REE 11/12Z - Elektromechanická přeměna energie. Stud. skupina: 2E/95 Hodnocení: FSI, ÚMTMB - ÚSTAV MECHANIKY TĚLES, MECHATRONIKY A BIOMECHANIKY

Transkript

1 Předmět: REE 11/12Z - Elektromechanická přeměna energie Jméno: Ročník: 2 Měřeno dne: Stud. skupina: 2E/95 Hodnocení: Ústav: FSI, ÚMTMB - ÚSTAV MECHANIKY TĚLES, MECHATRONIKY A BIOMECHANIKY Spolupracovali: Název úlohy: Charakteristiky cize buzeného stroje ZADÁNÍ: 1) Zapojte pracoviště podle schématu zapojení. 2) Změřte odpory vinutí. 3) Změřte zatěžovací charakteristiky motoru (moment, rychlost, proud a napětí): n = f (M) I = f (M) 4) Proveďte zhodnocení měření. SCHÉMA ZAPOJENÍ: Schéma zapojení motoru s cizím buzením:

2 SEZNAM POUŽITÝCH PŘÍSTROJŮ: Označení Typ Rozsah Třída přesnosti Výrobní číslo Výrobce Ampérmetr 1 analog 6 A 0, Metra Ampérmetr 2 DLi - analog 1,2 A 0, Metra Voltmetr 1 analog 24 V 0, Metra Voltmetr 2 analog 24 V 0, Metra 60W S1; U Komutátorový a 24V; NK3K8 I elektromotor a 3,7A; U b 24V; I b 0,3A; 3000 min /06/08 ATAS Náchod Zdroj stejnosměrného napětí Řídící jednotka s měřením Dynamometr AXVUT014280R M350 ASD10K-2 Input 230V; 50Hz; 1 N PE 11A; 2,4kVA; Output 0-280V; 14A U 230V AC; I 0,13A; f 50/- Hz; Příkon 30VA 10kW/127Hz; 7500 min -1 ; Y360V/20,1A Axima VUES Brno VUES Brno POSTUP PŘI MĚŘENÍ: Provedly se celkem 3 měření, každé pro odlišné napětí buzení i kotvy. První měření se provedlo pro jmenovité hodnoty dle štítku. K motoru se tedy připojilo napájecí napětí podle hodnoty uvedené na štítku zdroje. Odpor v kotvě motoru se nastavil na nulu a dynamometr se nastavil tak, aby byl motor zatížen přibližně jmenovitým momentem. Po zahřátí motoru se motor zatížil maximálně pomocí dynamometru, pak následovalo odlehčení. Poté se motor postupně zatěžoval, současně se odečítaly hodnoty momentu, otáček a proudu kotvy a naměřené hodnoty se zapsaly do předem připravených tabulek, z nichž se poté vynesl graf. Toto měření se tedy opakovalo ještě dvakrát pro různé hodnoty napětí buzení a kotvy. Během celého měření bylo přitom zapotřebí kontrolovat, zda je napájecí napětí motoru konstantní, a zda se při zatěžování postupuje stále v jednom směru.

3 TABULKY NAMĚŘENÝCH HODNOT: No. U a1 U b1 I a1 I b1 M n α k [V] α k [V] α k [A] α k [A] [Nm] [min -1 ] , , , ,3 0, , ,3 0, , ,2 0,3 0, , ,3 0, , ,3 0, , ,3 0, , ,3 0, No. U a2 U b2 I a2 I b2 M n α k [V] α k [V] α k [A] α k [A] [Nm] [min -1 ] , , , ,3 0, , ,3 0, , ,2 0,3 0, , ,3 0, , ,3 0, , ,3 0, , ,3 0, No. U a3 U b3 I a3 I b3 M n α k [V] α k [V] α k [A] α k [A] [Nm] [min -1 ] , , , ,19 0, , ,19 0, , , ,19 0, , ,19 0, , ,19 0, , ,19 0, PŘÍKLADY VÝPOČTŮ: Příklady přepočtu výchylky α na skutečnou naměřenou hodnotu pro 5.řádek (No.5): 24 U a1 = α k = = 24V 24 U b1 = α k = = 24V 6 I a1 = α k = 56 = 2, 8A 1,2 I b1 = α k = 30 = 0, 3A

4 GRAFICKÉ ZÁVISLOSTI: Závislost otáček na momentu při napětí kotvy U a1 a U a2 Závislost otáček na momentu při napětí buzení U b2 a U b3

5 Závislost proudu kotvy na momentu při napětí kotvy U a1 a U a2 Závislost proudu kotvy na momentu při napětí buzení U b2 a U b3

6 ZHODNOCENÍ MĚŘENÍ: Úkolem bylo prozkoumat závislosti otáček na momentu a závislosti proudu kotvy na momentu. Jak můžeme z grafů pozorovat, všechny tyto graficky vyjádřené závislosti mají lineární charakter, proto se naměřené hodnoty ve všech grafech proložily lineární spojnicí trendu. Nyní blíže rozeberme jednotlivé grafy. První dva grafy znázorňují závislosti otáček na momentu, přičemž na prvním z nich můžeme tuto závislost porovnat mezi prvním a druhým měřením. Tato dvě měření se lišila pouze hodnotou napětí kotvy. Nastavené hodnoty napětí buzení a budícího proudu byly totožné. Jak je z grafu patrné, s nárůstem momentu otáčky klesají. Je zřejmé, že napětím kotvy ovlivňujeme hodnoty otáček. Mezi napětím kotvy a otáčkami platí přímá úměra, tedy nastavením většího napětí kotvy získáme i větší hodnotu otáček. Druhý graf ukazuje opět závislost otáček na momentu, tentokrát však vychází z druhého a třetího měření. Tato měření se lišila nastavenými hodnotami napětí buzení i hodnotami budícího proudu, zatímco napětí kotvy bylo pro obě měření stejné. Graf opět potvrzuje, že s nárůstem momentu klesají otáčky, přičemž při nižší hodnotě napětí buzení klesají otáčky rychleji. Hodnota napětí buzení tedy ovlivňuje sklon (směrnici) této lineární závislosti. Z trendu tohoto grafu lze předpokládat, že při jisté hodnotě momentu nastane protnutí dvou znázorněných závislostí. Z důvodu nedostatečného počtu naměřených hodnot se však jedná pouze o předpoklad. Zbylé dva grafy se zabývají závislostí proudu kotvy na momentu. Z grafů je patrné, že s nárůstem momentu dojde také k nárůstu proudu kotvy. První z těchto grafů opět porovnává naměřené hodnoty z prvního a druhého měření, zkoumá tedy tuto závislost při různých hodnotách napětí kotvy. Jak lze z grafu vypozorovat, hodnota napětí kotvy má na tuto závislost pouze minimální dopad. Rozdíl je natolik minimální, že jej lze označit za chybu měření. Obě závislosti jsou téměř totožné. Se zvětšením napětí kotvy se tedy hodnota proudu kotvy zvětšila pouze nepatrně. Z posledního, čtvrtého grafu, jenž srovnává zmíněnou závislost z naměřených hodnot ve druhém a třetím měření, lze vyčíst, že hodnota napětí buzení opět ovlivňuje sklon lineárního průběhu této závislosti, konkrétně s vyšší hodnotou napětí buzení narůstá proud kotvy při zvětšení momentu pomaleji.