kolektorski ispitivanje

525

P'N'

PN

Reverziranje nezavisno uzbuenog istosmjernog motora

Reverziranje istosmjernog motoraUPRAVLJANJE I REGULACIJA

IM

26

Kod nezavisnih i porednih motora se koristi najee promjena smjera struje armature.

To se moe provesti: odjednom (samo za male strojeve), postepeno, ukljuivanjem otpornika u armaturni krug

ureajem koji se zove kontroler ili potpuno automatski.

Polaritet napajanja se zatim promijeni, i otpornici u krugu se postepeno iskljuuju.


27

PN


Reverziranje serijski uzbuenog istosmjernog motora

IM

28

Kod serijskih motora treba prespojiti samo napajanje armature.

Obino se to provodi tako da se pri iskljuivanju armature umjesto armature na uzbudu spoji relativno mali otpor.

Tada se zamijene dovodi na armaturi, i ponovo ukopa napajanje, preko otpora koji se postepeno smanjuju (slino kao kod nezavisnog motora).


29

Kod kompaundiranog motora se obino prespaja armatura.

Pri tome za serijski namot treba provesti isti postupak kao kod serijskog motora.

Inae bismo dobili protukompaundirani motor.


30

KOLEKTORSKI STROJEVI

ISPITIVANJA I KARAKTERISTIKE KOLEKTORSKIH

STROJEVAIspitivanja tijekom

proizvodnje

631

Kao i kod ostalih strojeva ispitivanja tijekom proizvodnje obuhvaaju:

ispitivanje kvalitete materijala koji se ugrauju,

ispitivanje sklopova i

ispitivanje gotovih strojeva.

U ispitivanje kvalitete materijala su ukljueni: konstrukcijski materijali, magnetski materijali, bakar i izolacijski materijali.

Ispitivanja tijekom proizvodnjeISPITIVANJA I KARAKTERISTIKE

32

Kod konstrukcijskih materijala se provjeravaju mehanika svojstva (vrstoa) i struktura zbog mehanikih naprezanja.

Kod magnetskih materijala za rotor se provjeravaju elektrika, magnetska i mehanika svojstva:

krivulja magnetiziranja,

specifini gubici,

povrinska izolacija i

deformiranost limova.


33

Bakar za vodie je standardiziran, pa ga ne treba posebno provjeravati.

Za lamele kolektora se koriste posebne dimenzije bakra (po narudbi), pa je potrebno provjeriti dimenzije i vodljivost istog bakra.

Kod izolacije se provjeravaju: mehanika svojstva,

elektrika svojstva i

dimenzije.


34

Od ispitivanja sklopova je najvanije:

provjera kolektora,

ispitivanje rotorskog paketa,

kontrola rotorskog namota,

kontrola statorskih namota,

kontrola oznaka namota i

naponski pokusi.

Za kolektor su najvanije dimenzije, centrinost i ubruenost, pa to treba posebno provjeriti.


35

Eventualni kratki spoj meu lamelama se ispituje u okviru ispitivanja spojeva rotorskog namota s kolektorom.

Ispitivanje rotorskog paketa, osim centrinosti, ukljuuje i provjeru izolacije meu limovima.

To je potrebno zato jer se rotor izmjenino magnetizira, pa bi uslijed kratkog spoja meu limovima mogle znatno porasti vrtlone struje.


36

Rotorski (armaturni) namot kolektorskog stroja je znatno sloeniji od namota izmjeninih strojeva.

Zbog toga je i mogunost greaka pri izradi vea nego kod namota za izmjenine strojeve.

Tehnologija izrade je takoer sloena, posebice izrada spojeva namota i kolektora.

Spojevi armaturnog namota i kolektora se najee izvode: mekim lemljenjem ili

varenjem.


737

Pri spajanju namota s kolektorom se mogu pojaviti dvije osnovne greke:

nesiguran spoj i

kratko spajanje susjednih lamela.

Stoga se provjerava vodljiva veza izmeu susjednih lamela.

Kontrola ispravnosti spoja se moe provesti:

grubo, ispitnom sijalicom ili

tonije, mjerenjem otpora meu pojedinim lamelama.


38

Otpor izmeu susjednih lamela mora biti svagdje jednak.

Lamela bez spoja s namotom je izolirana prema susjednim lamelama.

Osim spoja namota s kolektorom postoji i mogunost oteenja izolacije prema eljezu i izmeu zavoja svitaka.

Stoga se provjerava i izolacioni otpor namota.


39

Kod statorskih namota je mogunost greke manja jer namota ima manje, a i postupak spajanja je jednostavniji.

Ipak, kod strojeva s vie namota su greke mogue, pa spoj namota treba provjeriti.

Za glavni uzbudni namot je vano da je spojen tako da se magnetski polovi izmjenjuju: N - S - N - S itd.

Ovo se ispitivanje moe provesti tako da se uzbudnim namotom propusti struja, a magnetskom se iglom ispita magnetiziranje pojedinih polova.


40

I ispravno spojen namot moe biti pogreno oznaen.

Zbog toga je na izvedenom stroju potrebno provjeriti oznake stezaljki koje moraju biti u skladu sa standardom.

Posebno treba provjeriti stezaljke uzbudnog namota kod samouzbudnih strojeva jer prikljukom na armaturni napon mora porasti i uzbuda.

Ako je namot pogreno spojen, uzbuda e se u tom sluaju smanjiti.


41

Kao i za izmjenine strojeve, tako je i za kolektorske strojeve vano da napon izvora ne dospije na neizolirane dijelove stroja.

Stoga se uvijek provode i naponski pokusi.

Naponski se pokus provodi izmjeninim naponom i to tako da se taj napon narine izmeu ispitivanog namota i mase.


42

ot

Ispitni napon pri naponskom pokusu


max

0.5Uisp

min 10s 60s

Uisp

843Ispitni naponi za naponske pokuse


Ispitni napon namota koji uzbuuju

-Uzbudnika

1000V+2Uuzb max min 1500V-

Nezavisne uzbude

1000V+2Un min 1500V1kW

949

A

= Vn

pogonski

motor

ispitivani

stroj

uzbuda

Shema spoja za pokus praznog hoda prema generatorskoj metodi

Karakteristika praznog hodaISPITIVANJA I KARAKTERISTIKE

50

Uzbudni krug ispitivanog stroja se spoji tako da se struja u njemu moe reverzirati.

Pogonskim strojem se vrti ispitivani stroj konstantnim brojem okretaja, obino nazivnim.

Uz promjenu uzbudne struje se snima napon na stezaljkama armature ispitivanog stroja.


51Karakteristika praznog hoda


o

M

U [V]

Im [A]

M' -Umax

Umax

Er

52

Taj napon je u praznom hodu jednak induciranom naponu, pa se dobije karakteristika praznog hoda koja u drugom mjerilu predstavlja krivulju magnetiziranja.

Na poetku mjerenja se struja uzbude povisi na vrijednost kojoj odgovara maksimalni napon na armaturi Umax odnosno priblino 1.25 Un.


53

Postepeno se struja uzbude smanjuje uz mjerenje napona na stezaljkama.

Najprije se snimi gornji dio krivulje, od toke M do toke Er.

U toki Er struja uzbude je Im=0.

Inducirani napon je napon remanencije.


54

Potom se struja u uzbudnom krugu reverzira i poveava sve dok se ne dostigne toka M.

Cijela krivulja histereze se dobije simetrinim preslikavanjem krivulje od toke M do M.

Obino se crta samo dio u prvom kvadrantu.

Najvaniji dio karakteristike praznog hoda je od Er do M, posebno kod samouzbudnih strojeva, zbog napona remanencije.


10

55

Snaga, koju pogonski stroj uzima iz mree Pel, se troi na gubitke u njemu samome Pg i na mehaniku snagu koju predaje ispitivanom stroju Po:

ogel PPIUP +== U ovom izrazu su U i I mjerene vrijednosti napona i

struje pogonskog stroja.

Snaga Po se u ispitivanom stroju troi iskljuivo na gubitke u eljezu rotora PFe r i gubitke trenja i ventilacije Pg meh:

meh gr Feo PPP +=


56

o U

P0

Gubici u praznom hodu


Pg

Pg meh

57

Gubici pogonskog stroja Pg trebaju biti poznati za svaki iznos ulazne snage Pel (koja se mjeri) da bi se mogli odrediti gubici praznog hoda Po ispitivanog stroja.

Dakle, istovremeno sa snimanjem karakteristike praznog hoda mjeri se i elektrina snaga pogonskog stroja Pel.

Pomou nje se odredi ovisnost gubitaka praznog hoda o induciranom naponu Po=f(E).


58

Gubici u eljezu ovise o kvadratu napona, dok su gubici trenja i ventilacije konstantni.

Iznos gubitaka praznog hoda Po kod napona E=0Vnam daje gubitke trenja i ventilacije Pg meh.

Obino nas zanimaju gubici trenja etkica koje moemo jednostavno odrediti.


59

Razlika je jednaka gubicima trenja etkica Pg :

'meh gmeh g g PPP =

Za napon E=0V (odnosno odgovarajuu uzbudu koja zbog remanencije mora biti razliita od nule) mjerimo Po, odnosno gubitke trenja i ventilacije Pg meh uz podignute etkice.


60

Karakteristiku praznog hoda moemo snimiti i motorskom metodom.

Pritom moramo imati na raspolaganju izvor istosmjernog napona iji se iznos moe podeavati, a pogonski stroj nije potreban.


11

61

= Vn

ispitivani

stroj

uzbuda

Shema spoja za pokus praznog hoda prema motorskoj metodi


A

regulirani

istosmjerni

naponU

=

62

Motor je prikljuen na napon U. On uzima iz mree snagu koja se troi na gubitke u otporima armaturnog kruga Pg a, eljezu rotora PFe r i trenja i ventilacije Pg meh.

U krugu tee armaturna struja praznog hoda.

Pad napona na etkicama iznosi priblino 2V.


63

Budui da nas zanima karakteristika E=f(Im), promijenimo napon na armaturi.

Pri tome e se promijeniti brzina vrtnje, koju moemo podesiti (na potrebnu, konstantnu vrijednost) prilagoenjem struje uzbude Im.

Uz zanemarenje padova napona na otporima u armaturnom krugu inducirani napon iznosi :

2= UE


64

Dakle, za svaki iznos napona na motoru trebamo podesiti struju uzbude tako da dobijemo uvijek isti broj okretaja stroja.

Tako dobijemo parove vrijednosti (U, Im) i time funkciju E=f(Im).


65

Za male vrijednosti uzbudne struje se ovakvo snimanje ne moe provesti jer bismo za pokrivanje gubitaka trebali velike iznose armaturne struje.

U tom sluaju gubici na otporima u rotorskom krugu ne bi vie bili zanemarivi, i vie ne bismo imali stanje praznog hoda.

Takoer bi velika struja mogla otetiti kolektor.


66

Karakteristika praznog hoda serijskog stroja se ne moe snimiti sa serijskom uzbudom jer je uzbudna struja ujedno i struja optereenja.

Kao motor ovaj stroj ne moe raditi u praznom hodu zbog pobjega.


12

67

Budui da nas i kod takvog stroja zanima karakteristika zasienja, ona se snima kao i kod nezavisno uzbuenog stroja.

U tu svrhu treba uzbudni namot odvojiti od armature i spojiti na nezavisni izvor kojemu se moe podeavati napon.


68

Kratki spoj

ISPITIVANJA I KARAKTERISTIKE KOLEKTORSKIH STROJEVA

69

Kod istosmjernih strojeva se pokusom kratkog spoja ne dobivaju neki znaajni parametri stroja.

Meutim, u ovom se reimu esto ispituje komutacija jer moemo realizirati velike struje bez potrebne velike snage.

Pritom ne smijemo kratki spoj provesti kod punog napona, niti izvesti kratko spajanje kod uzbuenog stroja, jer bismo praktiki trenutno mogli unititi kolektor.

Zato se uvijek kratko spaja neuzbuen stroj.

Kratki spojISPITIVANJA I KARAKTERISTIKE

70

ak i kod porednog generatora postoji opasnost da struja kratkog spoja bude prevelika.

Naime, ako etkice nisu u pravoj neutralnoj zoni, postoji uzduna komponenta protjecanja armature ad

r

Ona moe dovoljno uzbuditi stroj da struja kratkog spoja Ik bude puno vea od struje Ik kad su etkice u neutralnoj zoni.


71Utjecaj uzdune komponente protjecanja armature na struju

kratkog spoja

ar

kIo

U

I'kI

adr

n


poloaj etkica i protjecanje armature

ovisnost napona o struji

72

To se moe desiti ako su u generatorskom radu etkice pomaknute u suprotnom smjeru od smjera vrtnje.

Zato se etkice prije pokusa pomaknu u smjeru vrtnje.

Za vrijeme rada u kratkom spoju ih polako i oprezno, uz kontrolu struje, dovedemo u neutralnu zonu.


13

73

Karakteristike


74

U bilo kojoj radnoj toki stanje stroja se moe okarakterizirati s nekoliko veliina:

U - napon na stezaljkama, I - struja optereenja, Im - uzbudna struja, n - brzina vrtnje, M - moment na osovini, Pmeh - snaga na osovini, Pel - elektrina snaga, Pg - gubici i - stupanj djelovanja.

KarakteristikeISPITIVANJA I KARAKTERISTIKE

75

Neke od ovih veliina se mogu direktno mjeriti (U, I, Im, n), a neke se odreuju indirektno (Pmeh , Pg , ).

Elektrina snaga Pel i moment M se mogu mjeriti direktno, ali se mogu odrediti i indirektno.

Sve navedene veliine su meusobno ovisne, pa se prema potrebama njihove ovisnosti mogu prikazati dijagramima.

To nam esto daje dobar uvid u svojstva stroja.


76

Najee se koriste sljedee karakteristike:

U = f (Im), uz I=konst. - karakteristike zasienja, U = f (I) - vanjska karakteristika u generatorskom radu, Im = f (I) - karakteristike regulacije, n = f (I) - karakteristika brzine vrtnje motora, n = f (M) - vanjska karakteristika motora i M = f (I) - karakteristika momenta motora.


77

Karakteristike zasienja


78

Karakteristike zasienja daju ovisnost napona na armaturi U o uzbudnoj struji Im, uz n=konst. i I=konst.

Krivulje se snimaju za razliite iznose struje armature, npr. I=0, I=0.5In, I=In i I=1.5In, pa se dobije porodica krivulja zasienja.

Karakteristike zasienjaISPITIVANJA I KARAKTERISTIKE

14

79


Karakteristike zasienja

[ ]VU

[ ]AmIo A B C

konst.=n

I=0I=0.5InI=In

I=1.5In

80

Karakteristika praznog hoda je samo poseban sluaj karakteristike zasienja (za I=0).

U tokama A, B i C je napon jednak nuli, a inducirana elektromotorna sila pokriva padove napona u armaturnom krugu i na etkicama.


81

Karakteristike regulacije


82

Karakteristike regulacije prikazuju ovisnost uzbudne struje Im o struji armature I uz U=konst. i n=konst.

Pri prelasku iz generatorskog u motorski rad se mora promijeniti smjer napajanja kompaundnog namota.

Ukoliko to ne uinimo, dobijemo protukompaundirani stroj, to se moe vidjeti iz karakteristika regulacije.

Karakteristike regulacijeISPITIVANJA I KARAKTERISTIKE

83Karakteristike regulacije

[ ]AmI

o

konst.konst.==U n

[ ]AIradmotorski radki generators


kompaundirani stroj

natkompaundiranistroj

stroj s jakomreakcijom armature

84

Karakteristike regulacije nam daju uvid u stabilnost rada stroja.

Generator je stabilan ako potrebna uzbuda raste s optereenjem.

Motor je stabilan ako potrebna uzbuda pada s optereenjem.


15

85

Karakteristike brzine vrtnje


86

Karakteristika brzine vrtnje prikazuje ovisnost brzine vrtnje n o struji optereenja I, uz U=konst.

Ona ima slian karakter kao i vanjska karakteristika.

Prilikom snimanja se mijenja optereenje na osovini, a mjeri struja motora i brzina vrtnje.

Karakteristike brzine vrtnjeISPITIVANJA I KARAKTERISTIKE

87Shema spoja za snimanje karakteristike brzine vrtnje

n tereenjeza stroj

A

V

stroj ispitivani

+ +

konst.=U


88Karakteristike brzine vrtnje

o

n

I

on

konst.=U


protukompaundirani motor

potkompaundirani motor

jako kompaundirani motor

89

Ova je karakteristika interesantna kod poredno uzbuenih i kompaundiranih motora.

Jasno je da je protukompaundirani motor jako nestabilan.

I potkompaundirani motor moe postati nestabilan kod veih optereenja, kad zbog reakcije armature s porastom struje i brzina vrtnje poinje rasti.


90

Karakteristika momenta


16

91

Karakteristika momenta predstavlja ovisnost momenta M o struji optereenja I.

Ove se karakteristike znaajno razlikuju kod nezavisno (ili poredno) uzbuenih motora od karakteristika serijskih motora.

Karakteristika momentaISPITIVANJA I KARAKTERISTIKE

92Karakteristike momenta istosmjernih motora

o

M

I o

M

I


nezavisni i poredni motor serijski motor

93

Kod nezavisnih i porednih motora je ovisnost momenta o struji gotovo linearna, ali ne potpuno zbog reakcije armature.

Naime, zbog zasienja uslijed reakcije armature pada glavni magnetski tok, a time i moment.


94

Karakteristika momenta serijskog motora je u osnovi kvadratina parabola budui da je tok proporcionalan struji armature, a moment produktu toka i struje armature.

Za vee iznose struja se ovaj karakter gubi zbog zasienja.


95

Ispitivanje komutacije


96

Razloga za lou komutaciju ima mnogo, a meu znaajnije spadaju mehaniki.

Osnovni mehaniki uzroci su najee sljedei: neokruglost kolektora,

prevelika zranost u leajima stroja,

hrapavost kolektora,

vibracije svornika draa etkica,

stranje izolacionog tinjca iz kolektora,

neparalelni poloaj etkice u kutiji draa,

zaglavljivanje etkice u kutiji draa i

preveliki ili premali pritisak etkica.

Ispitivanje komutacijeISPITIVANJA I KARAKTERISTIKE

17

97

Zbog toga je prilikom ispitivanja komutacije najprije potrebno odstraniti te razloge ako je mogue.

Jedan dio ovih uzroka moemo otkriti jednostavnim pregledom, neke neto sloenijim ispitivanjima, a neki se mogu otkriti tek sloenim specijaliziranim mjerenjima.


98

Na primjer, neokruglost kolektora se moe ustanoviti pomou mehanikog indikatora koji se uobiajeno koristi pri finijim metalostrugarskim obradama.

Sloena ispitivanja su potrebna za vibracije koje nastaju uslijed dinamikog iskrivljavanja kolektora.


99

Jedna od tekoa pri ispitivanju komutacije je i nepostojanje objektivnog naina mjerenja kvalitete komutacije.

Mogli bismo rei da se mogu objektivno ocijeniti samo dva dijametralno suprotna stanja:

dobra komutacija kod koje uope nema iskrenja i

kruna vatra koja trenutno uniti kolektor.

Stupnjevi izmeu toga odreuju se na osnovi vizuelnog izgleda iskre.


100

Odreivanje crnog pojasa Tekoe s komutacijom djelomino rjeavamo

pomou pomonih polova.

Stoga moemo relativno jednostavnim pokusom ispitati utjecaj pomonih polova, odnosno njihovu efikasnost.

Pritom uz odreenu struju optereenja mijenjamo struju kroz pomone polove i odreujemo podruje u kojem nema iskrenja.

To podruje se naziva crni pojas.

Ispitivanje komutacije ISPITIVANJA I KARAKTERISTIKE

101

Shema spoja za snimanjecrnog pojasa

agregatpomoni

A

stroj ispitivani

A

tR

aI

dI

pI

Ispitivanje komutacije - Odreivanje crnog pojasaISPITIVANJA I KARAKTERISTIKE

102

Pomone polove napajamo dodatno iz malog pomonog agregata (ili drugog izvora) kojemu moemo reverzirati napon.

dap III +=

Uz struju Id iz pomonog agregata iznosi struja pomonih polova Ip:


18

103

n

aI

Io 1

a

dII

dmaxI

dminI

Crni pojas

Ispitivanje komutacije - Odreivanje crnog pojasaISPITIVANJA I KARAKTERISTIKE

dobro podeeni pomoni polovi

n

aI

I

o 1

a

dII

dmaxI

dminI

preslabi pomoni polovi(potkomutacija)

n

aI

I

o 1a

dII

dmaxI

dminI

prejaki pomoni polovi(natkomutacija)

104

Uz konstantnu brzinu vrtnje i odreenu struju armature poveavamo struju Id sve dok kolektor ne pone iskriti.

Taj iznos struje Id predstavlja gornju granicu crnog pojasa Id max.

Zatim struju Id smanjujemo i po potrebi reverziramo, opet do trenutka dok kolektor ne pone iskriti.

Ovaj iznos struje Id predstavlja donju granicu crnog pojasa Id min.


105

Postupak se ponovi kod drugih struja optereenja.

Obino se ispitivanje provodi za struje optereenja koje iznose: 0 In, 0.5 In, In i 1.5 In.

Krivulje Id max = f (Ia) i Id min = f (Ia) omeuju crni pojas.

Kod dobro udeenih pomonih polova do iskrenja dolazi za podjednake iznose dodatne struje pomonih polova u pozitivnom i negativnom smjeru.


106

Ako su pomoni polovi preslabi imamo sluaj potkomutacije.

Ako su pomoni polovi prejaki dolazi do natkomutacije.

Do iskrenja moe doi i pri strujama optereenja koje su manje od nazivne.

Na osnovu snimanja crnog pojasa se provodi korekcija zranog raspora pomonih polova. Zato se pomoni polovi i izvode s dva zrana raspora.


Documents

kolektorski ispitivanje