115,7	39	155,6	49	195,5

c)C2=10 i Rszcz=10Ohm

Robc=40Ohm R2=28 Fi1=0,8 c1=5 c2=0 I2=2

wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2
0	-11,8	10	1,4	20	2,2	30	2,6	40	2,7
1	-5,4	11	1,6	21	2,3	31	2,6	41	2,7
2	-2,9	12	1,7	22	2,3	32	2,6	42	2,7
3	-1,5	13	1,8	23	2,4	33	2,6	43	2,7
4	-0,6	14	1,9	24	2,4	34	2,6	44	2,8
5	0	15	2	25	2,4	35	2,6	45	2,8
6	0,4	16	2	26	2,5	36	2,7	46	2,8
7	0,8	17	2,1	27	2,5	37	2,7	47	2,8
8	1	18	2,1	28	2,5	38	2,7	48	2,8
9	1,2	19	2,2	29	2,5	39	2,7	49	2,8

Robc=300Ohm R2=28 Fi1=0,8 c1=5 c2=0 I2=2

wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2
0	-18,3	10	7,2	20	13,6	30	16,4	40	18
1	-12,7	11	8,2	21	13,9	31	16,6	41	18,2
2	-8,4	12	9,1	22	14,3	32	16,8	42	18,3
3	-5	13	9,8	23	14,6	33	17	43	18,4
4	-2,3	14	10,5	24	14,9	34	17,2	44	18,5
5	0	15	11,1	25	15,2	35	17,3	45	18,6
6	1,9	16	11,7	26	15,5	36	17,5	46	18,7
7	3,5	17	12,2	27	15,7	37	17,6	47	18,8
8	4,9	18	12,7	28	16	38	17,8	48	18,9
9	6,2	19	13,1	29	16,2	39	17,9	49	19

Robc=Inf R2=28 Fi1=0,8 c1=5 c2=0 I2=2

wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2
0	-19,9	10	19	20	54,4	30	86,7	40	116,4
1	-15,9	11	22,7	21	57,8	31	89,8	41	119,2
2	-11,8	12	26,3	22	61,1	32	92,9	42	122
3	-7,9	13	30	23	64,4	33	95,9	43	124,8
4	-3,9	14	33,6	24	67,7	34	98,9	44	127,6
5	0	15	37,1	25	70,9	35	101,9	45	130,3
6	3,9	16	40,6	26	74,2	36	104,8	46	133
7	7,7	17	44,1	27	77,3	37	107,8	47	135,7
8	11,5	18	47,6	28	80,5	38	110,7	48	138,4
9	15,3	19	51	29	83,6	39	113,5	49	141

c)C2=10 i Rszcz=0

Robc=40Ohm R2=28 Fi1=0,8 c1=5 c2=0 I2=2

wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2
0	0	10	2,8	20	3	30	3,1	40	3,1
1	1,4	11	2,8	21	3	31	3,1	41	3,1
2	1,9	12	2,9	22	3	32	3,1	42	3,1
3	2,2	13	2,9	23	3	33	3,1	43	3,1
4	2,4	14	2,9	24	3	34	3,1	44	3,1
5	2,5	15	2,9	25	3	35	3,1	45	3,1
6	2,6	16	2,9	26	3	36	3,1	46	3,1
7	2,7	17	3	27	3	37	3,1	47	3,1
8	2,7	18	3	28	3,1	38	3,1	48	3,1
9	2,8	19	3	29	3,1	39	3,1	49	3,1

Robc=300Ohm R2=28 Fi1=0,8 c1=5 c2=0 I2=2

wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2
0	0	10	14,5	20	18,1	30	19,7	40	20,6
1	3,2	11	15	21	18,3	31	19,8	41	20,7
2	5,6	12	15,5	22	18,5	32	19,9	42	20,8
3	7,5	13	16	23	18,7	33	20	43	20,8
4	9,1	14	16,3	24	18,8	34	20,1	44	20,9
5	10,4	15	16,7	25	19	35	20,2	45	20,9
6	11,5	16	17	26	19,2	36	20,3	46	21
7	12,4	17	17,3	27	19,3	37	20,4	47	21,1
8	13,2	18	17,6	28	19,4	38	20,5	48	21,1
9	13,9	19	17,8	29	19,6	39	20,5	49	21,2

Robc=Inf R2=28 Fi1=0,8 c1=5 c2=0 I2=2

wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2	wr	u2
0	0	10	38	20	72,5	30	104,1	40	133
1	4	11	41,6	21	75,8	31	107,1	41	135,8
2	7,9	12	45,2	22	79,1	32	110,1	42	138,5
3	11,8	13	48,7	23	82,3	33	113	43	141,2
4	15,6	14	52,2	24	85,5	34	116	44	143,9
5	19,5	15	55,7	25	88,7	35	118,9	45	146,6
6	23,2	16	59,1	26	91,8	36	121,7	46	149,3
7	27	17	62,5	27	94,9	37	124,6	47	151,9
8	30,7	18	65,9	28	98	38	127,4	48	154,5
9	34,4	19	69,2	29	101,1	39	130,2	49	157,1

1. Charakterystyka prądnicy w stanie nieustalonym – wyznaczenie stałej czasowej.

U1=60V R1=40Ohm R2=40Ohm L12=2 wr=50 R2=10 L2=50

t	u2	t	u2	t	u2	t	u2	t	u2
0	0	10	120	20	120	30	120	40	120
1	75,9	11	120	21	120	31	120	41	120
2	103,8	12	120	22	120	32	120	42	120
3	114	13	120	23	120	33	120	43	120
4	117,8	14	120	24	120	34	120	44	120
5	119,2	15	120	25	120	35	120	45	120
6	119,7	16	120	26	120	36	120	46	120
7	119,9	17	120	27	120	37	120	47	120
8	120	18	120	28	120	38	120	48	120
9	120	19	120	29	120	39	120	49	120

Wzór opisujący stałą czasową

Wnioski:

- wszystkie wyniki z symulatora – brak możliwości błędów podczas pomiarów

- zdjęte charakterystyki zgadzają się z założeniami teoretycznymi

- przy sterowaniu biegunowym charakterystyka wr=f(U) nieliniowa, wraz ze wzrostem momentu elektromagnetycznego zmienia się charakter – granica w 0 przestaje być niewłaściwa.

- przy sterowaniu twornikowym charakterystyka wr=f(U) jest liniowa, dla każdej wartości momentu elektromagnetycznego nachylenie prostej takie same, wraz ze wzrostem wartości tego momentu charakterystyka przesuwa się w prawo.

- przy sterowaniu biegunowym charakterystyka Me=f(wr) jest liniowa, dla różnych wartości napięcia sterowania charakterystyki są nachylone pod różnym kątem, wraz ze wzrostem napięcia sterowania rośnie nachylenie prostej oraz wartość współczynnika tłumienia wewnętrznego.

- przy sterowaniu twornikowym charakterystyka Me=f(wr) również jest liniowa, ale dla różnej wartości napięcia sterowania nachylenie prostej jest takie same - współczynnik tłumienia wewnętrznego również nie ulega zmianie, wraz ze wzrostem napięcia sterującego charakterystyka przesuwa się w prawo.

- dla swps charakterystyka w stanie nieustalonym przypomina charakterystykę układu inercyjnego I rzędu.

- prądnica tachometryczna: dla c2=0 charakterystyki wyjściowe są liniowe, wraz ze wzrostem Rszcz, charakterystyki nachylone są pod większym kątem. Wraz ze wzrostem rezystancji obciążenia charakterystyka dąży do linii wyznaczonej dla rezystancji obciążenia równej nieskończoność.

- dla c2 większego od zera charakterystyka przestaje być liniowa,