INSTYTUT PRZETWARZANIA I UŻYTKOWANIA

ENERGII ELEKTRYCZNEJ PL W LUBLINIE

Specjalność: Inżynierskie Zastosowania Informatyki

Rok studiów: III grupa ED 5.1

Rok akademicki 1996/97

Nazwiska i imiona

1. Robert Siwiec

2. Maciej Bara

3. Mariusz Wolanin

4. Robert Różański

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ

W LABORATORIUM MASZYN ELEKTRYCZNYCH

ĆWICZENIE NR 9

TEMAT: Badanie prądnicy prądu stałego.

Data wykonania: 16.12.1996

Ocena za kolokwium

Ocena za sprawozdanie

I Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi własnościami prądnicy prądu stałego przy biegu jałowym i obciążeniu, a także wyznaczenie charakterystyk biegu jałowego, obciążenia i charakterystyki zewnętrzej.

II Wykonanie ćwiczenia.

1.Dane znamionowe:

a) prądnicy

• Typ PZMb - 44a Nr 468074

• PL-E10-P3-67

• P_N = 1,2 kW

• U_N = 230 V

• I_N = 5,2 A

• n_N = 1450 obr/min

• I_WN = 0,36 A

b) silnika napędowego (prądu stałego)

• Typ PZMb - 54a Nr 568069

• PL-E10-P3-66

• P_N = 3,7 kW

• U_N = 220 V

• I_N = 19,6 A

• n_N = 1450 obr/min

• I_WN = 0,58 A

2. Pomiar rezystancji uzwojeń.

R_1B1-2B1 = 8,3 Ω

R_D1-D2 = 0,223 Ω

R_E1-E2 = 436,7 Ω

3. Próby przy biegu jałowym.

Układ połączeń:

Wyznaczanie charakterystyki biegu jałowego przy czynnym uzwojeniu: - n=n_n= 1450 obr/min

a) bocznikowym

gałąź dolna			gałąź górna
Iw	Uo		Iw	Uo
A	V		A	V
0	10		0	10
0,01	20		0	12
0,02	29		0,013	30
0,028	39		0,020	43
0,038	50		0,030	49
0,045	60		0,040	55
0,062	80		0,051	80
0,8	100		0,068	98
0,096	120		0,082	117
0,125	150		0,112	150
0,19	207		0,180	207
0,21	220		0,197	219
0,22	230		0,215	229
0,238	240		0,230	238
0,255	250		0,255	250

b) szeregowym

gałąź dolna			gałąź górna
Iw	Uo		Iw	Uo
A	V		A	V
0	2		5,05	33
0,38	4		4,6	31
0,67	5,8		4,05	28
1,05	7,8		3,8	27
1,6	10		3,6	23
1,95	12		2,4	18
2,53	16		1,78	14
3,00	10		1,4	11
4,15	26,2		0,7	7
4,9	31		0,38	5
5,5	35		0	2

Rys. 1 Charakterystyki biegu jałowego przy czynnym uzwojeniu:

a) bocznikowym

b) szeregowym

Stosunek przepływu uzwojenia bocznikowego do uzwojenia szeregowego:

Rezystancja krytyczna dla znamionowej prędkości obrotowej:

4. Próby przy obciążeniu maszyny.

Układ połączeń:

a) Wyznaczanie charakterystyki obciążenia.

n	U=U2	I=I3	IW=I4
obr/min	V	A	A
	250		0,32
	220		,25
	200		0,225
	170		0,17
1450	150	5,3	0,15
	120		0,11
	100		0,09
	70		0,06
	50		0,04
	30		0,03
	15		0,02

Rys. 2 Charakterystyka obciążenia U = f ( I_W ).

ΔU = I⋅ΣR_tc + 2⋅ΔU_p = 5.2A⋅8.3Ω + 2V = 45.16V

b) charakterystyka zewnętrzna prądnicy obcowzbudnej przy: I_W =0,285A i

- obcowzbudnej - bocznikowej

U	I
V	A
215	6
240	4,5
250	3,95
257	3,5
266	3,0
275	2,5
282	2,0
320	0,5
300	1,2
U	I
V	A
205	6
248	4,5
262	3,95
276	3,5
290	3,0
300	2,5
320	1,9
330	1,5
348	1,0
360	0,5
378	0

c) charakterystyka prądnicy szeregowo-bocznikowej

- przy współdziałaniu przepływów - przy przeciwdziałaniu prze pływów.

U	I
V	A
200	6
220	4,5
225	3,95
233	3,5
237	3,0
243	2,5
250	2,0
260	1,0
260	0,5
265	0

U	I
V	A
215	6
235	4,5
240	3,95
244	3,5
246	3,0
252	2,5
255	2,0
264	1,0
264	0,5
266	0

d) zmienność napięcia

Dla prądnicy obcowzbudnej:

Dla prądnicy bocznikowej:

Dla prądnicy szeregowo-bocznikowej skompensowanej:

Dla prądnicy obcowzbudnej:

III. Wnioski.

Jako charakterystykę biegu jałowego uznaje się krzywą średnią z górnej gałęzi (dla wzrastającego prądu wzbudzenia) i dolnej (dla malejącego prądu wzbudzenia). Uzyskana z pomiarów charakterystyka biegu jałowego badanej prądnicy jest przedstawiona na Rys. 1. Podczas wykonywania pomiarów zauważyliśmy istnienie pewnego napięcia szczątkowego, którego wartość wynosi: U_oszcz = 10V. Jest to napięcie z istnienia magnetyzmu szczątkowego obwodu magnetycznego maszyny. Napięcie to jest konieczne do wzbudzenia maszyny samowzbudnej. Maszyna nie używana traci magnetyzm szczątkowy i dlatego należy unikać dłuższych przestojów maszyny.

Na Rys. 2 wykreślona jest charakterystyka obciążenia. Praktycznie jest to charakterystyka biegu jałowego po uwzględnieniu spadków napięcia i oddziaływania twornika. Na podstawie tej charakterystyki stwierdzamy że szczotki maszyny są ustawione dokładnie w strefie geometrycznie obojętnej, gdyż wykreślona charakterystyka U”_w = f ( I_w ) - krzywa 2, pokryła się z częścią prostoliniową charakterystyki biegu jałowego U_o = f ( I_W ) - krzywa 3.

Wykreślone charakterystyki zewnętrzne maszyny przecięły się w punkcie o współrzędnych: U_n = 233 V ; I_n = 5,4 A. Wartości te odbiegają nieznacznie od znamionowych. Natomiast charakterystyka 4 czyli dla prądnicy szeregowo-bocznikowej skompensowanej nie przecięła się z pozostałymi we wspomnianym punkcie. Jest to spowodowane zmieniającą się wartością prądu wzbudzenia w trakcie wykonywania ćwiczenia podczas gdy powinna być stała.

R_W

220V

V₁

G

V₂

M

W₁

A₂

A₂

E1

E1

R₁

W₂

E2

E2

R₂

R₃

D1

R₄

D2

W₃

A₄

1A1

2B2

2B2

1A1

R_W1

V₁

G

V₂

M

W₁

A₂

Z

A₁

E1

E1

R₁

E2

E2

R₂

D1

D2

1A1

2B2

2B2

1A1

A₄

I P II

A₃

R_W2

220V

---