POLITECHNIKA LUBELSKA w LUBLINIE

LABORATORIUM MASZYN

ELEKTRYCZNYCH

ĆWICZENIE nr 9

TEMAT: BADANIE PRĄDNICY PRĄDU STAŁEGO

GRUPA: ED 5.3 a

SKŁAD GRUPY LABORATORYJNEJ :

KURNICKI ADAM

OSIAK MARIUSZ

WIŃSKI ZENON

WIŚNIEWSKI KRZYSZTOF

DATA WYKONANIA ĆWICZENIA :

1996.12.17 , 1997.01.06

OCENA :

Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych własności prądnicy prądu stałego przy pracy w charakterze prądnicy obcowzbudnej , bocznikowej i szeregowo-bocznikowej .

1. Próby przy biegu jałowym.

1.1 Charakterystyki biegu jałowego .

Schemat pomiarowy:

R_w

A₁ 2B2 1A1

220 V

V₁ M G V₂

W₁

1A1 2B2

R₁

A₂ E1 E1

E2 E2

R₂ D1

W₂ A₃

R₄ D2

A₄

W₃

Przyrządy pomiarowe:

1. 
   
   
   
   
   
   
   A₁ -amperomierz - ; ; kl. 1,5 ; zkr. 10A ; Nr PL-E10-P3-109

1. 
   
   
   
   
   
   
   
   A₂ -amperomierz - ; ; kl. 1,5 ; zkr. 1A ; Nr PL-E10-P3-101

1. 
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   A₃ -amperomierz - ; ; kl. 0,5 ; zkr. 0,75A ; Nr PL-E10-P3-375

1. 
   
   
   
   
   
   
   
   
   A₄ -amperomierz - ; ; kl. 0,5 ; zkr. 7,5A ; Nr 2302669

1. 
   
   
   
   
   
   
   
   
   V₁ - woltomierz - ; ; kl. 1,5 ; zkr. 250V ; Nr PL-E10-P3-83

1. 
   
   
   
   
   
   
   
   
   V₂ - woltomierz - ; ; kl. 0,5 ; zkr. 300V ; Nr PL-E10-P3-429

1. R₂ - 2600 Ω

Dane znam. silnika : Dane znam. prądnicy :

P_N =3,7 kW P_N =1,2 kW

U_N = 220V U_N = 230 V

I_N = 19,6 A I_N = 5,2 A

n_N = 1450 obr/min n_N = 1450 obr/min

I_fN = 0,58 A I_fN = 0,36 A

R_1B1-2B2 = 8,8 Ω

R_E1-E2 =436,7 Ω

R_D1-D2 =0,223 Ω

Tabela pomiarów :

	Uzwojenie bocznikowe				Uzwojenie szeregowe
	gałąź dolna		gałąź górna		gałąź dolna		gałąź górna
Lp.	Iw	Uo	Iw	Uo	Iw	Uo	Iw	Uo
	A	V	A	V	A	V	A	V
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20	0,02 0,05 0,08 0,10 0,12 0,15 0,17 0,19 0,20 0,225 0,24 0,26 0,28 0,30 0,32 0,34	30 64 98,9 122 143,5 170 185,5 203 211 227,5 237 247 256 267 272 281	0,34 0,32 0,30 0,28 0,26 0,24 0,22 0,20 0,18 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0	281 273 266 259,5 250,5 240,5 229 216 200 187 169,5 150 131,5 110 87 59 30 10	0 0,5 0,8 1 1,3 1,7 1,9 2,1 2,5 2,8 3 3,26 3,5 3,7 4,15 4,45 4,75 5,5 5,8 6,15	5 7,5 10 11 12,5 15 16 17 18,5 21 22,5 24,5 26 27,5 30 32 34 39 41 43	6,15 5,7 5,5 5,3 5,0 4,7 4,4 4,15 3,7 3,5 3,1 2,8 2,4 2,2 2,05 1,55 1,1 0,75 0,4 0	43 41 40 39 37 36 34 32,5 30 27,5 26 24 22 20 19,5 16 14 11 9 6

Opracowanie wyników pomiarów :

Rezystancja krytyczna przy czynnym uzwojeniu bocznikowym:

R_br=U_o'/I_w'=120V/0,1A=1200Ω

1.2 Obserwowanie procesu samowzbudzania się prądnicy bocznikowej i wyznaczanie wielkości krytycznych .

Schemat pomiarowy:

R_w

A₁ 2B2 1A1

220 V

V₁ M G V₂

W₁

1A1 2B2

R₁

A₂ E1 E1

E2 E2

R₂

W₂ A₃

Rezystancja krytyczna :

Tabela pomiarów:

	gałąź dolna		gałąź górna
Lp.	n	Uo	n	Uo
	obr/min	V	obr/min	V
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11	100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000	0 2,5 5 8,5 30,6 91 125 155 183 212	1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0	212 184 156 128,5 96 55 25 10 3 1 0

Opracowanie wyników pomiarów :

Prędkość krytyczna odczytana z ch-ki samowzbudzenia:

n_kr≈300 obr/min

2. Próby przy obciążeniu maszyny .

Schemat pomiarowy:

R_w1

A₁ 2B2 1A1 A₃

220 V

V₁ M G V₂

W₁ R_w2

1A1 2B2

R₁

A₂ E1 E1

A₄

E2 E2

R₂ D1

D2

1 P 2

Przyrządy pomiarowe:

1. 
   
   
   
   
   
   
   A₁ -amperomierz - ; ; kl. 1,5 ; zkr. 10A ; Nr PL-E10-P3-109

1. 
   
   
   
   
   
   
   
   A₂ -amperomierz - ; ; kl. 1,5 ; zkr. 1A ; Nr PL-E10-P3-101

1. 
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   A₃ -amperomierz - ; ; kl. 0,5 ; zkr. 0,75A ; Nr PL-E10-P3-375

1. 
   
   
   
   
   
   
   
   
   A₄ -amperomierz - ; ; kl. 0,5 ; zkr. 7,5A ; Nr 2302669

1. 
   
   
   
   
   
   
   
   
   V₁ - woltomierz - ; ; kl. 1,5 ; zkr. 250V ; Nr PL-E10-P3-83

1. 
   
   
   
   
   
   
   
   
   V₂ - woltomierz - ; ; kl. 0,5 ; zkr. 300V ; Nr PL-E10-P3-429

1. R₂ - 2600 Ω

1. R_w2 - opornik obciążenia - ROO-1 ; R_max = 600Ω ;I_max =20A

2.1 Charakterystyka obciążenia .

Tabela pomiarów :

	n	U=U2	I=I3	Iw=I4
Lp.	obr/min	V	A	A
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14	1450	5 20 26 54 75 91 111 130 144 164 202 225 268 275	5,2	0,010 0,025 0,035 0,061 0,081 0,100 0,120 0,141 0,160 0,188 0,215 0,305 0,420 0,430

2.2 Charakterystyki zewnętrzne .

Tabela pomiarów:

P. obcowzbudna

P. bocznikowa

P. szereg.-boczn. przeciwdziałanie

P. szereg.-boczn. współdziałanie

Lp.

IW

U

I

IW

U

I

IW

U

I

IW

U

I

A

V

A

A

V

A

A

V

A

A

V

A

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

0,295

230 235 237 242 246 255 253 260 266 270

5,2 4,4 3,9 3,5 2,95 2,5 2 1,45 0,6 0

0,340 0,342 0,345 0,350 0,360 0,370 0,375 0,385 0,390 0,395 0,400

230 245 255 260 266 274 277 287 290 290 297

5,2 4,55 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,45 0,92 0,55 0

0,345 0,360 0,375 0,390 0,405 0,410 0,420 0,430 0,440 0,435 0,450

230 243 258 265 275 283 290 295 300 305 310

5,2 4,56 3,9 3,5 3,0 2,45 2,0 1,6 0,95 0,55 0

0,28 0,245 0,305 0,31 0,32 0,32 0,33 0,33 0,34 0,35 0,34

230 240 247 255 262 265 270 272 277 283 277

5,2 4,55 4,0 3,6 2,95 2,5 2,05 1,5 1,05 0,5 0

Opracowanie wyników pomiarów :

Zmienność napięcia:

U=ΔU/U_N

1-pr. obcowzbudna: U=(40V/230V)*100%=17% (ΔU=40V)

2-pr. bocznikowa: U=(67V/230V)*100%=29% (ΔU=67V)

3-pr. szeregowo-bocznikowa: U=(80V/230V)*100%=34.7% (ΔU=80V)

4-pr. szer.-boczn.,współdziałanie: U=(47V/230V)*100%=20.4% (ΔU=47V)

Wnioski :

1.Charakterystyka biegu jałowego przy czynnym uzwojeniu bocznikowym jest zakrzywiona na skutek nasycenia się obwodów magnetycznych . W przypadku uzwojenia szeregowego charakterystyka biegu jałowego jest prostoliniowa poniważ przepływ jest zbyt mały, aby nasycić obwód magnetyczny(rdzeń).

2. Rezystancja krytyczna otrzyman na podstawie charakterystyki biegu jałowego prądnicy z czynnym uzwojeniem bocznikowym stosunkowo niewiwle

różni się od wartości otrzymanej na podstawie obserwacji procesu samowzbu- dzania prądnicy bnocznikowej . Różnica ok. 50 Ω wynika z niedokładności pomiarowych oraz trudności precyzyjnego określonia oraz zmierzenia rezystancji odpowiadającej punktowi , w którym prądnica zaczyna się wzbudzać .

3.Otrzymana na podstawie charakterystyki obciążenia U=f(Iw) charakterystyka siły elektromotorycznej indukowanej w prądnicy U”=f(Iw) leży powyżej ch-ki biegu jalowego, świadczy to o tym, że szczotki prądnicy wysunięte są ze strefy neutralnej co powoduje występowanie podłużnego oddziaływania twornika domagnesowującego pole maszyny,wskutek tego zwiększa sięnapięcie indukowane.

4.Najbardziej sztywna jest charakterystyka prądnicy obcowzbudnej.

W przypadku pradnicy szeregowo-bocznikowej przy przeciwdziałaniu przepłów zmienność napięcia jest największa, aprzy współdziałaniu zmienność ta jest mniejsza.

---