1
Z
ACHODNIOPOMORSKI
U
NIWERSYTET
T
ECHNOLOGICZNY
W
S
ZCZECINIE
K
ATEDRA
E
LEKTROENERGETYKI I
N
APĘDÓW
E
LEKTRYCZNYCH
M
ASZYNY
E
LEKTRYCZNE
Sprawozdanie z wykonania ćwiczenia
Nr ćwiczenia
2
Temat: Badanie maszyny obcowzbudnej prądu stałego
Kierunek studiów: Elektro-
technika
Studia:
S1
Data wykonania:
18.06.2012
Rok:
2011/2012
Zespół:
3
Wykonał:
Jakub Wróblewski
Piotr Czajkowski
Norbert Rosman
Prowadzący:
dr inż. Sebastian Szkolny
Ocena:
Podpis:
Szczecin 2012
2
Spis treści:
1.Spis Aparatury
2.Część Teoretyczna
3.Wyniki pomiarów
4.Wykresy
5.Wnioski
3
1.Spis Aparatury:
Prądnica prądu stałego
Typ PBBa34a
2,9kW
230V
12,6A
Praca
1425 obr/min
Wzb. Wł.
0,75A
Temp. 35
o
C
75kg
PNE23
2.Część Teoretyczna:
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową, zasadą działania oraz podstawowymi charakterystykami
i metodami ich wyznaczenia dla maszyny obcowzbudnej prądu stałego.
Rozruch silnika:
Rozruchu silnika dokonuje się poprzez włączenie szeregowo z twornikiem regulowanegorezystora
rozrusznika.
Przy zastosowaniu rozrusznika prąd rozruchowy:
r
t
tr
R
R
U
I
R
r
-rezystancja rozrusznika
Na wykresie obok przedstawiony sposób rea-
lizacji rozruchu rezystancyjnego.
R
r
1 – R
r
5 kolejne stopnie rozrusznika
4
3.Wyniki pomiarów:
Pomiar rezystancji uzwojeń
IA(A)
U(V)
R(Ω)
1,95
3,75
1,92
2,95
4,75
1,61
3,97
6,75
1,70
4,94
8,13
1,64
5,98
9,88
1,65
6,97
11,13
1,59
7,99
12,75
1,59
10,02
15,50
1,54
12,02
18,75
1,56
13,01
20,75
1,59
14,02
22,00
1,56
Charakterystyka biegu jałowego
If(A)
Ef(V)
n=1400
obr/min
0,005
19,0
I
A
=0
0,052
42,8
0,097
68,2
0,142
93,7
0,183
116,0
0,228
139,9
0,270
162,1
0,313
185,9
0,350
201,2
0,424
225,6
Charakterystyka zewnętrzna
I
A
U
A
n=1400obr/min
0,91
225,2
I
f
=0,421
1,91
224,6
2,92
220,7
3,92
217,7
4,93
214,8
5,92
211,9
6,93
210,6
7,94
208,1
8,94
203,6
9,92
200,5
5
Charakterystyka regulacyjna
I
f
(A)
n(obr/min)
U(V)
I
A
(A)
0,389
1400
220
0,88
0,393
1,88
0,396
2,89
0,401
3,89
0,419
4,90
0,437
5,89
0,447
6,90
0,456
7,91
0,479
8,89
0,491
9,89
Charakterystyka mechaniczna i robocza
V(n)
I
F1
(A)
U
A1
(V)
I
A1
(A)
I
F2
(A)
U
A2
(V)
I
A2
(A)
M(Nm)
1431,9
0,420
219,3
1,08
0,452
239,8
0
1,02
1398,6
0,420
219,0
3,22
0,451
230,5
1,91
3,16
1365,3
0,420
217,6
4,34
0,452
225,7
2,92
4,29
1365,3
0,420
217,5
5,49
0,451
222,2
3,92
5,41
1365,3
0,420
217,3
6,81
0,451
219,2
4,92
6,53
1365,3
0,419
215,9
7,87
0,451
216,0
5,92
7,65
1365,3
0,419
215,9
9,06
0,451
213,0
6,93
8,78
1365,3
0,420
215,6
10,35
0,451
211,3
7,94
9,91
1365,3
0,419
214,3
11,57
0,452
208,1
8,94
11,02
1394,4
0,419
214,3
12,97
0,451
206,5
9,93
12,13
6
Straty mocy
V(obr/min)
I
F2
(A)
U
A2
(V)
I
A2
(A)
E(V)
E
2
ΔP
0
1450
0,334
208,1
0,89
207,579
43089,02
183,9733
0,330
206,6
0,89
206,0852
42471,11
182,6383
0,327
206,4
0,90
205,8899
42390,64
184,4964
0,325
205,0
0,90
204,493
41817,39
183,2364
0,321
203,6
0,90
203,0992
41249,3
181,9764
0,318
202,8
0,90
202,3039
40926,88
181,2564
0,315
201,9
0,90
201,4086
40565,42
180,4464
0,309
200,0
0,90
199,518
39807,42
178,7364
0,303
197,6
0,90
197,1273
38859,18
176,5764
0,293
192,1
0,92
191,6429
36727,01
175,4116
0,280
186,9
0,95
186,4632
34768,52
176,1471
0,261
178,8
0,97
178,3928
31824,01
171,9682
0,249
1771,3
1,01
1770,912
3136128
1787,422
0,221
149,4
1,12
149,0552
22217,46
165,3711
0,211
146,3
1,14
145,9708
21307,49
164,7546
4.Wykresy:
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
R
I
A
Rezystancja uzwojenia twornika R=f(I
A
)
7
0
50
100
150
200
250
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
E
f
I
f
Charakterystyka biegu jałowego E
f
=f(I
f
)
0
50
100
150
200
250
0
2
4
6
8
10
12
U
A
I
A
Charakterystyka zewnętrzna U
A
=f(I
A
)
8
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0
2
4
6
8
10
12
I
f
I
A
Charakterystyka regulacyjna I
f
=f(I
A
)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0
2
4
6
8
10
12
14
n
M
Charakterystyka mechaniczna n=f(M)
9
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0
2
4
6
8
10
12
14
n
I
A1
Charakterystyka robocza n=f(I
A1
)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0
50
100
150
200
250
∆P
0
E
Straty mocy
10
5.Wnioski:
Badanie maszyny przebiegło bez komplikacji. Wyznaczone charakterystyki są zgodne z przykładami
podanymi w literaturze.
Charakterystyka biegu jałowego zapewnia nam możliwość przybliżonego określenia udziału spadków
napięć magnetycznych przypadających na szczelinę w SEM obwodu maszyny jak i zakresu stabilnej
pracy w układzie samowzbudzenia oraz określenie zakresu pracy stabilnej w układzie samowzbudnym.
Charakterystyka biegu jałowego nazwana jest również charakterystyką magnesowania.
Odczytujemy z niej że dla małych prądów wzbudzenia przebieg jest prostoliniowy co oznacza że żelazny
rdzeń magnetyczny jest jeszcze nie nasycony.
Charakterystyka mechaniczna silnika obcowzbudnego posiada przebieg nieomalże liniowy jednak w
rzeczywistości krzywa charakterystyki mechanicznej lekko się wygina co wskazuje na poprzeczną reak-
cję twornika zmniejszającą strumień wypadkowy.
Charakterystyka regulacyjna prądnicy obcowzbudnej jest zależnością prądu wzbudzenia od prądu
obciążenia, przy stałej znamionowej wartości napięcia i stałej znamionowej prędkości obrotowej. Dzięki
tej charakterystyce możemy określić moment w którym znamionowy prąd obciążenia i znamionowy
prąd wzbudzenia przecinają się, ponieważ charakterystyka regulacjna przechodzi przez ten punkt.
Charakterystyka zewnętrzna opisuje jak maszyna reaguje na obciążenie, w zależności napięcia na zaci-
skach twornika od prądu obciążenia. Duża wartość prądu zwarciowego jest wadą prądnicy obcowzbud-
nej, natomiast płaski przebieg charakterystyki zewnętrznej jest zaletą prądnicy obcowzbudnej. W na-
szym przypadku przebieg jest prawie liniowy co wskazuje na doskonałe właściwości badanej maszyny.
Na straty mocy słada się kilka czynników, takich jak: straty mechaniczne, straty podstawowe w rdzeniu,
podstawowe w uzwojeniu obwodów twornika, przejścia szczotek.