Politechnika Lubelska		Laboratorium Maszyn Elektrycznych
w Lublinie		Ćwiczenie Nr 10
^Nazwisko: Jędruchniewicz	^Imię: Grzegorz		Semestr VI	Grupa ED. 6.3	Rok akad. 1997/98
^Temat ćwiczenia: Badanie silnika szeregowego prądu stałego.				Data wykonania 30.04.98	Ocena

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z właściwościami silnika szeregowego oraz z jego podstawowymi charakterystykami.

1. Dane znamionowe:

Silnik: Prądnica:

R_A1A2=1.77Ω P_n=1.1kW P_n=3.5kW

R_B1B2=1.49Ω U_n=220V I_n=15.2A

R_D1D2=1.71Ω I_n=6.5A U_n=230V

n=950 obr/min. I_w=0.73A

n=1450 obr/min.

2. Układ pomiarowy:

3 Charakterystyka momentu rozruchowego.

Lp.	Us	Is	F1	F2	l1	l2	Mr1	Mr2
-	V	A	kG	kG	m	m	kGm	Nm
1	38	7,3			0,4	0,5	1,4	13,73
2	38	7			0,35	0,5	1,35	13,24
3	35	6			0,3	04	1,1	10,8
4	30	5	1	2	0,25	0,3	0,85	8,33
5	25	4			0,15	0,25	0,65	6,37
6	20	3			0,1	0,15	0,4	3,9
7	15	2			0,2	-	0,2	1,96
8	10	1			0,05	-	0,05	0,49

Przykładowe obliczenia dla punktu 1 z tabeli:

M₁ = l₁*F₁ + l₂*F₂ = 1kG*0.4m + 2kG*0.5m = 1.4 kGm

M₂ = M₁ * 9.81 = 13,73 [Nm]

4 Charakterystyka zewnętrzna.

Dla nominalnego prądu wzbudzenia.

Lp.	Us	Is	n	Ib	F1	F2	l1	l2	M1	M2
-	V	A	obr/min	A	kG	kG	m	m	kGm	Nm
1	220	6,95	925	0			0,3	0,45	1,2	11,8
2	220	5,95	1000	0			0,25	0,35	0,95	9,31
3	220	5	1100	0			0,15	0,3	0,75	7,35
4	222	4	1275	0			0,1	0,2	0,5	4,9
5	222	3,5	1380	0	1	2	0,1	0,15	0,4	3,9
6	223	3	1550	0			0,05	0,125	0,3	2,9
7	222	2,7	1680	0			0,25	-	0,25	2,45

Dla prądu wzbudzenia równego 0.5 nominalnego.

Lp.	Us	Is	n	Ib	F1	F2	l1	l2	M1	M2
-	V	A	obr/min	A	kG	kG	m	m	kGm	Nm
1	220	6,8	1500	3,4			0,15	0,3	0,75	7,35
2	220	6,78	1550	3,19			0,15	0,25	0,65	6,37
3	220	6,15	1600	3,8	1	2	0,125	0,25	0,625	6,1
4	220	5,85	1650	2,9			0,125	0,225	0,575	5,6
5	220	5,7	1700	2,8			0,1	0,225	0,55	5,39
6	220	5,35	1750	2,7			0,1	0,2	0,5	4,9

Przykładowe obliczenia dla punktu 1 z tabeli:

M₁ = l₁*F₁ + l₂*F₂ = 1kG*015m + 2kG*0.3m = 0,75kGm

M₂ = M₁ * 9.81 = 7,35 [Nm]

Charakterystyki zewnętrzne silnika:

5 Wyznaczanie sprawności silnika metodą bezpośrednią.

Lp.	Us	Is	P2	n	ω	M2	P1	η
-	V	A	W	obr/min	1/s	Nm	W	-
1	220	6,95	1142	925	96,8	11,8	1529	0,74
2	220	5,95	974,7	1000	104,7	9,31	1309	0,74
3	222	5	846,7	1100	115,2	7,35	1100	0,77
4	222	4	654	1275	133,5	4,9	888	0,73
5	222	3,5	563	1380	144,5	3,9	777	0,72
6	223	3	470	1550	162,3	2,9	669	0,7
7	222	2,7	430	1680	175,9	2,45	599,4	0,71

Przykładowe obliczenia:

P₂ =U_s*I_s=220V*6,95A=1142W

ω = 2*π*n/60 = 2*925*π/60 = 96,8 [1/s]

P₁ = M*ω=11.77*96,8=1529W

η=

Charakterystyka sprawności:

6 Charakterystyka biegu jałowego

Lp.	Us	Is	P2	n	ΔU	UW'	Uo
-	V	A	W	obr/min	V	V	V
1	220	6,95	1142	925	36,5	183,5	188,4
2	220	5,95	974,7	1000	31,6	188,4	179
3	222	5	846,7	1100	26,85	195,1	165,5
4	222	4	654	1275	21,88	200,1	149,1
5	222	3,5	563	1380	19,4	202,6	139,4
6	223	3	470	1550	16,91	206,1	126,3
7	222	2,7	430	1680	15,4	206,6	116,8

ΔU = I_s*(R_A1A2+R_D1D2+R_E1E2)+2ΔU_P = 6,95*(1,77+1,49+1,71)+2*1= 36,5 ΔU_P = 1V

U_W'= U_s - ΔU = 220 - 36,5 = 183,5V

U_o = U_W'* n_n/n = 183,5* 950/925 = 188,4

Charakterystyka biegu jałowego:

7 Charakterystyka prędkości obrotowej w zależności od napięcia.

L.p.	Is = 0,8 In		Is = In
-	Us	n	Us	n
	V	obr/min	V	obr/min
1	220	1100	220	960
2	208	1000	205	875
3	195	950	177	725
4	186	890	165	650
5	176	825

WNIOSKI:

Na podstawie pomiarów wykonanych w powyższym ćwiczeniu wykreśliłem charakterystyki Mr = f(Is) , n = f(M) , η=f(Is) Uo = f (I_s) oraz n = f(U_s). Jak można zauważyć charakterystyki te nie odbiegają znacznie od oczekiwanych przedstawionych w skrypcie.

Przy wykreślaniu charakterystyki w punkcie 4. wynikł problem z wykreśleniem zależności momentu elektromagnetycznego od Is. Było to związane z tym, że nie można było wyznaczyć momentu tarcia o który należałoby przesunąć charakterystykę Mr = f(Is) w górę.

Punkty piąty i szósty ćwiczenia wykonałem na podstawie pomiarów z punktu czwartego. W punkcie piątym otrzymałem duży rozrzut wyników które teoretycznie dały się zaproksymować do charakterystyki podobnej do rzeczywistej, punkty leżą w dużej odległości od aproksymacji. Jak można zauważyć sprawność silnika jest największa nie dla znamionowych wartości prądu, ale dla prądu nieco mniejszego od znamionowego. Suma strat jest wtedy minimalna i na ten punkt przypada maksimum sprawności.

---