Sprawozdanie
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i działaniem prądnicy bocznikowej prądu stałego. Ćwiczenie obejmuje wyznaczenie rezystancji uzwojeń prądnicy, oraz jej następujących charakterystyk: zewnętrznej, regulacyjnej i biegu jałowego.
maszyny obcowzbudne - maszyny, w których twornik nie ma połączenia z
uzwojeniem wzbudzenia i zasilane jest w związku z tym z
obcego źródła napięcia (A1, A2 - twornik; F1,
F2 - uzwojenie wzbudzenia)
Prądnice samowzbudne - maszyny, których twornik ma to samo źródło napięcia co
uzwojenie wzbudzenia i dzieli się je na bocznikowe,
szeregowe i szeregowo-bocznikowe (kolejno, poniżej)
Ćwiczenie nasze opierało się układzie do badania silnika bocznikowego prądu stałego przedstawionego poniżej:
Za pomocą tego układu mieliśmy wyznaczyć następujące charakterystyki tego urządzenia:
Zależność n=f(Iw)
obciążenia (w tym biegu jałowego)
regulacyjną Iw=f(M) przy n=const.
ad a)
Pomiaru dokonujemy przy stałym napięciu zasilającym równym napięciu nominalnemu U=Un i przy biegu jałowym tzn. It=0 (Mobc=0). Po uruchomieniu silnika, stopniowo zmniejszaliśmy prąd wzbudzenia silnika Iw od wartości nominalnej do takiej wartości prądu wzbudzenia, przy której prędkość obrotowa silnika wynosi 1,2 nn (nominalna prędkość obrotowa silnika). Wyniki pomiarów podane są w poniższej tabeli.
Iw |
A |
0,63 |
0,57 |
0,49 |
0,43 |
0,38 |
0,34 |
0,305 |
n |
obr/min |
980 |
1020 |
1080 |
1140 |
1200 |
1260 |
1320 |
ad b)
Uruchomiony silnik obciążamy znamionowym momentem obciążenia, regulując tak rezystorami R1 i R2, aby osiągnąć przy znamionowym napięciu i prędkości obrotowej nn silnika, znamionowy prąd twornika Itn: następnie stopniowo zmniejszamy obciążenie silnika, zmieniając wartość mocy oddawanej przez prądnicę G, regulując rezystorami R1 i R2. Ostatnim punktem pomiarowym jest stan jałowy. Podczas pomiarów utrzymywaliśmy stałą wartość prądu wzbudzenia Iw. Wyniki pomiarów podane są w poniższej tabeli.
Pomiary |
Obliczenia |
||||||||
U1 |
U2 |
I1 |
I2 |
I3 |
N |
P1 |
P2 |
M |
- |
V |
V |
A |
A |
A |
obr/min |
w |
W |
Nm |
% |
216,8 |
120 |
1 |
0,38 |
0 |
1180 |
216,8 |
31,25 |
0,252 |
14 |
216 |
108 |
1,8 |
0,38 |
1,3 |
1160 |
388,8 |
31,1 |
0,255 |
8 |
216 |
116 |
1,9 |
0,38 |
1,4 |
1160 |
410,4 |
31,1 |
0,256 |
8 |
216 |
124 |
2,05 |
0,38 |
1,5 |
1150 |
442,8 |
31,32 |
0,259 |
7 |
216 |
136 |
2,3 |
0,38 |
1,65 |
1150 |
496,8 |
31,45 |
0,261 |
6 |
216 |
158 |
2,72 |
0,38 |
1,9 |
1140 |
587,5 |
31,81 |
0.265 |
5 |
216 |
188 |
3,46 |
0,38 |
2,25 |
1132 |
747,4 |
31,13 |
0,270 |
4 |
216 |
218 |
4,45 |
0,38 |
2,65 |
1120 |
964,9 |
31,55 |
0,277 |
3 |
ad c)31,51
Po uruchomieniu silnika doprowadzamy jego napięcie do stanu U=Un. Następnie włączamy obciążenie znamionowe. Regulując prąd wzbudzenia Iw rezystorem Rwr doprowadzając prędkość obrotową silnika do wartości n=1,2 nn. Dla różnych obciążeń silnika utrzymujemy stałą wartość przyjętej prędkości obrotowej, zwiększając wartość prądu wzbudzenia. Wyniki pomiarów podane są w poniższej tabeli.
U=Un= =const. (V) N=1,2nn=1300=const.(obr/min) |
||||
U2 |
Iw=I2 |
I3 |
P2 |
M |
V |
A |
A |
W |
Nm |
178 |
0,31 |
0 |
32 |
0,234 |
166 |
0,298 |
2 |
31,85 |
0,233 |
164 |
0,297 |
2,1 |
31,8 |
0,233 |
167,6 |
0,291 |
2,2 |
31,89 |
0,234 |
164,8 |
0,291 |
2,5 |
31,81 |
0,233 |
160 |
0,291 |
3 |
31,75 |
0,2326 |
160 |
0,285 |
3,52 |
31,75 |
0,2326 |
154 |
0,282 |
4,4 |
31,66 |
0,232 |
144 |
0,281 |
6 |
31,51 |
0,231 |
Wnioski
Ad.a)
Przy stałym napięciu zasilania równym napięciu nominalnemu silnika bocznikowego, gdy zmniejszamy natężenie prądu wzbudzenia silnika Iw , to prędkość obrotowa silnika wzrasta.
Ad.b)
Z kolei, gdy obciążymy ten sam silnik znamionowym momentem i będziemy go stopniowo zmniejszać, zmieniając wartość mocy oddawanej przez prądnicę G (regulując rezystorami R1 i R2) obserwujemy niewielki spadek obrotów silnika przy jednoczesny, znacznym przyroście mocy silnika. Niestety spada wtedy sprawność silnika aż o 4/5 wartości sprawności zaobserwowanej na początku pomiaru. Natomiast moment obrotowy silnika jest praktycznie taki sam (nie zmienia się).
Ad.c)
Natomiast gdy przy stałym napięciu i obrotach oraz doprowadzonym obciążeniu znamionowym zmieniliśmy prąd wzbudzenia Iw rezystorem Rw zaobserwowaliśmy, że moment silnika nie zmienia się, a także moc prądnicy, podobnie jak przy wcześniejszym pomiarze, prawie w ogóle nie zmienia się i ma podobną wartość (prawie taką samą).