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
Seřízení stejnosměrného stroje
1) Zapojte pracoviště podle schématu zapojení. 2) Změřte odpory vinutí. 3) Nastavte neutrální polohu kartáčů v klidu. 4) Pro oba směry točení změřte otáčkové charakteristiky stroje naprázdno: n = f (U) pro Ib = konst. n = f (Ib) pro U = konst. 5) Zhodnoťte měření.
SCHÉMA ZAPOJENÍ: Schéma zapojení stroje s cizím buzením:
Schéma vinutí:
Název Vinutí kotvy Vinutí cizího buzení
Označení svorek ČSN VDE A1 – A2 A-B F1 – F2 I-K
SEZNAM POUŽITÝCH PŘÍSTROJŮ: Označení
Typ
Rozsah
Třída přesnosti
Ampérmetr 1 Ampérmetr 2 Voltmetr Odporová dekáda 1 Odporová dekáda 2 Digitální multimetr Digitální otáčkoměr Mechanický otáčkoměr Stejnosměrné dynamo
analog analog analog
1,2 A 6A 2,4 V
0,5 0,5 0,5 3,5kΩ 0,4A 350Ω 0,9-4,5A
-
Výrobní číslo 485587 84 504 512565
Metra
1150568
Metra Metex Jaquet Hasler AG Bern MEZ Židenice
-
-
-
-
-
-
188369
1,3kW; 220V; 5,9A; Buzení: derivační; 172V; 0,42A; 1400 min-1
Metra Metra Metra
30950
M-4650CR -
TDN 12Ab P040
Výrobce
1266343
POSTUP PŘI MĚŘENÍ: Nejdříve se na svorkovnici multimetrem změřil odpor vinutí cizího buzení Rb. Poté se přistoupilo k měření odporu vinutí kotvy R1. Vinutí kotvy pro měření odporů se napájelo přes všechny kartáče proudem I = 10% IN. Voltmetrem se změřilo napětí přímo na lamelách komutátoru pod kartáči různé polarity. Měření se několikrát zopakovalo po mírném pootočení kotvou kvůli vyloučení vlivu spájených míst a nesymetrie. Z těchto naměřených odporů se tedy poté určila jejich střední hodnota. Vycházelo se tedy ze vztahu:
R1 =
1 ⋅ ∑ R j , kde: j j
Rj... jednotlivé naměřené odpory R1... výsledný odpor vinutí kotvy Z tohoto odporu se určuje úbytek napětí a ztráty v kotvě. Dalším krokem při měření bylo nastavení neutrální polohy kartáčů v klidu kvůli dosažení nulového transformačního napětí. To je nulové tehdy, je-li vinutí kotvy symetrické k ose hlavních pólů. Symetrie vinutí se tedy nastavila polohou kartáčů tak, že se kartáče nastavily přibližně do osy hlavních pólů. Na sousední kartáče se připojil voltmetr a střídavě se zapínal a vypínal proud do obvodu buzení. Kartáče se posouvaly tak dlouho, až byla výchylka voltmetru při zapnuté poloze nulová. Po upevnění sběradel se znovu zkontrolovala výchylka voltmetru. Konečné nastavení neutrální polohy se provedlo po zaběhnutí kartáčů. Poté už se mohlo přistoupit k samotnému měření otáčkových charakteristik stroje. Nejdříve se měřila charakteristika pro konstantní budící proud, konkrétně pro Ib = 0,4 A. Regulovala se hodnota odporu odporové dekády a současně s tím se odečítaly hodnoty otáček a napětí. Poté se přistoupilo k měření charakteristiky pro konstantní napětí, konkrétně pro U = 103 V. Opět se tedy regulovala hodnota odporu odporové dekády a současně s tím se odečítaly hodnoty otáček a budícího proudu.
TABULKY NAMĚŘENÝCH HODNOT: R11 R12 R13 Rb [Ω] [Ω] [Ω] [Ω] 1,8 1,85 1,79 318
No. 1 2 3 4 5 6 7
Ib = 0,4 A U n -1 [V] [min ] 64 336 84 440 97 508 101 530 103 540 105 550 106 557
α 40 31 25 21 18 15 12
U = 103 V Ib n -1 k [A] [min ] 0,40 540 0,31 590 1,2 0,25 653 0,21 769 120 0,18 860 0,15 975 0,12 1140
PŘÍKLADY VÝPOČTŮ:
Výpočet odporu vinutí kotvy R1: 1 1 1 R1 = ⋅ ∑ R j = ⋅ (R11 + R12 + R13 ) = ⋅ (1,8 + 1,85 + 1,79 ) = 1,813Ω 3 3 j j Příklad přepočtu výchylky α na skutečnou naměřenou hodnotu pro 5.řádek (No.5): 1,2 I b = α ⋅ k = 18 ⋅ = 0,18 A 20
GRAFICKÉ ZÁVISLOSTI:
Závislost otáček stejnosměrného stroje na napětí kotvy
Závislost otáček stejnosměrného stroje na proudu buzení
ZHODNOCENÍ MĚŘENÍ: V tomto měření bylo naším úkolem změřit otáčkové charakteristiky stroje naprázdno pro oba směry točení, tedy závislosti otáček stejnosměrného stroje na napětí kotvy při konstantním budícím proudu a závislosti otáček na budícím proudu při konstantním napětí kotvy. Nicméně během měření nastaly jisté technické problémy s voltmetrem, které se vedoucímu měření bohužel nepodařilo odstranit, čímž také došlo k časové prodlevě, která ke konci měření vedla k nedostatku času, kvůli čemuž se otáčkové charakteristiky pro druhý směr točení nestihly změřit. Navíc jsme byli nuceni nahradit tento voltmetr digitálním multimetrem a hodnoty napětí odečítali z něj. Ze stejného důvodu se v tabulce u naměřených hodnot napětí nevyskytuje výchylka a konstanta potřebná pro přepočet, ale přímo naměřené hodnoty. Protože se neměřily otáčkové charakteristiky pro druhý směr točení, nemůžeme posoudit, jaký vliv změna směru točení má. Z otáčkových charakteristik je každopádně patrné, že závislost otáček na napětí kotvy při konstantním budícím proudu má lineární charakter a jedná se o přímou úměru. Následkem zvětšení napětí je tedy i nárůst otáček. Závislost otáček na proudu buzení při konstantním napětí je exponenciálního charakteru. Se zvětšujícím se budícím proudem tedy otáčky klesají.
