Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Stejnosměrné motory. Název: Téma: Autor:

Transkript

1 Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1 Šablona: Název: Téma: Autor: Číslo: Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Stejnosměrné motory Měření na stejnosměrném Ing. Radovan Hartmann VY_32_INOVACE_40-17 Anotace: Materiál je určen pro 2. ročníky SPŠ obor strojírenství. Jedná se o výkladovou prezentaci k problematice měření na stejnosměrném sériovém motoru. Červen 2013 Podpora digitalizace a využití ICT na SPŠ CZ.1.07/1.5.00/

2 Stejnosměrný sériový motor má budící vinutí zapojeno do série svinutím kotvy. Budícíproud je tentýžjak proud vkotvěa je přímo úměrný mechanickému zatížení stroje. Sériový motor nesmí nikdy být bez mechanického zatíženína hřídeli. Bez zatíženíby jeho otáčky velmi vzrostli (n ) a jeho kotva by se poškodila vlivem odstředivých sil. Stejnosměrný sériový motor je typický trakčnímotor, vhodný pro elektrická vozidla a transportní zařízení.

3 Cílem měřeníje seznámit se se stejnosměrným sériovým motorem a ověření jeho provozních vlastností. Spouštěnímotoru provedeme buďpomocíspouštěče nebo zařazením napájecího napětí. Postup spouštění motoru je následující: Zkontrolujeme zapojení podle schématu obr. 1. Zkontrolujeme, zda je motor mechanicky zatížen. Zařadíme celý spouštěč R s nebo dostatečněsnížíme napájecínapětí motoru. Motor připojíme ke zdroji a pozorujeme proud kotvy I a zvyšováním otáček n motoru. Je-li vše vpořádku, vyřazujeme spouštěčr s nebo zvyšujeme napájecínapětí. Spouštěčlze úplněvyřadit (nebo zvýšit napájecínapětímotoru) jen tehdy je-li motor zatížen natolik, že otáčky, nepřestoupí dovolenou hodnotu.

4 Obr. 1. Schéma zapojení pro měření na stejnosměrném

5 Schéma zapojenína obr.1. použijeme i pro zatěžovacízkoušku. Spustíme dynamometr, zjistíme smysl otáčení jeho rotoru a případně smysl otáčení upravíme tak, aby byl shodný se smyslem otáčení motoru. Dynamometr roztočíme na otáčky o něco vyššínežjsou jmenovitéotáčky motoru n n a pak připojíme motor ke zdroji stejnosměrného proudu. Postupným zvyšováním napětípřiváděného na motor. (řízením výstupního napětítransformátoru RT) při vyřazeném spouštěcím R s je motor ihned zatěžován.

6 Vlastníměřenízačínáme od maximálního zatížení(asi 120% I n motoru), a to nastavením odpovídajícího zátěžného momentu dynamometr při zcela vyřazeném spouštěči a jmenovitém napětímotoru U n. Po ustáleníotáček odečítáme proud motoru I, otáčky n a moment M při napětíu m = U n = konst. Stejněpostupujeme při následujícím snížením zatíženímotoru. Takto nastavíme několik zatížení, abychom mohli vynést zatěžovacícharakteristiku.

7 Změnu zatíženímotoru musíme nastavovat jemně, protože při odlehčováním motoru rostou velmi rychle otáčky. Sériový motor nesmíme nikdy úplněodlehčit a proto snižujeme jeho zatížení až na hodnotu, které odpovídajíotáčky motoru n max = 120% n n. Vypočteme: Příkon motoru P p = U n * I [W] Výkon motoru P = 2 π* n * M [W] účinnost motoru η = P/ P p * 100 [%] Naměřené a vypočtené hodnoty zapíšeme do tabulky 1.

8 Tab.1. tabulka naměřených hodnot měření na stejnosměrném sériovém motoru Z naměřených a vypočítaných hodnot vyneseme zatěžovací charakteristiky sériového motoru: n = f(i), M = f(i) a ᶯ = f(i) pří U n = konst. - obr. 2 pro n = f(i) platí n U m /I, což je při zanedbání úbytku napětí, sycení a reakce kotvy rovnoosá hyperbola pro M = f(i) pro platí M I 2, což je při zanedbání sycená a reakce kotvy parabola.

9 Znaměřených hodnot můžeme takézískat průběh momentovécharakteristiky sériového motoru, závislost M = f(n) při U m = U n = konst. obr. 3. Obr.2 Zatěžovacícharakteristiky sériového motoru Obr. 3 Momentovécharakteristiky sériového motoru

10 Stejný postup je při měření charakteristik n = f(i), M = f(i) a M = f(n) pro napětí motoru Um = 50% Un = konst. při zcela vyřazeném spouštěči. Naměřené hodnoty zapíšeme do tabulky tab. 2 a pak vyneseme naměřené charakteristiky n = f(i) obr.4 a M = f(i) obr.5. Tab.2. - tabulka naměřených hodnot měření na stejnosměrném

11 Obr. 4. Otáčkové charakteristiky pro různá napětí Obr. 5. Momentové charakteristiky pro různá napětí

12 ZDROJE: Literatura: Hammer, Kudláč, Balabán: Elektrotechnika laboratorní cvičení