Charakteristiky dynama

Pomůcky

• Měřicí souprava ISES, na pozicích vstupů A a B jsou připojeny moduly voltmetr přepnuté na rozsah 10 V,
• voltmetr A má připojen předřadný rezistor 2 MΩ pro zvětšení rozsahu voltmetru na 0 V; +20 V,
• dvojitý zdroj stejnosměrného napětí Aritma AUL 210, ampérmetr, tachodynamo K 4A2,
• měřené dynamo, pohonný motor, laboratorní stojan.

Úkoly

1. Změřit charakteristiku dynama, výstupní napětí na otáčkách při různém budícím proudu.
2. Změřit charakteristiku dynama, výstupní napětí na budícím proudu při konstantních otáčkách.

Teorie

Napětí dynama je závislé na otáčkách a magnetickém toku statoru dle vztahu

U = k n Φ ,

kde k je konstanta dynama závisející na způsobu vinutí a počtu závitů a Φ je magnetický tok statoru, který je u většiny dynam vytvářen budícím proudem.

Φ = N I / R_m ,

kde N je počet závitů budícího vinutí, I budící proud a R_m magnetický odpor tvořený ocelovým obalem dynama, pólovými nástavci, rotorem a vzduchovou mezerou mezi statorem a rotorem.

Výstupní napětí dynama tedy závisí kromě otáček na budícím proudu. Tato závislost je při malých proudech lineární, teprve při velkém budícím proudu už výstupní napětí nestoupá s rostoucím proudem, protože dochází ke snížení magnetického toku statoru dynama vlivem zakřivení magnetizační křivky magnetického obvodu.

Nastavení

Založíme nový soubor a nastavíme: čas 10 s, vzorkování 10 000 Hz, start manuální, panel č. 1 kanál A voltmetr 0 V; +10 V, kanál B voltmetr 0 V; +10 V. Aktivujeme i kanál E s výstupním napětím pila 0 V až 5 V frekvence 0,1 Hz.

Použijeme zobrazení typu X-Y, osa X bude zobrazovat napětí voltmetru na pozici kanálu B a osa Y napětí voltmetru na pozici kanálu A. To nastavíme tlačítkem a v otevřeném okně pokračujeme tlačítkem a v následujícím okně definice zobrazení

vybereme zobrazení typu X-Y, osa X bude zobrazovat vstupní kanál B1 a osa Y kanál A1. Na obou osách zobrazíme celý rozsah 0 až 10. Definici ukončíme tlačítkem .

Provedení

1. Na stojan připevníme pohonný motor, tachodynamo a měřené dynamo dle obrázku.

Motor připojíme na pravou část dvojitého zdroje napětí nastaveného na 24 V / 2 A, u této části zdroje stiskneme tlačítko EXT REF. Vývody tachodynama připojíme na modul voltmetr v kanálu B jednotky ISES. Na voltmetr v kanálu A připojíme výstupní svorky dynama (červené vodiče). Budící vinutí dynama (černé vodiče) připojíme přes ampérmetr na levou část zdroje napětí, který zatím nastavíme na 0 V / 1 A. Kanál E použijeme jako externí referenční napětí pro zdroj napájející pohonný motor, na jeho vývody připojíme zesilovač. Výstup zesilovače je připojen do konektoru v zadní části zdroje. Necháme si zapojení zkontrolovat vyučujícím, zapneme zdroj, nastavíme budící proud a spustíme měření.

Stoupající napětí kanálu E bude řídit výstupní napětí zdroje pro pohonný motor. Jeho otáčky se budou plynule zvyšovat. Zobrazení výsledků měření je typu X-Y. Na ose X je výstupní napětí tachodynama (tedy otáčky) a na ose Y výstupní napětí měřeného dynama. Měření provedeme pro budící proudy 0 A, 0,1 A, 0,2 A a 0,3 A. Zobrazení měření provedeme do jednoho obrázku pomocí tlačítka .

2. Do kanálu B připojíme ampérmetr, kterým budeme měřit budící proud měřeného dynama. Jako budící zdroj bude sloužit proměnný zdroj napětí nastavený na 24 V / 2 A, řízený referenčním napětím z kanálu E. Zdroj pro pohonný motor nastavíme na 12 V. Výstupní svorky dynama zůstávají stále připojeny na voltmetr v kanálu A. Po spuštění měření se zobrazí závislost výstupního napětí dynama na budícím proudu.

Protokol

Název: Charakteristiky dynama
Pomůcky:
Teorie:
Vypracování:

1. Naměřené grafy z obou měření vytiskneme na tiskárně a popíšeme osy všech grafů pomocí skutečných jednotek.

2. Odečteme z grafů výstupní napětí při následujících hodnotách:

Vstupní parametry	U  [V]
n = 1500 min-1,  Ib = 0,3 A
n = 3000 min-1,  Ib = 0,1 A
n = 4500 min-1,  Ib = 0,2 A

3. Odečteme z grafů otáčky při následujících hodnotách:

Vstupní parametry	n  [min-1]
16 V,  Ib = 0,3 A
12 V,  Ib = 0,2 A
6 V,  Ib = 0,1 A

4. Jaký odpor má mít budící vinutí, aby se dynamo mohlo samo nabudit na napětí 16 V?

Vyhodnocení měření

Naměřené hodnoty porovnáme s teoretickým průběhem. Nezapomeňte, že napětí dynama bylo měřeno s děličem 1:2, takže naměřené hodnoty napětí jsou ve skutečnosti 2× větší.

Výsledky

Název: Charakteristiky dynama
Pomůcky:
Teorie:
Vypracování:

Napětí dynama při různých budících proudech v závislosti na otáčkách:

Napětí dynama při stejných otáčkách v závislosti na budícím proudu:

Webmaster: Jiří Ryzner, poslední aktualizace: 21.7.2014