Правила техніки безпеки під час роботи у лабораторіях № 125 та № 2304

Студенти допускаються до лабораторних робіт тільки після проведення інструктажу з техніки безпеки за особистим підписом у журналі.

1. Усі працюючі повинні знати та строго виконувати правила внутрішнього розпорядку кафедри.

2. Працювати треба уважно, обережно, не відволікаючись, не допускати необміркованих дій та рухів.

3. Перед початком роботи безпосередньо на робочому місці необхідно переконатися, що всі рубильники на щитку, від якого передбачено живлення схеми, знаходяться у розімкненому стані і забезпечують надійний видимий розрив.

4. Під час виконання лабораторної роботи всі працюючі повинні стояти на діелектричних килимках. Студенти при цьому повинні знаходитись тільки на робочих місцях, наданих кожному з них викладачем.

5. Зібравши схему, необхідно показати її для перевірки викладачу і отримати дозвіл подати напругу на робоче місце. Отримавши дозвіл, студент, який виконує увімкнення, повинен переконатися, що ніхто не торкається частин електрообладнання і проводів, чітко та голосно попередити: «Подаю напругу». Тільки після цього можна вмикати рубильники на робочому місці (у лабораторії № 2304 увімкнути рубильники Q2 і Q3 на щиті розподільного пристрою).

6. Подавати напругу на робочі місця із загального розподільчого щита та відключати її під час оперативної роботи має право тільки викладач або лаборант за вказівкою викладача.

7. У разі необхідності внесення змін у схему слід вимкнути всі рубильники на щитку робочого місця (у лабораторії № 2304 розімкнути рубильники Q2 і Q3), і тільки після внесення необхідних змін і перевірки викладачем або лаборантом знову виконати увімкнення в порядку, вказаному у п. 5.

8. Спостереження за показаннями приладів треба проводити, не торкаючись їх.

9. Регулювати опір реостатів можна лише не торкаючись іншого обладнання. Категорично забороняється одночасно торкатися корпусів двох або більше апаратів, які знаходяться під напругою.

10. Електрична машина здійснює аварійне відключення від мережі за допомогою рубильників на щитку робочого місця, якщо:

а) може статися або стався нещасний випадок, який потребує негайної зупинки електродвигуна;

б) з’явився дим чи вогонь з електродвигуна або його пускорегулювальної апаратури;

в) з’явилася вібрація, рівень якої вищий, ніж це допускають норми, що загрожує цілісності електродвигуна;

г) зіпсувався привідний механізм;

д) підшипник нагрівся до температури вищої, ніж це допускається інструкцією заводу-виробника;

е) значно знизилася частота обертання і швидко нагрівається електродвигун;

ж) значно збільшилася частота обертання.

11. Прохід із навчального класу у дослідний зал лабораторії № 125 під час лабораторної роботи має бути огороджений. Встановлення (зняття) переносних огорож здійснюється за наказом викладача.

12. Перед розпорядженням про подачу напруги викладач або лаборант повинні перевірити:

а) правильність зібрання схеми;

б) наявність захисних засобів;

в) дію сигналів і блокувань;

г) відсутність людей на дослідному полі, якщо їх присутність не передбачена програмою випробувань.

13. Приєднання до клем дослідних електричних машин повинно проводитися після їх повного відключення і зупинки.

14. Двері розподільчого пристрою і ящик автомата постійного струму повинні бути постійно закриті на замок.

Лабораторна робота 1С

ДОСЛІДЖЕННЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Мета роботи: ознайомитися з конструкцією синхронного генератора; визначити та проаналізувати його основні характеристики.

1. Програма роботи

1. Вивчити конструктивні особливості синхронного генератора.

2. Визначити та побудувати:

• характеристику холостого ходу:

, якщо , , ( Гц);

• зовнішню характеристику:

, якщо , , ( Гц);

• регулювальну характеристику:

, якщо , , ( Гц);

• характеристику короткого замикання:

, якщо , ( Гц).

2. Порядок виконання роботи

1. Визначити призначення електричних машин в агрегаті.

Синхронною називається безколекторна машина змінного струму, частота обертання якої є сталою відносно частоти мережі :

,

де – кількість пар полюсів.

У синхронних машинах ротор обертається з такою ж частотою і в тому ж напрямку, що й обертове магнітне поле , тобто синхронно.

Синхронний генератор (СГ)  основний тип генератора змінного струму, який застосовується під час виробництва електроенергії.

2. Ознайомитися з досліджуваною синхронною машиною та у звіті відмітити її конструктивні особливості:

• яка з обмоток розташована на статорі і яка на роторі;

• явнополюсна чи неявнополюсна машина;

• спосіб охолодження;

• наявність збуджувача або випрямляча.

3. Занести паспортні дані досліджуваної електричної машини до табл. 1С.1.

4. За паспортними даними визначити:

• кількість пар полюсів синхронного генератора ;

• схему з’єднання обмотки статора, яка відповідає напрузі 230 В.

Таблиця 1С.1

Тип генератора	Паспортні дані						Визначити
	, кВт	, В	, А	, хв-1		, %		схему з’єднання якірної обмотки

5. Для визначення характеристик використовується схема, наведена на рис. 1С.1.

Рис. 1С.1

Ротор синхронного генератора (G) обертає двигун постійного струму з паралельним збудженням (М). Пуск такого двигуна виконується за допомогою пускового реостата у колі якоря. Перед пуском він повинен бути повністю введений ( ), а реостат у колі збудження двигуна  повністю виведений ( ).

Усі характеристики СГ визначаються за сталої частоти обертання, яка дорівнює номінальній.

Частота обертання підтримується регулюванням струму збудження двигуна М за допомогою реостата . Контролюється частота обертання за показниками частотоміра (Hz), Гц.

6. Визначити характеристику холостого ходу , якщо , ( Гц).

Характеристика холостого ходу показує залежність ЕРС генератора від струму збудження за відсутності струму навантаження ( , ножі водяного реостата підняті) і сталій частоті обертання .

Характеристику холостого ходу визначають за зменшення струму збудження, тобто визначають падаючу частину характеристики.

Одночасно регулюючи опір реостатами та , встановити такий струм збудження синхронного генератора, за якого ЕРС генератора буде дорівнювати 250 В за частоти Гц. Це буде перша точка характеристики. Потім, підтримуючи , зменшити струм збудження до (розімкнути рубильник Q), за якого .

Дані вимірювань занести до табл. 1С.2.

Таблиця 1С.2

, B
, A
, Гц

7. Визначити зовнішню характеристику , якщо , , ( Гц).

Зовнішня характеристика показує, як змінюється напруга синхронного генератора у разі зміни струму навантаження і незмінного струму збудження (за сталої частоти обертання та сталого коефіцієнта потужності ).

Зміна напруги на затискачах генератора із збільшенням навантаження визначається за такими показниками:

• падіння напруги на активному опорі обмотки якоря і на індуктивному опорі розсіювання;

• вплив реакції якоря.

Вигляд зовнішньої характеристики залежить від характеру навантаження (активне, активно-індуктивне, активно-ємнісне), так як за різних значень кута вплив поздовжньої реакції якоря буде різним.

Зовнішню характеристику в даній лабораторній роботі визначають, вважаючи що  чисто активне навантаження (використовується водяний реостат).

Привести синхронний генератор в обертання з ( Гц) і збудити його до номінальної напруги . Це буде перша точка характеристики ( , ножі водяного реостата підняті). Опускаючи ножі водяного реостата, навантажити генератор від до і виконати ще 56 замірів.

Визначаючи зовнішню характеристику, слід уважно стежити за тим, щоб частота і струм збудження генератора весь час залишалися сталими.

Дані вимірювань занести до табл. 1С.3.

8. Визначити номінальну зміну напруги синхронного генератора за формулою

.

Таблиця 1С.3

, B
, A
, А
, Гц

У даній лабораторній роботі

,

де  напруга генератора під час холостого ходу ( ), яка дорівнює номінальній;

 напруга генератора за номінального навантаження ( ).

9. Визначити регулювальну характеристику , якщо , , ( Гц).

В умовах експлуатації за зміни навантаження від холостого ходу до максимального допустимого напруга мережі, на яку працює синхронний генератор, повинна залишитися сталою. Це може бути досягнуто регулюванням струму в обмотці збудження.

Регулювальна характеристика показує, як потрібно змінити струм збудження , щоб за зміни струму навантаження напруга генератора залишилася сталою.

Вигляд регулювальної характеристики (як і зовнішньої) також залежить від характеру навантаження, тобто від величини і знака кута . У даній лабораторній роботі регулювальна характеристика також знімається за чисто активного навантаження ( ).

Привести генератор в обертання і, регулюючи струм збудження, встановити за таку напругу, яка була отримана під час зняття зовнішньої характеристики за номінального струму (табл. 1С.3). Це буде перша точка характеристики.

Потім генератор навантажують до , підтримуючи сталу напругу на затискачах генератора. Для цього потрібно збільшувати струм в обмотці збудження.

Дані замірів занести до табл. 1С.4.

10. Визначити характеристику трифазного короткого замикання , якщо , ( Гц).

Ця характеристика є залежністю струму в якірній обмотці від струму збудження за постійної частоти обертання .

Таблиця 1С.4

, В
, A
, A
, Гц

Частота обертання під час зняття цієї характеристики контролюється тахометром, оскільки за частотомір працювати не буде.

Знімати показання треба у такому порядку:

• рубильник Q розімкнути;

• реостат повністю ввести.

Три проводи, які йдуть до водяного реостата, замкнути накоротко за допомогою провідника. Після цього привести синхронний генератор в обертання і встановити номінальну частоту обертання .

У цьому режимі замірити струм кола якоря ( ), який викликається ЕРС залишкового магнетизму, оскільки . Це буде перша точка характеристики. Потім замкнути рубильник Q і збільшувати струм збудження так, щоб отримати .

Дані вимірювань занести до табл. 1С.5.

Таблиця 1С.5

, A
, A
, хв-1

За даними табл. 1С.2, 1С.3, 1С.4, 1С.5 зобразити характеристики холостого ходу, зовнішню, регулювальну та короткого замикання.