5.4 MERANIE NA DYNAMÁCH

Transcript

1 5.4 MERANIE NA DYNAMÁCH Cie merania Cieom merania je oboznámi a vlatnoami cudzobudeného a derivaného dynama a experimentálne uri ich charakteritiky pri rôznych pracovných režimov. Teoretické poznatky Jednomerné troje môžu pracova ako motory (potrebie el. energie) alebo ako dynamá (zdroje el. energie). Hlavný význam majú jednomerné motory, ktoré a používajú vtedy, ke a vyžaduje široká regulácia rýchloti. Dynamá ako zdroje jednomerného prúdu a používajú menej, lebo ú nahradzované umerovami. Napriek tomu I = I a je potrebné pozna vlatnoti dynám, I dynamo dynamo pretože jednomerné motory pri I a brzdení pracujú ako dynamá. R a i i R a Dynamá môžeme rozdeli pod- a pôobu zapojenia ich budiaceho vinutia na cudzobudené, derivané, ériové a kompoudné. V rámci tohoto merania a budeme zaobera iba meraním na dyname cudzím a derivaným budením (obr a 5.42). 1. Dynamo cudzím budením Obr Schéma zapojenia cudzobudeného dynama Obr Schéma zapojenia derivaného dynama Dynamo cudzím budením má budiace vinutie napájané z vonkajšieho jednomerného zdroja. Budiaci obvod tohoto dynama je elektricky oddelený od obvodu kotvy. Ak budeme pri nezaaženom dyname zvyšova budiaci prúd, bude a zvyšova lineárne aj magnetický tok. Po naýtení magnetického obvodu bude magnetický tok vzrata lineárne, poda magnetizanej charakteritiky materiálu. Pri konštantných otákach a bude v kotve dynama indukova napätie úmerné magnetickému toku. Z uvedeného vyplýva, že magnetizaná charakteritika je zárove charakteritikou naprázdno ( i = 0 = f( ) v obr. 5.43). Zaažovacia charakteritika ( = f( ) v obr. 5.43) je pounutá voi charakteritike naprázdno o úbytok napätia na odpore kotvy prechodom zaažovacieho prúdu I. ím väší bude prúd I, tým väšie bude toto pounutie. alšou charakteritikou, ktorá vyjadruje vlatnoti dynama ako zdroja je tzv. vonkajšia charakteritika ( = f(i) v obr. 5.44). Táto charakteritika vyjadruje ako a mení napätie na vorkách dynama pri rôznom zaažení troja. Dôležité pri prevádzke dynám je pozna veko budiaceho prúdu potrebného na udržanie konštantného vorkového napätia pri rôznom zaažení dynama. Závilo budiaceho prúdu od zaažovacieho prúdu pri konštantnom vorkovom napätí vyjadruje tzv. regulaná charakteritika = f(i) obr. 5.46, ktorá je rovnaká aj pre derivané dynamo. b

2 0, I = 0 I = 0,5.I N I = I N 0 = i = konšt. 2. Derivané dynamo Obr Charakteritika naprázdno a zaažovacia dynama cudzím budením Obr Vonkajšia charakteritika dynama cudzím budením Derivané dynamo patrí medzi najviac používané zdroje jednomerného prúdu. Jeho budiace vinutie je pripojené paralelne ku kotve. Vzhadom na elektrické pojenie obvodu budenia a kotvy budú a tieto dva obvody navzájom ovplyvova. Aby a dynamo nabudilo, muíme využi zvyškový magnetický tok dynama. Budiace vinutie a muí pripoji tak, aby prúd teúci v budiacom vinutí, zapríinený napätím od remanentného toku, vytvoril magnetický tok rovnakého meru, ako je remanentný tok. K tomu a muí tiež dynamo otáa v právnom zmyle. Keby me preda nedopatrením zrušili zvyškový magnetický tok, muíme dynamo nabudi ako dynamo cudzím budením, a potom ho znova pripoji na dynamo derivané. Dynamo a nevybudí v týchto prípadoch: 1. Prúd vyvolaný indukovaným napätím od remanentného magnetického poa bude o- paného meru. Vyvolá preto opané magnetické pole, ktoré bude zolabova pôvodné remanentné pole. Preto pri zmene meru otáania dynama muíme zameni prívody ku vorkám budenia. 2. Otáky dynama ú menšie ako kritické alebo odpor budiaceho obvodu je väší ako kritický. Pri vekom odpore budiaceho obvodu muíme jeho hodnotu zmenši pod hodnotu kritického odporu tak aby a budiaci prúd zvýšil na dotatone vekú hodnotu. Pri chode naprázdno je budiaci prúd odoberaný z kotvy dynama už pri jej vemi malom úbytku napätia. Preto charakteritika naprázdno u derivaného dynama, ktorá je vlatnoou magnetického obvodu, je takmer zhodná ako u cudzobudeného dynama a nebudeme ju preto ziova. Derivané dynamo má v porovnaní cudzobudeným dynamom odlišnú vonkajšiu charakteritiku (obr. 5.45). Mierny pokle napätia pri menších prúdoch je zapríinený odporom kotvy. S kleajúcim napätím kleá i budiaci prúd. Pokle budiaceho prúdu vyvolá potom alší pokle napätia. Derivané dynamo možno zaažova iba po uritú hodnotu prúdu I max. Ak budeme zaažovací odporník alej zmenšova, prúd v kotve a už nebude zväšova, ale klea, až doiahne hodnotu prúdu nakrátko I k. Jeho veko závií len od vekoti remanentného napätia. Pre troj bez remanentného napätia by bol prúd nakrátko nulový (na obr je vyznaené iarkovane). Na udržanie konštantného vorkového napätia pri rôznom zaažení muíme regulova veko budiaceho prúdu. Preto i u dynám urujeme ešte tzv. regulanú charakteritiku, o je budiaceho prúdu od zaažovacieho prúdu pri konštantnom vorkovom napätí = f (I).

3 Regulaná charakteritika derivaného dynama je prakticky totožná charakteritikou dynama cudzím budením (obr. 5.36). 0 = konšt. [A] = konšt. I k I N I max Obr Vonkajšia charakteritika derivaného dynama Obr Regulaná charakteritika dynama cudzím budením a derivaného dynama Úloha merania 1. Zmerajte charakteritiku naprázdno, zaažovaciu a vonkajšiu charakteritiku cudzobudeného dynama. 2. Zmerajte vonkajšiu a regulanú charakteritiku derivaného dynama. 3. Namerané hodnoty pracujte do grafov a zhodnote ich priebehy 1. Pracovný potup Pred meraním je potrebné i zapía štítkové hodnoty a údaje o meranom dyname, aby a poa merania predišlo k zbytonému prekroeniu dovolených hodnôt. 1. Meranie charakteritík na cudzobudenom dyname Obvod zapojíme poda obr tak, že budiace vinutie dynama pripojíme na vonkajší jednomerný zdroj. Pri meraní poháame dynamo tálymi otákami aynchrónnym motorom. Charakteritika naprázdno je závilo indukovaného napätia i od budiaceho prúdu. Pred meraním muíme odpoji pomocou vypínaa zaažovací rezitor R Z od obvodu kotvy, aby jeho prúd I = 0. Prúd budiaceho vinutia budeme regulova rezitorom. Pri menovitých otákach a nulovom budiacom prúde (rozpojenom budiacom obvode) zmeriame indukované napätie od remanentného poa. alšie hodnoty vorkového napätia budeme mera pri potupne zvyšujúcom budiacom prúde. Natavený budiaci prúd nemieme zmenšova, aby a neuplatnila hyterézia materiálu. Po doiahnutí naýteného tavu (vorkové napätie a už nezvyšuje) potupne znižujeme budiaci prúd. Zaažovacie charakteritiky budeme mera rovnakým pôobom, ako charakteritiku naprázdno, len do obvodu kotvy pripojíme zaažovací odporník R Z, ktorým budeme poa merania udržiava prúd kotvy na tálej hodnote. Môžeme mera dve zaažovacie charakteritiky. Napr. jednu pre I = 0,5.I N, druhú pre I = I N, kde prúd I je zárove aj prúdom kotvy a I N je jeho menovitá hodnota. 1 Pri použití len jedného typu z dynám, zmerajte všetky jeho štyri charakteritiky - naprázdno, zaažovaciu, vonkajšiu a regulanú.

4 Namerané hodnoty zapíšeme do tab a pracujeme ich do grafickej záviloti poda obr AM D A b V R Z A B Obr Schéma zapojenia pri meraní charakteritík cudzobudeného dynama Tab I N =... A I = 0 A I =... A I =... A Pri meraní vonkajšej charakteritiky je obvod zapojený rovnako ako pri predchádzajúcom meraní. Najkôr pomocou budiaceho prúdu natavíme menovité napätie na vorkách dynama. Hodnotu tohoto budiaceho prúdu budeme poa merania udržiava na konštantnej hodnote. Po natavení vorkového napätia, pomocou vypínaa pripojíme zaažovací rezitor R Z. Pomocou tohoto rezitora budeme meni zaaženie dynama - jeho zaažovací prúd I. S náratom zaažovacieho prúdu bude rá úbytok napätia na kotve dynama a klea vorkové napätie dynama. Zaažovací prúd teúci cez kotvu dynama budeme zvyšova až na menovitú hodnotu. Namerané hodnoty zapíšeme do tab a pracujeme ich do grafickej záviloti poda obr Tab =...A 2. Meranie charakteritík na derivanom dyname Pri meraní charakteritík derivaného dynama zapojíme obvod poda obr Vonkajšiu charakteritiku (závilo vorkového napätia od zaažovacieho prúdu I) budeme mera tak, že roztoíme dynamo na menovité otáky. Pri odpojenom zaažovacom rezitore natavíme pomocou budiaceho prúdu menovité otáky a menovité napätie na vorkách kotvy. Rezitor v obvode

5 budenia nebudeme poa merania meni. Po pripojení zaažovacieho rezitora, zmenou jeho odporu budeme meni záažový prúd dynama. Pre každú hodnotu odporu zaažovacieho rezitora uríme veko prúdu a vorkového napätia. Pri úplnom vyradení zaažovacieho rezitora R Z (pojením kotvy nakrátko) odmeriame veko kratového prúdu dynama, ktorý je daný remanentným napätím. Namerané hodnoty zapíšeme do tab a pracujeme ich do grafickej záviloti poda obr A b A AM D V R Z Obr Schéma zapojenia pri meraní charakteritík derivaného dynama Tab =...Ω Regulanú charakteritiku derivaného dynama (závilo budiaceho prúdu od zaažovacieho prúdu I) budeme mera pri rovnakom zapojení ako pri predchádzajúcom meraní. Na zaiatku merania natavíme budiacim prúdom pri rozpojenej kotve menovité napätie na vorkách dynama. Náledne po natavení budeme potupne zvyšova po uritých hodnotách zaažovací prúd I. Vplyvom úbytku napätia na odpore kotvy klene napätie na vorkách kotvy. Tento úbytok muíme vykompenzova zvýšením budiaceho prúdu tak, aby vorkové napätie zotalo vždy konštantné. Pri meraní budeme zvyšova zaažovací prúd až na menovitú hodnotu dynama. Namerané hodnoty zapíšeme do tab a pracujeme ich do grafickej záviloti poda obr Tab =...V Súpi prítrojov a zariadení Tab Oznaenie Popi 1 B - batériové napájanie 3 A - ampérmeter v obvode záaže 4 A b - ampérmeter v budiac. obvode 5 V - voltmeter