silnik szeregowy

Silnik szeregowy - przebieg ćwiczenia
1. Zapoznanie się ze stanowiskiem:
a) identyfikacja poszczególnych elementów,
b) dane znamionowe silnika i prądnicy.
2. Ustawienia wstępne i załączenie napięć.
3. Przeprowadzenie rozruchu oporowego silnika:
a) łącznik główny W11 w pozycji 0,
b) ustawić maksymalną wartość rezystancji dodatkowej R1 (łącznik W1 – pozycja 0),
c) ustawić odpowiednią wartość napięcia zasilania silnika (woltomierz V11, symbol TUN3, to
napięcie będzie dalej oznaczane jako Uz),
d) łącznikiem W11 załączyć napięcie zasilające,
e) dokonać rozruchu silnika przez zmniejszanie do zera wartości rezystancji dodatkowej R1
(łącznik W1):
 obserwować prąd silnika przy rozruchu – amperomierz A1.
4. Przeprowadzenie rozruchu napięciowego silnika:
a) ustawić zerową wartość napięcia zasilania Uz,
b) ustawić zerową wartość rezystancji dodatkowej R1 (łącznik W1 – pozycja 4),
c) łącznikiem W11 załączyć napięcie zasilające Uz,
d) stopniowo zwiększać wartość napięcia zasilania silnika Uz (V11).
5. Zmiana kierunku obrotów wału silnika:
 ponownie uruchomić silnik przy zmienionym kierunku przepływu prądu przez uzwojenie
wzbudzenia silnika (zmiana pozycji łącznika W4) – nastąpi zmiana kierunku obrotów wału
silnika.
6. Regulacja prędkości obrotowej silnika:
a) przez zmianę napięcia zasilania,
b) przez zmianę rezystancji dodatkowej R1 włączonej szeregowo z uzwojeniem twornika,
c) przez osłabienie strumienia głównego:
 zapisać wartość prędkości obrotowej silnika przy wybranej wartości napięcia zasilania
i R1 = 0.
 po zatrzymaniu silnika dołączyć rezystancję R2 bocznikującą uzwojenie wzbudzenia
(łącznik W2),
 uruchomić silnik i ponownie zapisać wartość prędkości obrotowej silnika przy tej samej
wartości napięcia zasilania i R1 = 0,
 porównać obie wartości prędkości.
7. Przeprowadzenie pomiarów dla następujących warunków (obroty silnika zmieniać przez zmianę
prądu wzbudzenia prądnicy – amperomierz A7),
a) Uz = 150 V, R1 = 0 ,
b) Uz = 150 V, R1 > 0 ,
c) Uz = 90 V, R1 = 0 .
Dane pomiarowe wpisać do tabeli, która dla każdego pomiaru powinna wyglądać następująco:
n (N1)
obr/min
I (A1, A4)
A
Ip (A5)
A
Up (V5)
V
Iwp (A7)
A
gdzie
n – prędkość obrotowa silnika,
I – prąd silnika,
Ip – prąd prądnicy,
Up – napięcie prądnicy,
Iwp – prąd wzbudzenia prądnicy,
Podczas pomiarów starać się zbytnio nie przekraczać prędkości obrotowej n = 1500 obr/min, ani
prądu silnika I  30 A.
8. Zmierzyć czas wybiegu silnika po jego wyłączeniu łącznikiem W11 (R1 = 0).
9. Przeprowadzenie hamowania silnika (obserwować kierunek prądu twornika oraz wzbudzenia)
a) hamowanie dynamiczne w układzie samowzbudnym:
 uruchomić silnik w takich samych warunkach jak w poprzednim punkcie,
 odłączyć silnik od sieci zasilającej (przestawić łącznik W11 do pozycji 0),
 łącznikiem W1 wybrać odpowiednią wartością rezystancji R1 (zbyt duża wartość R1
uniemożliwi wystąpienie samowzbudzenia),
 łącznikiem W4 przełączyć uzwojenie wzbudzenia,
 zewrzeć uzwojenie twornika silnika przez opór R1 (przestawienie łącznika W11 na
pozycję H),
 obserwować znak prądu wzbudzenia (A4),
 zmierzyć czas do zatrzymania silnika,
 można przyspieszyć hamowanie przez stopniowe zmniejszanie oporu R1.
b) hamowanie przy przeciwwłączeniu:
 uruchomić silnik w takich samych warunkach jak w poprzednim punkcie,
 odłączyć silnik od sieci zasilającej (przestawić łącznik W11 do pozycji 0),
 łącznikiem W1 wybrać maksymalną wartość rezystancji R1 (pozycja 0),
 łącznikiem W4 przełączyć uzwojenie wzbudzenia,
 ponownie przyłączyć silnik do sieci zasilającej (przestawić łącznik W11 ponownie do
pozycji S),
 obserwować znak prądu wzbudzenia (A4) – porównać ze znakiem tego prądu przy
hamowaniu dynamicznym,
 zmierzyć czas do zatrzymania silnika,
 po zatrzymaniu silnika należy odłączyć wyłącznikiem W11 napięcie zasilające silnik, aby
zapobiec przejściu maszyny do pracy silnikowej przy zmienionym kierunku wirowania.
Schemat silnika szeregowego
Dane znamionowe:
Silnik szeregowy S1
Prądnica obciążająca P1
PN =5,5 kW
PN = 5,5 kW
UN = 220 V
UN = 220 V
IN = 28,8 A
IN = 28 A
nN = 1500 obr/min
nN = 1450 obr/min
UwN = 220V; IwN = 784 mA
Silnik szeregowy - zawartość sprawozdania
1. Schemat ideowy układu pomiarowego.
2. Podstawowe dane znamionowe silnika oraz prądnicy.
3. Sposoby rozruchu silnika szeregowego.
4. Zmiana kierunku obrotów wału silnika – naszkicować uproszczone schematy silnika dla każdego
z kierunków obrotów.
5. Sposoby regulacji prędkości obrotowej silnika szeregowego.
6. Podać w tabelce wyniki pomiarów oraz wyliczony moment dla przeprowadzonych pomiarów, czyli dla:
a) Uz = 150 V, R1 = 0 ,
b) Uz = 150 V, R1 > 0 ,
c) Uz = 90 V, R1 = 0 .
Tabelka powinna wyglądać następująco:
wartości zmierzone
tu umieścić wypełnioną tabelkę
podaną w opisie przebiegu ćwiczenia
wartości obliczone
U pIp
R p I p2
W
W
P
W

1/s
T
Nm
gdzie
Rp – rezystancja prądnicy,
P – moc na wale,
 – prędkość kątowa wirnika,
T – moment rozwijany przez silnik.
Pozostałe oznaczenia takie same, jak w instrukcji do ćwiczenia.
Uwaga: do obliczeń przyjąć, że P  T  U p I p  1,3 R p I p2 , gdzie Rp= 0,5 
7. a) Na podstawie wyników z tabel narysować charakterystyki:
 n = f(I) – trzy charakterystyki na jednym wykresie,
 n = f(T) – trzy charakterystyki na jednym wykresie,
 T=f(I) – tylko jedna charakterystyka na podstawie wszystkich punktów,
b) Skomentować wzajemne położenie charakterystyk n = f(I):
 uzyskanych przy różnych wartościach dodatkowej rezystancji szeregowej R1,
 uzyskanych przy różnych wartościach napięcia zasilającego Uz.
c) Jakimi przybliżonymi równaniami można opisać zależność T = f(I)?
8. Oddzielnie dla hamowania dynamicznego oraz hamowania przy przeciwwłączeniu:
a) podać podstawowy układ połączeń (nie cały schemat układu pomiarowego) przed hamowaniem (praca
silnikowa) oraz przy hamowaniu,
b) naszkicować charakterystyki hamowania,
c) określić zaobserwowany kierunek prądu twornika, prądu wzbudzenia i strumienia podczas hamowania
względem kierunku danej wielkości przy pracy silnikowej przez wpisanie TAK lub NIE do pól
poniższej tabeli
Zmiana kierunku
prądu twornika
Zmiana kierunku
prądu wzbudzenia
Hamowanie
dynamiczne
Hamowanie przy
przeciwwłączeniu
d) napisać, co dzieje się z energią mas wirujących podczas hamowania.
9. Podsumowanie – podać podstawowe cechy silnika szeregowego.
Zmiana kierunku
strumienia