Návrh experimentálního dynamometru

Vít Filo

Bakalářská práce

Anotace:

Tato bakalářská práce se zabývá návrhem a realizací experimentálního dynamometru pro měření momentu a výkonu hřídelí elektrických strojů s výkonem do 1 kW. Konkrétně byl využit osmipólový asynchronní stroj s výkonem 0.04 kW. Cílem práce bylo ukázat možnosti řešení této problematiky a pomocí navržené brzdné sestavy změřit vybraný stroj. V průběhu práce bylo provedeno seznámení se s veličinami měřenými pomocí dynamometrů a popsány různé typy mechanických a elektrických dynamometrů. Návrh brzdné sestavy vycházel z předpokládaných parametrů stroje a zahrnoval výpočty minimálních rozměrů ramene. Jednotlivé díly brzdné sestavy byly vymodelovány a vytisknuty pomocí 3D tisku. Po vytisknutí sestavy byl proveden experiment v laboratoři, při kterém byla sestava připojena k měřenému stroji s délkou ramene 350 mm. Měření probíhalo pro tři zvolené frekvence: 30 Hz, 40 Hz a 50 Hz. Výsledky experimentu byly kriticky posouzeny a byla navržena opatření pro zamezení chyb, které byly experimentem zjištěny. Celkově byl zvolený návrh brzdné soustavy vhodným řešením pro měření momentu a výkonu hřídele stroje s výkonem do 1 kW. Vzhledem k výsledkům experimentu je vhodné zvážit lepší chlazení soustavy a volit jemnější způsob upnutí čelistí pro budoucí měření.

Abstract:

This bachelor thesis addresses the design and implementation of an experimental dynamometer for measuring torque and power of shafts of electrical machines with power up to 1 kW. Specifically, an eight-pole asynchronous machine with an output of 0.04 kW is utilized. The objective of this work is to demonstrate potential solutions to this problem and to measure the selected machine using the proposed brake assembly. Throughout the study, an introduction to the quantities measured by dynamometers was provided, and various types of mechanical and electrical dynamometers were described. The design of the brake assembly was based on the expected machine parameters and included calculations of minimum arm dimensions. The individual parts of the brake assembly were modeled and printed using 3D printing. Following the printing of the assembly, an experiment was conducted in the laboratory, where the assembly was connected to the machine with an arm length of 350 mm. Measurements were taken at three selected frequencies: 30 Hz, 40 Hz, and 50 Hz. The results of the experiment were critically reviewed, and measures were proposed to avoid the errors detected during the experiment. In conclusion, the selected brake system design proved to be an appropriate solution for measuring torque and shaft power in machines with a power rating of up to 1 kW. Based on the results of the experiment, it is recommended that future measurements employ improved cooling of the system and a more precise clamping method for the shoes.

Klíčová slova

mechanický výkon, mechanický dynamometr, elektrický dynamometr, asynchronní stroj, Autodesk Inventor, mechanical performance, mechanical dynamometer, electrical dynamometer, asynchronous machine

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 7. 5. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 24. 6. 2024
• Vedoucí: Ing. Jan Kolínský, Ph.D.
• Oponent: Ing. Štěpán Pacas

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích

Bakalářský studijní program / obor:
Strojírenství / Strojírenství