Układ napędowy z silnikiem szeregowym prądu stałego w różnych stanach pracy

Transkrypt

1 Ćiczni 2 Układ napędoy z silnikim szrgoym prądu sałgo różnych sanach pracy 2.1. Program ćicznia dla przypadkó: a) U = U N, d = 0 (charakrysyka nauralna), b) U = par, d = 0, c) U = U N, d = par (par paramr), d) U = U N, b = par ( b rzysancja bocznikująca ornik), ) U = U N, b = par ( b rzysancja bocznikująca zbudzni). 2. Pomiar charakrysyk hamoania dynamiczngo z samozbudznim: = f (h) przy h = par. 1. Pomiar charakrysyk lkromchanicznych f 2.2. Wiadomości oryczn Naza maszyny szrgoj ynika z sposobu połącznia uzojnia zbudznia z uzojnim ornika (rys. 2.1). W ym przypadku uzojnia są zam połączon szrgoo i jśli są zasilan prądm sałym, o aką maszynę nazyamy szrgoą prądu sałgo ( odróżniniu od silnika szrgogo unirsalngo). Konskncją połącznia szrgogo uzojń js o, ż prąd ornika js jdnoczśni prądm zbudznia. W silniku szrgoym rzysancja uzojnia zbudznia js go samgo rzędu co rzysancja uzojnia ornika. ónani charakrysyki lkromchanicznj silnika szrgogo przyjmuj posać

2 28 Ćiczni 2 gdzi U d I, (2.1) k k I I srumiń zbudznia przy danym prądzi ornika maszyny. ma przbig nilinioy (rys. 2.1b), co pooduj duż rudności analiycznym yznaczniu charakrysyk mchanicznych silnika szrgogo. Charakrysyka magnsoania silnika f a) m J U d b), f f N N ys Schma silnika szrgogo prądu sałgo (a), charakrysyka magnsoania = f (I) oraz lkromchaniczna = f (I) (b) Po przyjęciu założń upraszczających: = c (praca na prosolinioj części charakrysyki magnsoania) oraz ( + ) << U można ykazać, ż charakrysyka lkromchaniczna silnika szrgogo ma przbig hiprboliczny, boim

3 Układ napędoy z silnikim szrgoym prądu sałgo różnych sanach pracy 29 U I k, (2.2) k ci I U gdzi k oryczna sała konsrukcyjna. kc Charakrysyka = f () nalży do ak zanych charakrysyk miękkich. Poniaż prąd ornika js odzircidlnim obciążnia silnika, łao ięc zauażyć, ż prędkość kąoa bz obciążnia moż oryczni (prakyczni około 56 N) zmirzać do niskończoności (oryczni, bo czśnij irnik silnika ulgni mchanicznmu uszkodzniu). Wynika z go, ż silnik szrgoy ni moż być uruchamiany bz obciążnia. omn lkromagnyczny silnika zalży od prądu ornika i dla maszyny szrgoj 2 k I k ci, (2.3) czyli js proporcjonalny do kadrau prądu ornika. W przypadku znacznych przciążń momnm silnik szrgoy js zam korzysnijszy od bocznikogo (obcozbudngo), gdyż óczas pobira z sici prąd o mnijszym naężniu. Tę cnną zalę silnikó szrgoych ykorzysuj się układach napędoych o ciężkim rozruchu, np. rakcji, urządzniach ransporoych, a z uagi na miękkość sojj charakrysyki mchanicznj silnik auomayczni ziększa prędkość obiku napędzango (lub skraca czas ransporu). U par U 3 U 2 U1 0 d U N N N U 3 U U 1 2 U N ys Charakrysyki lkromchaniczn przy U = par ożliości rgulacji prędkości kąoj silnika ynikają z zalżności (2.1) i (2.2): rgulacja napięcim zasilania, rgulacja rzysancji dodakoj obodzi ornika, rgulacja przz bocznikoani uzojnia ornika, rgulacja przz bocznikoani uzojnia zbudznia.

4 30 Ćiczni 2 gulację prędkości kąoj za pomocą zmiany napięcia zasilania ( przy U = par) przdsaiono na rysunku 2.2. Js o rgulacja dół. by uzyskać płynną rgulację prędkości kąoj, nalży sosoać rguloan źródła napięcia (np. przkszałniko). Prędkość kąoą dół można róniż rguloać przz łączni rzysancji dodakoj obód ornika. Charakrysyki lkromchaniczn przy d = par przdsaiono na rysunku 2.3. U cons d d 3 U U N d 2 d1 cons N d1 N d 2 d 3 ys Charakrysyki lkromchaniczn przy d = par Tn sposób rgulacji pooduj zmnijszni sra proporcjonalni do całkoij rzysancji obodu ornika oraz spadk spraności raz z zmnijszanim się prędkości kąoj (podobni jak silniku bocznikoym, chociaż mnijszym sopniu). Bocznikoani obodu ornika ziększa szyność charakrysyki lkromchanicznj oraz moż zapobic rozbiganiu się silnika szrgogo przy jgo znacznym odciążniu. Na rysunku 2.4 przdsaiono przykłado przbigi charakrysyk lkromchanicznych dla b = par. Js o róniż rgulacja dół. gulacja prędkości kąoj przz osłabini sruminia zbudznia js rgulacją górę. Uzyskuj się o najczęścij przz bocznikoani uzojnia zbudznia, kór pooduj osłabini prądu (sruminia) zbudznia. Przbigi charakrysyk = f () dla go sposobu rgulacji prędkości przdsaiono na rysunku 2.5. Tn sposób rgulacji częso js sosoany rakcji clu ziększnia prędkości jazdy pociągu. Hamoani lkryczn silnika szrgogo można oryczni zralizoać rzma modami: odzyskoą, dynamiczną i przciłącznioą.

5 Układ napędoy z silnikim szrgoym prądu sałgo różnych sanach pracy 31 U cons I b I b N b 2 b1 U U N cons 0 d b b1 b 2 0 N ys Charakrysyki lkromchaniczn przy bocznikoaniu ornika b = par U cons b2 b1 U U N cons 0 d I I b b N b2 b1 b ys Charakrysyki lkromchaniczn przy bocznikoaniu uzojnia zbudznia, b = par N Hamoani odzysko (dla prędkości > 0) js dla silnika szrgogo zasadzi nimożli, poniaż 0 =. Hamoani odzysko można jdnak zralizoać z. arunkach szucznych, przy spcjalnych (rzadko sosoanych) połączniach uzojń maszyny. Poszchni sosoaną modą hamoania silnika szrgogo js hamoani dynamiczn ( prądnico, na rzysor hamujący), kór moż odbyać się układzi samozbudnym lub obcozbudnym. W układzi samozbudnym nalży zachoać n sam kirunk prądu obodzi zbudznia, jaki ysępoał przy pracy silniko-

6 32 Ćiczni 2 j. W innym przypadku maszyna moż się ni zbudzić. W układzi obcozbudnym nalży pamięać, ż prąd zbudznia js róny prądoi ornika, rzba zam zasosoać ydajn źródło prądo. Hamoani dynamiczn odbya się kilku sopniach (rys. 2.6). h h1 h2 h3 U N h1 N h2 h3 N N I ys Charakrysyki lkromchaniczn przy hamoaniu z samozbudznim, h = par a) charakrysyka nauralna b) ys Hamoani przciłącznim silnika szrgogo: a) momn hamujący rakyny, b) momn hamujący akyny

7 Układ napędoy z silnikim szrgoym prądu sałgo różnych sanach pracy 33 Hamoani silnika szrgogo przciłącznim (czyli prądm sici) polga na przłączniu obodu ornika na napięci o przcinj bigunoości, przy czym, clu ogranicznia prądu hamoania, obód ornika silnika nalży łączyć rzysor hamoania o znacznj arości h U. (2.4) I h Podczas hamoania przciłącznim przy zmnijszaniu się prędkości kąoj silnika do zra nalży silnik odłączyć od napięcia zasilającgo, aby ni nasąpił rozruch przcinym kirunku iroania. Jżli momn obciążnia ma charakr rakyny, hamoani odbya się II ćiarc, jżli akyny (opuszczani ciężaru) IV ćiarc. Przykłado przbigi dla go przypadku hamoania przdsaiono na rysunku Insrukcja Opis układu pomiarogo Układ napędoy składa się z badango silnika szrgogo i maszyny roboczj, będącj obcozbudną maszyną prądu sałgo. Schma układu pomiarogo (dla pracy silnikoj) przdsaiono na rysunku 2.8, przy czym r rzysancja rozruchoa, b rzysancja bocznikująca ornik, b rzysancja bocznikująca zbudzni. Prądnica sanoi dla silnika obciążni, kór rguluj się za pomocą rzysora obc. Dla konroli obciążń nalży mirzyć prądy i napięcia obodach ornikó maszyn. Do pomiaró charakrysyk hamoania dynamiczngo z samozbudznim nalży układ połączyć dług rysunku Wyznaczni charakrysyk lkromchanicznych = f (I) dla pracy silnikoj Badania nalży ykonać zgodni z programm ćicznia, układzi połączń przdsaionym na rysunku 2.8. Przd dokonanim rozruchu silnika nalży spradzić, czy rzysor obciążnia obc obodzi ornika prądnicy js nasaiony na odpoidnią arość, zapniającą rozruch silnika szrgogo z obciążnim.

8 34 Ćiczni 2 I z r V d I p I I N F1 F2 obc U p V 1 2 b I b ys Schma połączń do badania charakrysyk lkromchanicznych silnika szrgogo Dla układó z bocznikoanim uzojń nalży dobrać rzysancj bocznikując ak, aby prąd zasilania ynosił: przy bocznikoaniu ornika oraz I z = 1,1 N i I z = 1,2 N I = 0,9 N i I = 0,8 N przy bocznikoaniu uzojnia zbudznia. Wyniki pomiaró nalży zsaić abli 2.1 i na ich podsai ykrślić odpoidni charakrysyki lkromchaniczn = f () dla przypadkó podanych programi ćicznia. Tabla 2.1 Lp. Silnik szrgoy Prądnica obciążająca U I I n d, b, b Up Ip V obr/min rad/s V

9 Układ napędoy z silnikim szrgoym prądu sałgo różnych sanach pracy Wyznaczni charakrysyk lkromchanicznych = f (Ih) dla sanu hamoania Badania proadzi się układzi połączń pokazanych na rysunku 2.9, przy czym napędzającą maszyną pomocniczą js silnik obcozbudny ( pracujący doychczas jako prądnica), badany zaś silnik szrgoy pracuj jako hamulc układzi połączń z samozbudznim. I p h I I N F1 F2 V 1 2 rg U V h ys Schma połączń do badania charakrysyk lkromchanicznych silnika szrgogo podczas hamoania z samozbudznim Pomiary nalży ykonać dla dóch arości rzysancji hamujących h1, h2. Wyniki pomiaró zsaić abli 2.2 i na ich podsai ykrślić charakrysyki = f (h) dla różnych arości h. Tabla 2.2 Lp. Silnik szrgoy Silnik napędoy Ih U n h Up Ip V obr/min rad/s V 2.4. Spraozdani W spraozdaniu nalży umiścić: 1. Paramry badango układu pomiarogo.

10 36 Ćiczni 2 2. Wykaz aparaury pomiaroj. 3. Schmay pomiaro. 4. Tabl pomiaro oraz charakrysyki lkromchaniczn silnika szrgogo dla pracy silnikoj i hamoania dynamiczngo. 5. Omóini uzyskanych ynikó pomiaró i charakrysyk. 6. Własn sposrzżnia i nioski Zagadninia konroln 1. Opisać budoę silnika szrgogo prądu sałgo i podać przykłady jgo zasosoania. 2. Omóić mody rgulacji prędkości kąoj silnika szrgogo. 3. Podać przykłado przbigi charakrysyk = f () dla pracy silnikoj. 4. Omóić mody hamoania lkryczngo silnika szrgogo. Liraura [1] Biszyga K., Sroani i rgulacja silnikó lkrycznych, WNT, Warszaa [2] Kałuża., Zbiór zadań i ćiczń projkoych z rakcji lkrycznj, Wydanico Polichniki Śląskij, Gliic [3] Kędzior W., Podsay napędu lkryczngo, Wydanico Polichniki Wrocłaskij, Wrocła 1986.