0B14 EE utomobilová elektrotechnika a elektronika České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická Katedra elektrických pohonů a trakce Měření vlastností elektrického pohonu vozidla se sériovým elektromotorem Měřicí tým: Protokol vypracoval: Datum měření: Datum odevzdání:
Úkol měření Ověřit vlastnosti sériového stejnosměrného stroje v aplikaci pro pohon elektrovozidla. 1. Proměřte závislost indukovaného napětí U 0 na budicím proudu I b, př i n = konst = 1000 min-1. 2. Proměřte pracovní charakteristiky motoru (n, Uz, Iz, Pz, Usm, Ism, Pmot el, Pmech) = f(m) pro dvě hodnoty napájecího napětí (30, 20 ). 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 nulovém brzdném odporu. 4. Sejměte oscilogramy napájecího napětí motoru, proudu tekoucího z napájecího zdroje pulzního měniče a proud vývodu kondenzátoru C1 5. Zhodnoťte vlastnosti stroje z hlediska jeho použití v elektromobilu a porovnejte experimentální výsledky s teorií. Toretický úvod Stejnosměrný sériový stroj dříve představoval nejčastější typ elektrického stroje pro pohon vozidel elektrické trakce. však i moderní elektrické pohony se snaží v řadě 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 napěti a proudu (ten je částečně vyhlazen indukčnostmi v obvodu stroje). Při brzdění stroj pracuje v generátorickém chodu, tj. jako dynamo. by byl účinek proudu budicím a kotevním vinutím protichůdný, musejí se při přechodu do brzdného režimu prohodit přívody buzeni a přepojit přívod motoru z napájecího zdroje na brzdný odpor. Tím 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. elikost brzdného odporu je třeba nastavit dostatečně malou, aby se sériové dynamo mohlo nabudit a abychom dosáhli brzdného účinku. Další možností je brzdit rekuperací, tj. vracet energii do sítě či akumulátoru. Tato možnost je výhodná zejména v nezávislé trakci (automobily). Použité přístroje: 4x voltmetr magnetoelektricky, 120 (12), tp 0,5 4x ampérmetr magnetoelektrický, 12 (2,4 ), tp 0,5 elektrolytický kondenzátor 4,7 mf / 63 přípravek pro řízeni motoru - pulzní měnič PM, I = 30, U = 50 osciloskop Tektronix TDS 2014 + PC s programem SCOPE XP 2 x proudova sonda HP, rozsah 10 m/ napěťová sonda 1:10 posuvné odpory: 6,7 Ω/10, 87 Ω /2,5, 245 Ω /2,5 Měřič R L C MIC 4070D
Parametry soustrojí motor - dynamometr: stejnosměrný motor: 200W, 48, 6, 6000 min-1 dynamometr : max. moment 90cm, U kotvy =110, I kotvy = 2, buzení 8, I b = 2 tachodynamo max. 5000 min-1, přepočet : 2/1000 min-1 Schéma zapojení měřicích obvodů: Schéma zapojení měřicího pracoviště pro měření Uo = f (Ib) RT Usměrňovač 230 C/60 DC astavené výstupní napětí 50, nastavevné při nezatíženém zdroji +50 - Iz Uz + ZDROJ C1 - ZDROJ 4m7 Pulsní měnič Ism (max 12 ) +MOTOR -MOTOR Zdroj 14 stabil. R3 5 Ohm/8 M M G Zkoušený motor Dynamometr Ib = 2 Tachodynamo ýsledný moment indikovaný dynamometrem M = údaj na stupnici x 5 /cm/ Regulační autotransformátor L2 L3 U0 Ik dyn R1 87 Ohm Uk dyn R2 245 Ohm 6 - pulsní usměrňovač Otáčky 2/1000 min-1
Schéma zapojení měřicího pracoviště pro měření pracovních charakteristik RT Usměrňovač 230 C/60 DC astavené výstupní napětí 50, nastavevné při nezatíženém zdroji Si 1 PC CH1 - Uz Iz + ZDROJ - ZDROJ CH2 CH3 Si2 C1 4m7 Pulsní měnič L2 L3 +MOTOR Su 1 Usm -MOTOR Ism (max 12 ) Regulační autotransformátor Zkoušený motor M M G Ik dyn Zdroj 14 stabil. R3 5 Ohm/8 Uk dyn Dynamometr 6 - pulsní usměrňovač R1 87 Ohm R2 245 Ohm Ib = 2 Tachodynamo Otáčky 2/1000 min-1 ýsledný moment indikovaný dynamometrem M = údaj na stupnici x 5 /cm/
Schéma zapojení měřicího pracoviště pro měření brzdných charakteristik Zdroj 14 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/8 Ib = 2 Režim motor Pulsní měnič Režim brzda R4 6,5 Ohm M Zkoušený motor M Dynamometr Tachodynamo G ýsledný moment indikovaný dynamometrem M = údaj na stupnici x 5 /cm/ Regulační autotransformátor L2 L3 Ik dyn Uk dyn R1 87 Ohm R2 245 Ohm Otáčky 2/1000 min-1 6 - pulsní usměrňovač Foto pracoviště
Detail pulsního měniče s přídavným kondenzátorem C1 a proudovou měřicí sondou. Schéma zapojení spínacího přípravku pro přechod z motorického režimu do režimu odporové brzdy.