ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ

Dynamo s cizím buzením

Charakteristika naprázdno

Charakteristika naprázdno je závislost napětí kotvy na budícím proudu U₀(I_b) při chodu naprázdno a pří jmenovitých otáčkách.

Napětí naprázdno se prakticky rovná indukovanému napětí

kde c je konstanta, zahrnující elektromagnetické a geometrické uspořádání stroje, počet paralelních větví a pólových dvojic, F výsledný magnetický tok daný tokem budícím a určitým vlivem magnetického toku reakce kotvy, W mechanická úhlová rychlost rotoru

Ze vztahu je zřejmé, že charakteristika naprázdno vyjadřuje v určitém měřítku závislost magnetického toku na budícím proudu, což je pro konkrétní magnetický obvod vlastně magnetizační charakteristika B(H) a proto při měření měníme budící proud v daném intervalu ve stejném smyslu, jinak bychom dostali body, které neleží na příslušné větvi magnetizační křivky.

Jak plyne z výše uvedené rovnice pro napětí naprázdno, změní se polarita napětí dynama změnou polarity buzení nebo změnou smyslu otáčení.

Měřené dynamo poháníme cejchovaným stejnosměrným strojem, otáčky řídíme změnou napětí na jeho kotvě. Rozsahy měřících přístrojů a použitých rezistorů určíme podle štítkových údajů strojů. Při měření nejdříve nabudíme cejchovaný stroj na jmenovitou hodnotu (musíme jako nezbytnou podmínku bezpečné práce stejnosměrného motoru budící proud kontrolovat po celou dobu měření!) a soustrojí postupným zvyšováním napětí na kotvě cejchovaného stroje rozeběhneme na jmenovité otáčky, které udržujeme během celého měření konstantní.

Vnější zatěžovací charakteristika

Jedná se o závislost napětí dynama na výstupním proudu U(I_a) při I_b=konst. Pro svorkové napětí dynama platí

kde U_i=c.F .D U_k je napětí indukované ve vinutí kotvy R_a.I_a celkový úbytek v obvodě kotvy, tj. včetně pomocných pólů a D U_k úbytek napětí na kartáčích (0,5-2V).

Vlivem úbytku R_a.I_a by měl být pokles napětí lineární a zatěžovací charakteristika přímková. Ve skutečnosti nastává pokles indukovaného napětí dynama zeslabením magnetického toku vlivem reakce kotvy.

Dynamo s paralelním buzením

Otáčková regulační charakteristika

Tuto charakteristiku definujeme jako závislost napětí naprázdno na otáčkách U₀(n) při R_d=konst.

Je zřejmé, že nepřivádíme do dynama žádný magnetizační proud - dynamo musí být schopno samo se nabudit. Z těchto důvodů je nutnou podmínkou nabuzení napětí a tím způsobí proud v budícím vinutí.

Magnetický tok vyvolaný proudem může být stejného smyslu jako remanentní tok, dynamo se nabuzuje, nebo opačného smyslu, potom malé remanentní napětí ještě poklesne.

Velikost napětí, na které se dynamo nabudí, je dáno průsečíkem přímky popisující lineární budící obvod U₀=(R_b+R_d)I_b a nelineární charakteristiky naprázdno U₀(I_b).

Vnější zatěžovací charakteristika

Vnější zatěžovací charakteristika je závislost napětí dynama na výstupním proudu U(I_a) při R_d=konst. a n=konst.

Schéma zapojení je doplněno o zatěžovací obvod, jak je v obr čárkovaně naznačeno. U dynama s paralelním buzením napětí při zatěžování klesá rychleji, než u cize buzeného dynama (dynamo s paralelním buzením je měkčí zdroj). Je to způsobeno tím, že budící proud se mění - klesá s napětím. Snížení budícího proudu způsobuje, že od určitého zatížení další zmenšování zatěžovacího odporu nevede ke zvětšování proudu kotvy, ale charakteristika se vrací k počátku souřadnic. Ustálený proud nakrátko je malý, daný remanentním napětím a odporem v obvodu kotvy.

Naměřené hodnoty

Cizí buzení

Charakteristika naprázdno

I_b [A]	0,4	0,35	0,3	0,25	0,2	0,1	0,05	0	-0,02	-0,05	-0,15	-0,25
U₀ [V]	350	300	270	250	235	160	120	19	0	-45	-170	-240

-0,35	-0,4	-0,3	-0,25	-0,15	-0,1	-0,05	0	0,015	0,1	0,2	0,3	0,4
-290	-310	-270	-250	-200	-140	-75	-17	0	115	210	270	350

Vnější zatěžovací charakteristika

I_a [A]	0	0,14	0,2	0,3	0,5	1	1,5
U [V]	240	230	228	224	217	200	180

Paralelní buzení

Otáčková regulační charakteristika

n [ot]	0	200	300	400	500	600	700	750	760	770	780
U₀ [V]	0	1	2	3	4	5,5	9	15	19	26	33

790	800	810	820	840	860	880	900	950	1000	1100	1200
37	41	44	47	52	57	61	65	73	80	95	109

Vnější zatěžovací charakteristika

I_a [A]	0,14	0,4	0,6	1	1,2	1	0,7	0,44
U [V]	215	195	175	152	110	38	18	0

Grafy

Hodnocení

Z naměřené hysterezní smyčky je patrné, že dynamo má poměrně malou remanentní indukci a koercitivitu. Vnější zatěžovací charakteristika ukazuje, jak se tvrdý zdroj změní na měkký přepojením z cizího na paralelní buzení.