Egyenáramú gépek GYAKORLAT 130/1. Nyolcpólusú egyenáramú generátor armatúráját 400/min fordulatszámmal forgatjuk. Mekkora a gép nyitott kapcsain mérhető feszültség, ha az armatúrán 960 vezeték van, a párhuzamosan kapcsolt ágak száma megegyezik a pólusszámmal, s a gép egy pólusán a fluxus Wb. (Megoldás: 256V) Adatok:
p=4
Megoldás: A gép nyitott kapcsain mérhető feszültség:
130/2. Külsőgerjesztésű egyenáramú generátor armatúra ellenállása 0,2Ω. 20A terhelő áram mellett 100V a kapocsfeszültsége. Mekkora lesz a kapocsfeszültség, ha a terhelő áram 30A-ra növekszik és a fordulatszám a) állandó marad b) eredeti értékének 90%-ára csökkentjük? (Az armatúra reakció mezőgyöngítő hatását elhanyagoljuk.) (Megoldás: 98V; 87,6V) Adatok:
a) A generátor indukált feszültsége: A kapocsfeszültség: b) A generátor indukált feszültsége a fordulatszám csökkentés után: A kapocsfeszültség a fordulatszám csökkentés után:
1
131/5. A négypólusú, egyenáramú söntgenerátor armatúra ellenállása 0,1 Ω, gerjesztő ellenállása 50 Ω. A 100V kapocsfeszültségű generátor 60db. 100V-os, 40W-os izzót táplál. Meghatározandó az armatúraáram, és az indukált feszültség. A kefék menti feszültségesést 2V-tal vegyük számításba. (Megoldás: 26A; 104,6V) Adatok:
p=2
V Terhelés: 60db 40W izzó
Megoldás: Terhelés áram: P Uk
It
60 40 100
24 A
A gerjesztőtekercs árama:
Uk Rg
Ig
100 50
2A
Armatúra áram: Ia
Ig
It
24
2
26 A
Indukált feszültség: Ui
Uk
Ia R a
U kefe
100
2
26 0,1 2 104,6V
131/7. Egy egyenáramú söntgenerátor indukált feszültsége 127V, kapocsfeszültsége 120V. Mekkora a terhelőáram nagysága, ha a gerjesztőkör ellenállása 15 ohm, az armatúrakör összellenállása pedig 0,02 ohm. Hány kW-os motor szükséges a generátor hajtásához a fenti terhelés esetén, ha a generátor hatásfoka 90%? (Megoldás: 342A, 45,6kW) Adatok:
Ui 127 V Uk 120 V R g 15 Ra g
0,02 90 %
Megoldás: Armatúraáram: Ui
Ia
Uk
127 120 0,02
Ra
350 A
Gerjesztőtekercs árama:
Ig
Uk Rg
Ia
Ig
120 15
8A
Terhelés áram: It
350 8
342 A
Generátor teljesítménye: Pg
Uk It
120 342
41,04 kW
A generátor hajtásához szükséges mechanikai teljesítmény: Pg 41,04 PM 45,6kW 0,9 g
3
1 fordulatszámmal jár. Hatásfoka 90% min és a tengelyen 195Nm nyomatékot fejt ki. Mekkora áramot vesz fel a hálózatból? (Megoldás: 18,2A)
132/12. Az 500V-os egyenáramú sorosmotor, 400
Adatok:
Uk
500 V 1 n 400 min 90% M 195 Nm
Megoldás: A tengelyen leadott hasznos teljesítmény: Ple
M
195
2
400 60
8168 W
A hálózatból felvett teljesítmény:
Pfel
Ple
8168 0,9
9076 W
Pfel Uk
9076 500
18,15A
A hálózatból felvett áram: I
4
132/14. Egy egyenáramú sorosmotor teljes ellenállása 1ohm. A motort 200V kapocsfeszültségre kapcsoljuk. Bizonyos terhelésnél a motor 15A erősségű áramot vesz fel, 1 fordulatszáma ekkor 800 . Mekkora lesz a motor fordulatszáma, ha ugyanolyan min kapocsfeszültség mellett 5 ohmos ellenállást kapcsolunk sorba vele, s a terhelést úgy változtatjuk meg, hogy az áramerősség továbbra is 15A maradjon? 1 (Megoldás: 475 ) min Adatok: soros V
Megoldás: Az indukált feszültség az ellenállás beiktatása előtt: ebből:
Az indukált feszültség az ellenállás beiktatása után: A motor fordulatszáma az ellenállás beiktatása után:
5
133/17. A hatpólusú, 500V kapocsfeszültségű egyenáramú söntmotor armatúra ellenállása 0,5 ohm, a gerjesztőkörének ellenállása 250 ohm, pólusonkénti fluxusa Vs, 1 fordulatszáma 409 . (Az armatúrareakció mezőgyöngítő hatása elhanyagolható.) min Mekkora a motor leadott teljesítménye, terhelő nyomatéka és hatásfoka, ha a motor 20A áramot vesz fel a hálózatból és a mechanikai, valamint a vasveszteség együttes értéke 900W? (Megoldás: 7,95kW; 158Nm; 79,4%) Adatok:
söntmotor
Megoldás: A gerjesztőtekercs árama:
A motor armatúraárama:
A motor indukált feszültsége: A motor belső teljesítménye: A tengelyen leadott hasznos teljesítmény: Ebből a tengely nyomatéka:
A hálózatból felvett teljesítmény:
Így a hatásfok:
6
132/25. A 200V kapocsfeszültségű egyenáramú söntmotor gerjesztőellenállása 400ohm, belső 1 ellenállása 1 ohm. A motor üresjárásban 600 fordulatszámmal forog, s ekkor a min hálózatból 1,5 A áramot vesz fel. Terheléskor a hálózatból felvett áram 10,5A. Kiszámítandó, hogy terheléskor a motor milyen fordulatszámmal jár, s mennyi a motor tengelyén mért forgató nyomaték? Tételezzük fel, hogy a vas- és mechanikai veszteség a fordulatszámmal arányosan változik. Az armatúra reakció hatását hanyagoljuk el. 1 (Megoldás: 573 ; 28,4Nm) min Adatok:
V
Megoldás: A gerjesztőtekercs árama:
Az armatúraáram üresjárásban:
Indukált feszültség üresjárásban: Ebből:
Vas és mechanikai veszteség üresjárásban: Armatúraáram terheléskor:
Indukált feszültség terheléskor: A motor fordulatszáma terheléskor:
Vas és mechanikai veszteség terheléskor:
7
A tengelyen leadott hasznos teljesítmény: A motor tengelyén mérhető forgatónyomaték:
BÓNUSZ FELADATOK - HÁZI 1 fordulattal min jár. Ha a gépet motorként használjuk, bizonyos terhelés mellett a hálózatból 10 kW villamos energiát vesz fel. Mennyi ekkor a motor fordulatszáma? Az armatúra ellenállása 0,025Ω, a gerjesztőkör ellenállása pedig 60Ω. A kefék menti feszültségesést 2V-tal vesszük számításba. 1 Az armatúrareakció hatását hanyagoljuk el. (Megoldás: 278 ) min
131/6. A 220V kapocsfeszültségű, 100kW-os egyenáramú söntgenerátor 300
132/20. Egy 500V kapocsfeszültségű, egyenáramú sorosmotor üresjárásban 2A áramot vesz 1 fel. A motor fordulatszáma ekkor 1500 . Terheléskor a motor árama 12A. Mekkora min fordulatszámmal jár terheléskor a motor, ha a gerjesztőtekercs és az armatúrakör összellenállása 10 Ω, és a fluxus változását a gerjesztőáram függvényében lineárisnak vesszük? Számítsuk ki azt is, hogy terheléskor hány kW teljesítményt szolgáltat a motor! 1 (Megoldás: 197,5 ; 4,44kW) min 1. Egy 220V névleges kapocsfeszültségű egyenáramú söntgenerátor armatúraköri ellenállása 0,2Ω, gerjesztőköri ellenállása 110 Ω. A generátort 2,2 Ω ellenállású fogyasztó terheli névlegesen. a, Határozza meg a generátor névleges teljesítményét! b, Számítsa ki a generátor névleges armatúraáramát! c, Mekkora a generátor belső teljesítménye? d, Hány % a generátor névleges hatásfoka, ha a vas- és súrlódási veszteség együttes értéke 700W? e, Határozza meg a generátor hajtásához szükséges nyomatékot, ha a fordulatszám 1500 1/min! 2. Egyenáramú söntmotor névleges kapocsfeszültsége 220V, áramfelvétele a hálózatból névleges motorüzemben 50A, armatúra ellenállása 0,4Ω, a gerjesztőkör ellenállása 55Ω. A motor súrlódási és vasvesztesége névleges üzemben 1,2kW, a fordulatszáma 1200 1/min. Határozza meg névleges motorüzemben: a. a hálózatból felvett teljesítményt, b. a gerjesztési veszteséget, c. a hatásfokot, d. a tengelyen leadott nyomatékot. 8
3. Egy 220V névleges kapocsfeszültségű egyenáramú söntgenerátor armatúraköri ellenállása 0,2 ohm, a gerjesztőköri ellenállása 110 ohm. A Generátort 4,4 ohm ellenállású fogyasztó terheli névlegesen. a, határozza meg a generátor névleges teljesítményét b, számítsa ki a generátor névleges armatúraáramát c, mekkora a generátor belső teljesítménye d, hány % a generátor névleges hatásfoka, ha a vas és súrlódási veszteség együttes értéke 700W? e, határozza meg a generátor hajtásához szükséges nyomatékot, ha a fordulatszám 1500 1/min
9
