|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
POLITECHNIKA LUBELSKA
LABORATORIUM NAPĘDU
ELEKTRYCZNEGO
TEMAT: Pomiary charakterystyk mechanicznych bocznikowego silnika prądu stałego (ćw.7)
Grupa : ED 6.2 : Data wykonania:
Wołoszyn Sławomir 13.02.97
Widz Krzysztof Ocena:
Stachowicz Marek
Wojtkowski Wojciech
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyki naturalnej i sztucznej przy pracy silnikowej oraz wyznaczenie charakterystyk hamowania dynamicznego i hamowania przeciwprądem .
2.Badania laboratoryjne:
Badany silnik S sprzęgnięty jest z maszyną obcowzbudną H , pełniącą rolę hamownicy lub silnika napędowego.
Moment mechaniczny Mm na wale badanego silnika S określa się , poprzez wyznaczenie mocy Pm na wale tego silnika i przez pomiar prędkości obrotowej ω wału: Mm=.
Jeśli maszyna H pracuje jako prądnica , to moc na wale:
Pm=UtIt+ΔP0+ΔPobc
Jeśli natomiast maszyna H pracuje jako silnik , to moc na wale:
Pm=UtIt-ΔPo-ΔPobc
gdzie:
ΔPo-straty jałowe maszyny H
ΔPobc=It2Rt-straty obciążeniowe maszyny H
3.Wyznaczenie charakterystyki naturalnej:
Należy połączyć układ według schematu:
Użyte przyrządy:
silnik badany ( dane znamionowe : 1,1KW ; 220V ; 6,7A ; C ; ω=1450[obr/min.] )
H-maszyna obcowzbudna ( prądnica: 1,2KW ; 220V ; 5,2A ; wzb.:220V ;0,37A )
Wzbudzenie bocznikowe: 220V ; 0,45A
Charakterystykę naturalną otrzymuje się przy zasilaniu twornika napięciem znamionowym Un , przy wzbudzaniu maszyny strumieniem znamionowym Φn i przy braku w obwodzie twornika elementów regulacyjnych (Rd=0).
Pomiary charakterystyki naturalnej przeprowadza się , obciążając badany silnik w zakresie od biegu jałowego do prądu twornika 1,25 In.
Wyniki zebrane są w poniższej tabeli:
U [V] |
IT [A] |
UTH [V] |
UH [V] |
IH [A] |
UT [V] |
225 |
1,2 |
155 |
300 |
0 |
225 |
225 |
1,7 |
155 |
300 |
0,3 |
225 |
225 |
3,35 |
155 |
295 |
1,5 |
225 |
225 |
5,05 |
155 |
280 |
2,95 |
225 |
225 |
6,7 |
145 |
265 |
3,8 |
225 |
225 |
7,5 |
145 |
260 |
4,35 |
225 |
|
|
|
|
|
|
Do wyznaczenia ch-ki naturalnej wystarczy znać dwa punkty (liniowa charakterystyka):
Obliczenia:
IT=1,2 [A] ; IH=0 ; ω=1500 [obr/min.] ; ΔP0=105[W]
Pm=UTIT+ ΔP0+ΔP0bc=375 [W] ; Mm=2,38 [Nm]
IT=6,7 [A] ; IH=3,8 [A] ; ω=1320 [obr/min.] ; ΔP0=87 [W] ; RT=4,72 [Ω]
Pm=UTIT+ ΔP0+ΔP0bc=1806 [W] ; Mm=13,06 [Nm]
Charakterystyka naturalna ω=f(IT) przedstawiona jest na poniższym wykresie:
Charakterystyki sztuczne przy pracy z dodatkową rezystancją w obwodzie twornika :
Pomiary przeprowadza się według schematu powyżej.W szereg z uzwojeniem twornika należy włączyć rezystancją dodatkową Rd.
Wyniki zebrane są w poniższej tabeli:
U [V] |
IT [A] |
UT [V] |
UTH [V] |
UH [V] |
IH [A] |
Rd |
225 |
1,1 |
215 |
150 |
300 |
0 |
|
225 |
1,7 |
210 |
145 |
285 |
0,4 |
30 |
225 |
3,7 |
205 |
128 |
255 |
2,1 |
|
225 |
4,3 |
175 |
125 |
235 |
2,25 |
|
U [V] |
IT [A] |
UT [V] |
UTH [V] |
UH [V] |
IH [A] |
Rd |
225 |
1,0 |
210 |
145 |
290 |
0 |
|
225 |
1,7 |
200 |
135 |
270 |
0,4 |
60 |
225 |
2,5 |
190 |
130 |
235 |
1,3 |
|
225 |
3,0 |
180 |
120 |
225 |
1,4 |
|
Do wyznaczenia ch-ki sztucznej wystarczy znać dwa punkty (liniowa charakterystyka): Rd=30[Ω]
Obliczenia: Rd=30[Ω]
IT=1,1 [A] ; IH=0 ; ω=1500 [obr/min.] ; ΔP0=105[W]
Pm=UTIT+ ΔP0+ΔP0bc=341 [W] ; Mm=2,17 [Nm]
IT=3,7 [A] ; IH=2,1 [A] ; ω=650 [obr/min.] ; ΔP0=35 [W] ; RT=4,77 [Ω]
Pm=UTIT+ ΔP0+ΔP0bc=858,8 [W] ; Mm=12,61 [Nm]
Obliczenia: Rd=60[Ω]
IT=1,1 [A] ; IH=0 ; ω=1500 [obr/min.] ; ΔP0=105[W]
Pm=UTIT+ ΔP0+ΔP0bc=315 [W] ; Mm=2,01 [Nm]
IT=2,5 [A] ; IH=1,3 [A] ; ω=450 [obr/min.] ; ΔP0=23 [W] ; RT=4,85 [Ω]
Pm=UTIT+ ΔP0+ΔP0bc=528,3 [W] ; Mm=11,21 [Nm]
Charakterystyki sztuczne ω=f(IT) przedstawione są na poniższym wykresie:
5.Charakterystyki hamowania dynamicznego:
Układ należy połączyć według schematu:
Maszyna H pełni tu rolę silnika napędowego , a badany silnik S - maszyny obcowzbudnej , obciążonej rezystancją Rd
Pomiary charakterystyki ω=f(It) należy wykonać zaczynając od wartości ω=0 i utrzymując stałą wartość rezystancji Rd.
Wyniki pomiarów i obliczeń zebrane są w poniższej tabeli:
U [V] |
IT [A] |
UT [V] |
UTH [V] |
UH [V] |
IH [A] |
Rd |
225 |
1,0 |
35 |
25 |
60 |
1,1 |
|
225 |
2,0 |
60 |
45 |
105 |
1,85 |
30 |
225 |
3,4 |
105 |
70 |
165 |
2,9 |
|
225 |
3,9 |
120 |
105 |
205 |
3,3 |
|
U [V] |
IT [A] |
UT [V] |
UTH [V] |
UH [V] |
IH [A] |
Rd |
225 |
1,0 |
45 |
35 |
80 |
1,2 |
|
225 |
1,5 |
70 |
50 |
115 |
1,55 |
60 |
225 |
2,1 |
110 |
75 |
180 |
1,9 |
|
225 |
2,7 |
130 |
95 |
210 |
2,45 |
|
Do wyznaczenia ch-ki hamowania dynamicznego wystarczy znać dwa punkty (liniowa charakterystyka): Rd=30[Ω]
Obliczenia: Rd=30[Ω] np.
punkt (0,0)- prosta przechodzi przez początek układu współrzędnych.
b) IT=3,4 [A] ; IH=3,4 [A] ; ω=750 [obr/min.]
Obliczenia: Rd=60[Ω] np.
a) punkt (0,0)- prosta przechodzi przez początek układu współrzędnych.
b) IT=2,1 [A] ; IH=2,3 [A] ; ω=900 [obr/min.]
Charakterystyki hamowania przeciwwłączeniem.
Pomiary wykonuje się według układu poniżej:
Maszyna H pełni tu rolę silnika wymuszającego kierunek wirowania przeciwny do tego , jaki miałby miejsce przy pracy silnikowej maszyny S.
Po włączeniu badanej maszyny S należy włączyć wzbudzenie maszyny H. Spowoduje to zmniejszanie się prędkości kątowej maszyny S , pracującej jako silnik. Przy dalszym zmniejszaniu rezystancji opornika wodnego Rdh nastąpi zmniejszanie prędkości aż do zatrzymania , po czym nastąpi zmiana kierunku wirowania .
Wyniki pomiarów i obliczeń zebrane są w poniższej tabeli:
U [V] |
IT [A] |
UT [V] |
UH [V] |
IH [A] |
ω [obr/m.] |
Rd |
220 |
3,5 |
-10 |
-15 |
3,1 |
- |
|
220 |
5,5 |
-113 |
-190 |
4,9 |
-770 |
60 |
220 |
6,4 |
20 |
20 |
4,0 |
- |
|
220 |
6,7 |
20 |
45 |
6,7 |
-100 |
30 |
Do wyznaczenia ch-ki hamowania przeciwwłączeniem wystarczy znać dwa punkty (liniowa charakterystyka): Rd=30[Ω]
Obliczenia: Rd=30[Ω] np.
a) IT=6,4 [A] ; IH=4,0 [A] ; ω=0
IT=6,7[A] ; IH=6,7 [A] ; ω=-100 [obr/m.]
Obliczenia: Rd=60 [Ω] np.
IT=3,5 [A] ; IH=3,1 [A] ; ω=0
IT=5,5[A] ; IH=4,9 [A] ; ω=-770 [obr/m.]
Wnioski:
Przy rozpatrywaniu charakterystyk mechanicznych silnika rozróżnia się charakterystykę naturalną i charakterystykę sztuczną . Charakterystyka naturalna występuje przy znamionowych parametrach źródła zasilania ,przy normalnym włączaniu i bez dodatkowych elementów w obwodach elektrycznych . Wszystkie inne charakterystyki mechaniczne określa się jako charakterystyki sztuczne . Tworzenie charakterystyk sztucznych jest nazywane formowaniem charakterystyki naturalnej. Charakterystykę sztuczną można uzyskać zmieniając rezystancję obwodu twornika R, przy stałym strumieniu i napięciu zasilania .Charakterystyki te różnią się od charakterystyk idealnych ze względu na błędy wynikające z pomiarów oraz niedokładności przyrządów pomiarowych , lecz kształt krzywych jest zachowany. Podobnie jest z charakterystykami hamowania.