POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA 2013

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

STUDIA MAGISTERSKIE UZUPEŁNIAJĄCE

LABORATORIUM NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO

WYZNACZANIE MOMENTU BEZWŁADNOŚCI MASZYNY ELEKTRYCZNEJ

Semestr: II

Rok: I             

Skład sekcji:

1.        Madejak Andrzej

2.        Małachowski Sebastian

3.        Tarkowski Robert

4.        Grzyb Tomasz

5.        Skrobek Paweł

6.        Biegański Adam

1.   Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie momentu bezwładności maszyny elektrycznej metodą porównawczą

2.   Opis stanowiska

Stanowisko składa się z następujących elementów:

§ Dwa zestawy elektromaszynowe: silnik asynchroniczny + prądnica prądu stałego (na jednym z wałów zamontowano koło zamachowe ze stali)

3.   Dane maszyny przedstawiona na poniższych tabliczkach znamionowych:

Silnik prądu stałego bez koła zamachowego:

Typ: PZBb44b, IP44, Nr 4778020/1977, 2,2kW, 220V, 12,1A, 1500 obr/min S1, Wzb.: WŁ, 0,48A, ϑcz 40°C, 49,5kg, Kl. Izol. B, PN-72/E-06000

Silnik prądu stałego z kołem zamachowym:

Typ: PZBb54b, IP44, Nr 5731127/1974, 5,5kW, 220V, 28,8A, 1450 obr/min C, Wzb.: WŁ, 0,91A, ϑcz 40°C, 115kg, Kl. Izol. B, PN-72/E-06000

4.   Obliczenia

Obliczam moment bezwładności koła zamachowego zastosowanego w ćwiczeniu laboratoryjnym:

Jk=12mr2

m=πr2hγs

Gdzie: m – masa walca

r – promień walca = 0,15m

h – wysokość walca = 0,065m

γs=7500kg/m3 dla żelaza

m=π∙0,152∙0,065∙7500=34,46[kg]

Jk=12∙34,46∙0,152=0,388[kg∙m2]

Obliczam moment bezwładności zestawu elektromaszynowego zastosowanego w ćwiczeniu laboratoryjnym:

J=TTk-TJk

Gdzie:

Jk – moment bezwładności koła zamachowego

T – czas wybiegu bez koła – 14s

Tk – czas wybiegu z kołem zamachowym – 73s

J=1473-14∙0,388=0,092[kg∙m2]

Rys.1 Przebieg prędkości kątowej podczas rozpędzania i wybiegu silnika

5.   Wnioski:

Podczas przeprowadzenie badania dokonaliśmy pomiarów czasu wybiegu zestawu elektromaszynowego bez koła zamachowego oraz czasu wybiegu z kołem zamachowym. Różnice czasów jak widać z pomiarów są znaczne. Za pomącą wyliczenia momentu bezwładności metodą doświadczalną można wyliczyć w prosty sposób moment bezwładności samego zestawu elektromaszynowego. Z pomiarów widać iż im większy moment, tym trudniej zmienić ruch obrotowy ciała, np. rozkręcić dane ciało lub zmniejszyć jego prędkość kątową. Moment bezwładności odgrywa prawie taką samą rolę w dynamice ruchu obrotowego jak masa w dynamice ruchu postępowego, opisując relacje między momentem pędu, energią kinetyczną a prędkością kątową jak masa między pędem, energią kinetyczną a prędkością. Moment bezwładności zależy od osi obrotu ciała. Widać jak długo musimy czekać na ustalenie się prędkości znamionowej zestawu elektromaszynowego z kołem zamachowym co w tym przypadku jest zjawiskiem niekorzystnym.