Pavaros_smagratinio_momento_G_nustatymas_laboratorinis_darbas

Laboratorinis darbas Nr. 7

PAVAROS SMAGRATINIO MOMENTO GD2

NUSTATYMAS

• Darbo tikslas

Susipažinti su eksperimentiniais GD2 nustatymo būdais, praktiškai nustatyti GD2 ir apskaičiuoti pavaros elektromechaninę laiko pastoviąją Tm.

• Teorinė dalis

Elektros pavaros smagratinis momentas apibūdina jos dinamines savybes.

Daugiausia naudojami šie ekpermentiniai GD2 nustatymo būdai:

a) Įsibėgėjimo,

b) laisvo judesio,

c) krintančio svorio,

d) švytavimų.

Elektros variklio ar visos elektros pavaros su darbiniu mechanizmu suminis GD2 dažniausiai nustatomas įsibėgėjimo arba laisvo judesio būdais. Atskirų pavaros elementų GD2 nustatyti galima naudoti krintančio svorio ar švytavimų būdus. Šie būdai gali būti naudojami, jei pavaros elementų sukimosi trintis labai mmaža arba bent nekinta eksperimento metu.

• Įsibėgėjimo būdas

Šiuo būdu nustatant pavaros GD2 , naudojamasi energijos tvarumo dėsniu.

Varikliui dirbant, elektros energija sunaudojama: 1) naudingam darbui atlikti, 2) sukimosi nuostoliams padengti, 3) šiluminiams nuostoliams padengti inkaro grandinės varžose, 4)besisukančių pavaros dalių kinetinei energijai sukaupti. Kinetinės energijos kiekis besisukančioje pavaroje yra proporcingas pavaros inercijos arba smagratiniam momentui:

, čia: J – pavaros inercijos momentas;

Ω – pavaros kampinis greitis;

GD2 – pavaros smagratinis momentas;

AK – pavaros judančiose dalyse sukaupta kinetinė energija.

• Laisvo judesio metodas

Atjungus variklį nuo maitinančio ttinklo, variklio greitis mažėja, nes judančiose dalyse sukaupta kinetinė energija sunaudojama sukimosi nuostoliams padengti. Nustatant GD2 šiuo būdu, atjungiamas variklio maitinimas ir leidžiama varikliui laisvai suktis nuo pradinio greičio atjungimo momentu n0 iki visiško sustojimo arba iki bet kokio greičio nn1. Šio bandymo metu gaunama ir nubrėžiama kreivė n = f(t). Iš šios kreivės ir iš kreivės Ps = f(n) gaunama priklausomybė Ps = f(t) taip pat, kaip ir nustatant GD2 įsibėgėjimo būdu:

Pavaros elektromechaninė laiko pastovioji – tai laikas, per kurį neapkrauta pavara įsibėgėtų nuo nulio iki idealios tuščios eigos greičio ω0 , jei variklio išvystomas momentas būtų pastovus ir lygus trumpo jungimo momentui Mk . Pavaros elektromechaninė pastovioji priklauso nuo variklio kritinio momento ir pavaros smagratinio momento, bet nepriklauso nuo apkrovimo momento. Kadangi kritinis momentas priklauso nuo inkaro varžos, tai ir Tm , didinant inkaro varžą, didėja.

, čia: RΣ – G-V sistemos inkarų grandinės varža (įvertinant ir generatoriaus vidaus varžą);

MN – nominalus variklio momentas;

– variklio pastovioji, surandama iš vvardinių dydžių;

Inkaro grandinės varža surandama eksperimentiškai iš variklio trumpo jungimo bandymo.

• Užduotis

Nustatyti pavaros smagratinį momentą GD2 įsibėgėjimo, laisvo judesio ir krintančio svorio metodais. Apskaičiuoti pavaros inercijos momentą ir elektromechaninę laiko pastoviąją kiekvienam momentui.

• Darbo eiga

Įjungus stendo maitinimą ~380 V , tuo pat metu per lygintuvus stendas maitinamas 110 V įtampa. G-V sistemos variklio žadinimo srovė reguliuojama reostatu R3, o generatoriaus – autotransformatoriumi T1, jei įjungtas žadinimo kontaktorius K1 arba K2.

Mašinų M1 ir G inkarų grandinė komutuojama ”Inkaro” kontaktoriaus K3 kkontaktais.

Perjungiklis SA1 nustato varžos R1 dydį. Kokiems varžos R1 dydžiams esant atlikti bandymus, nurodo dėstytojas.

Perjungiklis SA2 komutuoja variklio inkaro grandinę; 1 padėtyje varikliui paduodama generatoriaus įtampa, 2 padėtyje vyksta variklio dinaminis stabdymas, čia variklio inkaras sujungiamas per varžą R2.

Variklio greitis matuojamas tachogeneratoriaus BR voltmetru PV2. variklio įsisukimo ir stabdymo laiką matuoja elektrinis laikrodis.

Jungikliu S1 įjungiamas generatorių sukantis asinchroninis variklis M2.

Nustatant priklausomybę Ps = f(n), G-V sistemos variklio greitis reguliuojamas keičiant generatoriaus žadinimo srovę. Prieš atliekant matavimus reikia palaukti, kol baigiasi pereinamasis procesas, ir tik tada užrašyti prietaisų parodymus. Sukimosi nuostoliai apskaičiuojami iš formulės:

Trumpo jungimo bandymas atliekamas taip : variklio žadinimo srovė išjungiama, generatoriaus evj sumažinama iki 30 – 60 V ir variklis prijungiamas prie generatoriaus. Užrašoma generatoriaus evj, taip pat trumpo jungimo įtampa ir srovė. Padalijus evj iš trumpo jungimo srovės, gaunama bendra G-V sistemos inkarų grandinės varža RΣ. Į ją įeina generatoriaus, variklio, taip pat papildomų rezistorių R1 ir R6 varžos. Padalijus trumpo jungimo įtampą iš trumpo jungimo srovės, gaunama variklio inkaro grandinės varža Rvi .

Priklausomybėms u = f(t), i = f(t), n = f(t) gauti patariama atlikti atskirus bandymus. Variklis paleidžiamas ir stabdomas “Inkaro” mygtukais.

Nustatant pavaros GD2 laisvo judesio metodu, paleidžiamas variklis, pamatuojamas jo nusistovėjęs greitis n0 iir nusistovėjusi inkaro grandinės srovė I0 ir įtampa U0, o po to užfiksuojama variklio laisvo judesio priklausomybė n = f(t) iki visiško sustojimo.

Matavimų ir skaičiavimų rezultatus surašome į lenteles.

• Ataskaita

1. Darbo schema:

Naudotų mašinų ir prietaisų nominalūs duomenys

U P I n n.v.k. Rin

V kW A

% Ω

M 2 ~ 380 5,8 12 1450 85,0 –

G 1 = 115 6,5 56,5 1460 – –

M 1 = 115 3,25 28,2 2150 – –

2. Matavimo rezultatų lentelės, bandymų duomenys.

Įsibėgėjimo metodu:

I-a lentelė

Išmatuota Apskaičiuota

T i U n P Ps Pš Pk

S A V r/min W W W W

0,95 26 100 300 2600 44 1966 590

2,05 22 110 600 2420 100 1408 912

3,20 18 116 900 2088 178 942 968

6,05 12 125 1200 1500 261 419 820

9,00 7 132 1500 924 358 142 424

16,5 4 135 1710 540 444 46 50

P = UI

Trumpasis jungimas: U = 32 V; i = 11 A; E = 45 V;

Pk = P – (Ps + Pš)

Ps rasime grafiškai.

Braižome paleidimo charakteristikas:

Kitoje koordinačių sistemoje nusibraižome priklausomybes: Ps = ƒ(n) ir n = ƒ(U).

Pastaba: braižydami Ps = ƒ(n), duomenis imame iš II-os lentelės.

Apskaičiuojame integralą:

Pavaros smagratinis momentas:

Inercijos momentas:

Elektromechaninė laiko pastovioji:

Laisvo judesio metodu:

II-a lentelė

N I0 U Ps

r/min A V W

300 2,0 35 47,5

600 2,1 58 97,0

900 3,0 80 189

1200 3,2 100 262

1500 3,5 125 368

1710 3,7 140 441

Kai n0 = 1710 r/min, tai U0 = 135V, o I0 = 4A

Rezultatai stabdymo kreivei gauti:

n t

r/min s

1500 4,10

1200 11,5

900 19,3

600 28,1

300 38,3

0 50,4

Braižome priklausomybes:

Vienoje koordinačių sistemoje – Ps = ƒ(n) ir n = ƒ(t);

Kitoje – Ps = ƒ(t), kurią gausime iš pirmųjų dviejų.

Apskaičiuojame integralą:

Ak = 293