POLITECHNIKA LUBELSKA Wydział Elektryczny	Laboratorium Maszyn Elektrycznych
		Ćwiczenie nr 11
Wykonał:	Semestr: V	Grupa: ED 5.4	Rok akademicki: 2007/2008
Temat ćwiczenia: Badanie silnika szeregowo-bocznikowego prądu stałego		Data wykonania:	Ocena:

1.Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z właściwościami i podstawowymi charakterystykami silnika szeregowo-bocznikowego przy pracy w charakterze silnika bocznikowego oraz przy pracy w charakterze silnika szeregowo-bocznikowego przy zgodnym i przeciwnym działaniu strumieni

2.Dane znamionowe maszyn

a)silnik prądu stałego

typ PZ Md 440

nr.fabr. 4781195

P_zn=1,5kW

U_zn=220V

I_zn=8,6A

n_zn=1500obr/min

I_wzn=0,4A

l=0,15m

R_1B1-2B2=2,05Ω R_D1-D2=0,075Ω

b)prądnica prądu stałego

P_zn=1,5kW

U_zn=230V

I_zn=6,5A

n_zn=1450obr/min

I_wzn=0,42A

3.Wyznaczenie charakterystyki momentu rozruchowego.

a)
schemat pomiarowy

b)tabela pomiarowa

If=0,4A l=0,15m
L.p.	Ia	Us	F	Tl	Rodzaj pracy
		A	V	N		Nm
1	10	28	67,8	10,17		bocznikowe
2	8,6	23	66,5	9,975
3	8	20	65,5	9,825
4	7	18	63,1	9,465
5	6	16	53,6	8,04
6	5	15	44,6	6,69
7	4	13	35,5	5,325
8	3	10	25,6	3,84
9	2	7	15,6	2,34
10	1	5	6,8	1,02
11	0	2	-3,8	-0,57
1	10	30	69,6	10,44		szeregowo-bocznikowe zgodne
2	8,6	25	68,1	10,215
3	8	24	67,2	10,08
4	7	20	64,1	9,615
5	6	18	56,2	8,43
6	5	15	46,2	6,93
7	4	12	36,8	5,52
8	3	10	26,4	3,96
9	2	8	16,2	2,43
10	1	5	5,1	0,765
11	0	2	-3,7	-0,555
1	10	30	67,1	10,065		szeregowo-bocznikowe przeciwne
2	8,6	25	65,8	9,87
3	8	23	65	9,75
4	7	20	60,9	9,135
5	6	18	51,9	7,785
6	5	15	44	6,6
7	4	13	33,8	5,07
8	3	10	25,2	3,78
9	2	8	15,6	2,34
10	1	5	6,5	0,975
11	0	2	-3,8	-0,57

c)przykładowe obliczenia

Tl=F x l=[N] x [m]=[Nm]

Tl=67,8 x 0,15=10,17 Nm

d)otrzymane charakterystyki

4.Wyznaczenie charakterystyk mechanicznych

a)schemat pomiarowy

b)tabela pomiarowa

If=0,4A Ifh=0,4A
L.p.	Us	Ia	n	Uh	Iah	Uih	Pih	Poh	Ps	Ts	Rodzaj pracy
		V	A	obr/min	V	A	V	W	W	W		Nm
1	217	10	1715	270	5,8	300	1740	138	1878	10,46		bocznikowe
2	217	9	1730	275	5,1	302,5	1542,75	141	1683,75	9,30
3	217	8,6	1735	280	4,9	303	1484,7	142	1626,7	8,96
4	218	8	1744	280	4,5	305	1372,5	143	1515,5	8,30
5	218	7	1754	285	3,8	306	1162,8	144	1306,8	7,12
6	218	6	1764	295	3,2	307,5	984	145	1129	6,11
7	219	5	1775	300	2,5	310	775	147	922	4,96
8	220	4	1788	302	1,9	312,5	593,75	149	742,75	3,97
9	220	2	1807	312	0,7	316	221,2	151	372,2	1,97
10	220	1	1825	320	0	317,5	0	153	153	0,80
1	217	10	1627	250	6,4	272,5	1744	128	1872	10,99		szeregowo-bocznikowe zgodne
2	217	9	1653	260	5,4	287,5	1552,5	132	1684,5	9,74
3	217	8,6	1666	265	5,2	290	1508	133	1641	9,41
4	217	8	1683	270	4,7	292,5	1374,75	135	1509,75	8,57
5	217	7	1702	280	4	295	1180	138	1318	7,40
6	217	6	1723	285	3,2	300	960	140	1100	6,10
7	217	5	1741	290	2,6	305	793	142	935	5,13
8	218	4	1763	300	2	307,5	615	145	760	4,12
9	219	1	1830	320	0	317,5	0	154	154	0,80
1	217	10	1812	285	5,4	316	1706,4	151	1857,4	9,79		szeregowo-bocznikowe przeciwne
2	217	9	1817	290	4,8	317	1521,6	152	1673,6	8,80
3	218	8,6	1820	293	4,6	317,5	1460,5	152	1612,5	8,46
4	218	8	1820	295	4,3	316	1358,8	151	1509,8	7,93
5	218	7	1822	300	3,6	317,5	1143	152	1295	6,79
6	218	6	1819	303	3	317	951	152	1103	5,79
7	218	5	1818	305	2,5	317	792,5	152	944,5	4,96
8	219	4	1823	310	1,8	317,5	571,5	153	724,5	3,80
9	220	2	1825	318	0,7	317,5	222,25	154	376,25	1,97
10	220	1	1838	320	0	320	0	155	155	0,81

c)przykładowe obliczenia

P_iH = U_iHI_aH

P_S = P_iH + P_OH

T_S =

P_iH - moc wewnetrzna prądnicy hamowniczej

U_iH - napięcie indukowane prądnicy odczytane z charakterystyki U_iH =f(n) dla danej prędkości n

I_aH - prąd twornika pradnicy

P_OH - straty jałowe prądnicy odczytane z charakterystyki P_OH =f(n) dla danej prędkości n

P_S - moc na wale badanego silnika

T_S - moment obrotowy na wale silnika

P_iH = 300 x 5,8 = 1740 W

P_S = 1740 + 138 = 1878 W

T_S =

d) otrzymane charakterystyki

5.Wyznaczanie charakterystyk prędkości obrotowej w funkcji prądu wzbudzenia

a)schemat pomiarowy

identyczny jak przy wyznaczaniu charakterystyk mechanicznych

b)tabela pomiarowa

Ia=In=8,6A Ifh=0,4A
L.p.	Us	If	n	Uh	Iah	Uih	Pih	Poh	Ps	Ts	Rodzaj pracy
		V	A	obr/min	V	A	V	W	W	W		Nm
1	217	0,31	1867	300	4,4	327,5	1441	159	1600	8,19		szeregowo-bocznikowe zgodne
2	217	0,32	1841	295	4,6	320	1472	154	1626	8,44
3	217	0,34	1778	285	4,8	310	1488	147	1635	8,79
4	217	0,36	1725	275	5	302,5	1512,5	141	1653,5	9,16
5	217	0,38	1677	265	5,1	292,5	1491,75	135	1626,75	9,27
6	217	0,4	1635	260	5,3	285	1510,5	130	1640,5	9,59
7	217	0,42	1602	250	5,4	280	1512	126	1638	9,77
8	217	0,44	1567	245	5,6	275	1540	122	1662	10,13
9	217	0,46	1527	238	5,7	265	1510,5	118	1628,5	10,19

c)przykładowe obliczenia

P_iH = U_iHI_aH

P_S = P_iH + P_OH

T_S =

Oznaczenia jak w przypadku wyznaczania charakterystyk mechanicznych

P_iH = 327,5 x 4,4 = 1441 W

P_S = 1441 + 159 = 1600W

T_S =

d) otrzymane charakterystyki

6.Wyznaczenie charakterystyk regulacyjnych

a)schemat pomiarowy

identyczny jak przy wyznaczaniu charakterystyk mechanicznych

b)tabela pomiarowa

n=1850 Ifh=0,4A
L.p.	Us	If	Ia	Uh	Iah	Uih	Pih	Poh	Ps	Ts	Rodzaj pracy
		V	A	A	V	A	V	W	W	W		Nm
1	217	0,31	10	290	4,6	322,5	1483,5	156	1639,5	1566,40		szeregowo-bocznikowe zgodne
2	218	0,32	8,8	298	4,4	322,5	1419	156	1575	1709,97
3	218	0,33	7,8	300	3,8	322,5	1225,5	156	1381,5	1692,19
4	218	0,335	6,9	303	3,2	322,5	1032	156	1188	1644,97
5	218	0,34	5,9	305	2,8	322,5	903	156	1059	1714,89
6	218	0,35	4,8	307	2	322,5	645	156	801	1594,35
7	219	0,36	3,9	315	1,4	322,5	451,5	156	607,5	1488,24
8	219	0,4	1,3	318	0	322,5	0	156	156	1146,50

c)przykładowe obliczenia

P_iH = U_iHI_aH

P_S = P_iH + P_OH

Oznaczenia jak w przypadku wyznaczania charakterystyk mechanicznych

P_iH = 322,5 x 4,6 = 1483,5 W

P_S = 1483,5 + 156 = 1639,5W

d)wyznaczone charakterystyki

7.Wnioski

a)moment rozruchowy

Z wyznaczonych charakterystyk trudno określić który z układów połączeń generuje największy moment rozruchowy. Różnice są w granicach błędu mierników, ale wskazują na to, że zgodnie z teorią, największy moment rozruchowy generuje silnik szeregowo-bocznikowy ze zgodnym działaniem strumieni, następnie silnik bocznikowy, a potem silnik szeregowo-bocznikowy z przeciwnym działaniem strumieni.

b)charakterystyki mechaniczne

Charakterystyka silnika szeregowo-bocznikowego o przeciwnym działaniu strumieni jest charakterystyka „twarda”. Prędkość obrotowa spada tylko nieznacznie wraz ze wzrostem obciążenia. Z jednej strony jest to dobra cecha bo silnik ma małą zmienność obrotów, z drugiej strony przy dość dużym obciążeniu może dojść do wzrostu obrotów silnika na wskutek wzrostu udziału strumienia pochodzącego od uzwojenia szeregowego, co może doprowadzić do zniszczenia maszyny. Dozwojenie zgodne silnika szeregowo-bocznikowego zwiększa wzbudzenie silnika, a to z kolei powoduje spadek obrotów, co wynika z równania napięciowego silnika.

c)prędkość obrotowa w funkcji prądu wzbudzania

Wykonaliśmy tylko wyznaczenie tej charakterystyki dla silnika szeregowo-bocznikowego o strumieniu szeregowym zgodnym. Zgodnie z teorią, wraz ze wzrostem prądu wzbudzenia spadają obroty, co wynika z równania napięciowego silnika prądu stałego. W sytuacji odwrotnej, tzn. kiedy zmniejszamy wartość prądu wzbudzenia, obroty rosną. Sytuacja ta jest o tyle niebezpieczna ponieważ może doprowadzić do zniszczenia maszyny. Z tego powodu należy bardzo dokładnie łączyć obwód wzbudzenia maszyn prądu stałego.

Jak widać moc wydawana na wale silnika jest w przybliżeniu stała. Dzięki temu możemy regulować prędkość obrotową przy stałej mocy wydawanej na wale. Z pomiarów wynika też że wraz ze wzrostem prądu wzbudzenia, spadają obroty, ale za to rośnie moment obrotowy, co jest ważne z punktu widzenia regulacji silnikiem.

d)charakterystyki regulacyjne

Aby utrzymać stałe obroty przy wzrastającym obciążeniu dla silnika szeregowo-bocznikowego o strumieniu szeregowym zgodnym należy zmniejszać prąd wzbudzenia. Aby przy stałych obrotach zwiększyć moc wydawaną na wale należy również zmniejszyć prąd wzbudzenia. Taka regulacja jest dość prosta do realizacji i umożliwia szeroką regulacje prędkości obrotowej („w górę” i „w dół”) jak i mocy wydawanej na wale .Jest to bardzo ważna cecha silników prądu stałego.

=220

P

R₁

W₁

R_1'

2B2

A1

D₁ D₂ E₁ E₂

M

V_t

A_t

A_w

W₂

---