POLITECHNIKA WROCŁAWSKA Wydział Elektryczny		Skład grupy:		Rok studiów IV Grupa 2 Studia zaocznee Semestr VII Rok akademicki 2006/07
LABORATORIUM NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO
Grupa laboratoryjna 2	Numer ćwiczenia		Temat: Badanie silnika obcowzbudnego prądu stałego zasilanego z nawrotnego prostownika sterowanego.		Ocena:
Data wykonania ćwiczenia

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i właściwościami regulacyjnymi układy napędowego z silnikiem obcowzbudnym prądu stałego, zasilanego z tyrystorowego prostownika nawrotnego, oraz doświadczalne wyznaczenie charakterystyk mechanicznych i regulacyjnych układu.

2. Przedmiot badań:

Silnik prądu stałego.

Typ : PZBb 44a

Nr fabryczny: 467008

P_n = 1,5 kW

U_tn = 220 V

I_tn = 8,7 A

n_n = 1450 obr/min

R_t = 2,5 Ω (t = 20° C)

R_w = 476 Ω

ΔP_Fe = 80 W (U_t = U_tn)

ΔP_m. = 110 W (przy n =1450 obr/min)

Prądnica prądu stałego .

Typ : PZBb 44a

Nr fabryczny: 467003

P_n = 1,2 kW

U_tn = 230 V

I_tn = 5,2 A

n_n = 1450 obr/min

I_wn = 0,37 A

R_t = 4,8 Ω (t = 20° C)

R_w = 476 Ω

ΔP_Fe = 30 W (U_t = U_tn)

ΔP_m. = 95 W (przy n =1450 obr/min)

Spis przyrządów.

-amperomierze (4 szt.)

-woltomierze (2 szt.)

-obrotomierz

-prostownik sterowany

3.Schemat stanowiska pomiarowego.

4.Tabele pomiarowe.

Pomiary dla biegu jałowego silnika

Obroty dodatnie. Obroty ujemne.

Lp.	ω		U		Iw		It
	Obr/min		[V]		[A]		[A]
1	1490		200		0,4		0,75
2	1378		185		0,4		0,75
3	1264		170		0,4		0,75
4	1151		155		0,4		0,75
5	1065		145		0,4		0,75
6	993		135		0,4		0,75
7	891		120		0,4		0,75
8	780		110		0,4		0,75
9	587		95		0,4		0,75
10	478		70		0,4		0,5
11	385		55		0,4		0,5
12	290		40		0,4		0,5
13	188		30		0,4		0,5
14	85		10		0,4		0,5
Lp.		ω		U		Iw		It
		Obr/min		[V]		[A]		[A]
1		1509		220		0,4		0,75
2		1424		210		0,4		0,75
3		1306		195		0,4		0,75
4.		1210		180		0,4		0,75

Charakterystyka elektromechaniczna , biegu jałowego , czyli

Wyznaczenie charakterystyki mechanicznej

Lp.	ω	U	It	Ug	Ig	Iw
	Obr/min	[V]	[A] (+)	[V]	[A]	[A]
Praca z obciążeniem przy napięciu znamionowym. (obroty dodatnie)
wychylenie mierników			(+)	(-)
1	1521	200	1,5	120	0,7	0,37
2	1499	200	3,0	115	1,5	0,37
3	1470	200	5,0	105	3,0	0,37
4	1440	200	7,5	100	4,0	0,37
5	1422	200	9,0	95	5,5	0,37
6	1272	190	10,0	80	6,0	0,37
7	887	185	10,0	55	6,0	0,37
Praca z obciążeniem przy napięciu obniżonym.
wychylenie mierników		(+)	(+)	(-)	(-)
8	985	140	2,0	75	0,7	0,37
9	970	140	3,7	70	2,0	0,37
10	944	140	6,0	65	3,2	0,37
11	914	140	8,2	60	5,7	0,37
12	896	140	9,0	55	6,0	0,37
13	650	110	9,5	40	6,0	0,37
14	280	60	9,5	10	6,0	0,37
Praca z obciążeniem przy napięciu znamionowym.. (obroty ujemne)
wychylenie mierników		(-)	(-)	(+)	(+)
15	1509	230	1,5	115	0,5	0,37
16	1485	230	3,0	110	1,5	0,37
17	1442	230	6,0	105	3,7	0,37
18	1421	230	7,5	100	5,2	0,37
19	1254	210	9,0	95	6,0	0,37
20	764	140	9,0	80	7,0	0,37
21	430	100	9,0	50	7,0	0,37

Charakterystyka zewnętrzna
prostownika sterowanego w zamkniętym układzie regulacji.

Charakterystyka mechaniczna
silnika obcowzbudnego w zamkniętym układzie regulacji ze sprzężeniem prędkościowym.

5.Wnioski.

Układy napędowe z prostownikami sterowanymi pracują zwykle w zamkniętych układach regulacji automatycznej z ujemnym sprzężeniem napięciowym lub prędkościowym oraz ograniczeniem prądowym. Układy otwarte stosuje się tylko w wypadku małych wymagań co do sztywności charakterystyk mechanicznych.

W układach napędowych prądu stałego najkorzystniejsza jest regulacja prędkości lub momentu obrotowego poprzez zmianę napięcia zasilającego twornik. Dotychczas używano do tego układów Leonarda lub wzmacniaczy magnetycznych. Jednak obecnie coraz powszechniejsze zastosowanie znajdują układy zawierające elementy półprzewodnikowe. Do zalet tych układów należą:

• duża dokładność i sprawność układu,

• szeroki zakres regulacji,

• płynność regulacji,

• mała moc sterowania,

• małe koszty eksploatacji i niezawodność

Układy z prostownikami sterowanymi nie są niestety pozbawione wad. Można do nich zaliczyć:

• mały współczynnik mocy przy dużym kącie wysterowania tyrystorów,

• pulsację prądu i napięcia wyprostowanego,

• małą przeciążalność,

• generowanie wyższych harmonicznych do sieci zasilającej

Charakterystyka ω=f(I_t) jest obrazem zmian prędkości kątowej w zależności od obciążenia. Do pewnej wartości obciążenia silnik pracował przy swojej prędkości znamionowej. Dalsze jego obciążanie powodowało zadziałanie prostownika, który nie pozwalał na przekroczenie bezpiecznej dla silnika wartości prądu twornika - powodował obniżenie napięcia U_t , a tym samym prędkości kątowej ω .

Analizując charakterystyki mechaniczne zamieszczone w skrypcie do tego ćwiczenia można zauważyć, że układ ze sprzężeniem prędkościowym jest „stabilniejszy” od układu ze sprzężeniem napięciowym, tzn. aż do momentu ograniczającego M_g (czy też prądu I_g) utrzymuje stałą prędkość znamionową ω₀, gdy natomiast ten drugi powoduje niewielki spadek prędkości. Przyczyną tego jest to, iż prędkość silnika zależy nie tylko od napięcia ale również od wartości płynącego prądu (którego układ ze sprzęż. napięciowym nie bierze pod uwagę).

1

---