WARD-L~2, Akademia Morska -materiały mechaniczne, szkoła, Mega Szkoła, szkola, ELEKTRA, ELEKTRA


1. Schemat układu pomiarowego

Oznaczenia maszyn : SA - silnik napędowy prądnicy układu W-L
G - prądnica układu W-L

S - silnik wykonawczy układu W-L

H - prądnica hamująca (model obciążenia)

2. Wyznaczanie charakterystyk prądnicy obcowzbudnej

Do wyznaczania charakterystyk prądnicy obcowzbudnej prądu stałego wykorzystać prądnicę hamującą H układu laboratoryjnego. W czasie pomiarów utrzymywać stałą prędkość napędu prądnicy n = 1000 1/min poprzez regulację napięcia zasilania silnika US (regulacja prądu wzbudzenia prądnicy IfG) lub prądu wzbudzenia silnika IfS.

2.1. Wyznaczanie charakterystyki magnesowania (biegu jałowego) U = f(If)

Dla nieobciążonej prądnicy zmieniać prąd wzbudzenia IfH za pomocą regulatora wzbudzenia R3 i mierzyć napięcie UP na zaciskach prądnicy. Pomiary wykonać przy rosnącym prądzie wzbudzenia IfH od 0 do 0,45A co 0,05A i malejącym IfH dla takich samych wartości. Wyniki pomiarów umieścić w tabeli według poniższego wzoru. Na podstawie pomiarów wykreślić charakterystykę magnesowania prądnicy UP = f(IfH).

Lp.

IfH

UP

A

V

2.2. Wyznaczanie charakterystyki zewnętrznej U = f(Ia)

Charakterystykę zewnętrzną prądnicy wyznacza się przy stałym prądzie wzbudzenia prądnicy IfH oraz stałej prędkości obrotowej n napędu prądnicy. Pomiary rozpocząć od ustawienia wartości znamionowych maszyny
(UP = 150V, IP = 6A), a następnie zmniejszać prąd obciążenia co 1A do 0, mierząc napięcie UP na zaciskach prądnicy. W czasie pomiaru nie regulować prądu wzbudzenia IfH. Wyniki pomiarów umieścić w tabeli według poniższego wzoru. Na podstawie pomiarów wykreślić charakterystykę zewnętrzną prądnicy UP = f(IP).

Lp.

IP

UP

A

V

2.4. Wyznaczanie charakterystyki regulacyjnej If = f(Ia)

Charakterystykę regulacyjną prądnicy wyznacza się przy stałej wartości napięcia prądnicy UP oraz stałej prędkości obrotowej n napędu prądnicy. Pomiary rozpocząć od ustawienia wartości znamionowej napięcia maszyny UP = 150V dla prądu obciążenia IP = 0, a następnie zwiększać prąd obciążenia co 1A do wartości
Ia = 6A, mierząc prąd wzbudzenia If. W czasie pomiarów utrzymywać stałą wartość napięcia U poprzez regulację prądu wzbudzenia IfH rezystorem R3. Wyniki pomiarów umieścić w tabeli według poniższego wzoru. Na podstawie pomiarów wykreślić charakterystykę regulacyjną prądnicy IfH = f(IP).

Lp.

IP

IfH

A

A

3. Wyznaczanie charakterystyk mechanicznych n = f(M) układu Ward-Leonarda

UWAGA! Wielkość momentu M na wale układu oblicza się wykorzystując upraszczające założenie równości strat mocy w silniku wykonawczym układu S i prądnicy hamującej H (ze względu na jednakowe typy i moce maszyn). Pozwala to na obliczeniu mocy na wale silnika jako średniej arytmetycznej mocy
p
obranej przez silnik S i mocy oddanej przez prądnicę H do opornika obciążenia R0.

Moc pobrana prze silnik S [W]

Moc oddana przez prądnicę H [W]

Moc na wale silnika S [W]

Moment na wale silnika S [Nm]

gdzie: US - napięcie zasilania silnika S

IS - prąd pobierany przez twornik silnika S

UP - napięcie prądnicy H

IP - prąd obciążenia prądnicy H

n - prędkość obrotowa wału silnika S

3.1. Wyznaczanie charakterystyki mechanicznej n = f(M) naturalnej

Przy znamionowym napięciu zasilającym silnik US = USN = const, znamionowym prądzie wzbudzenia silnika IfS = IfSN = const, oraz stałym prądzie wzbudzenia prądnicy hamującej IfH = const, obciążać układ rezystancją obciążenia R0 i dla podanych w tabeli prądów obciążenia IP mierzyć prąd pobierany przez silnik IS, napięcie obciążenia UP oraz prędkość obrotową n. Obliczyć moment na wale metodą podaną powyżej. Wyniki pomiarów i obliczeń umieścić w tabeli zbiorczej.

3.2. Wyznaczanie charakterystyk mechanicznych sztucznych dla obszaru zmiany napięcia silnika

Przy napięciu zasilającym silnik US = US1 = const, znamionowym prądzie wzbudzenia silnika IfS = IfSN = const, oraz stałym prądzie wzbudzenia prądnicy hamującej IfH = const, obciążać układ rezystancją obciążenia R0 i dla podanych w tabeli prądów obciążenia IP mierzyć prąd pobierany przez silnik IS, napięcie obciążenia UP oraz prędkość obrotową n. Obliczyć moment na wale metodą podaną powyżej. Serię pomiarów powtórzyć dla napięcia US = US2 = const (US2 < US1). Wyniki pomiarów i obliczeń umieścić w tabeli zbiorczej.

3.3. Wyznaczanie charakterystyk mechanicznych sztucznych dla obszaru zmiany prądu wzbudzenia

Przy napięciu zasilającym silnik US = USN = const, prądzie wzbudzenia silnika IfS = IfS1 = const, oraz stałym prądzie wzbudzenia prądnicy hamującej IfH = const, obciążać układ rezystancją obciążenia R0 i dla podanych w tabeli prądów obciążenia IP mierzyć prąd pobierany przez silnik IS, napięcie obciążenia UP oraz prędkość obrotową n. Obliczyć moment na wale metodą podaną powyżej. Wyniki pomiarów i obliczeń umieścić w tabeli zbiorczej. Wykreślić charakterystyki mechaniczne z pkt. 3.1, 3.2 i 3.3 (na jednym układzie współrzędnych).

Lp.

IS

n

UP

IP

PS

PP

P

M

Parametry stałe

A

1/min

V

A

W

W

W

Nm

1

0

2

1,5

US = UN = 220V

3

3,0

IfS = IfSN = 0,4A

4

4,5

IfH = 0,3A

5

6,0

6

7,5

1

0

2

1,5

US = US1 = 150V

3

3,0

IfS = IfSN = 0,4A

4

4,5

IfH = 0,3A

5

6,0

6

7,5

1

0

2

1,5

US = US2 = 90V

3

3,0

IfS = IfSN = 0,4A

4

4,5

IfH = 0,3A

5

6,0

6

7,5

1

0

2

1,5

US = UN = 220V

3

3,0

IfS = IfS1 = 0,3A

4

4,5

IfH = 0,3A

5

6,0

6

7,5

4. Przykładowe przebiegi charakterystyk wykonywanych w ćwiczeniu

Charakterystyki prądnicy obcowzbudnej Charakterystyki mechaniczne

prądu stałego układu Ward-Leonarda

Zakład Elektrotechniki i Elektroniki Okrętowej

Wyższa Szkoła Morska Laboratorium Maszyn i Napędów Elektrycznych Strona

w Szczecinie

Układ ward-leonarda 1 / 4



Wyszukiwarka