Politechnika Lubelska		Laboratorium Maszyn Elektrycznych
w Lublinie		Ćwiczenie Nr 11
Nazwisko: Żywarski Zabijak Wiśniewski Mazur	Imię: Mariusz Adam Krzysztof Jerzy		Semestr V	Grupa ED 6.4	Rok alkad. 1996/97
Temat ćwiczenia: Badanie silnika szeregowo-bocznikowego prądu stałego				Data wykonania 97.02.14	Ocena

I. Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z właściwościami i podstawowymi charakterystykami silnika szeregowo-bocznikowego przy pracy w charakterze silnika bocznikowego oraz przy pracy w charakterze silnika szeregowo-bocznikowego przy zgodnym i przeciwnym działaniu strumieni.

II.Dane znamionowe silnika prądu stałego: Dane znamionowe prądnicy prądu stałego:

typ PZMb-44a P_zn=1,5kW

nr.fabr. 4781195 U_zn=230V

P_zn=1,5kW I_zn=6,5A

U_zn=220V n_zn=1450obr/min

I_zn=8,6A I_wzn=0,42A

n_zn=1500obr/min

I_wzn=0,4A ; l=0,15m

R_1B1-2B2=2,05Ω ; R_D1-D2=0,75Ω

III.Charakterystyki momentu rozruchowego.

Charakterystyka momentu rozruchowego nazywa się zależność momentu od prądu silnika :

M_r=f(I_t).Wyznacza się ją przy zahamowanym wirniku , przy stałej wartości prądu

wzbudzenia.

Układ połączeń:

Tabela pomiarowa:

Lp	It	Ut	F	l	Mr		rodzaj
-	[A]	[V]	[kG]	[m]	[kGm]	[Nm]	pracy
1	10	22	11	0.15	1.65	16.19
2	9	20	11	0.15	1.65	16.19
3	8.6	19	10	0.15	1.5	14.72
4	8	18	9.4	0.15	1.41	13.83
5	7	16	8.2	0.15	1.23	12.07
6	6	14	7	0.15	1.05	10.30	bocznikowy
7	5	11	5.6	0.15	0.84	8.24
8	4	9	4.6	0.15	0.69	6.77
9	3	7	3.5	0.15	0.53	5.15
10	2	5	2.3	0.15	0.35	3.38
11	1	2	1.3	0.15	0.2	1.91
1	10	24	11	0.15	1.65	16.19
2	9	22	11	0.15	1.65	16.19
3	8.6	21	10.5	0.15	1.58	15.45	szeregowo-
4	8	20	9.6	0.15	1.44	14.13	bocznikowy
5	7	18	8.3	0.15	1.25	12.21	zgodne
6	6	15	7	0.15	1.05	10.30	działanie
7	5	13	5.8	0.15	0.87	8.53	strumienia
8	4	10	4.6	0.15	0.69	6.77
9	3	8	3.4	0.15	0.51	5.00
10	2	5	2.3	0.15	0.35	3.39
11	1	2	1.3	0.15	0.20	1.91
1	10	24	10	0.15	1.50	14.72
2	9	22	9.8	0.15	1.47	14.42
3	8.6	21	9.3	0.15	1.40	13.68	szeregowo-
4	8	20	8.5	0.15	1.28	12.51	bocznikowy
5	7	17	7.8	0.15	1.17	11.48	przeciwne
6	6	15	6.6	0.15	0.99	9.71	działanie
7	5	12	5.4	0.15	0.81	7.95	strumienia
8	4	10	4.4	0.15	0.66	6.47
9	3	7	3.4	0.15	0.51	5.00
10	2	4	2.2	0.15	0.33	3.23
11	1	2	1.2	0.15	0.18	1.77

Wartość momentu rozruchowego wyliczamy ze wzoru:

M_r = F^. l = 11 kG * 0.15 m=1.65 kGm ; M_r =1.65 kGm * 9.81m/s² = 16.19 [Nm]

Wykresy momentów rozruchowych dla połączenia układu jako silnika bocznikowego , szeregowo-bocznikowego przy zgodnym działaniu strumieni oraz przy przeciwnym działaniu strumieni przedstawione są na poniższym rysunku:

I_w = const. ΔM_t - moment strat tarcia dynamicznego

IV.Charakterystyki zewnętrzne i mechaniczne.

Charakterystyką zewnętrzną nazywa się zależność prędkości obrotowej n od prądu silnika I_t

n=f(I_t) przy znamionowym napięciu U_n oraz znamionowym prądzie wzbudzenia.

Układ połączeń:

Tabela pomiarowa: I_w = 0.4 [A]

Ut	It	n	Iz	Ip	Up	Uwp		Pwp		ΔPop		P2	M	rodzaj
[V]	[A]	[obr/min]	[A]	[A]	[V]	[V]		[W]		[W]		[W]	[Nm]	pracy
220	1.2	1766	0.4	0	315	306		0		144		144	0.013
220	2	1749	0.4	0.65	310	304		197.6		140.5		338.1	0.031
220	3	1731	0.4	1.4	300	302		422.8		139		561.8	0.052
220	4	1718	0.4	2	295	300		600		138		738	0.068
220	5	1711	0.4	2.6	290		299		777.4		137	914.4	0.085	bocznikowy
220	6	1700	0.4	3.2	285		298		953.6		136	1089.6	0.102
220	7	1695	0.4	4	280		296		1184		135	1319	0.124
220	8	1693	0.4	4.8	278		295		1416		134	1550	0.146
220	8.6	1691	0.4	5	273		294		1470		134	1604	0.151
220	9	1690	0.4	5.3	270		294		1558.2		133.5	1691.7	0.159
220	1.4	1753	0.4	0	300	306		0		142		142	1.29
220	2	1731	0.4	0.7	295	302		211.4		139		350.4	0.032
220	3	1709	0.4	1.4	290	298		417.2		137		554.2	0.052	szeregowo-
220	4	1693	0.4	2	280	296		592		135		727	0.068	bocznikowy
220	5	1680	0.4	2.7	275	293		791.1		133		924.1	0.088	ze zgodnym
220	6	1666	0.4	3.5	270	291		1018.5		131		1149.5	0.11	strumieniem
220	7	1644	0.4	4	265	287		1148		128.5		1276.5	0.124
220	8	1627	0.4	4.8	255	284		1363.2		126.5		1489.7	0.146
220	8.6	1620	0.4	5.2	250	282		1466.4		126		1592.4	0.157
220	9	1615	0.4	5.5	250	282		1551		125.5		1676.5	0.165
220	1.1	1777	0.4	0	305	310		0		144.5		144.5	0.013
220	2	1762	0.4	0.7	300	308		215.6		143		358.6	0.032
220	3	1752	0.4	1.4	295	306		428.4		142		570.4	0.052
220	4	1747	0.4	2	290	304		608		140.5		748.5	0.068	szeregowo-
220	5	1746	0.4	2.6	285	304		790.4		140		930.4	8.485	bocznikowy
220	6	1753	0.4	3.2	285	306		979.2		142		1121.2	0.102	z
220	7	1754	0.4	3.7	285	306		1132.2		142		1274.2	0.116	przeciwnym
220	8	1752	0.4	4.4	280	306		1346.4		142		1488.4	0.135	strumieniem
220	8.6	1756	0.4	4.7	280	307		1442.9		142.5		1585.4	0.144
220	9	1758	0.4	5	280	307		1535		143		1678	0.152

Przykładowe obliczenia:

U_wp - napięcie indukowane prądnicy odczytane z charakterystyki U_wy = f(n) dla danej prędkości n

P_wp = U_wp^. I_p = 302V* 1.4A= 422.8W - moc wewnętrzna prądnicy hamowniczej

ΔP_op - straty jałowe prądnicy odczytane z charakterystyki ΔP_op = f(n) dla danej prędkości n

P₂ = P_wp + ΔP_op = 422.8W + 139W = 561.8W

Charakterystyka zewnętrzna n = f(I_t) przy I_w = const. U_t = const.

Charakterystyki mechaniczne n = f(M)

V.Charakterystyki prędkości obrotowej w funkcji prądu wzbudzenia.

Układ pomiarowy stosuje się z punktu wcześniejszego.

Tabela pomiarowa:

Ut	It	n	Uwp	Ip	Up	Pwp	ΔPop	P2	M	rodzaj
[V]	[A]	[obr/min]	[V]	[A]	[V]	[W]	[W]	[W]	[Nm]	pracy
220	0.32	1997	350	4	330	1400	183	1583	0.126
220	0.34	1898	332	4.4	310	1460.8	163	1623.8	0.136
220	0.36	1821	319	4.6	295	1467.4	151	1618.4	0.142	silnik
220	0.38	1752	306	4.8	287	1468.8	142	1610.8	0.146	bocznikowy
220	0.4	1696	296	5	277	1480	135	1615	0.152
220	0.42	1652	288	5.2	270	1497.6	130	1627.6	0.157
220	0.3	1896	332	4.3	310	1427.6	163	1590.6	0.134
220	0.32	1850	322	4.4	300	1416.8	155	1571.8	0.135	silnik
220	0.34	1784	311	4.6	285	1430.6	146.5	1577.1	0.141	szeregowo-
220	0.36	1722	301	4.8	275	1444.8	138.5	1583.3	0.146	-bocznikowy
220	0.38	1670	292	5	265	1460	132	1592	0.152	zgodne
220	0.4	1626	284	5.2	255	1476.8	127	1603.8	0.157	strumienie
220	0.42	1592	279	5.3	250	1478.7	123	1601.7	0.160
220	0.44	1549	271	5.5	240	1490.5	118	1608.5	0.165
220	0.34	1989	347	4	325	1388	180	1568	0.126
220	0.36	1918	334	4.2	310	1402.8	167	1569.8	0.130
220	0.37	1882	328	4.3	305	1410.4	160	1570.4	0.133	silnik
220	0.38	1839	320	4.4	300	1408	154.5	1562.5	0.135	szregowo-
220	0.39	1809	318	4.5	290	1431	150	1581	0.139	-bocznikowy
220	0.4	1773	310	4.6	285	1426	145	1571	0.141	przeciwne
220	0.41	1741	305	4.8	275	1464	140	1604	0.147	strumienie
220	0.42	1712	299	4.8	270	1435.2	137	1572.2	0.146
220	0.43	1683	294.5	5	265	1472.5	133	1605.5	0.152

Przykładowe obliczenia:

U_wp-napięcie indukowane prądnicy odczytane z charakterystyki U_wy=f(n) dla danej prędkości n

P_wp=U_wp^.I_p =350V*4A=1400W -moc wewnętrzna prądnicy hamowniczej

ΔP_op-straty jałowe prądnicy odczytane z charakterystyki ΔP_op=f(n) dla danej prędkości n

P₂=P_wp+ΔP_op =1400W+183W=1583W

Charakterystyka n = f(I_w) przy I_t = const. U_t = const.

Charakterystyki P₂ = f(I_w) i M = f(I_w) przy U_t = const. ,I_t = I_n = const.

V.Wnioski:

Z przeprowadzonych pomiarów sporządziłem powyższe charakterystyki.

Kształt ich jest zbliżony do tych , które są podawane w literaturze , co może świadczyć o poprawności dokonanych pomiarów. Nieregularności można tłumaczyć m.in. tym że niektóre dane (chodzi tu przede wszystkim o wartość strat mocy oraz indukowane napięcie na zaciskach prądnicy) są określone z dość dużym błędem , ponieważ są one odczytywane z wykresu.

Z charakterystyki momentu rozruchowego widać , że występuje moment strat statycznych .Jest to moment o jaki różni się moment rozruchowy od momentu elektromagnetycznego. Moment strat statycznych jest niewielki dlatego można przyjąć że charakterystyka momentu przy zahamowanym wirniku jest charakterystyką momentu elektromagnetycznego. Jak widać na charakterystyce moment rozruchowy silnika przy współdziałaniu strumieni jest większy od silnika bocznikowego. Dzieje się tak dlatego , gdyż strumień wypadkowy wzrasta.

Na charakterystyce zewnętrznej widać , że przy przeciwnym działaniu strumieni wraz ze wzrostem obciążenia prędkość obrotowa silnika szeregowo-bocznikowego maleje w małym stopniu , a nawet przy dużym obciążeniu rośnie. Dzieje się tak dlatego gdyż w silniku szeregowo-bocznikowym przy przeciwnym działaniu strumieni zarówno oddziaływanie twornika jak i uzwojenia szeregowego wytwarzają zgodne przyrosty ujemne rozmagnesowujące. Przy takiej pracy silnik ma tendencje do rozbiegania się. Lecz stosując silnik szeregowo-bocznikowy ze zgodnym działaniem strumieni można przeciwdziałać temu zjawisku , przy takiej pracy silnika prędkość maleje szybciej niż silnika bocznikowego.

Z powyższych wniosków można powiedzieć , że kształt charakterystyki silnika szeregowo-bocznikowego zależy od sposobu połączenia uzwojeń wzbudzenia.

---