NAPĘDY ELEKTRYCZNE LABORATORIUM

Napędy elektryczne. Laboratorium
Ireneusz Krakowiak

Niniejszy skrypt zawiera ćwiczenia laboratoryjne z zakresu napędów elektrycznych. Przeznaczony jest przede wszystkim dla studentów Wydziału Samochodów i Maszyn Roboczych Politechniki Warszawskiej, odrabiających ćwiczenia na studiach inżynierskich w ramach Laboratorium Napędy elektryczne oraz Laboratorium Inżynieria pojazdów elektrycznych i hybrydowych.
Skrypt może stanowić pomoc zarówno dla słuchaczy studiów stacjonarnych, jak i niestacjonarnych. Może się okazać przydatny również na kierunkach mechanicznych innych wydziałów.
Intencją stworzenia skryptu było umożliwienie studentom lepszego przygotowania się do zajęć laboratoryjnych w tym obszarze wiedzy. Oprócz opisu zasadniczo proponowanego przebiegu ćwiczenia zasugerowano również możliwości co do rozszerzenia badań z wykorzystaniem istniejących na stanowisku środków technicznych. Poza prezentacją stanowiska i propozycją przebiegu ćwiczenia w opisie każdego z nich studenci znajdą krótką część merytoryczną oraz wskazówki, jaka wiedza z poprzednich etapów kształcenia jest niezbędna do wykonania ćwiczenia.

SPIS TREŚCI
Przedmowa. 7
1. WPROWADZENIE TEORETYCZNE (Ireneusz Krakowiak) 9
1.1. Wirujące pole wektorowe 9
1.2. Maszyna indukcyjna asynchroniczna 15
1.3. Charakterystyka mechaniczna silnika indukcyjnego asynchronicznego 17
1.4. Rozruch silnika indukcyjnego asynchronicznego 23
1.5. Moment dynamiczny – punkt pracy układu napędowego 25
1.6. Regulacja prędkości silnika indukcyjnego asynchronicznego 26
1.7. Hamowanie indukcyjnej asynchronicznej maszyny elektrycznej 31
Literatura uzupełniająca 33
2. POMIAR PODSTAWOWYCH PARAMETRÓW INDUKCYJNEGO ASYNCHRONICZ-
NEGO SILNIKA KLATKOWEGO (Ireneusz Krakowiak) 34
2.1. Wstęp. 34
2.2. Rozruch silnika z wykorzystaniem autotransformatora 34
2.3. Rozruch silnika z wykorzystaniem przełącznika gwiazda–trójkąt 36
2.4. Stanowisko laboratoryjne – budowa, procedura badań 39
2.5. Opracowanie wyników pomiarów 42
2.6. Zagadnienia dotyczące tematu ćwiczenia 45
Literatura uzupełniająca 45
3. POMIAR PODSTAWOWYCH PARAMETRÓW INDUKCYJNEGO ASYNCHRONICZ-
NEGO SILNIKA PIERŚCIENIOWEGO (Ireneusz Krakowiak) 47
3.1. Wstęp. 47
3.2. Rozruch asynchronicznego indukcyjnego silnika pierścieniowego 47
3.3. Stanowisko laboratoryjne – budowa, procedura badań 53
3.4. Opracowanie wyników pomiarów 55
3.5. Zagadnienia dotyczące tematu ćwiczenia 57
Literatura uzupełniająca 58
4. NAPĘD Z ZASTOSOWANIEM SILNIKA INDUKCYJNEGO TRÓJFAZOWEGO
STEROWANEGO FALOWNIKIEM (Paweł Roszczyk)59
4.1. Wstęp. 59
4.2. Metody sterowania prędkością obrotową silników indukcyjnych trójfazowych 59
4.3. Budowa i zasada działania falownika 62
4.4. Trójfazowy modulator PWM 64
4.5. Sposoby sterowania silnikiem asynchronicznym za pomocą falownika 67
4.6. Stanowisko laboratoryjne – procedura badań 70
4.7. Zagadnienia dotyczące tematu ćwiczenia 73
Literatura uzupełniająca 74
6
5. WYZNACZANIE ELEKTRYCZNYCH PARAMETRÓW ULTRAKONDENSATORÓW
(Paweł Roszczyk) 75
5.1. Wstęp. 75
5.2. Budowa i zasada działania 75
5.3. Podstawowe właściwości i zastosowania 77
5.4. Ładowanie i rozładowywanie superkondensatorów 79
5.5. Stanowisko laboratoryjne – procedura badań 84
5.6. Zagadnienia dotyczące tematu ćwiczenia 86
Literatura uzupełniająca 87
6. BADANIE WOLNOOBROTOWEGO, BEZSZCZOTKOWEGO SILNIKA PRĄDU
STAŁEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI (Piotr Piórkowski) 88
6.1. Wstęp. 88
6.2. Budowa i zasada działania 88
6.3. Napęd bezpośredni kół pojazdu 92
6.4. Zalety i wady napędu bezpośredniego kół pojazdu 93
6.5. Stanowisko laboratoryjne – budowa, procedura badań 94
6.6. Zagadnienia dotyczące tematu ćwiczenia 99
Literatura uzupełniająca 99
7. BADANIE WODOROWEGO OGNIWA PALIWOWEGO TYPU PEM (Piotr Piórkowski) 100
7.1. Wstęp. 100
7.2. Budowa i zasada działania 100
7.3. Stos ogniw paliwowych 103
7.4. Zalety ogniw paliwowych typu PEM w zastosowaniach motoryzacyjnych 104
7.5. Rodzaje strat i charakterystyka napięciowo-prądowa ogniwa paliwowego 106
7.6. Zastosowania ogniw paliwowych PEM w środkach transportu 108
7.7. Stanowisko laboratoryjne – budowa, procedura badań 109
7.8. Zagadnienia dotyczące tematu ćwiczenia 111
Literatura uzupełniająca111