2.4.3. Выполнение эксперимента по снятию характеристик синхронного двигателя

2.4.3.1. U-образные кривые синхронной машины

Под понимаются характеристики, выражающие зависимость токов фаз якоря от тока в обмотке возбуждения при постоянной полезной мощности на валу и при постоянных напряжении и частоте питающей сети.

При снятии характеристики I= f (i_b ) токи фаз снимаются с амперметра комплекта приборов К505, а регулируемый резистором R1 ток возбуждения с амперметра РА1.

На холостом ходу (P2=0) U-образная характеристика снимается при разомкнутом выключателе SA2.

При снятии U-образной характеристики двигателя под нагрузкой для случая, когда Р₂ = 0.5P_h, оператору следует дополнитель­но выполнить следующие действия.

Замкнув выключателем SA2 якорную цепь машины постоянного тока М2 на переменный резистор R_H, используем ее в качестве нагрузки. Затем при помощи резисторов R_H - грубо и R2 – плавно увеличивают нагрузку на валу до величины Р₂ = 0,5 P_H так, чтобы токи фаз синхронного двигателя по амперметру комплекта приборов К505 были равны I_ф = 0,5 I_фн при cosφ=1. Для этого одновременно с увеличением нагрузки на валу необходимо изменять ток возбуждения синхронного двигателя резистором R1.

ШR2 и R_H при снятии характеристики I= f (i_b ). Результаты заносятся в табл.2.1 по форме 2.

Таблица 2.1

Форма 2

№ замера	ib	IA	IB	IC	IСР	PA	PB	PC	PФ	cosφФ	Примеч.
	A	A	A	A	A	Вт	Вт	Вт	Вт

, (2.1)

, (2.2)

. (2.3)

где I_A, I_B, I_C - токи фаз якорной обмотки синхронной машины, А;

P_A, P_B, P_C - активные мощности фаз якорной обмотки, Вт;

P_Ф - активная мощность фазы, Вт;

Р_1Ф = I_Ф U_Ф - мощность, потребляемая из сети, одной фазой, В·А.

2.4.3.2. Снятие рабочих характеристик синхронного двигателя

При снятии рабочих характеристик синхронного двигателя наибольший интерес представляют характеристики, полученные для следующих двух случаев:

a) при токе возбуждения I_B = i_BH для Р₂ = P_H и Соsφ = 1;

б) при токе возбуждения i_B = i_ВО на холостом ходу синхронного двигателя (СД) и cosφ= 1.

В первом случае нагружают СД при помощи машины постоянного тока М2 так, чтобы токи фаз якоря i_Ф = i_ФН cosφ= 1. Для этого после замыкания якорной цепи машины постоянного тока выключателем SA2, резисторами Р_Н и Р₂ создают соответствующую нагрузку на валу Р₂ = Р_Н , а резистором R1 устанавливают по фазометру Рφ cosφ= 1. Установив эту исходную точку, синхронный двигатель постепенно разгружают, снимая характеристики 1, P₁, M₂, η, cosφ = f(P₂), поддерживая при этом I_bh- const.

Аналогично выполняется опыт и для случая i_B = i_BO. Установив исходную точку на холостом ходу синхронного двигателя i_B = i_BO при cosφ = 1, постепенно увеличивают нагрузку, снимая характеристики 1, Р₁, М₂, η , сosφ = f(P₂), поддерживая ток возбуждения i - const.

При обработке экспериментальных данных по показаниям вольт­метра PV2 и амперметра РА2 следует определить полезную мощность машины постоянного тока М2, работающей в генераторном режиме, по выражению P_2Г=U₂ · I₂. Полезную мощность на валу синхронного двига­теля соответственно можно определить по формуле Р₂= P_2Г / η_Г. Если пренебречь потерями машины постоянного тока М₂, то можно считать, что Р₂~ P_2Г = U₂ · I₂.

Результаты опытов заносятся в табл. 2.2 по форме 3.

Таблица 2.2

Форма 3

№ опыта

Опытные данные

Расчетные данные

Прим.

IФ

PФ

сosφ

I2

U2

iB

Р2

η

М2

сosφ

Р1

РВОЗ

A

Вт

А

В

А

Вт

%

НМ

В·А

Вт

, (2.4)

, (2.5)

, (2.6)

, (2.7)

, (2.8)

, (2.9)

, (2.10)

, (2.11)

, (2.12)

где I_A, I_B, I_C, P_A, P_B, P_C - токи и активные мощности фаз, А, Вт;

I₂ и U₂- ток и напряжение двигателя постоянного тока, А и В;

М₂ и Р₂ - момент и мощность на валу синхронного двигателя, Н·м и Вт;

n - угловая частота синхронного двигателя, об/мин;

ω_C - угловая скорость синхронного двигателя, рад/с;

i_B и R_B - ток и сопротивление обмотки возбуждения синхронного двигателя, А и Ом;

Р₁ - мощность синхронной машины, потребляемая из сети, В·А;

Р_ВОЗ - мощность, потребляемая обмоткой возбуждения синхронного двигателя, Вт.