Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü EEM 311 KONTROL LABORATUARI DENEY 03: DC MOTOR FREN KARAKTERİSTİĞİ 2012-2013 GÜZ DÖNEMİ Grup Kodu: Deney Tarihi: Raporu Hazırlayan Deneyi Yapanlar No: Ad Soyad: İmza:
Uygulama 1: DC Motorun Gerilim-Hız Karakteristiği Motor and Brake Characteristics Practical 1: Voltage to Motor Speed Characteristics Deney Devresi: Şekil 1: Tacho-generator ile motor hızı ölçümü düzeneği Deneyin Yapılışı: Bu deney iki aşamalı olup, anlatımda geçen elemanları görmek için dersin web sayfasında verilen mekanik birim tanıtım resimleri ne bakınız. Bilgisayar ekranından okunan gerilim değerleri çok salınım yaptığı için, deneydeki gerilim ölçümleri, mekanik birimdeki Digital Voltmetre ile yapılacaktır. DVM/RPM seçici anahtarının hemen solundaki DVM giriş soketi bu voltmetrenin ölçme ucu olmaktadır. Gerilim ölçmek için, seçici anahtar ile DVM konumunu seçerek, DVM giriş soketine bağlayacağınız bir kabloyu voltmetre probu gibi kullanınız. LCD ekran aynı zamanda motor devir hızını da gösterdiğinden, motor hızı ölçülürken düzenek bozulmadan sadece seçici anahtar RPM konumuna alınır. 1. Aşama: DC Motorun gerilim-hız karakteristiğinin çıkarılması Bu aşamada, DC motorun yükselteç girişine değişken gerilim uygulanarak hızı ölçülecek ve bu ölçümlerle DC motorun gerilim-hız karakteristiği çıkarılacaktır. Motorun değişken gerilimi Variable DC girişi ile sağlanacak, motor hızı ise, LCD ekrandan ölçülecektir. Motor hızı 1/32 oranına sahip dişliler üzerinden görüntülendiği için, bu değer 32 ile çarpılarak gerçek motor hızı elde edilir. 1) Mekanik birimin solunda bulunan manyetik fren ayar kolu en yukarıda olmalı. 2) Motorun güç yükselteç girişlerinde hiçbir giriş yok iken, yükseltecin offset ayarını(zero offset), motor durağan olacak şekilde ayarlayın (ok yukarı bakmalı). 3) Variable DC gerilimini, motor durağan olacak şekilde ayarlayın(ok yukarı bakmalı). 4) Board üzerinde 1,2 nolu bağlantıları yapın. Müsveddedir, değişecek. Sayfa 1 / 8
5) Bar Display i açın. Giriş sinyali mavi, tacho-generator çıkışı sarı grafik ile görülecektir. Yalnız, buradaki değerler çok salınım yaptığından, bunun yerine Digital Voltmetre ile ölçüm yapacağız. Bar Display değerlerini sadece gözlemleyin. 6) LCD ekranlı Digital Voltmetre ile motora uygulanan gerilimi ölçmek üzere, bu bağlantılara ilave olarak Variable DC çıkışını, bir kablo ile DVM girişine bağlayın (Bakınız: tanıtım resimleri). 7) RPM/DVM seçici anahtarını DVM konumuna getirin. 8) Ayarlı DC gerilimini Tablo 1 deki gibi önce 0 dan başlayak, önce +1,25 V sonra, 1,25 V değerine kadar kademeli olarak artan değerler uygulayıp, Vi girişi ve MH motor hızını tabloya kaydedeceksiniz. Hem gerilim hem de hız aynı LCD ekrandan okunacağı için RPM/DVM seçici anahtar DVM konumunda iken Vi gerilimini okuyun, daha sonra RPM konumuna getirerek motor hızı MH yi okuyup tabloya kaydedin. Vi [ V ] Motor Giriş Gerilimi Ayarlanacak Değer 1.25 1.00 0.75 0.50 0.25 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 Ayarlanan Değer Motor Hız Ölçümleri [RPM] LCD Gerçek Hız okunan (LCD okunan x32) Ayarlanacak Değer 80.0 60.0 40.0 20.0 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 62.5 TH [RPM] Tacho Hızı (1/32) Ayarlanan Değer Vt [ V ] Tacho Gen.Çıkış Gerilimi [V] Tablo 2: Tako-generatör hız- Gerilim çıkışı değişimi Tablo 1:Giriş gerilimine karşı motor hızı değişimi Müsveddedir, değişecek. Sayfa 2 / 8
Şekil2 : DC motorun gerilim-hız karakteristiği 2. Aşama: Tacho generatörün hız-gerilim karakteristiğinin bulunması Bu aşamada ise, tacho-generatörün çeşitli hız değerlerinde(th), ürettiği çıkış gerilimi Vt elde edilerek tacho generatörün hız-gerilim karakteristiği çıkarılacaktır. Tacho generatörün, 1000 RPM değerinde ürettiği gerilim karakteristik bir değer olup, tacho generatör gerilim faktörü denir. 9) Mekanik birimin solunda bulunan manyetik fren ayar kolu en yukarıda olmalı. 10) Motorun güç yükselteç girişlerinde hiçbir giriş yok iken, yükseltecin offset ayarını(zero offset), motor durağan olacak şekilde ayarlayın (ok yukarı bakmalı). 11) Variable DC gerilimini, motor durağan olacak şekilde ayarlayın(ok yukarı bakmalı). 12) Board üzerinde 1, 2, 3 nolu bağlantıları yapın. 13) Bar Display i açın. Sadece gözlemleyeceğiz. 14) Digital Voltmetre ile tacho generatör çıkış gerilimi ölçmek üzere, bu bağlantılara ilave olarak tacho generatör çıkışını, bir kablo ile DVM girişine bağlayın(bakınız: tanıtım resimleri). 15) Mekanik birimdeki LCD ekranı hız göstergesi olarak kullanmak üzere, RPM/DVM seçici anahtarını RPM konumuna getirin. 16) Ayarlı DC gerilimi ile oynayarak motor hızını LCD den okuyun. Motor hızını Tablo 2 deki gibi 0 dan başlayıp 80 RPM değerine kadar kademeli olarak arttırın ve bu değerlerdeki Vt değerini Tablo 2 ye (Sayfa 3 de) kaydedin. Önceki aşamada olduğu gibi, hem gerilim hem de hız aynı LCD ekrandan okunacağı için RPM/DVM seçici anahtar RPM konumunda iken motor hızını okuyun, daha sonra DVM konumuna getirerek Vt gerilimini okuyun ve Tablo 2 ye kaydedin. Müsveddedir, değişecek. Sayfa 3 / 8
Şekil 3: Tacho generatörün hız-gerilim karakteristiği Uygulama 1 bitti. Sonuçları hocanıza gösterdikten sonra bağlantıları sökünüz, Uygulama 2 ye geçiniz. Müsveddedir, değişecek. Sayfa 4 / 8
Uygulama 2: Fren Etkisi Motor and Brake Characteristics Practical 2: Effect of the Brake Deney Devresi: Şekil 4: DC motorun akım karakteristiği ölçüm düzeneği Deneyin Yapılışı: 1) Mekanik birimin solunda bulunan manyetik fren ayar kolu en yukarıda olmalı. 2) Motorun güç yükselteç girişlerinde hiçbir giriş yok iken, yükseltecin offset ayarını(zero offset), motor durağan olacak şekilde ayarlayın (ok yukarı bakmalı). 3) Variable DC gerilimini, motor durağan olacak şekilde ayarlayın(ok yukarı bakmalı). 4) Board üzerinde sadece 1 numaralı bağlantıyı yapınız. 5) Mekanik birimdeki armatür akımı çıkışı (Armature current output) 1V/A soketi ile ölçülür. Bu çıkışta 1A >1V olacak biçimde akım büyüklüğü, gerilim büyüklüğüne dönüştürülmüştür. Böylece gerilim ölçülerek akım ölçülmüş olacaktır. DC motor akımını PC den değil LCD den ölçeceğiz. Bunun için 2 nolu bağlantı olarak, mekanik birimdeki Armature current output soketi bir kablo ile DVM giriş soketine bağlantı yapın. 6) Seçici anahtarı RPM konumuna alınız. 7) Variable DC gerilimini, motor hızı 2000 RPM olacak şekilde ayarlayınız. Bunun için LCD de görülecek hız 2000/32 = 62.5 RPM olacaktır. 8) LCD den okunan değer, Tablo 3 ün 2. sütununa yazılacak ve 32 ile çarpılarak, gerçek motor hızı bulunarak 3. sütuna yazılacaktır. 9) Seçici anahtarı DVM konumuna alarak, LCD den Ia akımını okuyunuz ve 4. Satıra yazınız. 10) Mekanik birimin solunda bulunan fren kolunu sırasıyla 1 den 6 ya kadar değiştirip tablonun kalan kısımlarını tamamlayınız. üzerinde 1 numaralı bağlantıyı yapınız. Müsveddedir, değişecek. Sayfa 5 / 8
Tablo 3: Motor fren karakteristiği ölçümleri Fren Yükü Pozisyonu Motor Hızı (1/32) 0 62.5 1 2 3 4 5 6 MH[RPM] Motor Hızı Ia[A] Armatür Akımı 11) Bulunan değerlerden yararlanarak milimetrik kağıda motorun yük karakteristiğini çiziniz. Çizim izah edilecek. Şekil 5: Motorun yük karakteristiği eğrisi Uygulama 2 bitti. Sonuçları hocanıza gösterdikten sonra Uygulama 3 e geçiniz. Müsveddedir, değişecek. Sayfa 6 / 8
Uygulama 3: Motor Geçici Cevabı Motor and Brake Characteristics Practical 3: Motor Transient Response Deney Devresi: Deneyin Yapılışı: Şekil 6: Motor geçici cevabı ölçüm düzeneği 1. Aşama 1) Mekanik birimin solunda bulunan manyetik fren ayar kolu en yukarıda olmalı. 2) Board üzerinde 1-4 numaralı bağlantıları yapınız. 3) Chart Recorder ı açın. 4) Motorun güç yükseltecindeki offset ayarını(zero offset) saat yönünde en sona çevirin. 5) Fonksiyon generatöründen min. freq. ayarı ile kare dalga periyodunu 5 saniye olarak ayarlayın. 6) Kare dalga genliği -0.64V, +0.64V arasında değişecek şekilde ayarlayın. 7) Ekranı Deney3uygulama3a.jpg olarak kaydedin. 2. Aşama: 8) Board üzerinde 1,2,3,5 numaralı bağlantıları yapınız. 9) Mouse ile sarı probu 3 numaralı terminale alın. 10) Chart Recorder da x-y modunu seçin. 11) Ekranı Deney3uygulama3b.jpg olarak kaydedin. Uygulama 3 bitti. Sonuçları hocanıza gösterdikten sonra bağlantıları sökünüz. Müsveddedir, değişecek. Sayfa 7 / 8
Uygulama 4: Motor Zaman Sabiti Motor and Brake Characteristics Practical 4: Motor Time Constant Deney Devresi: Deneyin Yapılışı: Şekil 6: Motor zaman sabiti ölçümü düzeneği Deney oluşmaktadır. Deney Adımları: 12) Mekanik birimin solunda bulunan manyetik fren ayar kolu en yukarıda olmalı. 13) Board üzerinde 1-4 numaralı bağlantıları yapınız. 14) Chart Recorder ı açın. 15) Motorun güç yükseltecindeki offset ayarını(zero offset) saat yönünde en sona çevirin. 16) Fonksiyon generatöründen min. freq. ayarı ile kare dalga periyodunu 5 saniye olarak ayarlayın. 17) Kare dalga genliği -0.64V, +0.64V arasında değişecek şekilde ayarlayın. 18) Ekranı Deney3uygulama4a.jpg olarak kaydedin. 19) Maksimum değerin 63.3 / 100 üne erişim süresi motor zaman sabitidir. 2. Aşama: 20) Board üzerinde 4 numaralı bağlantıyı tacho generatör çıkışından sök, armatür akım çıkışı soketine bağla. 21) Ekranı Deney3uygulama4b.jpg olarak kaydedin. Uygulama 4 bitti. Sonuçları hocanıza gösterdikten sonra bağlantıları sökünüz Müsveddedir, değişecek. Sayfa 8 / 8