Laboratorní návody 2. část

Transkript

1 Laboratorní návody 2. část Měření vlastností elektrického pohonu vozidla se sériovým elektromotorem Úkol měření Ověřit vlastnosti sériového stejnosměrného stroje v aplikaci pro pohon elektrovozidla. 1. Proměřte závislost indukovaného napětí U 0 na budicím proudu I b, při n = konst = 1000 min Proměřte pracovní charakteristiky motoru (n, Uz, Iz, Pz, Usm, Ism, Pmot el, Pmech) = f(m) pro dvě hodnoty napájecího napětí (30 V, 20V). 3. Proměřte brzdné" vlastnosti dynama M = f(n) pro různé odpory v obvodu kotvy dynamometru. (Doporučené hodnoty 1,5; 3; 5 Ω ). Do brzdného režimu přecházejte při cca 3000 ot. min-1 a při velmi malém brzdném odporu. 3. Sejměte oscilogramy napájecího napětí motoru, proudu tekoucího z napájecího zdroje pulzního měniče a proud vývodu kondenzátoru C1. 4. Zhodnoťte vlastnosti stroje z hlediska jeho použití v elektromobilu a analyzujte oscilogramy napětí a proudu měniče a motoru. 1

2 Teoretický úvod Stejnosměrný sériový stroj dříve představoval nejčastější typ elektrického stroje pro pohon vozidel elektrické trakce. Avšak i moderní elektrické pohony se snaží vřadě případů jeho přirozeným charakteristikám přiblížit. Budicí vinutí sériového stroje je spojeno do série s vinutím kotvy a oběma vinutími tedy protéká stejný trakční proud. Moment, který stroj vyvíjí, je úměrný druhé mocnině proudu a otáčky jsou proudu nepřímo úměrné. Pro řízení otáček lze použít pulzní měnič stejnosměrného napětí. Změnou střídy jeho výstupních obdélníkových napěťových pulzů se mění střední hodnota napětí a proudu (ten je částečně vyhlazen indukčnostmi v obvodu stroje). 2

3 Při brzděni stroj pracuje v generátorickém chodu, tj. jako dynamo. Aby byl účinek proudu budicím a kotevním vinutím protichůdný, musejí se při přechodu do brzdného režimu prohodit přívody buzeni. Máme možnost brzdit do odporu, tedy měnit elektrickou energii v teplo. Pracovní bod závisí na otáčkách a velikosti odporu. Existuje kritická hodnota odporu R krit, při kterém pro malou změnu otáček dostáváme velkou změnu momentu. Odpor je třeba volit dostatečně malý, neboť s velkými odpory ( a tudíž malými proudy v obvodu kotvy a buzení) bychom žádného brzdného účinku nedosáhli. Další možností je brzdit rekuperací, tj. vracet energii do sítě či akumulátoru. Tato možnost je výhodná zejména v nezávislé trakci (elektromobily). 3

4 Použité přístroje: 4x voltmetr magnetoelektricky, 120V (12V), tp 0,5 4x ampérmetr magnetoelektricky, 12 A (2,4 A), tp 0,5 elektrolyticky kondenzator 4,7 mf / 63V přípravek pro řizeni motoru - pulzní měnič PM, I = 30A, U = 50V osciloskop Tektronix TDS PC s programem SCOPE XP 2 x proudova sonda HP, rozsah 10 mv/a napěťová sonda 1:10 posuvné odpory: 6,7 Ω/10A, 87 Ω /2,5 A, 245 Ω /2,5 A Parametry soustrojí motor - dynamometr: stejnosměrný motor: 200W, 48V, 6A, 6000 min-1 dynamometr : max. moment 90Ncm, U kotvy =110V, I kotvy = 2A, buzení 8V, I b = 2A tachodynamo max min-1, přepočet : 2V/1000 min-1 4

5 Schéma zapojení měřicího pracoviště pro měření Uo = f (Ib) L1 N L1 RAT N Usměrňovač 230V AC/60V DC Nastavené výstupní napětí 50 V, nastavevné při nezatíženém zdroji +50V - V Iz A Uz + ZDROJ C1 4m7 Pulsní měnič Ism (max 12 A) A +MOTOR -MOTOR Zdroj 14 V stabil. R3 5 Ohm/8A M M G A Zkoušený motor Dynamometr Ib = 2A Tachodynamo - ZDROJ Výsledný moment indikovaný dynamometrem L1 L2 Regulační autotransformátor V U0 Ik dyn A V Uk dyn R1 87 Ohm R2 245 Ohm V Un Otáčky 2V/1000 min-1 M = údaj na stupnici x 5 /Ncm/ L3 6 - pulsní usměrňovač N 5

6 Schéma zapojení měřicího pracoviště pro měření pracovních charakteristik L1 N L1 RAT N Usměrňovač 230V AC/60V DC Nastavené výstupní napětí 50 V, nastavevné při nezatíženém zdroji Si 1 CH1 - V Uz Iz A CH2 + ZDROJ - ZDROJ CH3 Si2 C1 4m7 Pulsní měnič L1 L2 L3 N +MOTOR Su 1 A Usm -MOTOR Ism (max 12 A) V Regulační autotransformátor Zkoušený motor M M G Ik dyn A Zdroj 14 V stabil. R3 5 Ohm/8A V Uk dyn A Dynamometr 6 - pulsní usměrňovač R1 87 Ohm R2 245 Ohm Ib = 2A Tachodynamo V Un Otáčky 2V/1000 min-1 PC Výsledný moment indikovaný dynamometrem M = údaj na stupnici x 5 /Ncm/ 6

7 Schéma zapojení měřicího pracoviště pro měření brzdných charakteristik L1 N Zdroj 14 V stabil. Do brzdného režimu přecházet při motoru roztočeném pomocí dynamometru na cca 3000ot/min a reostatu R4 nastaveném na nulový odpor. Přepínač režimu motor - brzda R3 5 Ohm/8A A Ib = 2A Režim motor Un Pulsní měnič Režim brzda R4 6,5 Ohm M Zkoušený motor M Dynamometr Tachodynamo G Výsledný moment indikovaný dynamometrem L1 L2 Regulační autotransformátor Ik dyn A V Uk dyn R1 87 Ohm R2 245 Ohm V Un Otáčky 2V/1000 min-1 M = údaj na stupnici x 5 /Ncm/ L3 6 - pulsní usměrňovač N 7

8 Schéma spínacího přípravku sériového motoru pro přepnutí z motorického do brzdného režimu 8

9 9

10 10

11 MĚŘENÍ CHARAKTERISTIK AUTOMOBILOVÉHO ALTERNÁTORU 11

12 1. Úkol měření Ověřit vlastnosti automobilového alternátoru. 1. Změřte magnetizační charakteristiku alternátoru Ua = f (Ib) pro n= 2000 min -1 (bez zapojeného regulátoru buzení). 2. Změřte závislost napětí naprázdno (bez zatížení alternátoru) na otáčkách Ua = f(n) pro Ib=1A (bez zapojeného regulátoru buzení), max. otáčky 4500 min Změřte zatěžovací charakteristiku pro odporovou zátěž při Ib=konst. (1A), n= 2000 min Změřte závislost napětí naprázdno na otáčkách Ua = f(n) pro Ib řízené regulátorem při odpojeném akumulátoru. 5. Změřte zatěžovací charakteristiku pro odporovou zátěž při Ib řízeném regulátorem při odpojeném akumulátoru. 6. Sejměte oscilogramy výstupního napětí a proudu alternátoru s regulátorem výstupního napětí, zatíženého akumulátorem pro případy: a.) bez vady b.) pro přerušenou výkonovou diodu v anodové či katodové skupině c.) pro přerušenou diodu usměrňovače buzení. 12

13 7. Zhodnoťte naměřené charakteristiky z hlediska požadavků na palubní zdroj dle následující tabulky. Údaje výrobce n /min-1/ Iz /A/ Ua /V/ < , , , % 58 > 13,4 13

14 14

15 3. Použité přístroje Zkušební stav s alternátorem a asynchronním motorem Měnič kmitočtu pro napájení asynchronního motoru Digitální osciloskop Napěťová diferenciální sonda Proudová Hallova klešťová sonda Ampérmetry ss Voltmetry ss Měřící přípravek usměrňovače a regulátoru alternátoru Zatěžovací rezistory Akumulátor 12 V Měnič kmitočtu pro napájení asynchronního motoru 15

16 4. Schéma zapojení měřené úlohy Rz 16

17 Schéma zapojení měřené úlohy pro měření dle bodů 1 3 zadání A V Rz rudý modrý A Rb V Z důvodů udržení remanentního magnetismu alternátoru je nutné dodržovat polaritu budicího napětí 17

18 Demonstrace diagnostiky na vozidle ŠKODA OCTAVIA 18

19 1. Úkol měření 1. Seznamte se základními elementy spalovacího motoru, brzdového systému a palubní výbavy vozidla Škoda Octavia. 2. Proveďte základní diagnostické vyšetření stavu vozidla při stojícím motoru pomocí diagnostického přístroje. 3. Proveďte základní diagnostické vyšetření stavu vozidla při běžícím motoru pomocí diagnostického přístroje. 4. Prověřte možnosti diagnostiky při simulované závadě. 19

20 2. Postup měření Všechny elektronické systémy ve vozidle jsou konstruovány podle jednotné koncepce. Připojené snímače dodávají řídicí jednotce informace o okamžitém provozním stavu vozidla. Řídicí jednotka tyto informace zpracovává a na jejich základě vytváří řídicí signály pro připojené akční členy (viz ilustrační schéma na obr.1). V paměti závad ukládá řídicí jednotka údaje o zdroji a druhu závady. Údaje o zdroji závady popisují přezkoušenou součást. Údaje o druhu závady pokud je to řídicí jednotka schopna posoudit- vypovídají o zjištěné závadě. Podrobný postup diagnostiky a identifikace závad je popsán v mauálu diagnostické jednotky. Diagnostická jednotka musí být vybavena příslušnou paměťovou kartou, která obsahuje všechny potřebné parametry testovaného vozidla. Diagnostická jednotka se připojuje k palubnímu počítači přes diagnostický konektor. 20

21 21

22 V případě zadání adresy 00, provede se automatický test vozidla 22

23 23

24 3. Použité přístroje Vozidlo Škoda Octavia Diagnostický přístroj VAG 1552 s propojovacím kabelem Manuál diagnostického přístroje VAG

25 Konec 25

26 26