PDF datoteka - LES

MODELIRANJE ELEKTRIČNIH STROJEVdω2πdnMz= J = J . (9)dt 60 dtČe na iztečni krivulji izberemo točko pri nazivni hitrosti n n , lahko diferencialni kvocient (dn/dt), prigrafičnem določanju kotnega pojemka (slika 2), nadomestimo z diferenčnim in zapišemo:2π ∆n2πnnMz= J = J . (10)60 ∆t60 TPri tem je čas T enak subtangenti na krivuljo izteka v izbrani točki in ga določimo grafično z risanjemtangente skozi to točko.Vztrajnostni moment rotirajočih mas izračunamo z enačbo (10), a poznati moramo še zavorni navor M z vtočki, kjer smo poiskali odvod vrtilne hitrosti. Zavorni navor bomo izračunali s pomočjo zavorne moči P z ,katere določanje je opisano v naslednjem poglavju.3.3 Merjenje zavorne močiVztrajnostni moment je v našem primeru konstanten, zato lahko za njegovo določanje izberemo poljubnotočko (hitrost) na iztečni krivulji. Pri isti hitrosti kot je bil določen pojemek, določimo tudi zavorno moč,zato pri preizkusu prostega teka zagotovimo vrtenje motorja s to hitrostjo.Zavorno moč izračunamo iz rezultatov meritve prostega teka kolektorskega motorja. Takrat motor neoddaja nikakršne moči, zato je pritekajoča moč v motor enaka vsoti vseh izgub in sicer: izgub v navitjih,(električnih) izgub v ščetkah, izgub v železu ter izgub trenja in ventilacije:P0 = PCu-rot + PCu-vzb + Pšč + PFe + Ptr,v. (11)Izgube prostega teka izračunamo na osnovi meritev tokov in napetosti na motorju:P0 = Prot + Pvzb = Urot ⋅ Irot + Uvzb ⋅ Ivzb, (12)pri tem je potrebno poudariti, da so v vzbujalnem navitju prisotne le izgube v bakru (P vzb = P Cu-vzb ), vseostale izgube motorja pa krije moč na rotorju (P rot = P Cu-rot + P šč + P Fe + P tr,v ).Ko motorju v prostem teku prekinemo napajanje rotorskega navitja, se začne rotor zaradi zavorne močiustavljati. Toka skozi rotorski tokokrog ni, tako da tam ni več električnih izgub v navitju in ščetkah, zaradivključenega vzbujanja pa izgube v rotorskem železu ostanejo, prisotne pa so še izgube trenja in ventilacije.Zavorno moč lahko za določeno delovno točko (npr. n = n n ) izračunamo tako, da od izgub prostega tekaodštejemo vse izgube, ki niso zavorne (mehanske). V našem primeru so to električne izgube v navitjih inščetkah:P = P + P = P − ( P + P + P ) . (13)z Fe tr,v 0 Cu-rot Cu-vzb ščKer izgub v ščetkah ne moremo enostavno določiti, ponavadi določimo kar celotne izgube rotorskegatokokroga in sicer s pomočjo izmerjene z upornosti tega tokokroga (R a ):P + P = I R + I ∆U ≈ I R(14)2 2Cu-rot šč rot šč apri čemer je R rot upornost samega navitja na rotorju (brez prehodne upornosti ščetk), ∆U šč je padecnapetosti na ščetkah in je največkrat nespremenljiv, R a pa upornost celotnega rotorskega tokokroga,izmerjena med priključnima sponkama A1 in A2.Z znano zavorno močjo izračunamo zavorni navor:P 60 PMz= =2z zω π n. (15)V izbrani točki na iztečni krivulji smo izmerili pojemek vrtilne hitrosti in s pomočjo zavorne moči izračunalizavorni navor, tako da lahko sedaj na podlagi enačbe (10) izračunamo vztrajnostni moment:5 - 3

MODELIRANJE ELEKTRIČNIH STROJEVMz60 TJ = . (16)2πnn4 VPRAŠANJA ZA RAZMISLEKa) Zakaj je računsko določanje vztrajnostnega momenta velikokrat nenatančno?b) Ali je v našem primeru pri izračunu zavorne moči potrebno upoštevati moč, ki se troši v vzbujalnemnavitju?c) Zakaj vzbujalnega navitja pri iztečnem preizkusu ne izključimo?d) Kako bi lahko določili izgube v železu kolektorskega stroja?e) Ali poznate sistem, katerega vztrajnostni moment se spreminja s hitrostjo.5 PRIPOROČENA LITERATURA[1] Peter Jereb, Damijan Miljavec, Vezna teorija električnih strojev, Založba FE in FRI, Ljubljana, 2009.[2] France Avčin, Peter Jereb, Preizkušanje električnih strojev, Tehniška založba Slovenije, Ljubljana,1983.[3] Miljavec Damijan, Peter Jereb, Električni stroji - temeljna znanja, Ljubljana, 2005.[4] Miloš Petrović, Ispitivanje električnih mašina, Naučna knjiga, Beograd, 1988.6 NEVARNOSTI PRI DELUPOZOR, NEVARNOST ELEKTRIČNEGA UDARA!NAPAJALNA IZMENIČNA IN ENOSMERNA NAPETOST DO 400 V.MERILNO VEZJE, INSTRUMENTE IN NAPRAVE VEDNO VEŽITE, PRIKLAPLJAJTE ALIODKLAPLJAJTE V BREZNAPETOSTNEM STANJU!MED MERITVIJO SE NE DOTIKAJTE MERILNIH VEZI, PRIKLJUČNIH SPONK INMERJENCA!POZOR, NEVARNOST OBLOKA IN VISOKE INDUCIRANE NAPETOSTI!OB PREKINITVI ENOSMERNIH TOKOKROGOV OBSTAJA MOŽNOST NASTANKAELEKTRIČNEGA OBLOKA IN INDUCIRANJA VISOKIH NAPETOSTI.POZOR, NEVARNOST DOTIKA VRTEČIH SE DELOV STROJA!ZARADI IZVAJANJA MERITEV, VSI VRTEČI DELI NISO MEHANSKO ZAŠČITENI.MED OBRATOVANJEM STROJA SE NE DOTIKAJTE IN NE SEGAJTE V OBMOČJEVRTEČIH SE DELOV STROJA!PO IZKLJUČITVI STROJA POČAKAJTE, DA SE LE-TA USTAVI!5 - 4

MODELIRANJE ELEKTRIČNIH STROJEVPRIPRAVA NA LABORATORIJSKO VAJO1. Trifaznemu asinhronskemu motorju z nazivnimi podatki: U n = 400 V, I n = 12 A, P n = 6 kW, cosϕ n = 0,83,n n = 2900 vrt/min, smo izmerili izgube trenja in ventilacije, ki v prostem teku (n ≈ n s ) znašajo P tr,v = 60 W.V prostem teku je bila izmerjena tudi iztečna karakteristika stroja, katere potek smo aproksimirali senačbo n(t) = 2t 2 – 160t + 3000 (vrt/min), ki velja na intervalu 0 ≤ t ≤ 30 s.Analitično določite vztrajnostni moment rotirajočih mas.5 - 5