SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKUELEKTROTEHNIČKI FAKULTET

Diplomski studij

Laboratorijska vježba broj 2:

UPRAVLJANJE ISTOSMJERNIM MOTOROM POMOĆU REGULATORA SIMOREG

Izvještaj

Kolegij Električni pogoni

Student: Davor Junušić, br. indeksa D-748Grupa: DE2

Nastavnik: Vedrana Jerković, dipl.ing. Osijek, travanj 2014.

1. RAD U LABORATORIJU

1.1. Zalet motora od mirovanja do nazivne brzine vrtnje za tri različita pojačanja

s

- 1 0 . 0 0 0 . 0 0 1 0 . 0 0

5 0 04 5 04 0 03 5 03 0 02 5 02 0 01 5 01 0 0

5 00

- 5 0

6 0

5 0

4 0

3 0

2 0

1 0

0

- 1 0

1 7 5 01 5 0 01 2 5 01 0 0 0

7 5 05 0 02 5 0

0- 2 5 0- 5 0 0- 7 5 0

N a p o n a r m a t u r e S t r u j a a r m a t u r e B r z i n a m o t o r a

Slika 1: Snimljeni odziv napona armature, struje armature i brzine vrtnje istosmjernog motora za najmanje pojačanje (R53=0)

s

0 . 0 0 1 0 . 0 0

5 0 04 5 04 0 03 5 03 0 02 5 02 0 01 5 01 0 0

5 00

- 5 0

6 0

5 0

4 0

3 0

2 0

1 0

0

- 1 0

1 7 5 01 5 0 01 2 5 01 0 0 0

7 5 05 0 02 5 0

0- 2 5 0- 5 0 0- 7 5 0

N a p o n a r m a t u r e S t r u j a a r m a t u r e B r z i n a m o t o r a

Slika 2: Snimljeni odziv napona armature, struje armature i brzine vrtnje istosmjernog motora za srednje pojačanje- potenciometar u srednjem položaju (R53 srednja vrijednost)

s

- 1 0 . 0 0 0 . 0 0

5 0 04 5 04 0 03 5 03 0 02 5 02 0 01 5 01 0 0

5 00

- 5 0

6 0

5 0

4 0

3 0

2 0

1 0

0

- 1 0

1 7 5 01 5 0 01 2 5 01 0 0 0

7 5 05 0 02 5 0

0- 2 5 0- 5 0 0- 7 5 0

N a p o n a r m a t u r e S t r u j a a r m a t u r e B r z i n a m o t o r a

Slika 3: Snimljeni odziv napona armature, struje armature i brzine vrtnje istosmjernog motora za najveće pojačanje

KOMENTAR:

U prvom dijelu vježbe smo snimali odzive napona armature, struje armature i brzine vrtnje za

zalet motora od mirovanja do nazivne brzine vrtnje. Odzive smo snimali za tri različita

pojačanja regulatora. U prvom slučaju potenciometar regulatora se nalazi u početnom

položaju, u drugom slučaju se potenciometar nalazi u srednjem položaju i u trećem slučaju se

potenciometar nalazi u krajnjem položaju.

Na slici 1. se nalaze odzivi za slučaj kada je potenciometar u početnom položaju i iznosi

R53=0. Na slici se može vidjeti da brzina vrtnje motora raste linearno i ima blago nadvišenje,

te se nakon završetka prijelazne pojave ustali na nazivnu vrijednost od 1500 o/min. Struja

armature pri pokretanja ima veliko nadvišenje sve dok traje prijelazna pojava, te se nakon

izjednačavanja momenta motora i momenta tereta, tj. nakon što brzina poprimi referentnu

vrijednost spušta na vrijednost od 0 A. Napon armature sadrži veći broj šumova koji su uzrok

harmonika koje generira tiristorski usmjerivač.

Na Slici 2 se nalaze odzivi za slučaj kada je potenciometar regulatora na srednjoj vrijednosti.

Može se vidjeti da kao i u prethodnoj slici brzina vrtnje nakon prijelazne pojave dostiže

referentnu vrijednost te da struja nakon početnog skoka pada na vrijednost 0 A. Napon

armature i dalje sadrži šumove uzrokovane harmonicima koji nastaju zbog tiristorskog

usmjerivača. Razlika između odziva sa Slike 1 i Slike 2 je u povećanim oscilacijama i

povećanoj nestabilnosti pri položaju potenciometra na srednjoj vrijednosti, pa se tako na Slici

2 mogu vidjeti oscilacije u brzini vrtnje zbog kojih imamo oscilacije struje armature tzv.

strujne skokove koji nastaju da bi održali brzinu vrtnje na referentnoj vrijednosti. Mogu se

vidjeti i nestabilnosti u naponu armature i dolazi do njihanja.

Na slici 3 su prilike kao i na Slici 2 uz još veće oscilacije brzine vrtnje što dovodi do većih

skokova struje. Veće su oscilacije i napona armature. Sve to dovodi do veće nestabilnosti tj.

većeg njihanja i propada.

Najbolji slučaj je kada se potenciometar regulatora nalazi na početnoj vrijednosti. Tada

imamo najmanje oscilacije i najmanju nestabilnost. Brzina vrtnje i struja se ustaljuju nakon

prijelazne pojave što nije slučaj pri ostala dva slučaja kad imamo veću nestabilnost brzine

vrtnje koje struja armature svojim skokovima pokušava kompenzirati. Povećanjem pojačanja

potenciometra rastu i nestabilnosti napona armature.

1.2. Snimanje odziva mjerenih veličina na skokovitu promjenu momenta tereta

s

0 . 0 0

5 5 0

5 0 0

4 5 0

4 0 0

3 5 0

3 0 0

2 5 0

2 0 0

5 0

4 0

3 0

2 0

1 0

0

- 1 0

- 2 0

1 7 0 0

1 6 5 0

1 6 0 0

1 5 5 0

1 5 0 0

1 4 5 0

1 4 0 0

1 3 5 0

N a p o n a r m a t u r e S t r u j a a r m a t u r e B r z i n a m o t o r a

Slika 4: Snimljeni odziv brzine vrtnje, struje armature i napona armature istosmjernog motora za skokovitu promjenu momenta

KOMENTAR:

U ovom dijelu vježbe teretili smo istosmjerni motor sinkronim generatorom. Prilikom

priključivanja tereta mogu se vidjeti oscilacije u brzini vrtnje. Te oscilacije regulacijski krug

kompenzira povećanjem struje armature kao što je vidljivo na Slici 4 da se u trenutku

uključivanja tereta pojavljuju nagle oscilacije struje armature. Zbog toga brzina oscilira u

okolici nazivne vrijednosti. Tako se može vidjeti važnost regulacije u električnim pogonima.

1.3. Snimanje valnih oblika struje motora u praznom hodu te nazivno opterećenog motora

s

0 . 0 0

5 5 0

5 0 0

4 5 0

4 0 0

3 5 0

3 0 0

2 5 0

2 0 0

4 0

3 0

2 0

1 0

0

- 1 0

- 2 0

- 3 0

1 7 0 0

1 6 5 0

1 6 0 0

1 5 5 0

1 5 0 0

1 4 5 0

1 4 0 0

1 3 5 0

N a p o n a r m a t u r e S t r u j a a r m a t u r e B r z i n a m o t o r a

Slika 5: Snimljeni odziv brzine vrtnje, struje armature i napona armature istosmjernog motora za prazni hod

s

0 . 0 0

5 0 04 5 04 0 03 5 03 0 02 5 02 0 01 5 01 0 0

5 00

- 5 0

4 0

3 0

2 0

1 0

0

- 1 0

- 2 0

1 7 5 01 5 0 01 2 5 01 0 0 0

7 5 05 0 02 5 0

0- 2 5 0- 5 0 0- 7 5 0

N a p o n a r m a t u r e S t r u j a a r m a t u r e B r z i n a m o t o r a

Slika 6: Snimljeni odziv brzine vrtnje, struje armature i napona armature istosmjernog motora za nazivno opterećeni motor

KOMENTAR:

Na slici 5 mogu se vidjeti odzivi napona armature, struje armature i brzine vrtnje pri praznom

hodu motora. Sustav se nalazi u diskontinuiranom načinu vođenja što se može vidjeti tako što

struja pada na nultu vrijednost i ostaje na toj vrijednosti neko vrijeme. Razlog tomu je taj što

se motor napaja iz tiristorskog usmjerivača čime je određen i valni oblik napona armature.

Brzina lagano oscilira u okolini nazivne vrijednosti.

Na slici 6 mogu se vidjeti odzivi napona armature, struje armature i brzine vrtnje pri nazivno

opterećenom motoru. Sustav se sada nalazi u kontinuiranom načinu vođenja što je vidljivo sa

slike tako što struja niti u jednom trenutku ne dostiže na vrijednost 0 već struja oscilira u

okolini nazivne vrijednosti.

2. ZAKLJUČAK

U ovoj vježbi smo upravljali istosmjernim motorom pomoću regulatora Simoreg , te smo

mogli vidjeti važnost korištenja regulatora u električnim pogonima. U prvom dijelu vježbe

smo mijenjanjem potenciometra na regulatoru mijenjali pojačanje regulatora i vidjeli važnost

podešenja odgovarajućih parametara regulatora, te smo vidjeli da za najmanje pojačanje

imamo i najstabilniji sustav s najmanje oscilacija. U drugom dijelu vježbe smo vidjeli važnost

regulatora pri priključivanju tereta na motori njegovu ulogu da pri promjeni opterećenja održi

brzinu vrtnje stabilnu povećanjem struje armature. U trećem dijelu vježbe smo snimali odzive

motora za prazni hod i nazivno opterećenje motora te smo vidjeli da se u praznom hodu

sustav nalazi u diskontinuiranom načinu vođena posljedicom tisristorskih usmjerivača i da se

pri nazivnom terećenju motora sustav nalazi u kontinuiranom načinu vođenja tj. struja nikada

nedostiže vrijednost 0.