ĆWICZENIE P1 SILNIKI PRĄDU STAŁEGO – Instrukcja
Transkrypt
ĆWICZENIE P1 SILNIKI PRĄDU STAŁEGO – Instrukcja
ĆWICZENIE P1 SILNIKI PRĄDU STAŁEGO – Instrukcja Przedmiotem badań są następujące silniki prądu stałego: obcowzbudny szeregowy P2Mb54b PzSc16011 Un (V ) 220 220 In (A) 28.2 28.8 Pn (W ) 5500 5500 nn (obr/min) 1450 1500 typ I. Bieg jałowy silnika obcowzbudnego – pomiary do rozdzielenia strat w żelazie i strat mechanicznych. Ponieważ straty mechaniczne w maszynie zależą jedynie od prędkości obrotowej do ich oddzielenia od strat w żelazie służy pomiar mocy pobranej przez maszynę w stanie jałowym w funkcji napięcia twornika przy stałej prędkości wirowania. Stałość tej wielkości, mimo zmieniającego się napięcia twornika, można – w pewnym zakresie – uzyskać odpowiednim zmniejszaniem prądu wzbudzenia silnika. Zwykle najistotniejsze jest określenie parametrów zbliżonych do stanu znamionowego więc naogół pomiar jest wykonywany dla ustalonej prędkości równej lub tylko nieznacznie różnej od znamionowej. Badany silnik jest sprzęgnięty z prądnicą i silnikiem szeregowym prądu stałego o podobnych wielkościach mechanicznych. Z tego względu można przyjąć, że straty mechanicznego badanego silnika stanowią 31 strat całego zespołu. Moc pobierana przez silnik podczas biegu jałowego P0 = Ut It zawiera także straty w miedzi twornika. Tak więc suma strat w żelazie i mechanicznych to P0 − It2 Rt , gdzie rezystancja obwodu twornika Rt = 0.73 Ω. Orientacyjny zakres zmian napięcia twornika podczas pomiarów w stanie jałowym wynosi (85 ÷ 200) V . Przed rozpoczęciem pomiarów w stanie jałowym należy: 1. Przełącznik zasilania ustawić w pozycji Obcowzbudny. 2. Upewnić się, że szeregowe rezystancje w obwodzie twornika – rozruchowa i dodatkowa zwierana wyłącznikiem W2– rzeczywiście są zwarte (W2 w pozycji 1) a wyłącznik obciążenia W4 otwarty. 3. Po uruchomieniu programu miernik – jest dostępny skrót na pulpicie – należy sprawdzić czy ustawienia programu są właściwe dla pomiarów stałoprądowych, czyli czy ostatnia linia zawiera U1 , I1 , U2 i I2 . Jeśli nie, proszę wybrać z menu Opcje a z podmenu Pokazuj U1 , I1 , U2 i I2 . 4. Sprawdzić czy ustawione są jako aktywne kanały: 7 – tachoprądnica nt → n (prędkość obrotowa) 9 – napięcie stałe U1 → Ut (napięcie twornika) 10 – napięcie stałe U2 → T (moment) 11 – prąd stały I1 → It (prąd twornika) 12 – prąd stały I2 → If (prąd wzbudzenia) pozostałe kanały winny być ustawione jako niepodłączone 1 5. Sprawdzić czy współczynniki skali dla wszystkich kanałów mają wartość równą 1 (w menu pozycja druga z lewej, Skale). Przebieg pomiaru: 1. Pomiary rozpoczyna się przyciskiem Start (w menu z lewej bezpośrednio obok Opcji). 2. Z menu Próby proszę wybrać Pomiar czegoś tam. 3. Po ukazaniu się nowego okna Pomiar wybranych wielkości, należy wybrać z menu Dane pozycję Zacznij nową próbę. 4. Wynikiem takiego wyboru jest ukazanie się dwóch okien; pierwsze jest przewidziane do tekstowego opisu próby (co zostanie wpisane zależy wyłącznie od użytkownika), drugie zawiera dane znamionowe maszyny. 5. Bezpośrednio po wypełnieniu pozycji w tych oknach i ich zamknięciu ukaże się okno Pomiary w formie tabeli. Jest ona tak skonstruowana, że interesujące nas pozycje pomiarów stałoprądowych znajdują się na prawym, niewidocznym końcu. Trzeba więc poziomym suwakiem u dołu odpowiednio je przesunąć. Okno ma przyciski u dołu, które służą do obsługi pomiarów. Gdyby były niewidoczne trzeba nieco przesunąć całe okno do góry. 6. Kolejne punkty pomiaru inicjuje się przyciskiem Zmierz. 7. Po wykonaniu pomiarów, przyciskiem Wykresy, można uzyskać wykresy zmierzonych wielkości. Jako zmienną niezależną (może być tylko jedna) należy wskazać U1 . Zmiennymi zależnymi są I1 i P1 . Do tego służy okno Co pokazać na wykresie. 8. Po kliknięciu prawym klawiszem myszy w polu wykresu ukaże się menu, z którego należy wybrać Kopiuj dane do schowka. Zawartość schowka można zarówno wstawić (poleceniem Ctrl+V) do arkusza kalkulacyjnego Excel jak i do zbioru tekstowego. II. Wyznaczanie charakterystyk mechanicznych silnika obcowzbudnego n = n(It ). Pomiary charakterystyk mechanicznych wykonuje się podobnie jak pomiary w stanie jałowym. Jedyna różnica to wybór innych wielkości wyjściowych (przedstawianych na wykresie). Tu będzie to prędkość obrotowa nt w funkcji prądu twornika I1 . Uwaga: Norma PN-72Ę04270 jako charakterystykę mechaniczną silnika obcowzbudnego uznaje zarówno zależność n = n(It ) jak i n = n(T ). Prądu wzbudzenia obcego odpowiadającego znamionowym wartościom prądu i napięcia twornika oraz prędkości obrotowej dla badanego silnika nie da się określić pomiarowo, ponieważ nie ma możliwości obciążenia tego silnika na poziomie znamionowym. Wartość tę należy przyjąć jako równą około 0.65 A. Charakterystyki mechaniczne należy wyznaczyć dla następujących przypadków: Ut (V ) If (A) 180 0.65 0 180 0.65 >0 180 0.60 0 150 0.65 0 2 Rd gdzie: Ut , It – napięcie i prąd twornika, If – prąd wzbudzenia, Rd – rezystancja dodatkowa w obwodzie twornika. III. Wyznaczanie charakterystyk mechanicznych silnika szeregowego n = n(T). Ponieważ silnik szeregowy nie może być uruchamiany bez obciążenia należy upewnić się, że włączone są rezystancje obciążenia w obwód twornika prądnicy obcowzbudnej (zamknięty wyłącznik W4) oraz jest zasilany jej obwód wzbudzenia(zamknięty wyłącznik W1). Z kolei napięcie zasilające silnik szeregowy, z prostownika sterowanego, należy sprowadzić do zera a następnie ustawić przełącznik W3 w pozycji Szeregowy po czym wykonać rozruch napięciowy silnika. Charakterystyki mechaniczne należy wyznaczyć dla następujących przypadków: Ut (V ) Rd 150 0 150 >0 120 0 Uwaga: Chociaż maksymalna prędkość badanego silnika szeregowego wynosi 3000 obr/min ze względu na rodzaj zasilania – dwupulsowy prostownik sterowany – nie należy ustawiać wartości większych od około 2000 obr/min gdyż powoduje to wchodzenie w zakres prądów przerywanych. IV. Wyznaczanie charakterystyki rozruchowej T = T (It ). Po wyłączeniu napięcia zasilającego należy założyć na sprzęgło między silnikiem szeregowym a prądnicą dźwignię blokującą, naciskającą na belkę tensometryczną. Przed pomiarami konieczne jest wyzerowanie mostka tensometrycznego. Dla bardzo małych wartości napięcia U2 najlepiej wykorzystać jego odczyt programem Miernik dla większych doregulowanie w oparciu o wskazania przyrządu analogowego przebiega szybciej. Pomiar charakterystyki T = T (It ) należy wykonać zarówno dla narastających jak i malejących wartości prądu. Wykres tej zależności można wykonać wybierając z menu zmienną niezależną I1 i zależną U2 . Ponieważ program sortuje dane do wykresu według rosnących wartości zmiennej niezależnej to zobaczenie fragmentów odpowiadających narastaniu bądź maleniu prądu tej krzywej wymaga zmiany domyślnych ustawień rysowania wykresów. W tym celu, w polu rysunku, należy kliknąć prawym przyciskiem myszy co otworzy okienko z którego należy wybrać Edytuj rysunek. Spowoduje to pojawienie się okna Wygląd rysunku. Wybieramy w nim zakładkę Wykresy. Jedna z oferowanych możliwości Line pozwala zrezygnować z rysowania linii wykresu (są tylko znaczone markerami punkty pomiarowe). Uzyskana z tych pomiarów charakterystyka rozruchowa pozwala narysować mierzone wcześniej charakterystyki n = n(It ) jako relacje n = n(T). W dentyczny sposób można także wyznaczyć charakterystykę rozruchową T = T (It ) dla silnika obcowzbudnego. 3