Předmět:
REE 11/12Z - Elektromechanická přeměna energie
Jméno: Ročník: Stud. skupina: Ústav:
2
Měřeno dne:
2E/95
Hodnocení:
FSI, ÚMTMB - ÚSTAV MECHANIKY TĚLES, MECHATRONIKY A BIOMECHANIKY
Spolupracovali:
Název úlohy:
ZADÁNÍ:
29.11.2011
Charakteristiky cize buzeného stroje
1) Zapojte pracoviště podle schématu zapojení. 2) Změřte odpory vinutí. 3) Změřte zatěžovací charakteristiky motoru (moment, rychlost, proud a napětí): n = f (M) I = f (M) 4) Proveďte zhodnocení měření.
SCHÉMA ZAPOJENÍ: Schéma zapojení motoru s cizím buzením:
SEZNAM POUŽITÝCH PŘÍSTROJŮ: Označení
Typ
Ampérmetr 1 Ampérmetr 2 Voltmetr 1 Voltmetr 2
analog DLi - analog analog analog
Komutátorový elektromotor
NK3K8
Zdroj stejnosměrného napětí Řídící jednotka s měřením Dynamometr
AXVUT014280R M350 ASD10K-2
Třída Výrobní číslo přesnosti 6A 0,5 119798 1,2 A 0,5 1360339 24 V 0,5 485648 24 V 0,5 485715 60W S1; Ua 24V; Ia 3,7A; Ub 24V; 635460/06/08 Ib 0,3A; 3000 min-1 Input 230V; 50Hz; 1 N PE 11A; 2,4kVA; 146900 Output 0-280V; 14A U 230V AC; I 0,13A; 035 911 f 50/- Hz; Příkon 30VA 10kW/127Hz; 7500 min-1; 128768 Y360V/20,1A Rozsah
Výrobce Metra Metra Metra Metra ATAS Náchod
Axima VUES Brno VUES Brno
POSTUP PŘI MĚŘENÍ: Provedly se celkem 3 měření, každé pro odlišné napětí buzení i kotvy. První měření se provedlo pro jmenovité hodnoty dle štítku. K motoru se tedy připojilo napájecí napětí podle hodnoty uvedené na štítku zdroje. Odpor v kotvě motoru se nastavil na nulu a dynamometr se nastavil tak, aby byl motor zatížen přibližně jmenovitým momentem. Po zahřátí motoru se motor zatížil maximálně pomocí dynamometru, pak následovalo odlehčení. Poté se motor postupně zatěžoval, současně se odečítaly hodnoty momentu, otáček a proudu kotvy a naměřené hodnoty se zapsaly do předem připravených tabulek, z nichž se poté vynesl graf. Toto měření se tedy opakovalo ještě dvakrát pro různé hodnoty napětí buzení a kotvy. Během celého měření bylo přitom zapotřebí kontrolovat, zda je napájecí napětí motoru konstantní, a zda se při zatěžování postupuje stále v jednom směru.
TABULKY NAMĚŘENÝCH HODNOT: No. 1 2 3 4 5 6 7 8 No. 1 2 3 4 5 6 7 8 No. 1 2 3 4 5 6 7
Ua1 Ub1 α k [V] α k 120 24 120 120 24 120 120 24 120 120 24 24 120 24 120 120 24 120 120 120 24 120 120 24 120 120 24 120 Ua2 k
Ub2 k
[V] 24 24 24 24 24 24 24 24
Ia1 Ib1 M α k [A] α k [A] [Nm] 19 0,3 0 0,95 30 0,3 0,03 26 1,30 30 0,3 0,06 35 1,75 30 45 6 2,25 30 1,2 0,3 0,09 56 120 2,80 30 120 0,3 0,12 0,3 0,15 64 3,20 30 0,3 0,18 75 3,75 30 0,3 0,21 86 30 4,30 Ia2 k
Ib2 k
n -1 [min ] 3292 3210 3140 3060 3020 2950 2890 2860
M [Nm] 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21
n [min-1] 2423 2355 2326 2250 2177 2105 2040 1985
Ua3 Ub3 Ia3 Ib3 M α k [V] α k [V] α k [A] α k [A] [Nm] 0,19 0 90 18 80 16 22 1,10 19 90 18 80 16 36 0,19 0,03 1,80 19 90 24 18 80 24 16 45 6 2,25 19 1,2 0,19 0,06 90 18 80 16 60 0,19 0,09 3,00 19 90 120 18 80 120 16 67 120 3,35 19 120 0,19 0,12 90 18 80 16 84 0,19 0,15 4,20 19 90 18 80 16 95 0,19 0,18 4,75 19
n [min-1] 3046 2930 2810 2700 2610 2540 2410
α [V] α [V] α [A] α [A] 0,3 90 18 120 30 24 15 0,75 0,3 90 18 120 24 22 1,10 30 0,3 90 18 120 24 37 1,85 30 6 2,20 30 1,2 0,3 90 24 18 120 24 24 44 90 120 18 120 120 24 53 120 2,65 30 120 0,3 0,3 90 18 120 24 63 3,15 30 0,3 90 18 120 24 73 3,65 30 0,3 90 18 120 24 84 4,20 30
PŘÍKLADY VÝPOČTŮ:
Příklady přepočtu výchylky α na skutečnou naměřenou hodnotu pro 5.řádek (No.5): 24 U a1 = α ⋅ k = 120 ⋅ = 24V 120 24 = 24V U b1 = α ⋅ k = 120 ⋅ 120 6 I a1 = α ⋅ k = 56 ⋅ = 2,8 A 120 1,2 I b1 = α ⋅ k = 30 ⋅ = 0,3 A 120
GRAFICKÉ ZÁVISLOSTI:
Závislost otáček na momentu při napětí kotvy Ua1 a Ua2
Závislost otáček na momentu při napětí buzení Ub2 a Ub3
Závislost proudu kotvy na momentu při napětí kotvy Ua1 a Ua2
Závislost proudu kotvy na momentu při napětí buzení Ub2 a Ub3
ZHODNOCENÍ MĚŘENÍ: Úkolem bylo prozkoumat závislosti otáček na momentu a závislosti proudu kotvy na momentu. Jak můžeme z grafů pozorovat, všechny tyto graficky vyjádřené závislosti mají lineární charakter, proto se naměřené hodnoty ve všech grafech proložily lineární spojnicí trendu. Nyní blíže rozeberme jednotlivé grafy. První dva grafy znázorňují závislosti otáček na momentu, přičemž na prvním z nich můžeme tuto závislost porovnat mezi prvním a druhým měřením. Tato dvě měření se lišila pouze hodnotou napětí kotvy. Nastavené hodnoty napětí buzení a budícího proudu byly totožné. Jak je z grafu patrné, s nárůstem momentu otáčky klesají. Je zřejmé, že napětím kotvy ovlivňujeme hodnoty otáček. Mezi napětím kotvy a otáčkami platí přímá úměra, tedy nastavením většího napětí kotvy získáme i větší hodnotu otáček. Druhý graf ukazuje opět závislost otáček na momentu, tentokrát však vychází z druhého a třetího měření. Tato měření se lišila nastavenými hodnotami napětí buzení i hodnotami budícího proudu, zatímco napětí kotvy bylo pro obě měření stejné. Graf opět potvrzuje, že s nárůstem momentu klesají otáčky, přičemž při nižší hodnotě napětí buzení klesají otáčky rychleji. Hodnota napětí buzení tedy ovlivňuje sklon (směrnici) této lineární závislosti. Z trendu tohoto grafu lze předpokládat, že při jisté hodnotě momentu nastane protnutí dvou znázorněných závislostí. Z důvodu nedostatečného počtu naměřených hodnot se však jedná pouze o předpoklad. Zbylé dva grafy se zabývají závislostí proudu kotvy na momentu. Z grafů je patrné, že s nárůstem momentu dojde také k nárůstu proudu kotvy. První z těchto grafů opět porovnává naměřené hodnoty z prvního a druhého měření, zkoumá tedy tuto závislost při různých hodnotách napětí kotvy. Jak lze z grafu vypozorovat, hodnota napětí kotvy má na tuto závislost pouze minimální dopad. Rozdíl je natolik minimální, že jej lze označit za chybu měření. Obě závislosti jsou téměř totožné. Se zvětšením napětí kotvy se tedy hodnota proudu kotvy zvětšila pouze nepatrně. Z posledního, čtvrtého grafu, jenž srovnává zmíněnou závislost z naměřených hodnot ve druhém a třetím měření, lze vyčíst, že hodnota napětí buzení opět ovlivňuje sklon lineárního průběhu této závislosti, konkrétně s vyšší hodnotou napětí buzení narůstá proud kotvy při zvětšení momentu pomaleji.
