Ćwiczenie EA8 Prądnice tachometryczne

Transkrypt

1 Akademia Górniczo-Hutnicza im.s.staszica w Krakowie KATEDRA MASZYN ELEKTRYCZNYCH Ćwiczenie EA8 Program ćwiczenia I - Prądnica tachometryczna komutatorowa prądu stałego 1. Pomiar statycznej charakterystyki wyjściowej U wy (n) 2. Rejestracja napięcia wyjściowego przy napędzaniu silnikiem uniwersalnym zasilanym ze źródła napięcia zmiennego 3. Rejestracja napięcia wyjściowego przy napędzaniu silnikiem uniwersalnym zasilanym ze źródła napięcia stalego 4. Analiza harmoniczna zarejestrowanych napięć II - Prądnica tachometryczna synchroniczna 1. Pomiar statycznej charakterystyki wyjściowej U wy (n) 2. Rejestracja napięcia wyjściowego przy napędzaniu silnikiem uniwersalnym zasilanym ze źródła napięcia zmiennego 3. Analiza harmoniczna zarejestrowanych napięć III Impulsator 1. Odczyt prędkości przy pomocy zliczania impulsów na określony okres czyli pomiaru częstości (przy okazji pomiarów charakterystyk wyjściowych dla tachoprądnic). 2. Obserwacja przebiegów otrzymywanych z impulsatora. Literatura J.Owczarek i in. Elektryczne maszynowe elementy automatyki, WNT, 1983 r., str str 78-85, R.Sochocki "Mikromaszyny elektryczne",oficyna Wyd.PW, 1996 r., str str

2 Ćwiczenie EA8 1. Cel ćwiczenia Zapoznanie się z własnościami prądnic tachometrycznych: komutatorowej prądu stałego i synchronicznej o budowie klasycznej oraz ich przydatnością jako źródła sygnału do dalszej obróbki. Ogólnie przyjmuje się, że główną wadą tachoprądnicy komutatorowej jest generowanie w napięciu wyjściowym częstotliwości związanych z pracą komutatora i szczotek. Są to jednak częstotliwości >1 khz i w związku z tym można je łatwo odfiltrować przed ew. dalszą obróbką sygnału. Trudniejsze do usunięcia są pojawiające się w napięciu składowe o częstotliwości obrotowej i ich kolejne harmoniczne np. 4, 8 itp. Częstotliwość obrotowa n.p. przy 3000 obr/min wynosi 50 Hz, a przy 2000 obr/min Hz. Przyczynami powstawania wyższych harmonicznych obrotowych są również niedokładności wykonania tachoprądnic (n.p. mimośrodowość wirnika, jego eliptyczność i tp.). Prądnica tachometryczna synchroniczna o budowie klasycznej posiada magnesy trwałe na wirniku i jedno- lub wielopasmowe uzwojenie w stojanie. Częstotliwość napięcia wyjściowego jest proporcjonalna do częstotliwości obrotowej zgodnie z zależnością f s = pf r, gdzie p - liczba par biegunów. Przy wyjściu zmiennonapięciowym wymaga ona zastosowania specjalnie dobranego woltomierza. 2. Program ćwiczenia Dane znamionowe prądnicy tachometrycznej prądu stałego: PZTK k U = 12.5V / 1000obr/min R obc min =5 kω n max =8000 obr/min Dane znamionowe pradnicy synchronicznej: Na program ćwiczenia składa się: a - pomiar statycznych charakterystyk wyjściowych U wy (n) prądnic napędzanych silnikiem uniwersalnym zasilanym, ze źródła napięcia zmiennego oraz pomiar prędkości przy pomocy impulsatora. b - rejestracja przebiegu czasowego napięcia wyjściowego tachoprądnic przy napędzaniu silnikiem uniwersalnym zasilanym z sieci prądu przemiennego, a prądnicy komutatorowej również i prądu stałego ze stałą prędkością obrotową 3000 obr/min i 2000 obr/min c - analiza zawartości harmonicznych w widmie napięcia wyjściowego. d - obserwacja przebiegów napięcia z impulsatora 3. Wykonanie ćwiczenia Ad a - Przy wyznaczaniu charakterystyki wyjściowej prędkość obrotową reguluje się napięciem zasilania silnika napędowego, a pomiaru prędkości obrotowej dokonuje się metodą stroboskopową. Jednocześnie mierzy się prędkość za pomocą impulsatora i częstościomierza zliczając ilość impulsów za określony okres. Ad b - Rejestracja napięcia. Wtyczki zasilania wszystkich urządzeń muszą być zasilane z listwy gniazdek z bolcami uziemiającymi. Sygnał z tachoprądnicy podawany jest na dzielnik napięcia 10:1 i następnie przez filtr dolnoprzepustowy (ustawienie Hz) na listwę wejściową komputera pomiarowego. Do rejestracji napięcia używa się programu pomiar.exe znajdującego się na dysku D w katalogu EA8. Zapis danych należy wykonywać dla 1 okresu harmonicznej podstawowej. Tak więc, dla 3000 obr/min okres wynosi 0.02 s, a dla 2000 obr/min s. Nastawy do rejestracji: dla 3000 obr/min 100 próbek, czas próbkowania s dla 2000 obr/min 155 próbek, czas próbkowania s. Przy zapisywaniu danych należy bardzo dokładnie ustalać prędkość obrotową zespołu. Nawet niewielkie odchyłki prędkości potrafią znacznie zniekształcić wyniki! Ad c - Po zarejestrowaniu danych dokonuje się ich przeglądu i dalszej obróbki (analiza harmonicznych) przy pomocy programu look2.exe. Po dokonaniu analizy harmonicznych, wykorzystując w programie opcję zapis otrzymuje się plik cyfrowy, który należy skopiować na swoją dyskietkę.

3 4. Opracowanie wyników i wykonanie sprawozdania Polega na przedstawieniu następujących wykresów: rysunek 1 - zmierzone charakterystyki wyjściowe U wykom (n) i U wysyn (n) umieścić na wspólnym wykresie rysunki wyniki rejestracji przebiegów czasowych napięć i ich analizy harmonicznej przedstawiać w ten sposób, aby każdemu zmierzonemu przebiegowi napięcia odpowiadał wykres widma Ponadto należy zamieścić komentarz odnośnie pochodzenia kolejnych uwidocznionych harmonicznych o znaczącej wartości oraz o ewentualnych niedokładnościach pomiaru lub zmianach w programie ćwiczenia, wprowadzonych np. przez prowadzącego.

4 Przedmiot: Ćwiczenie: EA8 Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica Wydział Elektrotechniki Automatyki Informatyki i Elektroniki LABORATORIUM MASZYN ELEKTRYCZNYCH Elektromaszynowe elementy automatyki Temat: Data wykonania: Rok akadem: 20.../20... Nazwisko i Imię: Data: Ocena: Semestr: zimowy 1. Rok studiów: III 2. Grupa: EC/ Zespół: Data i podpis prowadzącego: Uwagi prowadzącego: 1. Charakterystyki wyjściowe prądnic tachometrycznych: - komutatorowej pradu stałego -synchronicznej n [obr/min] U k [V] n [obr/min] U s [V]

5 2. Rejestracja napięcia wyjściowego przy napędzaniu silnikiem uniwersalnym zasilanym ze źródła napięcia przemiennego - prądnica komutatorowa prądu stałego ; harmoniczna o największej amplitudzie ; harmoniczna o największej amplitudzie - prądnica synchroniczna ; harmoniczna o największej amplitudzie ; harmoniczna o największej amplitudzie 3. Rejestracja napięcia wyjściowego prądnicy tachometrycznej prądu stałego przy napędzaniu silnikiem uniwersalnym zasilanym napięciem wyprostowanym U zas =... V; harmoniczna o największej amplitudzie.. U zas =... V; harmoniczna o największej amplitudzie.