Protokoll Thomas Feix Andreas Grill

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1 Protokoll Thomas Feix Andreas Grill Betreuer: Prof. Schlosser Im Zuge des Anfängerpraktikums SS 2006 PR 11 1.) Gleichstrommotor mit Permanentmagnet 2.) Untersuchung eines Trommelankers 3.) Nebenschlussmotor 4.) ( Reihenschlussmotor ) 5.) der fremderregte Generator

2 1.) Gleichstrommotor mit Permanentmagnet Hierbei wurde ein Gleichstrommotor aus einem Permanentmagneten und einem 3T-Anker gebaut. An die Bürsten am Kollektor wurde über ein digitales Netzgerät eine regelbare Spannung angelegt. Diese wurde in weiterer Folge soweit erhöht, bis der Motor zu laufen begann. Bei einer Anlaufspannung von etwa 12 Volt wurde ein Strom von 1,3 Ampere gemessen (welcher sich etwas senkte). Bei steigender Spannung erhöhte sich der Strom. Bei der Maximalspannung von 30 Volt stellte sich ein Strom von 2,23 Ampere ein. Ändert man die Stellung der Kohlebürsten, verändert man den periodischen Zeitpunkt der Umpolung der Spulen (somit die Lage der Spulen beim Zeitpunkt der Umpolung). Die optimale Stellung der Bürsten ist von der senkrechten Achse ein wenig geneigt. Bringt man die Bürsten in waagerechte Position (annähernd parallel zu den magnetischen Feldlinien des Hufeisenmagneten), bleibt der Rotor komplett stehen. 2.) Untersuchung eines Trommelankers Wir verwenden einen Trommelanker, mit einer 2-poligen Schleifenwicklung. Nutzahl N = 12 Kollektorlamellenzahl k= 24 Spulenzahl S = k = N * u => S= 24 Nutschritt y N = y 1 / u => y N = 5 Wickelschritt (die Formel stimmt nur ungefähr) y 1 = S/2p =10 Ob es sich um eine ein oder zweigängige Schleifenwicklung handelt war mit dem Multimeter nicht feststellbar, da die Widerstände der Spulen zu gering waren um sie mit dem Multimeter messen zu können. Für das Wicklungsschaltbild wurde eine eingängige Wicklung gewählt. Skizze des Wicklungsschaltbildes: auf Zusatzblatt. 3.) Nebenschlussmotor Es wurde hier ein Nebenschlussmotor aus einem (vermutlich zweipoligen) Stator und einem Trommelanker gebaut (der Stator wurde zwar extra betrieben, die beobachteten Phänomene sollten jedoch auch bei einem echten Nebenschlussmotor anzutreffen sein). Nach Optimierung der Motorapparatur (Erregerstrom = 0.9 A; Bürsten-Position ungefähr waagerecht) wurde der Ankerstrom zwischen 0,7 und 1,3 Ampere variiert. Die Drehzahl aufgetragen gegen U A -R A I A findet sich in (Abb. 1).

3 Abb.1 Anschließend wurde eine Wirbelstrombremse an der Achse der Apparatur montiert und justiert (es wurde bei Leerlaufbelastung eine waagerechte Position der Hebelarme hergestellt (Nullpunkt)). Danach wurde das Belastungsmoment bis zu 0,1 Nm erhöht und jeweils die Wirbelstrombremsspannung solange erhöht, bis wieder Gleichgewicht hergestellt war (Hebelarme waagerecht).drehzahl und Ankerspannung wurden in (Abb. 2) gegen das Bremsmoment aufgetragen. Dass die Kurve nicht durch den Nullpunkt geht, bedeutet, dass sogar bei einem eingestellten Bremsmoment gleich Null andere Verluste auftreten (z.b.: Reibung).

4 Abb. 2 4.) ( Reihenschlussmotor ) 5.) der fremderregte Generator

5 Als Antrieb für den Generator wurde ein Reihenschlussmotor verwendet. Für den Generator selbst wurde wieder ein Trommelanker verwendet. Die Erregerspannung für den Generator war variabel und die Motordrehzahl konnte ebenfalls reguliert werden. Dann wurde der Erregerstrom des Generators auf 0,4 Ampere eingestellt und die Leerlaufspannung in Abhängigkeit von der Drehzahl gemessen. Die Leerlaufspannung wurde als Funktion der Drehzahl in (Abb. 3) dargestellt. Abb. 3 In weiterer Folge wurde die Drehzahl konstant gehalten und der Erregerstrom des Generators variiert von 0 bis 1,2 Ampere. (Abb. 4)

6 Abb. 4 Danach wurde die Apparatur dahingehend verändert, dass als Verbraucher ein Lastwiderstand in Serie mit einem Strommessgerät an die Bürsten des Generators geschlossen wurde. In (Abb. 6) wurde die Klemmspannung in Abhängigkeit vom Laststrom dargestellt. Abb.6