Laborationsrapport. Kurs Elkraftteknik. Lab nr 3 vers 3.0. Laborationens namn Likströmsmotorn. Kommentarer. Utförd den. Godkänd den.

Relevanta dokument
Laborationsrapport. Elinstallation, begränsad behörighet. Kurs. Lab nr 6. Laborationens namn Asynkronmotorn och frekvensomriktaren. Namn.

Några övningar som kan vara bra att börja med

Laborationsrapport. Grundläggande energilära för energitekniker MÖ1004. Kurs. Laborationens namn Asynkronmotorn och frekvensomriktaren.

Teori: kap 2 i ELKRAFT. Alla uppkopplingar görs med avslagen huvudbrytare på spänningskuben!!!!

Introduktion till elektroteknik och styrteknik Elkraft

Synkronmaskinen. Laboration Elmaskiner 1. Personalia: Godkänd: UMEÅ UNIVERSITET Tillämpad fysik och elektronik Dan Weinehall.

Roterande elmaskiner

Laborationsrapport Elektroteknik grundkurs ET1002 Mätteknik

Laborationsrapport. Elkraftteknik 2 ver 2.4. Mätningar på 3-fas krafttransformator. Laborationens namn. Kommentarer. Utförd den. Godkänd den.

Automation Laboration: Reglering av DC-servo

Fö 5 - TMEI01 Elkraftteknik Likströmsmaskinen

Fö 7 - TSFS11 Energitekniska system Likströmsmaskinen

Lik- och Växelriktning

Elektroteknikens grunder Laboration 2

Elenergiteknik Laboration 2

5. Kretsmodell för likströmsmaskinen som även inkluderar lindningen resistans RA.

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

Elektriska Drivsystem Laboration 3 Likriktarkopplingar. Likriktare uppbyggda av dioder och tyristorer. Teori: Alfredsson, Elkraft, Kap 5

Laborationsrapport. Kurs El- och styrteknik för tekniker ET1015. Lab nr. Laborationens namn Lik- och växelström. Kommentarer. Utförd den.

Elektriska Drivsystem Laboration 4 FREKVENSOMRIKTARE

Alla uppkopplingar görs med avslagen huvudbrytare på spänningskuben!!!!

Laborationsrapport. Kurs Elektroteknik grundkurs ET1002. Lab nr 5. Laborationens namn Växelström. Kommentarer. Namn. Utförd den. Godkänd den.

Elektronik grundkurs Laboration 1 Mätteknik

Laborationer Växelström trefas

Lik- och Växelriktning

4 Elektriska maskiner och kraftelektronik

Tentamen i Elkraftteknik för Y

Laborationsrapport. Kurs Elinstallation, begränsad behörighet ET1013. Lab nr 4 ver 1.5. Laborationens namn Trefas växelström. Kommentarer.

Mät kondensatorns reaktans

Tentamen (TEN1) TMEI01 Elkraftteknik

EJ1200 ELEFFEKTSYSTEM. ENTR: En- och trefastransformatorn

Lik- och Växelriktning

Systemkonstruktion LABORATION SWITCHAGGREGAT. Utskriftsdatum:

Lik- och Växelriktning

Tentamen i Elkraftteknik 3p

Fö 7 - TMEI01 Elkraftteknik Asynkronmaskinen

Strömförsörjning. Laboration i Elektronik 285. Laboration Produktionsanpassad Elektronik konstruktion

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

EJ1200 ELEFFEKTSYSTEM. SYNK: Synkronmaskinen

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

Laborationsrapport. Kurs Elinstallation, begränsad behörighet. Lab nr 2. Laborationens namn Växelströmskretsar. Kommentarer. Utförd den.

Laborationsrapport. Kurs Elektroteknik grundkurs ET1002. Lab nr 3. Laborationens namn Halvledarkomponenter. Kommentarer. Namn. Utförd den.

Varvtalsstyrning av likströmsmotorer

Apparater på labbet. UMEÅ UNIVERSITET Tillämpad fysik och elektronik Elektronik/JH. Personalia: Namn: Kurs: Datum:

Elektromekaniska energiomvandlare (Kap 7) Likströmsmaskinen (Kap 8)

Varvtalsstyrning av likströmsmotorer

Laborationshandledning för mätteknik

Förberedelseuppgifter DC (Likström)

Energiomvandling Ottomotor, Energi A 7,5 hp

1 Laboration 1. Bryggmätning

TENTAMENSUPPGIFTER I ELEKTROTEKNIK MED SVAR

Fö 10 - TSFS11 Energitekniska System Synkronmaskinen

Fö 10 - TSFS11 Energitekniska System Synkronmaskinen

Strömdelning. och spänningsdelning. Strömdelning

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Lab nr Elinstallation, begränsad behörighet ET1013 Likströmskretsar

Fö 7 - TMEI01 Elkraftteknik Asynkronmaskinen & Synkronmaskinen

Elektroteknikens grunder Laboration 3. OP-förstärkare

DIFFERENTALFÖRSTÄRKARE

Allmän symbol för diod. Ledriktning. Alternativ symbol för en ideal diod.

Lunds Tekniska Högskola Avdelningen för industriell elektroteknik och automation

TENTAMENSUPPGIFTER I ELEKTROTEKNIK

Spolens reaktans och resonanskretsar

Fö 4 - TMEI01 Elkraftteknik Trefastransformatorn Introduktion till Likströmsmaskinen

Tentamen Elenergiteknik

Undersökning av logiknivåer (V I

Lösningsförslag/facit till Tentamen. TSFS04 Elektriska drivsystem 11 mars, 2013, kl

Laboration II Elektronik

Konstruktion av volt- och amperemeter med DMMM

Ellära. Laboration 2 Mätning och simulering av likströmsnät (Thevenin-ekvivalent)

Energiomvandling Ottomotor

Att fjärrstyra fysiska experiment över nätet.

Elektronik grundkurs Laboration 5 Växelström

LABORATIONSINSTRUKTION DIGITAL REGLERTEKNIK. Lab nr. 3 DIGITAL PI-REGLERING AV FÖRSTA ORDNINGENS PROCESS

Experiment med schmittrigger

Elektricitetslära och magnetism - 1FY808. Lab 3 och Lab 4

Laborationsrapport. Kurs Elinstallation, begränsad behörighet ET1013. Lab nr 3 ver 2.1. Laborationens namn Enfas växelström. Kommentarer.

Elektromekaniska energiomvandlare (Kap 7) Likströmsmaskinen (Kap 8)

X-tenta ET Figur 1. Blockschema för modell av det nordiska kraftsystemets frekvensdynamik utan reglering.

Digitala kretsars dynamiska egenskaper

BILENS ELFÖRSÖRJNING. DEL 2: GENERATORN

Lösningsförslag/facit Tentamen. TSFS04 Elektriska drivsystem 19 aug, 2011, kl

Loh Electronics AB, Box 22067, Örebro Besöksadress: Karlsdalsallén 53 Örebro Tel

MSR Servoregulator (Lägesregulator) Drift- och Montageinstruktion. ANVÄNDNING MSR-1000 är en servoregulator med två användningsområden.

Tentamen (TEN1) TSFS11 Energitekniska system

Systemkonstruktion LABORATION LOGIK

Lik- och Växelriktning

Lösningar till övningsuppgifter i

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

Laboration 1: Styrning av lysdioder med en spänning

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 6 mars 2006 SVAR

Elektroteknikens grunder Laboration 1

- Digitala ingångar och framförallt utgångar o elektrisk modell

OP-förstärkaren, INV, ICKE INV Komparator och Schmitt-trigger

Laboration 1: Likström

Tentamen den 9 januari 2002 Elkraftteknik och kraftelektronik TEL202

Tentamen på elläradelen i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

IDE-sektionen. Laboration 5 Växelströmsmätningar

Mätning av elektriska storheter. Oscilloskopet

Permanentmagnetiserad synkronmotor. Industriell Elektroteknik och Automation

Transkript:

Laborationsrapport Kurs Elkraftteknik Lab nr 3 vers 3.0 Laborationens namn Likströmsmotorn Namn Kommentarer Utförd den Godkänd den Sign 1

Allmänt Uppgiften på laborationen är att bestämma karakteristiska kurvor för en likströmsmotor med shuntmagnetisering. Speciellt kommer varvtalsstyrning att studeras. Utrustning Matningsdon med variabel likspänning Bromsande maskin med momentgivare Belastningsmotstånd, shuntmotstånd, lastbrytare enligt schema Tyristorstyrning Terco CA3000A (MV4200) Mätinstrument Likströmsmotor märkdata: Ankarspänning [V] Ankarström [A] Varvtal [rpm] 2

Uppgift 1: Momentkurva och verkningsgrad vid konstant magnetiseringsström Koppla upp enligt figuren nedan. TO 30 TB 40 Bromsande likströmsgen. med momentgivare Likströmsmaskin Separatmagnetiserad + 220 V= F1 F2 G A1 A1 F1 M A2 A2 F2 + 0 220 V= + 220 V= TS 500/440 Komplettera kopplingen med mätinstrument så att motorns ankarström, ankarspänning, magnetiseringsström och magnetiseringsspänning kan mätas. Justera TS500 så att den står i sitt översta läge så att magnetiseringsströmmen blir så stor som möjligt. Kontrollera att belastningsresistorn TB40 står i läget för högsta resistans (minsta ström). Kontrollera att lastbrytaren TO 30 är frånslagen. OBS Kontrollera att kopplingarna är rätt utförda. Vid minsta tvekan kontakta läraren. Slå till brytarna för fast och variabel likspänning. Vrid upp ankarspänningen till 220 V. Justera ankarspänningen så att den är 220 V för varje mätning. Koppla in belastningsmotståndet med brytaren TO 30 och variera därefter belastningsmotståndet så att ankarströmmen varierar från ett högsta värde enligt tabellen. Sista värdet är tomgång. Orsaken till att vi börjar med högsta belastning är att vi då håller motorn vid en jämnare temperatur. Uppvärmningen av motorn påverkar annars mätresultatet. 3

Tabell 1 U a [V] I a [A] 220 7 220 6 220 5 220 4 220 3 220 2 220 tomgång Avlästa värden Im [A] M [Nm] n [rpm] P till [W] Beräknade värden P avg [W] η [%] Ändra matningsspänningen U a till 150 V och genomför samma mätningar med denna matningsspänning. Fyll i värden i tabell 2. Tabell 2 U a [V] I a [A] 150 7 150 6 150 5 150 4 150 3 150 2 150 tomgång Fyll i diagrammen: Avlästa värden Im [A] M [Nm] n [rpm] P till [W] Beräknade värden P avg [W] η [%] 4

Varvtalets beroende av momentet för ankarspänningarna 220 V och 150 V: Varvtal [rpm] 1900 1700 1500 1300 1100 2 4 6 8 10 Moment [Nm] Förklara mätresultatet med hjälp av sambanden som gäller för en likströmsmotor. 5

Verkningsgradens beroende av avgiven effekt vid ankarspänningarna 220 V och 150 V: Verkningsgrad [%] 100 80 60 40 20 400 800 1200 1600 2000 P [W] avg Förklara varför verkningsgraden ökar med belastningen. 6

Uppgift 2: Varvtalsstyrning med ankarspänningsreglering Kopplingen är samma som i uppgift 1: TO 30 TB 40 Bromsande likströmsgen. med momentgivare Likströmsmaskin Separatmagnetiserad + 220 V= F1 F2 G A1 A1 F1 A2 A2 F2 + 0 220 V= + 220 V= M TS 500/440 Justera TS500 så att den står i sitt översta läge så att magnetiseringsströmmen blir så stor som möjligt. Kontrollera att belastningsresistorn TB40 står i läget för högsta resistans (minsta ström). Kontrollera att lastbrytaren TO 30 är frånslagen. Slå till brytarna för fast och variabel likspänning. Vrid upp den variabla likspänningen till 220 V. Motorns varvtal blir nu cirka 1800 rpm. Koppla in belastningsmotståndet med brytaren TO 30 och variera därefter belastnings motståndet så att momentet blir 4 Nm. Minska matningsspänningen i steg om 40 V mot noll och fyll i tabell 3. Kontrollera att momentet är 4 Nm vid all mätningarna. U a I a I m M [V] [A] [A] [Nm] 220 4 n [rpm] 180 4 140 4 100 4 60 4 20 4 4 Fyll i diagrammet på nästa sida. 7

Varvtalets beroende av ankarspänningen vid konstant moment: Varvtal [rpm] 2000 1600 1200 800 400 50 100 150 200 250 U [V] a Förklara mätresultatet med hjälp av sambanden som gäller för en likströmsmotor. 8

Uppgift 3: Varvtalsstyrning med shuntreglering Samma koppling som i uppgift 1 TO 30 TB 40 Bromsande likströmsgen. med momentgivare Likströmsmaskin Separatmagnetiserad + 220 V= F1 F2 G A1 A1 F1 M A2 A2 F2 + 0 220 V= + 220 V= TS 500/440 Justera TS500 så att den står i sitt översta läge så att magnetiseringsströmmen blir så stor som möjligt. Kontrollera att belastningsresistorn TB40 står i läget för högsta resistans (minsta ström). Kontrollera att lastbrytaren TO 30 är frånslagen. Slå till brytarna för fast och variabel likspänning. Vrid upp den variabla likspänningen till 200 V. Motorns varvtal blir nu lägre än 1800 rpm. Koppla in belastningsmotståndet med brytaren TO 30 och variera därefter belastnings motståndet så att momentet blir 4 Nm. Öka varvtalet försiktigt med shuntreostaten TS 500 i steg om 100 varv upp till 2500 rpm. Kontrollera att momentet är 4 Nm vid all mätningarna. U a [V] I a [A] I m [A] M [Nm] n [rpm] 9

Varvtalets beroende av magnetiseringströmmen vid konstant moment: Varvtal [rpm] 2500 2300 2100 1900 1700 I [A] m 0.05 0.1 0.15 0.20 0.25 Förklara mätresultatet med hjälp av sambanden som gäller för en likströmsmotor. 10

Uppgift 4: Varvtalsregulator för likströmsmaskinen En varvtalsregulator skall alltid se till att varvtalet håller ett inställt värde oberoende av belastningen. För att det ska kunna ske måste varvtalet mätas med t.ex. en takometer och jämföras med det önskade varvtalet. Beroende på skillnaden mellan det uppmätta värdet och det önskade så kommer spänningen till motorn att styras så att skillnaden blir noll. I reglerteknik kallas det uppmätta värdet för ärvärde och det önskade värdet för börvärdet. Varvtalsregleringen kan beskrivas med ett blockschema enligt figuren nedan. börvärde + Σ ärvärde Regulator styrvärde (Ankarspänning) Motor varvtal Varvtalsregulatorn som används vid laborationen har beteckningen CA3000A (MV4200), se sidan 11 i laborationen. Från regulatorn erhålles: Magnetiseringsspänning: Ankarspänning: 200 V DC, 2 A 0 till 200 V DC, max 10 A Figuren nedan visar hur spänningarna erhålls 220~ Inkommande växelspänning F Likriktad spänning 220 V för magnetiserings strömmen, konstant spänning. Vanlig likriktarbrygga. De vita cirklarna är säkringar/anslutningar A Varierbar DCspänning 0 till 220 V för ankar strömmen. Tyristorströmriktare med enbart enbart två tyristorer, typen kallas halvstyrd enfasbrygga. Induktorn gör att spänningen blir nästan hel vågslikriktad. Induktorn är stor och väger cirka 20 kg! Tändningen av tyristorerna sker med pulser från pulsgeneratorn. Tändvinkeln bestämmer likspänningsnivån. 11

Insignalerna till varvtalsregulatorn är takometersignalen, ärvärdet, från likströmsmotorn och det önskade varvtalet, börvärdet. Figuren visar hur signalerna ansluts. P1 TG Potentiometern för börvärdet. Signalen leds vidare till förstärkaren n. Bygel 3 måste vara inkopplad. Anslutning för växelspänningen från takometern. Spänningen är proportionell mot varvtalet och den likriktas i diodbryggan. Signalen, ärvärdet, leds vidare till förstärkaren n. Bygel 2 måste vara inkopplad. n Förstärkare som förstärker skillnaden ärvärdet börvärdet. Den nedersta bygeln ska vara inkopplad. 1/G Potentiometer, styr förstärkningen i n På nästa sida visas den kompletta kopplingen 12

Uppkoppling för varvtalsreglering med takometer. Koppla regulatorn och likströmsmaskinen enligt figuren nedan. Generatorn med momentgivaren och belastningsmotståndet måste vara inkopplade på samma sätt som i uppgift 1. Ställ in potentiometrarna: P1 = 0 1/G n = 0,5 Ilimit = max 1/G i = 0,5 Koppla in byglarna: 2 3 ωn = 1 5 ωi = 1 6 M TG A Ställ in tomgångsvarvtalet till 500 rpm med potentiometern P1. Variera belastningen med belastningsmotståndet och mät enligt tabellen. Mät ankarspänningen och ankarströmmen med universalinstrument Moment [ Nm ] 0 2 4 6 Varvtal [ rpm ] Ankarspänning [ V ] Ankarström [ A ] Hur påverkades varvtalet vid ökat momentet i denna koppling jämfört med kopplingen utan varvtalsreglering? 13

Uppgift 5: Mätning av spänningen till fältlindningen med oscilloskop a) Mät spänningen till fältlindningen med oscilloskop beräkna från kurvans utseende spänningens medelvärde. b) Mät utspänningens medelvärde med voltmeter. Fältspänningens medelvärde ur oscilloskopbilden [ V ] Fältspänningens medelvärde mätt med voltmeter [ V ] Gör beräkningar och kommentarer här: Uppgift 6: Mätning av hur tändvinkeln beror av momentet. Använd samma uppkoppling och inställning som i uppgift 4. Ställ tomgångsvarvtalet till 500 rpm med P1. Koppla oscilloskopet till ankarspänningen. Mät enligt tabell. Moment [ Nm ] 0 2 4 6 Tändvinkel [grader] Förklara mätresultatet med hjälp av sambanden som gäller för en likströmsmotor. 14