Pomiary komputerowe - Wydział Elektrotechniki i Automatyki
Transkrypt
Pomiary komputerowe - Wydział Elektrotechniki i Automatyki
POLITECHNIKA GDAŃSKA Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych LABORATORIUM SYSTEMY ELEKTROMECHANICZNE TEMATYKA ĆWICZENIA SILNIK BEZSZCZOTKOWY O MAGNESACH TRWAŁYCH BADANIE CHARAKTERYSTYK STATYCZNYCH Pomiary komputerowe Materiały pomocnicze Kierunek Elektrotechnika Studia stacjonarne 2-giego stopnia semestr 1 Opracował Mieczysław Ronkowski Marek Karwowski Grzegorz Kostro Michał Michna Marek Kamiński Gdańsk 2010 - 2011 SILNIK BEZSZCZOTKOWY O MAGNESACH TRWAŁYCH BADANIE CHARAKTERYSTYK STATYCZNYCH Pomiary komputerowe 1. Cel Celem ćwiczenia jest: • opanowanie zastosowania komputerowych technik pomiarowych do badania właściwości silnika bezszczotkowego o magnesach trwałych (SBMT); • wykonanie badań doświadczalnych wybranych stanów pracy SBMT: 9 praca silnika przy braku obciążenia na wale, 9 praca silnika przy obciążeniu na wale • porównanie wyników badań doświadczalnych z wynikami badań symulacyjnych. 2. Zastosowane komputerowe techniki pomiarowe Szczegóły dotyczące zasad pomiaru z zastosowaniem karty pomiarowej opisano w: „Instrukcja Programu NIDAQScope” (dostępna na: http://www.ely.pg.gda.pl/e-mechatronika/index.php?strona=mat&kod=sysem&rodz=l). 3. Badania doświadczalne wybranych stanów pracy ustalonej silnika 3.1. Struktura stanowiska pomiarowego W laboratorium Katedry EiME zbudowano stanowisko do badań charakterystyki mechanicznej oraz rejestrowania przebiegów dynamicznych prądów fazowych bezszczotkowego silnika prądu stałego zasilanego z serworegulatora zawierającego przemiennik częstotliwości z falownikiem napięcia (rys.1). Stanowisko składa się z następujących elementow: Serworegulator Do sterowania silnika bezszczotkowego wykorzystano serworegulator typu SDA 15 (producent Ośrodek Badawczo-Rozwojowy w Toruniu). 1) napięcie zasilające l lub 3-fazowe 220 lub 240V o częstotliwości w zakresie 45 do 65 Hz, 2) podłączenie zasilania niezależne od kolejności faz, 3) tranzystorowy stopień mocy zamontowany na wspólnym uziemionym radiatorze, 4) krótkotrwała (400 ms) przeciążalność prądowa 200% prądu znamionowego, 5) zabezpieczenie przed zwarciem miedzyfazowym oraz doziemnym, 6) układy sterowania izolowane galwanicznie od układu mocy. Przy zasilaniu jednofazowym serworegulator może współpracować z silnikami o mocy znamionowej max. 2, 1 kW, natomiast przy zasilaniu 3-fazowym z silnikami o mocy znamionowej max. 3 kW. Częstotliwość modulacji 5 kHz. Dane silnika BSMT (serwonapędowy) typu RTMal65-23 (Zakład Doświadczalny Elektrotechniki Warszawa) posiada następujące parametry znamionowe: - moment obciążenia długotrwały (przy n=0) TDO=23 [Nm] - max prędkość obrotowa n = 2500 [l/min] - max. napięcie pracy Us = 310 [V] - max. moment (impuls) Ta = 73,6 [Nm] - max. prąd (impuls) Im = 82,9 [A] -stała momentu KT = 0,89[Nm/A] -stała napięcia KE = 93 [V/1000/obr/min] Instytutu -moment bezwładności -liczba par biegunów -długość . -masa J = 29,3 [kgm210-4] p=3 L = 395 [mm] m =20[kg] Sterowanie SBMT zasilanego za pomocą 3-fazowego falownika napięcia wymaga śledzenia położenia wału w celu uzyskania właściwego usytuowania przebiegów fal prądów fazowych względem napięć rotacji indukowanego magnesami trwałymi w uzwojeniu stojana. Silnik zawiera wbudowaną prądnicę tachometryczną oraz hallotronowe czujniki położenia wirnika do sterowania układem komutacji elektronicznej. Prądnica obciążająca Obcowzbudna maszyna prądu stałego o mocy 6,5 kW stanowy obciążenie mechaniczne badanego silnika. Rys. 1. Układ stanowiska pomiarowego z SBMT 3.2. Pomiary Celem pomiarów jest wyznaczenie wybranych napięć, prądów, prędkości obrotowej i momentu octowego badanego silnika przy: 9 braku obciążenia na wale, 9 obciążeniu na wale. 4. Sprawozdanie Opracowanie sprawozdania powinno zawierać: • stronę tytułową wg następującego układu: POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I AUTOMATYKI KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I MASZYN ELEKTRYCZNYCH PROJEKT/LABORATORIUM SYSTEMY ELEKTROMECHANICZNE Kierunek Elektrotechnika Studia stacjonarne 2-ego stopnia, semestr 1 ĆWICZENIE SILNIKI BEZSZCZOTKOWE Z MAGNESAMI TRWAŁYMI BADANIE CHARAKTERYSTYK STATYCZNYCH Opracował: Imię i nazwisko nr grupy laboratoryjnej data oddania sprawozdania • dane znamionowe (katalogowe) i dane obwodowe badanego silnika prądu stałego; • uzasadnienie fizyczne uzyskanych wyników (powinno być napisane w stylu inżynierskim —- tzn. minimum języka tekstowego a maksimum języka graficznego i symbolicznego); • krótka dyskusja wpływu założeń upraszczających modelu maszyny na uzyskane wyniki obliczeń; • wykaz literatury wykorzystanej przy pisaniu sprawozdania. 5. LITERATURA 1. 2. 3. Glinka T.: Maszyny elektryczne wzbudzane magnesami trwałymi. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002 Kaczmarek T., Zawirski K.: Układy napędowe z silnikiem synchronicznym. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2000 Krause P.C.: Analysis of Electrical Machinery. McGraw-Hill New York. 1986 4. M. Michna: Instrukcja Programu NIDAQScope rejestracji pomiarów z zastosowaniem karty pomiarowej National Instruments MIO-PCI 16E4 i komputera PC. Materiały pomocnicze do Laboratorium. Katedra Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych. WEiA. PG, Gdańsk, 2001. (http://www.ely.pg.gda.pl/e-mechatronika/index.php?strona=mat&kod=sysem&rodz=l) 5. 6. Owczarek J. i inni: Elektryczne maszynowe elementy automatyki. WNT Warszawa. 1983 Ronkowski M.: Szkic do wykładów z przedmiotu Systemy elektromechaniczne. Katedra Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych. WEiA, PG, Gdańsk, 2010/2011. http://www.ely.pg.gda.pl/e-mechatronika/index.php?strona=mat&kod=sysem&rodz=w Sochocki R.: Mikromaszyny elektryczne. Oficyna Wydawnicza PW. Warszawa. 1996. BALDOR Motion Products. (http://www.baldor.com; http://www.dacpol.com.pl). 7. 8.