instalacje146

6. BADANIA SILNIKÓW SKOKOWYCH 172

Zatem, moment bezwładności wirnika silnika skokowego

J =

(6.8)

W przypadku gdy zachodzą trudności z wymontowaniem wirnika, moment bezwładności wyznacza się metodą przybliżoną. Na wał silnika nakłada się tuleję sprężystą o znanej stałej sprężystości na skręcanie, którą mocuje się w odpowiednim uchwycie. Po wychyleniu wirnika z położenia równowagi, zdejmuje się przyłożony moment wychylający i mierzy okres drgań. Moment bezwładności oblicza się ze wzoru (6.6).

Spośród pomiarów parametrów elektrycznych ważne jest wyznaczanie impedancji własnej pasm uzwojenia. W celu wyznaczenia impedan-cji wirnik sprzęga się mechanicznie z samohamowną przekładnią ślimakową, za pomocą której można ustawić wirnik w pożądanym położeniu. Pasmo uzwojenia zasila się napięciem sinusoidalnie zmiennym o wartości skutecznej równej 0,7 wartości napięcia na paśmie uzwojenia, pochodzącym ze źródła o małej rezystancji wewnętrznej i częstotliwości 50 Hz. Pomiary wykonuje się dla dwóch położeń wirnika, odpowiadających minimum (oś d) i maksimum (oś q) reluktancji.

Mierząc napięcie i prąd pasma oblicza się impedancję w osi podłużnej (d)

i poprzecznej (q)

Impedancję średnią pasma oblicza się zc wzoru

(6.9)

Pomiary impedancji wykonuje się dla wszystkich pasm uzwojenia silnika skokowego. Wyznaczona tym sposobem średnia irnpedancja własna pasm uzwojenia nie uwzględnia nasycenia obwodu magnetycznego silnika.

Średnią elektromagnetyczną stałą czasową pasma uzwojenia silnika skokowego wyznacza się podobnie jak w przypadku innych rodzajów maszyn elektrycznych — na podstawie oscylogramu narastania prądu w paśmie załączonym na znamionowe napięcie stałe. Wirnik silnika jest unieruchomiony za pomocą samohamownej przekładni ślimakowej, tak by można było dokonać pomiarów w dwóch położeniach wirnika (w osi d i q).

Ze zdjętego oscylogramu odczytuje się czas, po którym wartość prądu w badanym paśmie osiąga 0,632 wartości ustalonej, co wynika ze wzoru

(6.10)

(6.11)

u(t) = U_k( 1-e ^r)

gdzie U_k jest napięciem końcowym (ustalonym). Po podstawieniu

u(t) = U_k{\ -2,718“*) - t/_fe(l -0,368) = 0,632U_k

Średnią z dwu położeń wirnika elektromagnetyczną stałą czasową pasma uzwojenia silnika skokowego oblicza się ze wzoru

(6.12)

6.5. Specjalne urządzenia do badań silników skokowych

Nowoczesne metody badań silników skokowych wymagają stosowania złożonych układów pomiarowych z komputerowym wspomaganiem. Są to zwykle stanowiska badawcze w pełni zautomatyzowane [127].

Urządzenie opisane w publikacji [127] przeznaczone jest do badania silników skokowych o momencie do 4 N*m, kącie skoku do 30°, prądzie pasma do 7 A i dokładności pomiaru kąta obrotu 0,01°. Moment mierzy się na podstawie oddziaływania stojana w związku z momentem działającym na wal silnika.

Urządzenie pomiarowe stanowi klatkę, składającą się z dwóch pierścieni, które są złączone czterema sztywnymi belkami. Do jednego z pierścieni mocuje się silnik skokowy, drugi zaś jest utwierdzony w sztywnej podstawie. Na każdej belce umieszczono po dwa czujniki tensome-tryczne, połączone w układzie mostkowym.

Wyjście mostka łączy się ze wzmacniaczem, przetwarzającym zmierzony sygnał napięcia prądu stałego, które jest doprowadzone do urządzenia cyfrowego realizującego całkowanie sygnału w zadanym przedziale czasu i przetworzenie go na kod cyfrowy. Kod momentu przekazuje się do mikroprocesora.