4. Аналіз результатів лабораторної роботи

Аналізуючи результати лабораторної роботи, в першу чергу порівнюють номінальні значення корисної потужності, коефіцієнта потужності і ККД двигуна в трьохфазному режимі з його паспортними даними і роблять висновок про відповідність результатів дослідження паспортним даним двигуна.

Потім порівнюють однойменні робочі характеристики двигуна у всіх трьох режимах роботи і дають пояснення причин, які викликають розходження цих характеристик; визначають відносну величину того чи іншого параметра двигуна в однофазному і конденсаторному режимах у порівнянні з відповідним параметром в трьохфазному режимі роботи двигуна. Наприклад, визначають в процентах величини активної потужності в однофазному і конденсаторному режимах двигуна у порівнянні з номінальною потужністю двигуна Р_ном в трьохфазному режимі:

Р =(Р_к/ Р_ном)100; Р = (Р_тр/Р_ном)100.

Потім пояснюють причини розходження однойменних параметрів двигуна в однофазному і конденсаторному режимах.

Лабораторна робота №l1

ДОСЛІДЖЕННЯ ТРЬОХФАЗОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА.

1. МЕТА РОБОТИ.

Вивчити будову синхронного генератора і отримати практичні навики у зборці схем і зняття характеристик: отримати експериментально підтвердження теоретичних даних про властивості синхронного генератора

2. ПРОГРАМА. РОБОТИ.

   1. Познайомитись | конструкцию синхронного генератора і приводного двигуна; записати їх паспортні дані і лані вимірювальних приладів

   2. Зібрати схему згідно рис. 11.1 і провести пробний пуск генератора, перевірити можливість регулювання параметрів генератора.

   3. Зняти дані і побудувати характеристику Х.Х. генератора, порівняти цю характеристику з нормальною характеристикою Х.Х. синхронної машини.

   4. Зняти дані і побудувати зовнішні характеристики генератора при активному (cosφ=1) і активно-індуктивному (cosφ≠1) навантаженні; визначити номінальну зміну напруги генератора при знятті навантаження.

   5. Зняти дані і побудувати регулювальні характеристики генератора при активному (cosφ=1) і активно-індуктивному (cosφ≠1) навантаженнях; визначити номінальну зміну струму збудження.

   6. Зібрати схему для проведення досліду трьохфазного К.З. синхронного генератора згідно рис. 11.2. і зняти дані і побудувати характеристику К.З. генератора; визначити величину відношення короткого замикання генератора.

   7. Скласти звіт і зробити висновки по виконаній роботі.

Рис. 11.1. Схема включення трифазного синхронного генератора

3. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ.

3.1 Схема з'єднань.

На рис. 11.1 представлена схема з’єднань синхронного генератора. Для приводу генератора використовується двигун постійного струму паралельного збудження. Цей двигун дозволяє змінювати частоту обертання так, щоб вона при любому навантаженні генератора залишалась рівною синхронній частоті обертання. (п₂ = п₁).

Виконуємо пробний пуск генератора. Після запуску поступово збільшують струм в обмотці

збудження генератора і слідкують за показами вольтметра і частотоміра . Потім, збільшуючи опір реостата в колі збудження приводного двигуна, встановлюємо синхронну частоту обертання. Після цього, регулюючи величину струму збудження генератора,

потенціометром встановлюємо на виході генератора номінальну напругу.

3.2. Характеристика холостого ходу.

Ця характеристика представляє собою залежність ЕРС генератора в режимі Х.Х. Е від струму збудження І_зб , при номінальній частоті обертання п₂₌п₁. Характеристику Х.Х. прийнято будувати у відносних величинах ЕРС Е₀ і струму збудження І*_зб ; Е*₀= Е₀=f(І_зб), де Е*₀=Е₀/U_ном і І*_зб = І_зб /І_ном

За базові величини при визначенні відносних значень ЕРС і струму збудження приймають

відповідно номінальні значення напруги на виході генератора U_ном і струму збудження І_зб. Після запуску приводного двигуна і установки номінальної частоти обертання доводимо величину струму збудження генератора І до значення, при якому ЕРС. х.х. Е=1,3 U_ном , а потім поступово зменшуємо струм збудження до нуля. При цьому через приблизно одинакові інтервали ЕРС Е знімаємо покази приладів (амперметра А2 і вольтметра V) і заносимо їх в таблицю 11.1

Таблиця 11.1.

Намагнічення					Роз магнічення
№ п.п.	Ізб (А)	Е0( В)	І*0	Е*0	№п.п.	Ізб (А)	Е0( В)	І*0	Е*0

Знімаємо покази приладів при збільшені струму збудження (при намагнічуванні), а також при зменшені струму збудження (при розмагнічуванні).

За характеристику х.х. приймаємо середню лінію, яку проводимо між двома лініями. Для порівняння характеристики х.х., отриману дослідним шляхом, з нормальною характеристикою х.х. синхронної машини слід дві характеристики будувати в одних осях координат.

І	0,5	1,0	1.5	2,0	2.5	3,0	3.5
Е	0,58	1.0	1,21	1,33	1,40	1.46	1.51

3.3 Зовнішня характеристика.

Це є залежність напруги на виході генератора U₁ від струму І₁ навантаження при незмінних частотах обертання (п₂ = п₁), струмові збудження І_зб =const і коефіцієнті потужності cos φ₁ = const. Дослід проводять наступним чином. Включають привідний двигун, встановлюють синхронну частоту обертання п₂₌п₁ і підтримують її постійною на протязі всього досліду. Потім включають активне навантаження (включають вимикач QF4) і регулюють опір навантаження R_H і величину струму збудження таким чином, щоб при номінальній напрузі струм навантаження генератора був номінальним. Потім поступово розвантажують генератор до X.X. і отримають дані зовнішньої характеристики при активному навантаженні. Після цього дослід повторюють при активно-індуктивному навантаженні (QF3 розімкнутий, OF4 замкнутий). Покази амперметра А1 і вольтметра V заносять в табл.

11.3. і будують дві зовнішні характеристики генератора в одних осях координат.

Таблиця 11.3

о

Норме	cos φ 1=1		Н рме
	І1,А	UВ1,		І1,А	UВ1,

cos₁φ ₁<

Таблиця 11.4

о

Норме	cos φ 1=1		Н рме
	І1,А	ІВ,А		І1,А	ІВ,А

cos₁φ ₁<

При cos φ ₁=1 і cos φ≠1 номінальна зміна напруги генератора (%) при знятті

навантаження

де U₀ Е₀ напруга генератора и режимі X.X., В.

4. Регулювальна характеристика це залежність струму збудження генератора І_зб від струму навантаження І₁ при незмінній частоті обертання п₂ = п₁ і напрузі U₁ =U_1ном

Генератор поступово навантажують на активне навантаження (QF3 замкнутий) і регулюють

струм збудження І_зб таким чином, щоб напруга на виході генератора на протязі всього досліду залишалась незмінною і рівна номінальному значенню. При цьому через приблизно одинакові інтервали струму навантаження (амперметр А 1) заміряють струм збудження генератора (амперметр А2). Покази приладів заносять в таблицю 11.4. Дослід проводять при активно-індуктивному навантаженні (SАЗ відключений, SA4 включений). При регулювальних характеристиках визначають номінальну зміну струму збудження (%)

де - значення струмів збудження, які відповідають номінальній напрузі генератора

U_1ном при номінальному навантаженні і в режимі Х.Х. відповідно, А.

4. Характеристика короткого замикання - це залежність струму статора при досліді К.З. від струму збудження І_зб при незмінній частоті обертання п₂₌п₁ .Характеристику К.З. прийнято будувати у відносних одиницях:

Збирають схему досліду К.З. синхронного генератора (рис. 11.2.) , включають приводний двигун при відключеному збуджені генератора (QF2 розімкнутий). Встановивши номінальну частоту обертання (п_{2 =}п₁) і підтримуючи її на протязі всього досліду незмінною, включають вимикач QF2 і потенціометром Rп поступово збільшують струм збудження генератора до значення, при якому струм К.З. = При цьому через приблизно одинакові інтервали струму , (амперметр А1) заміряють струм збудження (амперметр А2). Один замір повинен відповідати струмові = . Покази приладів заносять в таблицю 11.5.

І1k (А)
(А)
І* 1k
І* зб

Таблиця 11.5,

Потім покази приладів перераховують на відносні значення і будують характеристику К.З.

ОКЗ= /

де - струм збудження генератора при досліді К.З., який відповідає номінальному струму статора ( - ), А

Для явнополюсних синхронних машин ОКЗ=О.9-1.9

4. АНАЛІЗ РЕЗУЛЬТАТІВ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

Аналізуючи результати лабораторної роботи, роблять висновок про відповідність характеристик генератора, отриманих дослідним шляхом, типовим характеристикам, приведених в підручнику. При цьому пояснюють фізичні процеси, які обумовлюють форму того чи іншого графіка

Лабораторна робота №12

ДОСЛІДЖЕННЯ ТРИФАЗНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ВВІМКНЕНОГО НА ПАРАЛЕЛЬНУ РОБОТУ З ЕЛЕКТРИЧНОЮ МЕРЕЖЕЮ

1. МЕТА РОБОТИ.

Отримати практичні навики в зборці схеми і включенні синхронного генератора на паралельну роботу з електричною мережею методом точної синхронізації; отримати експериментальне підтвердження теоретичних даних про властивості синхронного генератора, включеного на паралельну роботу.

4. ПРОГРАМА РОБОТИ.

4. Познайомитися з конструкцією синхронного генератора і приводного двигуна; записати їх паспортні дані і дані вимірювальних приладів.

5. Зібрати схему згідно рис. 12.1, провести пуск генератора, перевірити можливість регулювання параметрів генератора.

6. Включити синхронний генератор на паралельну роботу з електричною мережею методом точно! синхронізації.

4. 3няти дані і побудувати образні криві синхронного генератора.

4. Скласти звіт і зробити висновки по виконаній роботі.

3. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

В ролі приводного двигуна синхронного генератора використовують двигун постійного струму паралельного збудження. Для вимірювання активної потужності генератора в схемі використовується трифазний двохелементний ватметр W, струмові обмотки якого включені в лінійні провода через трансформатори струму.

Для синхронізації генератора використовують ламповий синхронизатор. Включення генератора на паралельну роботу.

При включенні трифазного синхронного генератора на паралельну роботу з мережею необхідно виконати наступні умови: а)ЕРС генератора повинна бути рівна напрузі мережі; б)частота ЕРС генератора і частота напруги мережі повинні бути рівними; в)ЕРС генератора повинна находитися в протифазі з напругою мережі; г)послідовність фаз генератора повинна відповідати послідовності фаз мережі.

Після пуску приводного двигуна генератор збуджують включенням QF3 і потім по показам частотоміра Нz встановлюють синхронну частоту обертання (п_{2 =}п₁). За допомогою потенціометра R_H встановлюють ЕРС генератора Ео = , рівну напрузі мережі . Після цього, повільно рухають повзунок регулювального реостата в колі обмотки збудження приводного двигуна, при цьому спостерігають за поведінкою ламп синхроноскопа, добиваючись їх гасіння. Добившись цього, включають вимикач QF2.

U-подібні криві генератора.

Ці криві представляють собою залежність струму статора І₁ від струму збудження І_зб при незмінній корисній потужності генератора Р₂ - подібні криві знімають при 3-х значеннях корисної потужності генератора:

Р₂ =0(режим Х.Х) Р₂ =0,25 Р_2ном Р₂ =0,5 Р_ном

Після включення генератора на паралельну роботу з мережею, збільшують струм збудження генератора /у, до того часу, поки струм в колі статора генератора не досягне номінального значення (І₁ = І_1ном)

При цьому через приблизно одинакові інтервали струму збудження І_зб заміряють струм статора І₁ і покази приладів А1 і А2 заносять в таблицю 12.1.

№виміру				у				№виміру
	ІАзб ,	ІА1,	cφos		ІАзб ,	ІА1,	cφos		І,зАб	А1,	cφos

Р₂₌0 _Р² _Р²

1 1 1

Таблиця 12.1.

Потім поступово зменшують струм збудження І_зб від того часу, поки струм статора І₁ проходячи через мінімум, не зросте знову до номінального значення. Після цього встановлюють минуле значення струму збудження І_зб те, при якому струм статора має мінімальне значення і, діючи на регулювальний реостат в колі обмотки збудження приводного двигуна, доводять активне навантаження генератора до значення Р₂ =0,25 Р_2ном Дані U- подібної кривої для цього навантаження генератора знімають як сказано було вище і заносять в таблицю 12.1.

Дослід повторюють при навантаженні генератора Р₂ =0,5 Р_ном.

На побудованому графіку необхідно вказати зони роботи генератора з випереджуючими і відстаючими струмами статора. Точки на кривих, які відповідають мінімальному струму

статора, з’єднують пунктирною лінією

3. АНАЛІЗ РЕЗУЛЬТАТІВ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ.

Аналізуючи результати лабораторної роботи, зосереджують увагу на U - подібних кривих генератора. При цьому слід пояснити вплив величини струму збудження генератора на фазовий зсув струму статора І₁ відносно напруги мережі U_M тобто який характер реактивної складової цього струму при недозбудженому і перезбудженому генераторі.

Потім необхідно пояснити, чому з ростом активного навантаження генератора збільшується значення струму збудження, яке відповідає роботі генератора з cos φ ₁< 1. І наостанок, необхідно вказати, з яким значенням струму збудження робота генератора найбільш економічна.