Tasasähkökestomagneettigeneraattorin testaus ja mittaus

Abstract

Tämä insinöörityö tehtiin Metropolia ammattikorkeakoululle. Työssä selvitettiin testaamalla ja mittaamalla suunnittelijan rakentaman tasasähkökestomagneettigeneraattorin ominaisuuksia. Mittauksissa oli päätarkoituksena selvittää tasasähkökestomagneettigeneraattorin 14 V:n kierrosnopeus, lähtömomentti, teho ja hyötysuhde. Tasasähkökestomagneettigeneraattorin käyttöolosuhteen tulisi toimia tuuligeneraattorina. Mittaustulokset antavat tärkeää tietoa suunnittelijalle tasasähkökestomagneettikoneen ominaisuuksista toimia tuulivoimakäytössä.

Mittaukset aloitettiin ammattikorkeakoulun sähkökonelaboratorioiden tiloissa. Aluksi rakennettiin kytkentäalusta tasasähkökestomagneettigeneraattorin mittauksia varten. Tämän jälkeen laboratorion sivuvirtakone laitettiin toimimaan voimakoneena laturin hihnan välityksellä. Jännitemittarilla tarkastettiin tasasähkökestomagneettigeneraattorin jännitteen olevan n. 14 V:n suuruinen, jolloin mitattiin generaattorin pyörimisnopeus takometrillä. Lähtömomentti mitattiin mekaanisesti tarkkuusvaakaa käyttäen. Teho ja tuotto mitattiin samalla kertaa käyttäen yleismittareita sekä tehoanalysaattoria.

Tasasähkökestomagneettigeneraattorin kierrosnopeudeksi mitattiin 815 kierrosta minuu-tissa ja lähtömomentin arvoksi 1,4 Nm. Tasasähkökestomagneettigeneraattoria kuormitettiin ja siitä saatiin enimmillään tehoa ja virtaa 91,5 W:n ja 6,48 A:n edestä. Hyötysuhteen arvoiksi mitattiin eri kuormitusvirroilla 0,14; 0,24; 0,31; 0,33 ja 0,34.

Tuloksia verrattiin Windstream Powerin tasasähkögeneraattoriin 443540 ja auton laturiin. Näistä vertailuista voitiin tehdä päätelmiä, joiden mukaan suunnittelijan rakentama tasasähkökestomagneettigeneraattori ei ole järkevä vaihtoehto tuottamaan tuulivoimalla sähköä.

This thesis was carried out for the Polytechnic Metropolia. The purpose of the work was to observe the properties of a permanent magnet dc generator created by a designer. This work is based on testing and measuring the device. The main objective was to determine the revolution per minute, breakaway torque, power and efficiency at 14 V. This information was important as the designer needed to know if the device could function as a wind generator.

In order to perform the measurements, a mounting for the connection of the permanent magnet dc generator had to be built. After that the laboratory’s shunt-excited dc machine was used as a power source for the permanent magnet dc generator through the battery charge’s conveyer. The voltage was checked by multimeter along with the generator’s revolution per minute using a tachometer. Breakaway torque was measured in a mechanical way by using scales. Power and efficiency was also measured by using multimeters and power analyzer.

The tests provided the following results: revolution per minute was 815 revolution per minute and breakaway torque 1,4 Nm. The permanent magnet dc generator was loaded at various speeds and the biggest power and current obtained were 91,5 W and 6,48 A. Efficiency values measured 0,14; 0,24; 0,31; 0,33 and 0,34 at different current loads.

These results were compared to Windstream Power’s 443540 permanent magnet dc generator and a car’s battery charger. The results and the comparison clearly indicate that the permanent magnet dc generator built by the designer is not a good solution for operating like a wind generator.