Politechnika Częstochowska

Wydział Elektryczny

Laboratorium napędów elektrycznych

Temat: Badanie wału elektrycznego.

Gr. KiRP 1 Skład Grupy:

Sem. VIII Janus Robert

Zawada Krzysztof

Grdulski Tomasz

Walentek Przemysław

Kostrzewski Arkadiusz

1.Wprowadzenie

W czasie pracy złożonych układów napędowych czasami zachodzi konieczność zapewnienia synchronicznego biegu dwóch lub więcej wirujących elementów, których połączenie mechaniczne trudne jest do zrealizowania. W takich przypadkach stosuje się wał elektryczny zapewniający ruch poszczególnych osi napędowych z taką samą prędkością obrotową. Do budowy takich układów napędowych stosuje się silniki indukcyjne lub synchroniczne.

Wał elektryczny z wykorzystaniem silników indukcyjnych, buduje się używając silników pierścieniowych. W takim układzie uzwojenia wirnika dwóch maszyn, połączone są ze sobą. Przy jednakowych wartościach poślizgu oraz jednakowym obciążeniu w obwodzie wirników prąd nie płynie. Jeżeli na skutek czynników zewnętrznych, zmieni się wartość obciążenia lub prędkość obrotowa jednej z maszyn, powstanie przesunięcie pomiędzy wartościami chwilowymi sił elektromotorycznych w obu wirnikach. Na skutek powstałej różnicy w obwodzie popłynie prąd i następuje przekazywanie mocy pomiędzy silnikami. Pod wpływem tego prądu powstaną momenty elektromagnetyczne, które będą dążyły do zrównania się prędkości obrotowych: w jednej maszynie będzie to moment przeciwny do istniejącego, w drugiej wzmacniający istniejący już moment. Działania wyrównawcze obu układu maszyn będzie trwało do chwili, gdy, obciążenie silników będzie równomierne. Stabilną pracę układu zapewnia włączenie dodatkowej rezystancji w obwód łączący oba wirniki, co jednak pociąga za sobą znaczne zmiękczenie charakterystyk mechanicznych. Poziom możliwych asymetrii zależy od całego układu, w którym znajduje się wał elektryczny i od dopuszczalnych przeciążeń poszczególnych maszyn.
W układach wymagających silnej zależności pomiędzy prędkościami wirowania osi stosuje się dodatkowe silniki, których poślizg jest większy od jedności.

2. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie zasady działania wału elektrycznego.

3. Przebieg ćwiczenia

3. a) Badanie odchylenia między dwoma wałami

Tabela pomiarowa

Silnik odniesienia	Silnik 2	Bezwzględna różnica położeń
0	0	0
10	10	0
20	21	1
30	30	0
40	41	1
50	51	1
60	60	0
70	71	1
80	82	2
90	91	1
100	101	1
110	111	1
120	120	0
130	131	1
140	141	1
150	149	1
160	159	1
170	172	2
180	180	0
190	190	0
200	200	0
210	211	1
220	220	0
230	230	0
240	240	0
250	249	1
260	260	0
270	270	0
280	281	1
290	290	0
300	300	0
310	311	1
320	320	0
330	331	1
340	342	2
350	351	1
360	361	1

3. b) Określenie krytycznego kata niezgodności

W ćwiczeniu przeprowadziliśmy pomiar krytycznego kąta niezgodności doprowadzając do rozsynchronizowania silników. Sytuacja taka jest skrajnie niebezpieczna dla silników ponieważ rozpędzają się szybko do dwukrotnej prędkości znamionowej. Z naszych pomiarów wynika, że dla użytych przez nas silników kąt en wynosi 14˚.

4. Uwagi i wnioski

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z zasadą działania wału elektrycznego czyli silników elektrycznych połączonych tak, że będąc w spoczynku generują moment. Takie połączenie pozwala na napędzanie urządzeń o dużym zakresie ruchu np. suwnic, w których zastosowanie długiego wału stalowego byłoby niemożliwe ze względu na siły skręcające działające na niego.

Dzięki zastosowaniu wału elektrycznego ten problem znika.

Pierwszej części ćwiczenia zbadaliśmy niedokładność przenoszenia pozycji wału przez silniki. Z wykonanych pomiarów wynika, że przesunięcie nie jest większe niż 2˚.

Największym problemem przy wale elektrycznym jest synchronizacja dwóch silników, a raczej przypadkowe rozsynchronizowanie ich podczas pracy np. przez poślizg jednego. Taka sytuacja prowadzi do rozpędzania się silników do podwójnej prędkości znamionowej, co prowadzi do zniszczenia silników. W drugiej części ćwiczenia naszym zadaniem było wyznaczenie krytycznego kąta niezgodności od którego silniki zaczynają się rozbiegać. Z przeprowadzonych pomiarów otrzymaliśmy wartość 14˚.

4

---