Elektromechanika. 5. mérés. Egyenáramú motor mérése

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Elektromechanika. 5. mérés. Egyenáramú motor mérése"

Zsanett Kerekesné
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Elektromechanika 5. mérés Egyenáramú motor mérése 1. Ismertesse az egyenáramú gépek kedvező tulajdonságait, adjon meg alkalmazási területeket! Egyenáramú gépek esetében mind az állórészt, mind pedig a forgórészt egyenfeszültségről tápláljuk, és működés közben a kapcsokhoz csatlakozó vezetőkben egyenáram folyik. Kiválóan alkalmasak olyan célokra, amelyeknél a fordulatszámot széles tartományban kell változtatni (pl. vontatás, robothajtás). (Jelentős hátrányuk a mechanikus egyenirányítás, vagyis az ún. kommutátor és a vele érintkező kefék (kopásnak kitett alkatrészek), amelyek karbantartást igényelnek, meghibásodás forrásai és jelentősen drágítják a gépet.) E géptípust is lehet motorként és generátorként is használni. 2. A jelenleg alkalmazott egyenáramú gépek milyen gerjesztési módokat használnak? Az egyenáramú gépek lehetséges gerjesztési módjai: külső (permanens mágneses) gerjesztés, párhuzamos (mellékáramkörű) gerjesztés, soros gerjesztés, vegyes (kompaund) gerjesztés. Közülük ma már csak az első kettőnek (ezek közül is egyre inkább csak a másodiknak) van gyakorlati jelentősége. (A mérés során külső gerjesztésű gépet alkalmazunk.) 3. Ismertesse a kommutátor működését! A kommutátor az armatúra tekercselésében indukálódó, váltakozó feszültség egyenirányítására szolgál. Egy póluspárú gép esetén a vezetőkeret két vége egy-egy forgó, egymástól szigetelt vezetőfélgyűrűhöz (kommutátorszegmenshez) csatlakozik, amelyeken átlósan egy-egy áramszedő kefe nyugszik. Amikor a keret annyira elfordult, hogy a benne indukált szinuszos feszültség iránya megfordulna, a kefékkel érintkező félgyűrűk is megcserélődnek, így a kefék közötti feszültség mindig egyirányú marad, az R ellenállás i áramának iránya nem változik, rajta keresztül (pulzáló) egyenáram folyik. 1

Kiválóan alkalmasak olyan célokra, amelyeknél a fordulatszámot széles tartományban kell változtatni (pl. vontatás, robothajtás). (Jelentős hátrányuk a mechanikus egyenirányítás, vagyis az ún.

2 4. Milyen funkciót tölt be a kommutátor? A kommutátor az armatúra tekercselésében indukálódó, váltakozó feszültség egyenirányítására szolgál. Egy póluspárú gép esetén a vezetőkeret két vége egy-egy forgó, egymástól szigetelt vezetőfélgyűrűhöz (kommutátorszegmenshez) csatlakozik, amelyeken átlósan egy-egy áramszedő kefe nyugszik. Amikor a keret annyira elfordult, hogy a benne indukált szinuszos feszültség iránya megfordulna, a kefékkel érintkező félgyűrűk is megcserélődnek, így a kefék közötti feszültség mindig egyirányú marad, az R ellenállás i áramának iránya nem változik, rajta keresztül (pulzáló) egyenáram folyik. 5. Ismertesse az egyenáramú gép állandósult és tranziens állapotra érvényes helyettesítő kapcsolását! Az egyenáramú gép gerjesztő tekercse R g, L g adatú R-L körként modellezhető. Az armatúrakör az U i indukált feszültség és az R tekercsellenállás soros kapcsolásával helyettesíthető állandósult állapotban. Tranziens viszonyok között az armatúratekercselés L induktivitását is figyelembe kell venni, hiszen di ekkor nem zérus. 6. Milyen változóktól függ az egyenáramú gép indukált feszültsége? dt U i = k φ m Ω, ahol U i az indukált feszültség [V], k a motorállandó (k = 2 π Np) [ ], φ m a főpólus fluxusa [Vs], Ω a rotor (mechanikai) szögsebessége [ rad sec ]. 2

Amikor a keret annyira elfordult, hogy a benne indukált szinuszos feszültség iránya megfordulna, a kefékkel érintkező félgyűrűk is megcserélődnek, így a kefék közötti feszültség mindig egyirányú

3 7. Milyen változóktól függ az egyenáramú gép nyomatéka? ahol M a gép nyomatéka [Nm], k a motorállandó (k = 2 Np) [ ], π φ az állórész fluxusa [Vs], I az armatúraáram [A]. M = k φ I, 8. Írja fel az egyenáramú gép fordulatszám-nyomaték egyenletét, és ábrázolja az összefüggéseket! ahol U Ω = U R M, k φ (k φ) 2 kφ = Ω 0 a gép üresjárási fordulatszáma, R M = Ω a gép villamos nyomatékának hatására létrejövő szögsebességváltozás. (kφ) 2 Ennek alapján felrajzolhatjuk a gép teljes, 4 térnegyedes fordulatszám-nyomaték jelleggörbéit: (1/4-es üzemmód) 9. Melyek az automatikus mérés előnyei a manuális méréshez viszonyítva? A legfőbb előnyök: a mérés időigényének csökkenése; a mérés sokkal nagyobb számú munkapontban történhet; kiküszöbölődik a szubjektív, emberi tényező, a műszerek leolvasásának pontatlansága, a hibás mérés lehetősége, ezért a kapott jelleggörbék pontosabbak, megbízhatóbbak lesznek; a mérés rövid idejének köszönhetően jóval szélesebb túlterheléses tartományok vehetők fel a gép túlmelegedése nélkül. 3

ahol U Ω = U R M, k φ (k φ) 2 kφ = Ω 0 a gép üresjárási fordulatszáma, R M = Ω a gép villamos nyomatékának hatására létrejövő szögsebességváltozás.

4 10. Ismertesse az automatikus méréshez használt összeállítás főbb egységeit! Az egyenáramú gép (DUT Device Under Test) a fékező- és hajtóegységgel (D&B Drive and Break Unit) egy közös gépalapon került összeszerelésre. A D&B egység és a motor tengelye tengelykapcsolóval van összekapcsolva. A D&B egység további pontokon csatlakozik a vezérlőegységgel, biztosítva a fordulatszám és a nyomaték szabályozását egy digitális szabályozóhurok segítségével. A vizsgált egyenáramú gép külső gerjesztésű, amelyet két független tápegységről táplálunk. A gerjesztőkör számára a tápfeszültséget egy szabályozható egyenáramú tápegység adja. Az armatúrafeszültséget egy másik szabályozható feszültségforrás szolgáltatja, amelyet az AVGT rendszervezérlő egységén keresztül csatlakoztatunk a vizsgált egyenáramú géphez. 11. Milyen sorrendben kell a gerjesztőköri és az armatúraköri feszültséget az egyenáramú gépre kapcsolni? 4

A D&B egység és a motor tengelye tengelykapcsolóval van összekapcsolva.

5 Először mindig a gerjesztőfeszültséget (E1, E2) kell bekapcsolni és beállítani a névleges 230 V-os értékre a tápegység szabályozógombjával, majd ezt követően az armatúrafeszültséget (A1, A2) addig növeljük, amíg a kívánt fordulatszámértéket el nem érjük. (Ha először az armatúrafeszültséget kapcsoljuk be, a terheletlen gép gerjesztés nélkül nagy fordulatszámra felpöröghet, ami mechanikus meghibásodást okozhat.) 12. Mi a teendő, ha a gép túlmelegszik? Ha megszólal a túlmelegedés elleni termikus védelem, akkor a vezérlőegység automatikusan lekapcsolja a terhelést a motorról. Ilyen esetben a gép lekapcsolása helyett célszerű a gépet üresjárásban tovább működtetni 3-4 percig, mivel a ráépített ventilátor hatására a forgó motor gyorsabban hűl. 13. Hogyan avatkozik be a vezérlőegység, ha a hibadignosztika hibát észlel? A mérés során hibák léphetnek fel, amelyeket a vezérlőegység hibadiagnosztikája felismer és kijelez. A hibajelzést az ERROR feliratú LED adja ki. (A kijelzett hibakód alapján visszakereshetjük a hiba okát, amit a RESET feliratú gombbal nyugtázhatunk.) Hiba esetén a vezérlőegység védelmi okokból megszünteti a terhelést, a motor visszatér a biztonságos üresjárási állapotba. 14. Mi a teendő, ha Ön valamilyen rendellenességet észlel, amit a hibadiagnosztika nem jelez? A rendszer nem képes valamennyi lehetséges hibát érzékelni, ezért ha rendellenességet észlelünk, a nyomatékot azonnal nullázzuk az M!= 0 feliratú gomb benyomásával vagy a teljes rendszert azonnal lekapcsoljuk a mérőasztal főkapcsolójával. 15. Milyen jelleggörbéket tudunk felvenni a mérő rendszer segítségével? Nyomaték fordulatszám (n [ f min ]) jelleggörbe, nyomaték armatúrafeszültség (U a [V]) jelleggörbe, nyomaték armatúraáram (I a [A]) jelleggörbe, nyomaték tengelyteljesítmény (P t [W]) jelleggörbe, nyomaték felvett villamos teljesítmény (P bevill [W]) jelleggörbe, nyomaték hatásfok (η [%]) jelleggörbe. 16. Mi a magyarázata annak, hogy csak motoros üzemben tudunk mérni? Annak a magyarázata, hogy csak motoros üzemmódban tudunk mérni abban rejlik, hogy generátoros üzemmódban olyan tápegységre lenne szükségünk, amely képes az egyenáramú gép által termelt villamos energiát a hálózatba visszatáplálni. Mivel a mérésben alkalmazott tápegység nem ilyen, csak egyirányú energiaáramlást tesz lehetővé (a hálózatból a motor felé), ezért csak motoros térnegyedben, azaz a nyomatékfordulatszám sík I. és III. térnegyedében tudjuk a mérőrendszert működtetni. 17. A motoros üzemmód a nyomaték-fordulatszám sík mely térnegyedében található? A motoros üzemmód a nyomaték-fordulatszám sík I. és III. térnegyedében található. 5

(Ha először az armatúrafeszültséget kapcsoljuk be, a terheletlen gép gerjesztés nélkül nagy fordulatszámra felpöröghet, ami mechanikus meghibásodást okozhat.) 12. Mi a teendő, ha a gép túlmelegszik?

6 18. Hogyan jelzi ki a vezérlőegység, hogy melyik térnegyedben üzemel a hajtás? Az aktuális térnegyedet a vezérlőegység kezelőfelületének közepén található LED-ek mutatják. 19. Soroljon fel néhányat a vezérlőegységgel szimulálható terhelés-jelleggörbék közül! M~kn 2 -es terhelés szimuláció (ventilátor-jelleggörbe szimuláció), M~k/n-es terhelés szimuláció (csévélőhajtás-jelleggörbe szimuláció), M i ~n i, a felhasználó által definiálható karakterisztika, lendkerék-terhelés szimuláció. 6

Soroljon fel néhányat a vezérlőegységgel szimulálható terhelés-jelleggörbék közül!

Hasonló dokumentumok

Elektrotechnika "A" tételek

Elektrotechnika A tételek Elektrotechnika "A" tételek A1. Sorolja fel az energiaforrások fajtáit! Jellemezze üzemállapotaikat! Ismertesse kapcsolási lehetőségeiket! Ismertesse a Thevenin- és a Norton helyettesítő képek kölcsönös