KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I NAPĘDÓW ELEKTRYCZNYCH BADANIE SELSYNÓW I ŁĄCZ SELSYNOWYCH

Transkrypt

1 KATDRA NRGOLKTRONIKI I NAPĘDÓW LKTRYCZNYCH Kierunek tudiów: lektrotechnika Specjalność: Aparatura elektroniczna Kierunek dyplomowania: lektronika Przemyłowa Przedmiot: lementy Automatyki Kod przedmiotu: TS1A7 393 BADANI SLSYNÓW I ŁĄCZ SLSYNOWYCH dr inż. Adam Sołbut

2 KATDRA NRGOLKTRONIKI I NAPĘDÓW LKTRYCZNYCH Ogólne zaady bezpieczeńtwa Przed przytąpieniem do zajęć należy zapoznać ię z intrukcją dydaktyczną do tanowika laboratoryjnego. Dokonać oględzin urządzeń i przyrządów używanych w ćwiczeniu, a o zauważonych nieprawidłowościach bezzwłocznie powiadomić prowadzącego. Zabrania ię amodzielnego załączania tanowika bez zgody prowadzącego. Zmian nataw parametrów lub koniguracji, możliwych przy użyciu dotępnych manipulatorów (potencjometrów, przełączników), należy dokonywać po przeanalizowaniu kutków takich działań. Zmian koniguracji obwodów elektrycznych, możliwych jedynie poprzez zmiany połączeń przewodów, należy dokonywać za zgodą prowadzącego po uprzednim wyłączeniu zailania tanowika. Po załączeniu tanowika wykonywanie przełączeń (np. wymiana przyrządu) w układzie znajdującym ię pod napięciem jet niedozwolone. W w/w tanowiku dotępne ą części czynne obwodu elektrycznego o napięciu przekraczającym napięcie bezpieczne, dlatego przed uruchomieniem należy zachować odpowiednie oddalenie od tych części czynnych w celu uniknięcia porażenia prądem elektrycznym. Stoowanie poobów terowania, utawień lub procedur innych niż opiane w intrukcji może powodować nieprzewidziane zachowanie obiektu terowanego a nawet uzkodzenie tanowika. Nie należy podłączać urządzeń nie przeznaczonych do wpółpracy z tym tanowikiem laboratoryjnym. Przekroczenie dopuzczalnych parametrów prądów, napięć ygnałów terujących może doprowadzić do przegrzania ię niektórych podzepołów, pożaru lub porażenia prądem. W przypadku pojawienia ię ymptomów nieprawidłowego działania (np. wąd palenizny) natychmiat należy wyłączyć tanowiko i odłączyć przewód zailający. Demontaż ołon tanowika oraz wzelkie naprawy i czynności erwiowe, oprócz opianych w intrukcji, powinny być wykonywane przez wykwaliikowany peronel po wyłączeniu tanowika. Należy toować tylko bezpieczniki o parametrach nominalnych podanych w intrukcji lub na obudowie urządzenia.

3 Urządzenie powinno być czyzczone przy użyciu uchej i miękkiej zmatki. Nie należy toować do tych celów rozpuzczalników. Podcza korzytania z aparatury laboratoryjnej (ocylokopy, generatory, zailacze itp.) należy przetrzegać ogólnych zaad bezpieczeńtwa tj.: - Do zailania przyrządu należy toować tylko kable zalecane do danego wyrobu. - Nie należy podłączać lub odłączać ond i przewodów pomiarowych, gdy ą one dołączone do źródła napięcia. - Przyrząd powinien być połączony z uziemieniem przez przewód ochronny w kablu zailającym. Aby uniknąć porażenia przewód ten powinien być podłączony do przewodu ochronnego ieci. - Przewód uziemiający ondy należy podłączać tylko do uziemienia ochronnego. Nie należy podłączać go do punktów o wyżzym potencjale. - Aby uniknąć porażenia prądem podcza używania ondy, należy trzymać palce nad pierścieniem zabezpieczającym. Nie wolno dotykać metalowych części grotu, gdy onda jet podłączona do źródła napięcia - Nie dotykać końcówek przewodów łączeniowych w trakcie wykonywania pomiarów 3

4 BADANI SLSYNÓW I ŁĄCZ SLSYNOWYCH 1. Cel i zakre ćwiczenia Celem ćwiczenia jet poznanie podtawowych właściwości elynów oraz zbudowanych na ich podtawie łącz wkaźnikowych i tranormatorowych.. Zaada działania Selyn zbudowany jet z uzwojenia pierwotne (wzbudzenia) zailanego jednoazowo oraz uzwojeń wtórnych (ynchronizacji)-ą to trzy uzwojenia przeunięte względem iebie o kąt 10 Oprócz uzwojenia wzbudzenia mogą wytępować uzwojenia tłumiące. Selyny touje ię praktycznie jako łącza łużące do przekazywania ygnału o położeniu kątowym na odległość. Podtawowy typ łącza to łącze wkaźnikowe. lektromazynowe elementy jakimi ą elyny oraz łącza elynowe pozwalają na przekazywanie na odległość: - położeń kątowych wałów mechanicznych z nimi połączonych, - odwzorowania przebytej drogi kątowej, - odwzorowania różnicy dróg przebytych przez dwa wały. Selyny ą cennymi elementami w układach automatycznego terowania nadążnego i zdalnego. Pod wpływem trumienia wywołanego przez prąd płynący przez uzwojenie wzbudzenia w pozczególnych pamach azowych uzwojenia ynchronizacji indukują ię napięcia o wartościach kutecznych zależnych od położenia kątowego wirnika: i1 i i3 U U U Napięcia te powodują przepływ i odbiornika o wartościach: I I I1 3 m m m co co( co( ) ) prądów pomiędzy elynem nadajnika Z Z Z in in in 4

5 gdzie: - najwiękza kuteczna wartość SM w jednej azie uzwojenia ynchronizacji, Z - impedancja obwodu ynchronizacji jednego elyna. = - -kąt niezgodności łącza - kąt nadajnika - kąt odbiornika Przepływ prądów wyrównawczych w obwodzie ynchronizacji elynów wywołuje moment ynchronizujący: M q 0, 119 in R q q gdzie: - czętotliwość napięcia zailania, q- reaktancja elyna w oi poprzecznej, Rq- rezytancja elyna w oi poprzecznej. Moment ynchronizujący oiąga woją wartość makymalną dla kątów niezgodności nieco więkzych od 90o. Wartość makymalna momentu ynchronizacji zależy od wartości impedancji obwodu ynchronizacji. Najwiękzą wartość moment makymalny oiąga przy tounku L do RL równym jedności. Charakterytyką tatyczną łącza tranormatorowego nazywa ię zależność iły elektromotorycznej indukowanej w uzwojeniu wirnika elyna odbiornika od kąta położenia wirnika elyna nadajnika. Napięcie wyjściowe łącza tranormatorowego podobnie jak momentu ynchronizującego ma przebieg inuoidalny. Parametrem podtawowym łącza jet jego ztywność. Sztywność łącza wkaźnikowego jet określona jako nachylenie początkowego odcinka charakterytyki tatycznej momentu ynchronizującego, więc: dm q ( ) 0 ( 0, 119 co ) d R 0 q q 0, 119 q R q q Nm rad q , R q q Nm deg 5

6 Dla łącza tranormatorowego ztywność jet określona nachyleniem charakterytyki napięcia wyjściowego elyna odbiorczego w zakreie małych kątów wychylenia u du d wyj 0 W praktyce ztywność łącza określana jet tounkiem momentu ynchronizującego przypadającego na jeden topień, przy kącie niezgodności wynozącym 10 M Nm 1 o deg M x Nm deg Sztywność charakterytyczna-określona na łączu charakterytycznym, tzn. zbudowanym z identycznych elynów. W celu zwiękzenia ztywności łącza należy w obwód ynchronizacji włączyć takie rezytancje, aby uzykać zależność Rq + RL = q + L gdzie: RL - rezytancja przewodów łączących elyny, L - reaktancja przewodów łączących elyny. Stouje ię także łącza wielokrotne, tzn. jeden nadajnik wiele odbiorników, łącza nieymetryczne (z różnych elynów). Sztywność łączy nieymetrycznych i wielokrotnych można obliczyć wg zależności: S m S S mn gdzie: S mn - ztywność charakterytyczna nadajnika S mo - ztywność charakterytyczna n odbiorników W łączu wielokrotnym wytępuje wzajemne oddziaływanie odbiorników na iebie, zwiękzając błędy. Oddziaływanie to można zmniejzyć wprowadzając układy RC do obwodu wzbudzenia elynów odbiorczych. Podtawowy tan pracy to praca tatyczna. Przy pracy kinematycznej ztywność łącza maleje ze wzrotem prędkości dla 0. można przyjąć, że S kin =S tat, natomiat dla obowiązuje przybliżony, empiryczny wzór llera: S kin S tat co Dla łącz tranormatorowych ztywność jet znormalizowana i wynoi 1 lub 1.6 V/deg mn S mo ns mo V deg 6

7 3. Obługa tanowika Stanowiko laboratoryjne zotało wypoażone w natępujące elementy: a) elyn nadawczy (x): DJ-511, 110V, 50Hz, 1A, b) elyn odbiorczy (cr): 404M, 110V, 50Hz, 0.4A c) zetaw rezytancji dodatkowych linii (wartość utalana przełącznikiem wielozakreowym): RLi=0(i-1) d) zetaw reaktancji dodatkowych linii: L: 0; 33,8; 4,8; 5,6; 6,8; 73, e) zetaw pojemności w obwodzie wzbudzenia elyna nadajnika: Cw=4(i-1) F ) zetaw mierników laboratoryjnych g) ciężarki do obciążenia elyna odbiornika gdzie: i = 1,,3,4,5 - położenie odpowiedniego przełącznika. 4. Przykładowy program badań laboratoryjnych a) Zapoznać ię z układem połączeń i unkcją przełączników i elementów układu oraz ich danymi znamionowymi. b) Dobrać mierniki i ich zakrey do wykonania pozczególnych punktów programu. c) Wyznaczyć charakterytykę napięcia wyjściowego oraz napięć i prądów obwodu ynchronizacyjnego w unkcji kąta niezgodności łącza tranormatorowego, zailając napięciem znamionowym obwód wzbudzenia. Na podtawie pomiarów wyznaczyć ztywność łącza tranormatorowego d) Wyznaczyć charakterytykę tatyczną łącza wkaźnikowego oraz charakterytyki napięć i prądów obwodów wzbudzenia i ynchronizacyjnego. e) Wyznaczyć charakterytykę momentu od kąta niezgodności łącza wkaźnikowego i na jej podtawie określić ztywność łącza 5. Literatura a) Owczarek J. i inni: lektryczne mazynowe elementy automatyki. WNT, Warzawa, b) Kowalowki H.: lektromechaniczne i magnetyczne elementy automatyki. PWN, Warzawa 198. c) Żywiec A. Laboratorium Mazyn lektrycznych, Cz.II. Mazyny indukcyjne, Wyd. Politechniki Śląkiej nr. 709, Gliwice 1977 d) Bula K. i in., Mazyny elektryczne pecjalne, Laboratorium, Wyd. Politechniki Rzezowkiej, Rzezów

8 8