Drehzahlsteuerung der Gleichstrommaschine
Drehzahlsteuerung der Gleichstrommaschine
Drehzahlsteuerung der Gleichstrommaschine
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FACHHOCHSCHULE REGENSBURG<br />
ELEKTROMASCHINENPRAKTIKUM<br />
Name: Testat:<br />
Semester:<br />
Gruppe:<br />
Versuchsdatum:<br />
Abgabedatum:<br />
Versuch <strong>Drehzahlsteuerung</strong> von Gleichstrommotoren (2)<br />
Nr. 27 Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. Dieter Seifert (9/2001)<br />
Inhalt des Versuchsberichts:<br />
1) Aufgabenblatt; 2) Stu ckliste aller verwendeten Gerate mit Positionsnummern;<br />
4) Schaltbild mit Positionsnummern <strong>der</strong> Gerate laut Stu ckliste; 4) Messdaten in Tabellenform<br />
5) Auswertung <strong>der</strong> Messdaten; 6) Diagramme; 7) Bewertung <strong>der</strong> Ergebnisse<br />
1 Versuchsvorbereitung<br />
Bereiten Sie sich auf den Versuch mit folgenden weiteren Unterlagen vor:<br />
• Manuskript zur Vorlesung ”Antriebstechnik„<br />
• Manuskript zur Vorlesung ”Elektrische Maschinen„<br />
• Fragen zum Versuch "<strong>Drehzahlsteuerung</strong> von <strong>Gleichstrommaschine</strong>n"<br />
• Schaltplan zeichnen (einschlieö lich Klemmenbezeichnungen, Anschlusswerte,<br />
Messgerate...)<br />
2 Versuchsaufbau<br />
230V, 50Hz<br />
einstellbare<br />
Gleichspannung<br />
fu r die Erregung<br />
Gleichstrommotor<br />
Gleichstromgenerator<br />
Lastwi<strong>der</strong>stand<br />
Drehzahl-Drehmoment-<br />
Kennlinien und<br />
Betriebsdaten
Folgende Maschinen werden im Versuch verwendet:<br />
Gleichstrom- 220 V; 40,5 A;<br />
motor<br />
8 kW;<br />
1500 U/min;<br />
Err: 180 V; 1,4 A;<br />
Gleichstrom- 220 V; 95,7 A;<br />
generator<br />
22 kW;<br />
1500 U/min;<br />
Err: 180 V; 3,2 A;<br />
3 Versuchsdurchfu hrung<br />
Da die Gleichrichterbru cke fu r maximal 20 A ausgelegt ist, muss unbedingt darauf<br />
geachtet werden, dass dieser Strom nicht u berschritten wird!<br />
Es wird daher immer mit groötmo glichem Moment begonnen und dann stufenweise bis zum<br />
Leerlauf entlastet.<br />
Der Erregerstrom ist bei allen Messungen auf I eN = 1, 4A konstant zu halten.<br />
3.1 Messen: M, n, i A , I A , u A , U A , I e fu r<br />
Nr. Steuerwinkel α Drossel n/min -1 Oszillogramme<br />
1 minimal mit Volllast, Lu ckgrenze, Leerlauf<br />
2 wie 1 ohne Volllast, Leerlauf<br />
3 mit 800-850 min -1 bei I A = 20A Volllast, Lu ckgrenze, Leerlauf<br />
4 wie 3 ohne Volllast, Leerlauf<br />
5 mit 600-650 min -1 bei I A = 20A Volllast, Lu ckgrenze, Leerlauf<br />
6 wie 5 ohne Volllast, Leerlauf<br />
Zeichnen: Die sechs n-M-Kennlinien n f ( M)<br />
Diagramm einzutragen.<br />
= sind wahrend des Versuches in ein<br />
ACHTUNG! DROSSEL NUR IM LEERLAUF SCHALTEN!<br />
3.2 Messen: M, n, U Netz , I Netz , P Netz , i A , I A , u A , U A , I e mit Drossel bei Volllast und<br />
verschiedenen Drehzahlen<br />
4 Ausarbeitung<br />
• Zeichnen Sie die sechs Spannungswelligkeiten in ein Diagramm<br />
• Zeichnen Sie die sechs Stromwelligkeiten in ein Diagramm<br />
• Zeichnen Sie fu r Vollast P Netz , Q Netz , P mech in Abhangigkeit von <strong>der</strong> Drehzahl in ein<br />
Diagramm (als relative Groöen, Bezugsgroöe P N )<br />
• Zeichnen Sie fu r Vollast i A , I A , u A , U A und cos in Abhangigkeit von <strong>der</strong> Drehzahl in ein<br />
Diagramm (als relative Groöen, Bezugsgroöen U di0 und I AN )<br />
• Bestimmen Sie die Steuerwinkel α (Eintragen in obige Tabelle)<br />
• Erklaren Sie die Kennlinien, d.h. begru nden Sie die Verlaufe.
Nr. Frage Antwort<br />
1 Welche M-n-Kennlinien <strong>der</strong><br />
<strong>Gleichstrommaschine</strong> ergeben sich bei<br />
Variation des Ankerwi<strong>der</strong>standes?<br />
2 Welche M-n-Kennlinien <strong>der</strong><br />
<strong>Gleichstrommaschine</strong> ergeben sich bei<br />
Variation <strong>der</strong> Ankerspannung?<br />
3 Welche M-n-Kennlinien <strong>der</strong><br />
<strong>Gleichstrommaschine</strong> ergeben sich bei<br />
Variation des Flusses?<br />
4 Welche elektrische Groöe wird in diesem<br />
Versuch zur <strong>Drehzahlsteuerung</strong> verstellt?<br />
5 Welcher Stromrichter wird im Versuch<br />
verwendet?<br />
6 Welche Spannung (zeitlicher Verlauf)<br />
liefert <strong>der</strong> Stromrichter?<br />
7 Wodurch wird die Gleichspannung<br />
veran<strong>der</strong>t?<br />
8 Wie groö ist die maximale Spannung<br />
(Mittelwert) bei 230V Netzspannung?<br />
9 Wie groö ist die maximale Spannung<br />
(Momentanwert) bei 230V Netzspannung?<br />
10 Wie hangt die Gleichspannung vom<br />
Steuerwinkel ab?<br />
11 Welchen Wert misst ein Drehspul-<br />
Instrument?<br />
12 Welchen Wert misst ein Dreheisen-<br />
Instrument?<br />
13 Welchen Wert misst ein<br />
elektrodynamisches Messwerk?
14 Wie ist die Welligkeit definiert?<br />
15 Wovon hangt die Welligkeit <strong>der</strong> Spannung<br />
ab?<br />
16 Wovon hangt die Welligkeit des Stromes<br />
ab?<br />
17 Einem konstanten Gleichstrom von 100A<br />
ist ein sinusfo rmiger Wechselstrom von<br />
20A u berlagert.<br />
Wie groö sind fu r den gesamten Strom:<br />
- Mittelwert?<br />
- Effektivwert?<br />
- Welligkeit?<br />
18 Welcher Stromanteil ist dem Drehmoment<br />
proportional?<br />
19 Was bewirkt die zusatzliche Drossel?<br />
20 Was ist gefahrlicher beim Schalten <strong>der</strong><br />
Drossel:<br />
- Einschalten<br />
- Ausschalten<br />
- Ein- und Ausschalten<br />
21 Was bedeutet "Lu cken" ?<br />
22 Welche Auswirkungen hat das Lu cken?<br />
23 Wie kann man aus dem Oszillogramm <strong>der</strong><br />
Gleichspannung den Steuerwinkel<br />
erkennen?<br />
24 Welche Auswirkung hat die<br />
Phasenanschnittsteuerung auf das<br />
Wechselstromnetz?<br />
25 Welche Fragen haben Sie???
Drehzahl - Drehmoment - Kennlinie n = f ( M)<br />
Versuch: Drehzahlverstellung (3.1)<br />
Messung-Nr.:<br />
Drossel:<br />
M n i A<br />
I A u A U A I e<br />
Nm min -1 Skt. A/Skt. A Skt. A/Skt. A Skt. V/Skt. V Skt. V/Skt. V Skt. A/Skt. A
Drehzahl - Drehmoment - Kennlinie n = f ( M)<br />
Versuch: Drehzahlverstellung (3.1)<br />
Messung-Nr.:<br />
Drossel:<br />
M n i A<br />
I A u A U A I e<br />
Nm min -1 Skt. A/Skt. A Skt. A/Skt. A Skt. V/Skt. V Skt. V/Skt. V Skt. A/Skt. A
Drehzahl - Drehmoment - Kennlinie n = f ( M)<br />
Versuch: Drehzahlverstellung (3.1)<br />
Messung-Nr.:<br />
Drossel:<br />
M n i A<br />
I A u A U A I e<br />
Nm min -1 Skt. A/Skt. A Skt. A/Skt. A Skt. V/Skt. V Skt. V/Skt. V Skt. A/Skt. A
Drehzahl - Drehmoment - Kennlinie n = f ( M)<br />
Versuch: Drehzahlverstellung (3.1)<br />
Messung-Nr.:<br />
Drossel:<br />
M n i A<br />
I A u A U A I e<br />
Nm min -1 Skt. A/Skt. A Skt. A/Skt. A Skt. V/Skt. V Skt. V/Skt. V Skt. A/Skt. A
Drehzahl - Drehmoment - Kennlinie n = f ( M)<br />
Versuch: Drehzahlverstellung (3.1)<br />
Messung-Nr.:<br />
Drossel:<br />
M n i A<br />
I A u A U A I e<br />
Nm min -1 Skt. A/Skt. A Skt. A/Skt. A Skt. V/Skt. V Skt. V/Skt. V Skt. A/Skt. A
Drehzahl - Drehmoment - Kennlinie n = f ( M)<br />
Versuch: Drehzahlverstellung (3.1)<br />
Messung-Nr.:<br />
Drossel:<br />
M n i A<br />
I A u A U A I e<br />
Nm min -1 Skt. A/Skt. A Skt. A/Skt. A Skt. V/Skt. V Skt. V/Skt. V Skt. A/Skt. A
Fachhochschule Regensburg Praktikum PAT<br />
Versuch: Drehzahlverstellung (3.2)<br />
Datum:<br />
Prüfer:<br />
Unterschrift:<br />
M n P mech P mech /P N C I α I I Netz C P α P P Netz Q Netz P Netz /P N Q Netz /P N<br />
cosϕ<br />
MP Nm min -1 W A/Skt. Skt. A W/Skt. Skt. W VA<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
10<br />
C I α I i A i A /I N u A u A /U di0 C I α I I A I A /I N U A U A /U di0 I e U Netz<br />
MP A/Skt. Skt. A V A/Skt. Skt. A V A V<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
10
n<br />
min -1 2 6 10 14 18 22<br />
2000<br />
1800<br />
1600<br />
1400<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
0 4 8 12 16 20 24<br />
M<br />
Nm
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