CW2 SBMT Pomiary - Wydział Elektrotechniki i Automatyki

CW2 SBMT Pomiary - 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 niestacjonarne 2-giego stopnia
semestr 1
Opracował
Mieczysław Ronkowski
Marek Karwowski
Grzegorz Kostro
Michał Michna
Marek Kamiński
Gdańsk 2012 - 2013
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:
praca silnika przy braku obciążenia na wale,
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 elementów:
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:
braku obciążenia na wale,
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
LABORATORIUM
SYSTEMY ELEKTROMECHANICZNE
Kierunek Elektrotechnika
Studia niestacjonarne 2-ego stopnia, semestr 1
ĆWICZENIE
SILNIKI BEZSZCZOTKOWE Z MAGNESAMI TRWAŁYMI
BADANIE CHARAKTERYSTYK STATYCZNYCH
Pomiary komputerowe
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.