Лабораторная работа 3

Использование синхронных двигателей для компенсации реактивной мощности

Цель работы

Ознакомление с особенностями компенсации реактивной мощности с помощью регулирования тока возбуждения синхронного двигателя.

Программа работы

1. Экспериментальное определение коэффициента мощности асинхронного двигателя.

2. Экспериментальное определение U-образной характеристики синхронного двигателя.

3. Экспериментальное определение оптимального режима возбуждения синхронного двигателя для повышения коэффициента мощности узла нагрузки.

Описание лабораторной установки

Подача напряжения на стенд производится кнопкой SB1 “ПУСК” (черной), снятие напряжения - кнопкой SB2 “СТОП” (красной). В лабораторной работе используется следующее оборудование.

Синхронный компенсатор (М3). Основные технические данные двигателя С56А4У3 приведены в табл. 3.1. Выводы обмоток двигателя размещены на лицевой панели стенда, и имеют обозначение, показанное на рис. 3.1.

Таблица 3.1

Паспортные данные синхронного двигателя с56а4у3 (м3)

2p	Uя ном, В	Iя ном, А	Iв ном, А	Rфя, Ом	Iв ном, А	Iв max, А	Rи, Ом	p маг, Вт
4	220	0.44	0.40	80	0.40	0.70	52	7.0

Рис. 3.1 Рис. 3.2

Асинхронный двигатель (М1). Технические данные двигателя АИР56А4У3 приведены в табл. 3.2. Выводы статорной обмотки размещены на лицевой панели стенда, и имеют обозначение, показанное на рис. 3.2. В лабораторной работе асинхронный двигатель используется в качестве

Таблица 3.2

Паспортные данные асинхронного двигателя АИР56А4У3 (М1)

2p	РНОМ, Вт	nНОМ, об/мин	UЛ НОМ, В	IНОМ, А	kM П, д.е.	kМ КР, д.е.	kI П, д.е.	RФ1, Ом
4	40	1350	220	0.28	2.1	2.3	5.0	80

Трехфазный измерительный комплект. Для измерения электрических величин синхронного двигателя используется встроенный в стенд комплект измерительных приборов переменного тока - амперметр фазного тока A_Ф, линейный и фазный вольтметры V_Л, V_Ф, фазный ваттметр. Электрическая схема и условное обозначение комплекта на мнемосхеме стенда приведены на рис. 3.3.

Рис. 3.3

Пояснения к лабораторной работе

К числу достоинств синхронных двигателей, по сравнению с асинхронными, следует отнести возможность регулирования коэффициента мощности. Это свойство может быть использовано не только для обеспечения оптимального режима работы самого двигателя, но и использоваться для повышения коэффициента мощности определенного узла нагрузки в целом.

В лабораторной работе узел нагрузки представлен совместной работой асинхронного и синхронного двигателя (рис. 3.4). Коэффициент мощности асинхронного двигателя однозначно зависит от его режима работы и всегда меньше единицы (при положительном угле φ_АД). Таким образом, для повыше-

Рис. 3.4 Рис. 3.5

ния общего коэффициента мощности, синхронный двигатель должен работать с отрицательным углом φ_СД (рис. 3.5).

Конкретное значение оптимального φ_СД определяется несколькими факторами – коэффициентом мощности активно-индуктивной нагрузки (в данном случае асинхронного двигателя), соотношением величин токов активно-индуктивной нагрузки и синхронного двигателя, которые, в свою очередь зависят от степени загрузки двигателей по активной мощности. Поэтому определение оптимального значения φ_СД (тока возбуждения синхронной машины) представляет собой достаточно сложную и неоднозначную задачу.

Для большей наглядности, лабораторная работа проводится при исключении влияния степени загрузки двигателей по активной мощности, – для чего оба двигателя используются в режиме холостого хода.

Экспериментальная часть