Politechnika Poznańska LABORATORIUM MASZYN ELEKTRYCZNYCH
Ćwiczenie nr : 1 Temat: Wyznaczanie zacisków maszyn prądu stałego.
Rok akad. 1998/1999 Wydział: Elektryczny Rok studiów: III Rodzaj studiów: Dzienne Grupa: E-3	Paweł Waśniowski Bartosz Gilwatowski Robert Hudziński Marcin Kmpa Arkadiusz Hulewicz	Data wykonania ćwiczenia: 09.11.98		Ocena:
Uwagi:			Podpis prowadzącego:

1. Wstęp.

Maszyny prądu stałego posiadają uzwojenie wzbudzenia (obce, bocznikowe lub szeregowe), uzwojenie twornika oraz uzwojenie komutacyjne. Dla uzyskania dokładniejszej kompensacji oddziaływania twornika oprócz uzwojenia komutacyjnego może być zastosowane również uzwojenie kompensacyjne. Celem naszego ćwiczenia było właśnie wyznaczenie zacisków silnika prądu stałego. W dalszej części sprawozdania posłużyłem się następującymi oznaczeniami zacisków :

uzwojenie twornika A1,A2

uzwojenie biegunów komutacyjnych B1,B2

uzwojenie szeregowe D1,D2

uzwojenie bocznikowe E1,E2

2. Przebieg ćwiczenia

Ćwiczenie było wykonywane na silniku szeregowo - bocznikowym, posiadającym uzwojenie wzbudzenia bocznikowe oraz szeregowe, uzwojenie twornika oraz uzwojenie komutacyjne. Końce tych uzwojeń były wyprowadzone do ośmiu zacisków na tabliczce zaciskowej maszyny, przy czym zaciski nie były opisane. Istnieje umowa, że litera z numerem 1 oznacza początek danego uzwojenia, natomiast litera z numerem 2 - koniec uzwojenia. Określenie początku i końca uzwojenia wynika z następującej zasady: podczas pracy silnikowej maszyny wirującej w prawo oraz przy współdziałaniu przepływu uzwojenia bocznikowego i szeregowego prąd we wszystkich uzwojeniach powinien płynąć od początku do końca uzwojenia.

Szukanie zacisków badanej maszyny rozpoczyna się od znalezienia za pomocą omomierza par końcówek tworzących obwód zamknięty. Każda taka para należy do jednego z uzwojeń. Następnie należy podnieść wszystkie szczotki jednego znaku i sprawdzić omomierzem, który obwód zastał przerwany. Przerwany obwód jest obwodem twornika. Następnie wykonuje się pomiar rezystancji poszczególnych uzwojeń. Pomiar rezystancji pozwala zorientować się, które zaciski odpowiadają uzwojeniu wzbudzenia bocznikowemu. Spośród uzwojeń maszyny prądu stałego uzwojenie wzbudzenia bocznikowe posiada największą rezystancję wynoszącą zwykle od około kilkudziesięciu do stu kilkudziesięciu omów. Należy jeszcze zbadać, które zaciski należą do uzwojenia wzbudzenia szeregowego oraz uzwojenia komutacyjnego. W tym celu uzwojenie wzbudzenia bocznikowe zasila się napięciem stałym. Do zacisków dwóch badanych uzwojeń przyłącza się kolejno woltomierz
magnetoelektryczny.

Uzwojenie wzbudzenia: bocznikowe i szeregowe mieszczą się w osi podłużnej maszyny, a więc w chwili załączania prądu do uzwojenia bocznikowego (lub w chwili wyłączania prądu) woltomierz przyłączony do uzwojenia szeregowego wychyli się. Uzwojenie komutacyjne znajduje się w osi poprzecznej maszyny. Przy zmianach natężenia prądu w uzwojeniu wzbudzenia bocznikowym woltomierz przyłączony do zacisków uzwojenia komutacyjnego nie wychyla się. Należy jeszcze wyznaczyć początki i końce poszczególnych uzwojeń. W takim przypadku jeden (dowolny) zacisk twornika przyjmuje się na tabliczce zaciskowej jako początek uzwojenia twornika i oznacza literą A1, natomiast drugi zacisk przyjmuje się jako koniec uzwojenia twornika i oznacza literą A2. Następnie wykonuje się badania mające na celu ustalenie prawidłowych oznaczeń uzwojenia wzbudzenia bocznikowego. Maszynę uruchamia się jako silnik obcowzbudny lub bocznikowy.

Na rysunku pokazano schemat silnika, w którym uzwojenie wzbudzenia jest zasilane z obcego źródła. Uzwojenie twornika zasila się regulowanym napięciem stałym przy takiej biegunowości, aby prąd płynął w tworniku od zacisku A1 do zacisku A2. Przy danym kierunku prądu w obwodzie twornika zmiana kierunku prądu w uzwojeniu wzbudzenia powoduje zmianę kierunku wirowania silnika. Przy kierunku prądu w tworniku od zacisku A1 do zacisku A2 napięcie zasilające uzwojenie wzbudzenia powinno mieć taką biegunowość, przy której wirnik obraca się w prawo. Wtedy zacisk uzwojenia wzbudzenia połączony z biegunem dodatnim źródła zasilania oznacza się literą E1, natomiast zacisk połączony z biegunem ujemnym - literą E2.

W celu prawidłowego oznaczenia zacisków uzwojenia komutacyjnego wykonuje się pomiary impedancji obwodu złożonego z szeregowo połączonego uzwojenia twornika oraz uzwojenia komutacyjnego dla dwóch możliwych przypadków połączeń.

Przy prawidłowym połączeniu uzwojeń bieguny komutacyjne wytwarzają pole magnetyczne przeciwdziałające polu twornika w osi poprzecznej. Wynika stąd że, właściwym połączeniem jest to, przy którym impedancja jest mniejsza. Biorąc pod uwagę układ o mniejszej impedancji zacisk uzwojenia komutacyjnego połączony z zaciskiem A2 twornika oznacza się ++literą B1, natomiast drugi zacisk - literą B2.

Dla oznaczenia zacisków uzwojenia wzbudzenia szeregowego należy wykonać pomiary w układzie połączeń jak na rysunku powyżej. Uzwojenie wzbudzenia bocznikowe zasila się przez wyłącznik niewielkim napięciem stałym o takiej biegunowości, aby prąd płynął od zacisku E1 do zacisku E2. Do zacisków uzwojenia szeregowego przyłącza się woltomierz magnetoelektryczny. Obserwuje się kierunek wychylenia woltomierza w chwili załączenia napięcia do uzwojenia badanego, a więc w chwili, gdy prąd w uzwojeniu bocznikowym rośnie. Z dwóch możliwych sposobów przyłączenia woltomierza do zacisków uzwojenia szeregowego należy wybrać ten, przy którym wskazówka woltomierza wychyla się w prawo w chwili załączenia napięcia do uzwojenia bocznikowego. Wtedy zacisk dodatni woltomierz przyłączony jest do zacisku D1 uzwojenia szeregowego.

Poniżej zamieszczono końcowy wizerunek tabliczki znamionowej badanego silnika wraz z naniesionymi na niej oznaczeniami uzwojeń.

3.Wnioski.

Należy pamiętać, iż nie należy przerywać obwodu uzwojenia wzbudzenia, gdyż gwałtowne odłączenie tego uzwojenia od sieci , przy jednoczesnym zasilaniu napięciem obwodu twornika prowadzi do powstania niebezpiecznego stanu awaryjnego, przy którym silnik uzyskuje bardzo dużą niedopuszczalną wartość prędkości obrotowej. Prąd rozruchowy silników prądu stałego ogranicza się za pomocą rozrusznika. Rozrusznik umożliwia załączenie szeregowo z obwodem twornika dodatkowej rezystancji. Po wprowadzeniu wirnika w ruch, rezystancję dodatkową rozrusznika stopniowo zmniejsza się. Rozrusznik nie jest zaprojektowany do pracy ciągłej, należy więc zwracać uwagę, by po zakończeniu rozruchu rozrusznik zewrzeć.

Zasady oznaczania zacisków maszyn prądu stałego.

1

4

---