стр. 7 из 7

Лабораторная работа эмш.Лр11 – Асинхронный генератор.

1Назначение

Ознакомиться с генераторным режимом асинхронной машины. Рассчитать ёмкость конденсатора, необходимого для самовозбуждения. Опытным путём оценить характеристики асинхронного генератора в режиме самовозбуждения.

2Краткие теоретические положения

При увеличении частоты асинхронной машины с помощью приводного двигателя выше синхронной (₂>₁), машина переходит в генераторный режим. Скольжение машины становится отрицательным: s=(₁-₂)/₁, где ₁=2f₁/60 – синхронная частота вращения. В результате этого меняется направление активной составляющей тока ротора относительно двигательного режима:

(1)

В этом режиме машина отдаёт в сеть активную мощность и потребляет из сети реактивную мощность, необходимую для создания вращающегося магнитного поля. Этот генераторный режим (когда асинхронная машина подключена к сети) называется режимом независимого возбуждения.

Наряду с режимом независимого возбуждения асинхронный генератор может работать в режиме самовозбуждения, на изолированную сеть. Необходимый для возбуждения машины реактивный намагничивающий ток получается за счёт подключения параллельно обмотке статора батареи конденсаторов.

При вращении асинхронной машины с помощью приводного двигателя с синхронной скоростью его остаточный магнитный поток пересекает обмотки статора и наводит в них ЭДС. В контуре обмотка-конденсатор возникает ток I_С , который приближённо можно считать ёмкостным. Этот ток, по времени совпадающий с Ф_ост, протекая по обмоткам фаз статора, создаёт свой магнитный поток Ф. При этом результирующий магнитный поток в машине увеличится. Возрастание магнитного потока приведёт к возрастанию ЭДС и тока и т.д., т.е. начнётся лавинообразный процесс самовозбуждения до тех пор, пока ЭДС не станет равной напряжению на конденсаторах.

Рис. 1. Условия самовозбуждения генератора.

При изменении величины ёмкости конденсаторов изменяется наклон кривой и генератор возбуждается до другой величины напряжения U₁. Если Х_с таково, что характеристика проходит касательно к прямолинейному участку характеристики Е₁=f(i_c), то самовозбуждение генератора не происходит. Значение ёмкости, соответствующее этому режиму, называется критическим. Величина ёмкости, необходимой для возбуждения генератора до номинального напряжения может быть получена из выражения:

(Ф), (2)

где I_ХХ – ток холостого хода асинхронной машины в двигательном режиме, равный (0,4…0,6)I_Н.

Частота генерируемого напряжения определяется из следующих соображений. Напряжение на конденсаторах в установившемся режиме уравновешивается ЭДС статора, которая может быть заменена эквивалентным падением напряжения в индуктивном сопротивлении обмотки статора Х₁

.

Откуда:

.

Дополнительная литература: Сукманов В. И. Электрические машины и аппараты. -М. Колос, 2001. –с181…184

3Задание №1

3.1Текст задания

Снять зависимость напряжения холостого хода асинхронного генератора в режиме самовозбуждения от ёмкости конденсаторов при постоянной частоте вращения ротора.

3.2Порядок выполнения задания

3.2.1Опытным или расчетным путём определяем ток холостого хода

Включить электродвигатель в сеть и измерить ток. (Работу выполняет очередной исполнитель.)

3.2.2Рассчитываем необходимую ёмкость конденсатора

Расчёт осуществляем по формуле (2). (Работу выполняет очередной исполнитель.)

3.2.3Знакомимся с основными техническими данными используемого в схеме оборудования и его размещением на стенде

Знакомство осуществить по перечню элементов универсального лабораторного стенда, составленному на вводном занятии

3.2.4Собираем схему экспериментальной установки

Собрать электрическую схему. Сидоров собирает узел А1; Козлов – узел А2 и так далее. Во время сборки перечертить схему в тетради.

Рис. 1: Принципиальная схема установки для испытания асинхронного генератора

3.2.5Заготавливаем и заполняем таблицу записи наблюдений

Распределяются исполнители

Таблица 1

№п/п	Исполнитель	С, мкФ	f, Гц	n=60f, об/мин	IС, А	IВ, А	UХХ, В
1	Козлов	16	50	3000
2	Сидоров	20	50	3000
3	и т. д.	24	50	3000	2,2	0	200
4		28	50	3000	2,8	0	216
5		32	50	3000	4	0	225
6		36	50	3000	4,6	0	235