Лабораторная работа № 3 исследование трехфазного синхронного генератора

В настоящее время синхронный генератор (СГ) является оконечным устройством электростанции, в качестве источника электроэнергии. Об электрических свойствах СГ дают представление характеристики, которые определяют зависимость между напряжением на зажимах якоря, током возбуждения, током нагрузки при номинальной частоте вращения и постоянном коэффициенте мощности в установившемся режиме.

ЦЕЛИ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с принципом действия, конструкцией и характеристиками трехфазного СГ.

2. Научиться снимать экспериментально основные характеристики СГ.

ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

1. Трехфазный синхронный генератор.

2. Приводной двигатель постоянного тока (ДПТ) типа П-45.

3. Индуктивная трехфазная нагрузка (ИН).

4. Жидкостный трехфазный реостат (ЖР).

5. Проволочные регулировочные реостаты – 2 шт.

6. Пускорегулирующий реостат (ПРР).

7. Измерительный блок К-50.

8. Амперметры электромагнитной системы 1 А, 10 А, 30 А.

9. Вольтметр электромагнитной системы 600 В.

10. Трехфазный фазометр.

11. Тахометр.

12. Мультиметр типа М-830.

13. Автоматические выключатели АП-50 – 2 шт.

14. Рубильник РП1.

ПОРЯДОК РАБОТЫ

1. Ознакомиться с приборами и оборудованием, необходимыми для проведения работы. Схема для проведения исследований собрана на стенде в соответствии с рис. 1 и содержит:

- трехфазный СГ со следующими характеристиками: номинальное фазное напряжение 130 В (соединение обмоток «звезда»); номинальный ток 11,2 А; номинальная частота выходного напряжения 50 Гц; номинальная частота вращения 1500 об/мин;

- приводной ДПТ со следующими характеристиками: номинальное напряжение 220 В; номинальный ток 22,4 А; номинальная частота вращения 1500 об/мин;

- реостат ПРР для пуска ДПТ и регулирования его частоты вращения;

- проволочные реостаты Rв и Rf в цепях возбуждения ДПТ и СГ для регулирования соответствующих токов возбуждения;

- рубильник Q для включения ДПТ;

- автоматические выключатели QF1и QF2 для подключения нагрузок СГ;

- измерительный блок К-50 для измерения фазных напряжений, токов и активных мощностей на выходе СГ;

- фазометр φ для измерения сдвига фаз (коэффициента мощности) между фазными токами и напряжениями;

- амперметр Ад для измерения тока якоря ДПТ;

- амперметры Ав и Af для измерения токов возбуждения ДПТ и СГ соответственно;

- вольтметр Vд для измерения напряжения на якоре ДПТ.

2. Снять характеристику холостого хода.

Характеристика холостого хода (х. х.) представляет собой зависимость ЭДС якоря от тока возбуждения индуктора Е0(If) при номинальной частоте вращения ротора nн и при токе якоря (нагрузки) равном нулю I = 0. Так как в опыте х. х. Е0 = U0, то экспериментально снимается зависимость U0(If).

Первоначально приводят во вращение ДПТ, используя реостат Rв в цепи его обмотки возбуждения ОВ и реостат ПРР в цепи якоря. При пуске реостат Rв полностью выведен, а реостат ПРР полностью введен, по мере разгона ДПТ ПРР постепенно выводится, а Rв при необходимости вводится для получения необходимой номинальной частоты вращения. Тахометром контролируют номинальную частоту вращения nн = 1500 об/мин. При выключенной нагрузке цепи якоря СГ включают цепь возбуждения СГ и с помощью потенциометра Rf изменяют ток возбуждения до значения If, при котором U0 = (1,25…1,4)Uн и делают первый замер. Далее, постепенно снижая ток возбуждения до минимума, получают 8 – 10 значений напряжения на выходе СГ. Результаты измерений занести в таблицу 1.

Таблица 1

If, А (опыт)
U0, В
If = If(опыт) + ΔIf, А

По данным таблицы 1 построить характеристику, показанную на рис. 2 пунктирной кривой 1, при этом кривую 1 необходимо прямолинейно продолжить до значения ΔЕ0 при If = 0.

Величина ΔЕ0 при If = 0, наведенная остаточным магнитным потоком, измеряется мультиметром. Построенную характеристику смещают параллельно самой себе по оси абсцисс вправо на величину ΔIf, получаемую графической экстраполяцией этой характеристики до пересечения ее с осью абсцисс, как показано на рис. 2 (кривая 2).