Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava. (Návod do měření)

Transkript

1 Katedra oecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - T Ostra STEJNOSMĚRNÝ CIZE BZENÝM MOTOR NAPÁJENÝ Z -PLSNÍHO TYRISTOROVÉHO SMĚRŇOVAČE (Návod do měření rčeno pro posluchače všech akalářských studijních programů FS Dr. Ing. Quido Kusýn, Ing. Václ Kolář, Ph.D. Říjen 1999, 003 pril: Ing. Vítězsl Stýskala, Ph.D. leden 006

2 Úkol měření: rčení mechanických charakteristik DC motoru při napájení z řízeného usměrňovače a při změně velikosti napětí kotvy při změně velikosti udícího proudu. Ověření řízení otáček DC motoru naprázdno. Cílem měření je ověření vlastností DC motoru s cizím uzením Zadání: 1. Změřte a sestrojte mechanické charakteristiky n f(m stejnosměrného (dále jen DC motoru s cizím uzením: a při ř 8 V a jmenovitém uzení motoru I 0,4 A, při ř 9 V a jmenovitém uzení motoru I 0,4 A, c při ř 9 V a sníženém uzení motoru I 0,3 A.. Ověřte možnost řízení otáček pohonu změřením závislostí n f( ř a n f(i při M l 0. Teoretický rozor: Mechanická charakteristika DC motoru je závislost otáček, resp. rychlosti na zatěžovacím momentu. Tato závislost je určena pro motor napájený z řízeného usměrňovače je dána vztahem: n Ra I 9,55 ( α ( R + R I ( α 9,55 a a p a a ( Rp + Ra M 9,55 ( (1 n a Ra α ( R + R I ( α ( p a a R M (. n 0 - n který lze odvodit úprou následujících základních parametrických rovnic DC motoru: ( α ( RL + Ri ( α RP i RP. a n π n n i c Φ Ω c Φ, Ω, Rp RL + Ri, R Rp + Ra, 9, ,55 M I a, R I. kde c I a I M n R a R R i - konstanta motoru, - proud kotvy motoru (A, - udící proud motoru (A, - moment motoru (N m, - otáčky motoru (ot/min, - odpor kotvy motoru (včetně přechodového odporu kartáčů (Ω, - odpor udícího vinutí (Ω, - vnitřní odpor ř. usměrňovače (Ω, R p - odpor pomocných a komutačních pólů (Ω, R L - odpor vyhlazovací tlumivky (Ω, a - napětí na kotvě motoru (V, (α - střední hodnota výstupního napětí řízeného usměrňovače (V - udící napětí motoru (V i - indukované napětí v kotvě (V Φ - udící magnetický tok motoru (W Ω - úhlová rychlost (rad/s Měření na stejnosměrném (DC cize uzeném motoru

3 Z rovnice (1 je zřejmé, že změnu velikosti otáček motoru je možno docílit uď změnou kotevního napětí a, neo uzením Φ, (tj. velikosti proudu I, resp. napětím. Řízení otáček DC motoru s cizím uzením lze provádět změnou velikosti kotevního napětí a do hodnoty jmenovitého napětí. Další zvýšení otáček pak lze docílit oduzováním motoru, tj. zmenšením udícího toku Φ, tzn. zmenšováním udícího proudu I. Podroněji je tato prolematika zpracována např. ve skriptu Smejkal, J. a kol.: ELEKTROTECHNIKA, VT Brno 1991, str. 111 až 11, a 14 až 149, resp. v jiné literatuře. Střední hodnota výstupního usměrněného napětí -pulsního usměrňovače (q je dána: ( α cos( α 0, 9 cos( α (3 π kde - efektivní hodnota střídého napájecího napětí usměrňovače (V α - řídící úhel (. Velikost řídícího úhlu α se nastuje změnou velikosti řídícího napětí ř stejnosměrného stailizovaného zdroje. Pro nastování zatěžovacího momentu stejnosměrného motoru M l je použito zařízení, které se skládá z unové rzdy namontované na hřídel DC motoru (rzda se ovládá táhlem, ramene o délce 1 m a váhy, která slouží jako siloměr. Jeden dílek váhy odpovídá síle přiližně 0,01 N (přesně 0,00981 N. Celá výchylka 1000 dílků odpovídá síle 10 N. Postup měření V průěhu všech měření je nutno sledovat a nepřekročit následující hodnoty: - efektivní hodnotu napájecího napětí usměrňovače kost. 130 V - maximální hodnota udicí proud stejnosměrného motoru I m 0,4 A!, min. 0,5 A - maximální hodnota proudu kotvy I am 6,3 A! - maximální otáčky DC motoru n 970 ot/min.! - maximální hodnota řídícího napětí usměrňovače řm 10 V 1. a, Měření mechanických charakteristik n f(m l při ř 8 a 9 V a jmenovitém uzení motoru I 0,4 A: - nastte udicí proud motoru a ř, - postupně nastujte zatěžovací moment M l v rozsahu 0 až,5 Nm (to odpovídá výchylce 0 až 50 dílků váhy a odečtěte otáčky n. - z naměřených a vypočtených hodnot n a M l sestrojte v měřítku mechanickou charakteristiku. 3 Měření na stejnosměrném (DC cize uzeném motoru

4 c Měření momentových charakteristik n f(m l při ř 9V a sníženém uzení motoru I 0,3 A: - nastte udicí proud motoru a ř, - postupně nastujte zatěžovací moment M l v rozsahu 0 až,5 N.m (to odpovídá výchylce 0 až 50 dílků váhy a odečtěte otáčky n. - z naměřených hodnot n a M l vyneste v měřítku mechanickou charakteristiku.. Měření závislosti otáček na uzení motoru a ř při M l 0 N.m - při uzení I 0,4 A motoru a při ř 10; 8; 6; 4 V odečítejtete ustálené otáčky n. - při ř 8V a při hodnotách uzení motoru I 0,4; 0,35; 0,3; 0,5 A odečítejte ustálené otáčky n. - z naměřených hodnot vyneste regulační charakteristiky n f( ř při I konst.; a n f(i při ř kost. POZOR! Při tomto měření mohou otáčky přesáhnout jmenovitou (štítkovou hodnotu! Taulky Naměřené hodnoty I 0,4 A I 0,4 A I 0,3 A ř 8 V ř 9 V ř 9 V M l (g M l (N.m n (ot/min. n (ot/min. n (ot/min , , ,5 00,0 50, , ,5 400!! 4,0 I 0,4 A, M l 0 N.m ř 8 V, M l 0 N.m ř (V n (ot/min I (A n (ot/min 4 0,5 6 0,30 8 0, ,40 4 Měření na stejnosměrném (DC cize uzeném motoru

5 Schéma zapojení: Legenda: M - stejnosměrný motor s cizím uzením TG - tachogenerátor TM pulsní tyristorový řízený usměrňovač Panelový otáčkoměr Panel napájení udícího ovodu DC motoru Panel napájení řízeného usměrňovače Panel ovládání stanoviště 5 Měření na stejnosměrném (DC cize uzeném motoru