PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA w Chełmie Instytut Nauk Technicznych i Lotnictwa Kierunek: Elektrotechnika III rok VI semestr
LABORATORIUM Z MASZYN ELEKTRYCZNYCH
Temat: Przygotowanie do pracy maszyny prądu stałego
Data wykonania ćwiczenia 15.06.2014	Zespół II	Ćwiczenie nr 1	Podpis

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie zasadniczych czynności, które należy wykonać podczas przygotowania do pracy mało znanej, niepoprawnie pracującej lub okresowo konserwowanej maszyny prądu stałego.

Oględziny zewnętrzne

Badaną maszyną prądu stałego była maszyna firmy SIMENS-SCHUCKERT Nr 4820682 o danych znamionowych:

U_N = 110 V I_N = 60 A P_W = 5,5 kW n = 1420 obr/min

Oględziny maszyny wykazały:

• toczenie wałów bez oporów

• powierzchnia komutatora jest gładka - powierzchnia ślizgowa bez uszkodzeń

• izolacja wirnika jest w dobrym stanie

• sposób chłodzenia maszyny z wentylatora

• brak wyczuwania luzu w łożyskach

• szczotki: obsadzenie i długość prawidłowe

• przewody szczotek są ponadrywane - naruszona izolacja

Liczba par biegunów - dwa główne, dwa pomocnicze

Pomiar szczelin powietrznych

bieguny	główne				pomocnicze
Lp.	1	2	3	4	1	2	3	4
wart. szczeliny	1,1 mm	1,1 mm	1,1 mm	1,2 mm	1,9 mm	1,8 mm	1,9 mm	1,8 mm

Pomiar docisku szczotek

Lp.	F1	p1
	kG	N/cm^2
1	0,15	1,64
2	0,15	1,64
3	0,15	1,64
4	0,04	0,436

S = 0,9 cm²

p = pśr = 9,81 ∙ (F/S) = 9,81 ∙ (0,15/0,9) = 1,64 N/cm²

pśr + 10% ∙ pśr = 1,804 N/cm²

pśr - 10% ∙ pśr = 1,476 N/cm²

Pomiar centryczności komutatora

Pomiaru dokonano przy urzyciu czujnika mechanicznego w stanie zimnym. Niecentryczność komutatora wyniosła 0,06 mm

Wyznaczenie końców poszczególnych uzwojeń

Przy użyciu omomierza wyznaczyliśmy końce poszczególnych uzwojeń.

Rys.1. Tabliczka zaciskowa

Rezystancja uzwojenia wzbudzającego bocznikowego E1-E2 pomierzona wynosi 100 Ω.

Rezystancja uzwojenia twornika A1-B2 jest bardzo mała rzędu milioma, podobnie jak rezystancja uzwojenia wzbudzającego szeregowego D1-D2.

Aby stwierdzić czy uzwojenie komutacyjne jest dzielone czy pojedyncze podnieśliśmy szczotki jednego rodzaju i pomierzyliśmy rezystancję między zaciskiem i połączoną z tym zaciskiem szczotką. Uzyskaną z pomiaru wartość porównaliśmy z przynależną szczotką. Pomiaru rezystancji dokonaliśmy za pomocą mostka Thompsona. Na podstawie pomiaru stwierdzamy, że uzwojenie komutacyjne jest pojedyncze, ponieważ dla jednego przypadku wartość rezystancji wynosiła 0,9 Ω, dla drugiego była bliska zeru (0,0075 Ω).

Rys 2. Połączenie uzwojenia komutacyjnego z twornikiem - uzwojenie pojedyncze

Pomiar rezystancji izolacji uzwojeń.

Pomiar został wykonany przy pomocy megaomomierza indulowanego o napięciu 500 V.

Rezystancja uzwojenia wzbudzającego bocznikowego wynosi: 68 Ω.

Rezystancja uzwojenia wzbudzającego szeregowego wynosi: 0,125 Ω

Wartości rezystancji izolacji zmierzone po upływie 60 s od chwili przyłożenia napięcia nie powinny być mniejsze niż obliczone ze wzoru:

gdzie U_N - napięcie znamionowe [V], P_N - moc znamionowa maszyny [kW].

Rezystancje izolacji odczytywane w 60 sekundzie pomiaru mają prawidłowe wartości w porównaniu z wyznaczoną ze wzoru.

Ustawienie szczotek w pozycji neutralnej.

Rys.3. Schemat układu do ustawiania szczotek w strefie neutralnej

Wyznaczając strefę neutralną posłużyliśmy się metodą indukcyjną w której twornik maszyny jest nieruchomy. Przy różnych położeniach wirnika przyrząd pomiarowy przy przerywaniu prądu w obwodzie wzbudzenia wychylał się minimalnie jednakowo w obie strony. Wynik ten uzyskaliśmy ponownie po ostatecznym zamocowaniu urządzenia szczotkowego.

Ustawienie szczotek w strefie neutralnej powiodło się.

Oznaczenie zacisków maszyny

Aby wykonać oznaczenie zacisków uzwojenia wzbudzenia bocznikowego dokonuje się rozruchu maszyny. Po przyłączeniu uzwojenia bocznikowego do gałęzi twornika i uruchomieniu maszyny wirnik zaczął wirować w lewo.

Wynika z tego, że zaciski uzwojenia bocznikowego należy oznaczyć odwrotnie.

Rys.4. Oznaczona tabliczka zaciskowa

Wnioski

Badana przez nas maszyna nie może być dopuszczona do pracy głównie z uwagi na uszkodzenia mechaniczne przy szczotkach. Można to określić na podstawie oględzin. Należy naprawić uszkodzenie.

Pomiar szczelin powietrznych wykazuje ich równomierność. Poszczególne szczeliny różnią się minimalnie od wartości średnich. Prawidłowy docisk szczotek jest zawarty w granicach (1,5 - 2,5) N/cm². W każdym zespole szczotek można wyodrębnić jedną lub dwie które są dociskane w sposób prawidłowy.

Pomiar centryczności wynosi 0,06 mm w stanie zimnym. Niestety nie jest to pozytywny wynik. Pozytywny jest wówczas gdy niecentryczność komutatora, będąca różnicą maksymalnego i minimalnego wychylenia czujnika nie przekracza 0,02 mm w stanie zimnym. W przypadku gdy jest większa niecentryczność komutator należy oszlifować oraz przetoczyć. Pomiaru w stanie nagrzanym nie wykonywaliśmy.

Z przeprowadzonych pomiarów wynika, że uzwojenie komutacyjne w badanej maszynie jest pojedyncze.

Wartości rezystancji izolacji zmierzone po upływie 60 s od chwili przyłożenia napięcia nie powinny być mniejsze niż obliczone ze wzoru:

gdzie U_N - napięcie znamionowe [V], P_N - moc znamionowa maszyny [kW].

Rezystancje izolacji odczytywane w 60 sekundzie pomiaru mają prawidłowe wartości w porównaniu z wyznaczoną ze wzoru.

Sprawdzana przez nas maszyna po dopasowaniu szczotek i poprawieniu szczotkotrzymaczy może zostać dopuszczona do pracy.

4

A1

D2

E1

B2

D1

E2

D1

B2

E1

D2

A1

1

5

3

E2

2

4

6