- •1.2 Режим параллельной работы генератора с сетью
- •1.3 Двигательный режим работы
- •2 Исходные данные
- •3 Методические указания к расчету характеристик в режиме автономной работы
- •3.2 Рассчитать в относительных единицах параметры синхронной машины
- •3.11. Построить диаграмму Потье для номинального режима в относительных единицах в следующей последовательности (рис. 3.2):
- •При индуктивной нагрузке
- •4. Методические указания к построению характеристик синхронной машины при работе на сеть
- •Список рекомендуемой литературы
Министерство образования и науки Украины
Методические указания
к выполнению домашнего задания
«Расчет характеристик синхронной машины
с помощью векторных диаграмм»
по курсу «Электрические машины»
для студентов ЭМС и Э факультетов
Утверждено
редакционно-издательским советом НТУ «ХПИ», протокол № 1 от 15.12.2000
Харьков НТУ «ХПИ» 2001
1 Содержание задания
1.1 Автономная работа генератора
1. Рассчитать в относительных единицах параметры синхронной машины.
2. Построить в относительных единицах: характеристику холостого хода (ХХХ) E0*=f(Iв*); ненасыщенную характеристику холостого хода E0*’=f(Iв*); характеристику короткого замыкания (ХКЗ) Iк*=f(Iв*).
3. Вычислить:
- отношение короткого замыкания (ОКЗ);
- ток установившегося КЗ и ударный ток внезапного КЗ, если оно произошло при холостом ходе генератора;
- МДС обмотки возбуждения Fан*, эквивалентную МДС реакции якоря при номинальном токе якоря;
- номинальный вращающийся момент приводного двигателя (КПД генератора задан с учетом потерь на возбуждение, возбудитель сочленен с валом генератора).
4. Построить диаграмму Потье для номинального режима в относительных единицах и определить номинальный ток возбуждения Iв ном и номинальное изменение напряжения Uном.
5. Построить диаграмму Потье в относительных единицах при емкостном характере для I=Iном, cos=cosн и определить ток возбуждения и изменение напряжения.
6. С помощью диаграмм Блонделя рассчитать (с учетом насыщения) и построить характеристики в абсолютных единицах:
- регулировочную Iв=f(I) при U=Uном=const, cos=cosном=const;
- внешнюю U=f(I) при Iв=Iв ном=const, cos=cosном=const.
Определить номинальный ток возбуждения Iв ном* и для этого тока по ненасыщенной характеристике холостого хода найти Е0 ненас*, а по насыщенной характеристике холостого хода Е0 нас*.
1.2 Режим параллельной работы генератора с сетью
1. При номинальных напряжении и токе возбуждения определить:
- предельно возможную при условии устойчивой работы величину угла нагрузки (угла вылета) кр;
- максимальную мощность, которую может развивать генератор, Рmax;
- статическую перегружаемость генератора.
2. Рассчитать и построить в абсолютных единицах:
- угловую характеристику генератора Р=f() при Iв=Iвном=const, U=Uном=const, 0.
- U-образную характеристику генератора I=f(Iв), а также зависимости cos=f(Iв) и Q=f(Iв) при U=Uном=const, Р=Рном=const.
3. Определить максимально возможный ток при включении генератора на параллельную работу с сетью, если генератор возбужден до напряжения сети (Е0=Uc=Uном), но фаза ЭДС не отвечает условиям точной синхронизации.
1.3 Двигательный режим работы
С помощью диаграммы Блонделя определить ток возбуждения в двигательном режиме при U=Uном, I=Iном, cos=cosном, ток опережает напряжение сети.
2 Исходные данные
Исходными данными к выполнению домашнего задания являются следующие величины (см. табл. 2.1):
номинальная полная мощность генератора |
Sн, кВА; |
номинальное линейное напряжение |
Uнл, кВ; |
номинальный коэффициент мощности |
cosн= 0,8 |
номинальная частота вращения ротора |
nн, 1/мин; |
КПД |
, %; |
индуктивное сопротивление рассеяния якоря |
Хs, Ом; |
синхронные индуктивные сопротивления якоря по продольной и поперечной осям |
Xd, Xq, Ом; |
активное сопротивление обмотки якоря |
R, Ом; |
сверхпереходное индуктивное сопротивление по продольной оси |
Xd’’ |
ток возбуждения, соответствующий номинальному напряжению по характеристике холостого хода |
Iв0, А. |
Таблица 2.1
п/п |
S, кВА |
UНЛ, кВ |
nH, 1/мин |
η, % |
ХS Ом |
Xd, Ом |
Xq, Ом |
R, Ом |
Xd//, Ом |
Iв0, А |
|||||||
1 |
1500 |
6,3 |
1000 |
95,7 |
1,92 |
34,5 |
18,9 |
0,26 |
4,11 |
139 |
|||||||
2 |
85000 |
15,75 |
68,2 |
97 |
0,35 |
2,25 |
1,5 |
0,024 |
0,39 |
1400 |
|||||||
3 |
18000 |
10,5 |
100 |
96 |
1,21 |
6,1 |
3,54 |
0,044 |
1,71 |
430 |
|||||||
4 |
500 |
6,3 |
500 |
97,4 |
8,4 |
96 |
56 |
1,35 |
13,8 |
149 |
|||||||
5 |
30000 |
10,5 |
187,5 |
97,7 |
0,59 |
3,92 |
2,37 |
0,02 |
0,72 |
430 |
|||||||
6 |
5770 |
10,5 |
500 |
06,1 |
1,37 |
17,5 |
10,3 |
0,11 |
2,58 |
186 |
|||||||
7 |
103000 |
13,8 |
83,3 |
97,8 |
0,28 |
1,63 |
1,11 |
0,01 |
0,47 |
708 |
|||||||
8 |
790 |
6,3 |
500 |
93,5 |
6,15 |
61 |
36,5 |
0,85 |
10,5 |
136 |
|||||||
9 |
9600 |
10,5 |
500 |
97 |
0,81 |
11,6 |
6,75 |
0,06 |
1,52 |
171 |
|||||||
10 |
90000 |
13,8 |
83,3 |
97,8 |
0,39 |
1,89 |
1,12 |
0,01 |
0,51 |
730 |
|||||||
11 |
7650 |
10.5 |
600 |
96,3 |
1,01 |
13,2 |
7,65 |
0,072 |
2,08 |
178 |
|||||||
12 |
615 |
6,3 |
167 |
92,5 |
8,86 |
70,5 |
36,2 |
1,37 |
14 |
125 |
|||||||
13 |
70000 |
13,8 |
83,3 |
97,2 |
0,5 |
2,4 |
1,5 |
0,013 |
0,65 |
720 |
|||||||
14 |
1880 |
6,3 |
375 |
94,6 |
1,98 |
20 |
12,6 |
0,265 |
3,61 |
177 |
|||||||
15 |
3900 |
6,3 |
375 |
95,3 |
0,85 |
11,2 |
6,4 |
0,075 |
1,69 |
173 |
|||||||
16 |
770 |
6,3 |
167 |
91 |
6,8 |
56 |
34,3 |
1,15 |
11,4 |
141 |
|||||||
17 |
50000 |
10,5 |
187,5 |
97,5 |
0,35 |
2,5 |
1,55 |
0,011 |
0,66 |
550 |
|||||||
18 |
2000 |
10,5 |
250 |
03,6 |
5,58 |
67,8 |
40,3 |
0,75 |
10,2 |
137 |
|||||||
19 |
4640 |
10,5 |
750 |
95,7 |
2,12 |
25,6 |
14,1 |
0,175 |
4,53 |
165 |
|||||||
20 |
15600 |
6,3 |
150 |
96,8 |
0,46 |
2,56 |
1,55 |
0,021 |
0,77 |
430 |
|||||||
21 |
390 |
6,3 |
375 |
89,6 |
13,7 |
138 |
78,4 |
2,56 |
22,8 |
152 |
|||||||
22 |
40000 |
13,8 |
68,2 |
97 |
0,84 |
4,0 |
3,1 |
0,03 |
1,1 |
800 |
|||||||
23 |
2900 |
10,5 |
1000 |
66 |
3,45 |
55,5 |
30,9 |
0,266 |
7,27 |
123 |
|||||||
24 |
50000 |
15,75 |
68,2 |
67,2 |
0,9 |
3,15 |
2,47 |
0,032 |
1,15 |
810 |
|||||||
25 |
1000 |
6,3 |
375 |
94 |
4.2 |
44,5 |
27,2 |
0.548 |
7,25 |
163 |
|||||||