Wał mechaniczny z silnikami prądu stałego

Transkrypt

1 Ćiczni 3 Wał mchaniczny z silnikami prądu sałgo 3.. Program ćicznia. Poznani przyczyn nirónomirngo obciążania się silnikó pracujących al mchanicznym.. Zapoznani się z srukurą sanoiska badaczgo. 3. Wyznaczni charakrysyk lkromchanicznych przy rónolgłym i szrgoym połączniu ornikó silnikó prądu sałgo pracujących al mchanicznym. 3.. Wiadomości oryczn Układy napędo nikórych maszyn roboczych ymagają zasosoania silnikó napędoych pracujących al mchanicznym. Podsaoy ał mchaniczny orzą da sprzężon mchaniczni z sobą silniki napędzając maszynę roboczą. Na sępi rozażań można ziąć pod uagę idnyczn silniki obcozbudn prądu sałgo, o uzojniach ornika połączonych rónolgl. W akim przypadku charakrysyki mchaniczn (rozkład obciążń) będą miały przbigi pokazan na rysunku 3.. Jśli źmi się pod uagę silniki o j samj mocy i prędkości znamionoj, kórych paramry lkromagnyczn różnią się jdnak nico między sobą, o ich charakrysyki mchaniczn mają przbig jak pokazan na rysunku 3.. Z analizy przbigó podanych na rysunku 3. i 3. ynika, ż arunkim rónomirności obciążń sani usalonym ( = ) js róność rzysancji obodó ornikó i róność srumini magnycznych zbudznia, czyli jdnako szyności charakrysyk mchanicznych i jdnako prędkości idalngo bigu jałogo.

2 38 Ćiczni 3 0 u 3, obc o Rys. 3.. Przbigi charakrysyk mchanicznych silnikó (, ) i charakrysyka ypadkoa (3) układzi ału mchaniczngo, przypadku idnycznych paramró obodó silnikó napędoych a) b) 0 u u 3 obc obc c) 0 0 obc Rys. 3.. Przykłado przbigi charakrysyk mchanicznych silnikó obcozbudnych pracujących al mchanicznym: a) przypadk różnj szyności charakrysyk mchanicznych, b) przypadk różnych arości prędkości bigu jałogo, c) przypadk różnych szyności charakrysyk i różnych prędkości bigu jałogo, charakrysyki mchaniczn silnikó napędoych, 3 charakrysyka ypadkoa

3 Wał mchaniczny z silnikami prądu sałgo 39 Jśli 0 0 i szyności charakrysyk mchanicznych są różn, o moż ysąpić aki przypadk, ż silnik drugi () będzi pracoał jako prądnica, czyli będzi dodakoo obciążał układ napędoy (rys. 3.c). Aby zam zapnić rónomirność obciążń silnikó pracujących al mchanicznym, nalży j odpoidnio dobrać pod zględm jdnakoych arości prędkości idalngo bigu jałogo 0 oraz szyności charakrysyk mchanicznych. Prakyczni dla silnikó obcozbudnych rzysancję dodakoą, łączoną obód ornika silnika o iększj szyności charakrysyki mchanicznj, można dobrać z zalżności [, ] a R d R, (3.) a gdzi: R rzysancja ornika o iększj szyności charakrysyki mchanicznj, a, a spółczynniki nachylnia charakrysyk mchanicznych silnika i, przy czym: a, c Φ R a. c Φ Z doychczasoych rozażań ynika, ż dla dóch silnikó pracujących al mchanicznym ( przy połączniu rónolgłym ich ornikó) można dopasoać obody orniko lub zbudznia ak, aby silniki były obciążon rónomirni. Będzi o jdnak spłnion ylko dla jdngo punku pracy na charakrysyc mchanicznj ( o = cons). Jżli momn obciążnia js zminny ( obc = var) yrónani obciążń można uzyskać przz szrgo połączni ornikó obu silnikó. Wymaga o zasilania silnikó napięcim o arości U N. W akim przypadku ysępuj jdna arość prądu ornika zapniająca rónomirn obciążni obu silnikó ( przy jdnakoych sruminiach zbudznia). Podział napięć obodach ornikó ych silnikó zalży od arości rzysancji ich ornikó, co można zapisać: R U c Φ R, U c Φ R. (3.) Z zalżności ych można yproadzić rónani ypadkoj charakrysyki mchanicznj U U R R (3.3) cφ cφ oraz rónania charakrysyk mchanicznych dla poszczgólnych silnikó:

4 40 Ćiczni 3 U R cφ cφ, U R, (3.4) c Φ c Φ przy czym prędkości idalngo bigu jałogo ynoszą odpoidnio: U U 0, 0. (3.5) c Φ c Φ Wynika z go, ż yrónani obciążń silnikó przy szrgoym połączniu ich ornikó js spoodoan zmianą arości ich napięć zasilania, co z koli pooduj rónolgł przsunięci charakrysyk mchanicznych proporcjonalni do arości napięć na ornikach. Przykładoy przbig charakrysyk mchanicznych przy rónolgłym i szrgoym połączniu ornikó silnikó pracujących al mchanicznym przdsaiono na rysunku 3.3. Charakrysyka mchaniczna ypadkoa (3 ) obu silnikó, po yrónaniu obciążń silnikó przz szrgo połączni ich ornikó, przbiga pomiędzy ich charakrysykami nauralnymi u ' ' 3' obc 3 O Rys Przbigi charakrysyk mchanicznych silnikó (, ) i charakrysyki ypadkoj (3) układzi ału mchaniczngo przd yrónanim obciążń oraz po yrónaniu obciążń przz szrgo połączni ich ornikó:, charakrysyki silnikó, 3 charakrysyka ypadkoa W prakyc znan są napędy ypu ał mchaniczny (np. górnici odkrykoym) rsji ilosilnikoj. Przykładm moż u być napęd jazdy koparki (lub załoarki) przdsaiony schmayczni na rysunku 3.4. chanizm jzdny koparki sanoi układ szściu gąsinic orzących rójką podporoy, przy czym każdą z gąsinic napędza silnik obcozbudny. Torniki silnikó są połączon szrgoo i pracują al mchanicznym, przy czym napięci zasilania ynosi 6U N. Od napędu go ypu ymaga się, aby:

5 Wał mchaniczny z silnikami prądu sałgo 4 rozruch i hamoani układu odbyały się łagodni, przkroczni boim dopuszczalnych przyspiszń (opóźniń) moż spoodoać rał odkszałcnia lub zniszczni konsrukcji, obciążni poinno rozkładać się rónomirni na szyski silniki, prędkość jazdy poinna być rguloana szrokim zakrsi, z możliością zmiany kirunku jazdy. Obcni maksymaln prędkości jazdy kopark są rzędu 0,0, m/s. Napęd jazdy js u złożony z szściu silnikó obcozbudnych (o jdnakoych danych znamionoych), kórych orniki połączon szrgoo pracują al mchanicznym, orząc lkryczny mchanizm różnicoy. Połączon szrgoo orniki silnikó są zasilan z prosonika yrysorogo, uzojnia zbudznia zaś z oddzilngo układu prosoniczgo (rys. 3.5). Rys Przykładoy układ gąsinic napędu jazdy koparki Napięci zasilania obodó ornikó silnikó napędoych ma posać (3.6): U z R R R R R R E E E E E, (3.6) 6U N E6 kórą do dalszych rozażań ( przy jdnakoych paramrach silnikó) można zapisać jako U 6 R c Φ. (3.7) z omn obrooy pojdynczgo silnika ynosi dy o, (3.8) 6 a charakrysyka mchaniczna js okrślona zalżnością U N R o. (3.9) c Φ R Φ

6 4 Ćiczni 3 W sanach aaryjnych (np. uszkodzni sprzęgła połączniogo) połączni szrgo ornikó proadzi do rozbigania się silnika, przy kórym nasąpiła aka aaria. W rozparyanym przypadku prędkość kąoa silnika byłaby zaara przdzial 6 N 6, (3.0) cał boim napięci zasilania odłożyłoby się na orniku go silnika, doproadzając do jgo mchaniczngo uszkodznia. a) 0 L 3 L L3 6T b) L L L3 6D Rys Schma zasilania napędu jazdy koparki: a) obód ornikoy, b) obody zbudznia 3.3. nsrukcja Opis sanoiska pomiarogo. Badania ału mchaniczngo nalży ykonać na zsai złożonym z rzch połączonych mchaniczni obcozbudnych maszyn prądu sałgo. Di maszyny są silnikami napędoymi (, ), rzcia naomias ( prądnica P) sanoi maszynę roboczą o zminnym obciążniu. Schma układu pomiarogo przdsaiono na rysunku 3.6.

7 Wał mchaniczny z silnikami prądu sałgo 43 a) R d + A p U = par A6 p A5 A U z 0... U N A F F A A V P TG B F F F B V B A3 R R o A4 F R U = par b) - U z 0... U N + V A p A6 U = par p A5 V U U A F F A A V P U p B F F F F B V B A3 R R o A4 R TG + - U = par Rys Schma układu pomiarogo do badania ału mchaniczngo: a) z rónolgłym połącznim ornikó silnikó napędoych, b) z szrgoym połącznim ornikó silnikó napędoych Podczas uruchamiania układu laboraoryjngo korzysa się z rguloango napięcia zasilania obodó ornikoych (badanych silnikó), przy czym prądy zbudznia poinny być na poziomach znamionoych.

8 44 Ćiczni 3 Badania obciążń silnikó polgają na pomiarach ich prądó ornika przy różnym momnci oporoym, nasaianym rzysorm R o obodzi prądnicy. Prąd zbudznia prądnicy poinin być na poziomi znamionoym, możmy boim óczas przyjąć, ż momn obciążnia js proporcjonalny do jj prądu ornika p. Zakładając, ż pomiary poinny odbyać się jdnakoych arunkach ciplnych (badanych maszyn), nalży po rozruchu układu zacząć od poziomu,3 N obciążnia. Najpir nalży przproadzić idnyfikację paramró silnikó, okrślając ich nauraln charakrysyki lkromchaniczn. Nasępni ykonać badania rónomirności obciążń silnikó dla połącznia rónolgłgo i szrgogo ich ornikó Badania ału mchaniczngo przy rónolgłym połączniu ornikó silnikó napędoych Pomiary ykonuj się układzi połączń przdsaionym na rysunku 3.6a. Wskazania odpoidnich przyrządó pomiaroych nalży zapisać abli pomiaroj 3... Pomiar charakrysyk lkromchanicznych nauralnych obu silnikó.. Pomiar charakrysyki lkromchanicznj ału = f (,, p) przy pracy silnikó na charakrysykach nauralnych. 3. Pomiar charakrysyki lkromchanicznj ału = f (,, p) po usalniu R d ak, aby prądy ornikó były na poziomi znamionoym (moda yrónania obciążń za pomocą rzysora dodakogo obodzi ornika). 4. Pomiar charakrysyki lkromchanicznj ału = f (,, p) po usalniu R s ak, aby prądy ornikó były na poziomi znamionoym (moda yrónania obciążń za pomocą sruminia magnyczngo). 5. Wyznaczni charakrysyki rgulacyjnj s = f ( p) ak, aby = (R d = 0). Charakrysyka a skazuj, jak zminiać prąd zbudznia jdngo z silnikó, aby przy zminiającym się momnci oporoym zapnić jdnako obciążni obu silnikó. Tabla 3. Lp. p p A A A A A A rad/s Uagi Rd = U = U = Rs =

9 Wał mchaniczny z silnikami prądu sałgo Badani ału mchaniczngo przy szrgoym połączniu ornikó silnikó napędoych Pomiary ykonuj się układzi połączń pokazanym na rysunku 3.6b, przy czym napięci zasilania po rozruchu nalży usalić na poziomi U z = U N. Zminiając obciążni (rgulacja R o) odczyuj się odpoidni arości i zapisuj do abli pomiaroj 3.. Nalży ykonać nasępując pomiary:. Pomiary charakrysyk = f (, p) oraz U, U = f ( p) przy znamionoych prądach zbudznia.. Pomiary charakrysyk = f (, p) oraz U, U = f ( p) dla jdngo z silnikó napędoych Tabla 3. N 0,5 Lp. U U p A A A A rad/s Uagi Uz = U = = = p = 3.4. Spraozdani W spraozdaniu nalży umiścić:. Paramry badango układu napędogo.. Wykaz aparaury pomiaroj. 3. Schmay pomiaro. 4. Tabl pomiaro oraz yznaczon charakrysyki. 5. Omóini uzyskanych ynikó pomiaroych. 6. Własn sposrzżnia i nioski Zagadninia i pyania konroln. Opisać ał mchaniczny silnikó lkrycznych oraz podać przykłady jgo zasosoania.

10 46 Ćiczni 3. Omóić sany aaryjn ału mchaniczngo (np. uszkodzni sprzęgła połączniogo, przra obodzi zbudznia). 3. Omóić nirónomirność obciążania się silnikó obcozbudnych pracujących al mchanicznym i podać sposoby yrónyania obciążń. 4. Jak nalży ykonać badania laboraoryjn ału mchaniczngo? 5. Jak dokonuj się rozruchu i zarzymania przmysłoych ałó mchanicznych? Liraura [] Andrij W.P., Sabinin J.A., Podsay napędu lkryczngo, WNT, Warszaa 966. [] Kędzior W., Podsay napędu lkryczngo, Wydanico Polichniki Wrocłaskij, Wrocła 986.