Politechnika Lubelska

Laboratorium Maszyn Elektrycznych

w Lublinie

Ćwiczenie Nr 10

Nazwisko: Jędruchniewicz

Imię: Grzegorz

Semestr

VI

Grupa

ED. 6.3

Rok akad.

1997/98

Temat ćwiczenia: Badanie silnika szeregowego prądu stałego.

Data wykonania

30.04.98

Ocena

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z właściwościami silnika szeregowego oraz z jego podstawowymi charakterystykami.

1. Dane znamionowe:

Silnik: Prądnica:

RA1A2=1.77Ω Pn=1.1kW Pn=3.5kW

RB1B2=1.49Ω Un=220V In=15.2A

RD1D2=1.71Ω In=6.5A Un=230V

n=950 obr/min. Iw=0.73A

n=1450 obr/min.

2. Układ pomiarowy:

0x01 graphic

3 Charakterystyka momentu rozruchowego.

Lp.

Us

Is

F1

F2

l1

l2

Mr1

Mr2

-

V

A

kG

kG

m

m

kGm

Nm

1

38

7,3

0,4

0,5

1,4

13,73

2

38

7

0,35

0,5

1,35

13,24

3

35

6

0,3

04

1,1

10,8

4

30

5

1

2

0,25

0,3

0,85

8,33

5

25

4

0,15

0,25

0,65

6,37

6

20

3

0,1

0,15

0,4

3,9

7

15

2

0,2

-

0,2

1,96

8

10

1

0,05

-

0,05

0,49

Przykładowe obliczenia dla punktu 1 z tabeli:

M1 = l1*F1 + l2*F2 = 1kG*0.4m + 2kG*0.5m = 1.4 kGm

M2 = M1 * 9.81 = 13,73 [Nm]

0x01 graphic

4 Charakterystyka zewnętrzna.

Dla nominalnego prądu wzbudzenia.

Lp.

Us

Is

n

Ib

F1

F2

l1

l2

M1

M2

-

V

A

obr/min

A

kG

kG

m

m

kGm

Nm

1

220

6,95

925

0

0,3

0,45

1,2

11,8

2

220

5,95

1000

0

0,25

0,35

0,95

9,31

3

220

5

1100

0

0,15

0,3

0,75

7,35

4

222

4

1275

0

0,1

0,2

0,5

4,9

5

222

3,5

1380

0

1

2

0,1

0,15

0,4

3,9

6

223

3

1550

0

0,05

0,125

0,3

2,9

7

222

2,7

1680

0

0,25

-

0,25

2,45

Dla prądu wzbudzenia równego 0.5 nominalnego.

Lp.

Us

Is

n

Ib

F1

F2

l1

l2

M1

M2

-

V

A

obr/min

A

kG

kG

m

m

kGm

Nm

1

220

6,8

1500

3,4

0,15

0,3

0,75

7,35

2

220

6,78

1550

3,19

0,15

0,25

0,65

6,37

3

220

6,15

1600

3,8

1

2

0,125

0,25

0,625

6,1

4

220

5,85

1650

2,9

0,125

0,225

0,575

5,6

5

220

5,7

1700

2,8

0,1

0,225

0,55

5,39

6

220

5,35

1750

2,7

0,1

0,2

0,5

4,9

Przykładowe obliczenia dla punktu 1 z tabeli:

M1 = l1*F1 + l2*F2 = 1kG*015m + 2kG*0.3m = 0,75kGm

M2 = M1 * 9.81 = 7,35 [Nm]

Charakterystyki zewnętrzne silnika:

0x01 graphic

5 Wyznaczanie sprawności silnika metodą bezpośrednią.

Lp.

Us

Is

P2

n

ω

M2

P1

η

-

V

A

W

obr/min

1/s

Nm

W

-

1

220

6,95

1142

925

96,8

11,8

1529

0,74

2

220

5,95

974,7

1000

104,7

9,31

1309

0,74

3

222

5

846,7

1100

115,2

7,35

1100

0,77

4

222

4

654

1275

133,5

4,9

888

0,73

5

222

3,5

563

1380

144,5

3,9

777

0,72

6

223

3

470

1550

162,3

2,9

669

0,7

7

222

2,7

430

1680

175,9

2,45

599,4

0,71

Przykładowe obliczenia:

P2 =Us*Is=220V*6,95A=1142W

ω = 2*π*n/60 = 2*925*π/60 = 96,8 [1/s]

P1 = M*ω=11.77*96,8=1529W

η=

Charakterystyka sprawności:

0x01 graphic

6 Charakterystyka biegu jałowego

Lp.

Us

Is

P2

n

ΔU

UW'

Uo

-

V

A

W

obr/min

V

V

V

1

220

6,95

1142

925

36,5

183,5

188,4

2

220

5,95

974,7

1000

31,6

188,4

179

3

222

5

846,7

1100

26,85

195,1

165,5

4

222

4

654

1275

21,88

200,1

149,1

5

222

3,5

563

1380

19,4

202,6

139,4

6

223

3

470

1550

16,91

206,1

126,3

7

222

2,7

430

1680

15,4

206,6

116,8

ΔU = Is*(RA1A2+RD1D2+RE1E2)+2ΔUP = 6,95*(1,77+1,49+1,71)+2*1= 36,5 ΔUP = 1V

UW'= Us - ΔU = 220 - 36,5 = 183,5V

Uo = UW'* nn/n = 183,5* 950/925 = 188,4

Charakterystyka biegu jałowego:

0x01 graphic

7 Charakterystyka prędkości obrotowej w zależności od napięcia.

L.p.

Is = 0,8 In

Is = In

-

Us

n

Us

n

V

obr/min

V

obr/min

1

220

1100

220

960

2

208

1000

205

875

3

195

950

177

725

4

186

890

165

650

5

176

825

0x01 graphic

WNIOSKI:

Na podstawie pomiarów wykonanych w powyższym ćwiczeniu wykreśliłem charakterystyki Mr = f(Is) , n = f(M) , η=f(Is) Uo = f (Is) oraz n = f(Us). Jak można zauważyć charakterystyki te nie odbiegają znacznie od oczekiwanych przedstawionych w skrypcie.

Przy wykreślaniu charakterystyki w punkcie 4. wynikł problem z wykreśleniem zależności momentu elektromagnetycznego od Is. Było to związane z tym, że nie można było wyznaczyć momentu tarcia o który należałoby przesunąć charakterystykę Mr = f(Is) w górę.

Punkty piąty i szósty ćwiczenia wykonałem na podstawie pomiarów z punktu czwartego. W punkcie piątym otrzymałem duży rozrzut wyników które teoretycznie dały się zaproksymować do charakterystyki podobnej do rzeczywistej, punkty leżą w dużej odległości od aproksymacji. Jak można zauważyć sprawność silnika jest największa nie dla znamionowych wartości prądu, ale dla prądu nieco mniejszego od znamionowego. Suma strat jest wtedy minimalna i na ten punkt przypada maksimum sprawności.