Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ИЭ (13.03.02) / Лабы / Испытание СГ / Отчёт СГ_бригада№4 (исправлено)

.docx
Скачиваний:
50
Добавлен:
03.02.2022
Размер:
303.46 Кб
Скачать

Санкт-Петербургский

Государственный гр. №3231302/90201

Политехнический

Университет

Институт Энергетики

Лаборатория «11» ноября 2021 г.

«Электрические Машины»

Работа принята преподавателем:

Сочава М.В. ______________

Отчёт по работе

Испытания синхронного генератора

СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЙ

Рис. 1. Схема испытания СГ под нагрузкой

Цель работы: ознакомление с работой синхронного генератора, проведение опытов холостого хода и трёхфазного короткого замыкания, снятие характеристик синхронного генератора.

Номинальные данные машины:

=5,982 кВА

=220 В

=15,7 А

(число пар полюсов)

=11,6 А (получен из внешней характеристики)

(получен из характеристики холостого хода)

Опыт холостого хода

Табл. 1. Данные, полученные в опыте холостого хода

Нисходящая ветвь

Восходящая ветвь

iв, А

U, В

iв, А

U, В

7,7

270

7,9

270

6,3

260

6,9

260

5,6

250

6,1

250

5

240

5,5

240

4,4

230

5,1

230

4

220

4,5

220

3,5

210

4,1

210

3,2

200

3,7

200

2,6

180

3

180

2,1

160

2,5

160

1,7

140

2,1

140

1,4

120

1,7

120

1,3

100

1,4

100

1

80

1

80

Табл. 2. Результаты расчёта, проведённого в ходе обработки данных опыта холостого хода

Нисходящая ветвь

Восходящая ветвь

iв, о.е.

U0, о.е.

iв, о.е.

U0, о.е.

1,81

1,23

1,86

1,23

1,48

1,18

1,62

1,18

1,32

1,14

1,44

1,14

1,18

1,09

1,29

1,09

1,04

1,05

1,20

1,05

0,94

1,00

1,06

1,00

0,82

0,95

0,96

0,95

0,75

0,91

0,87

0,91

0,61

0,82

0,71

0,82

0,49

0,73

0,59

0,73

0,40

0,64

0,49

0,64

0,33

0,55

0,40

0,55

0,31

0,45

0,33

0,45

0,24

0,36

0,24

0,36

Пример расчёта для первой строки:

;

На основании таблицы 2 была построена характеристика опыта холостого хода (рис.2).

Эта характеристика позволяет определить коэффициент насыщения магнитной системы . Для этого проводится касательная к начальной части нисходящей ветви характеристики холостого хода (пунктир рис.2).

Рис. 2. Характеристики холостого хода

Опыт трёхфазного короткого замыкания

Табл. 3. Данные, полученные в опыте короткого замыкания

iв, А

Iк1, дел

Iк2, дел

Iк3, дел

Са, А/дел

U3гарм, В

5,5

80

79

83

0,2

21,2

4,1

60

60

62

0,2

16,8

2,6

40

41

40

0,2

11

1,4

21

26

23

0,2

6

Табл. 4. Результаты расчёта, проведённого в ходе обработки данных опыта короткого замыкания

iв, о.е.

Iк, А

Iк, о.е.

1,29

16,13

1,03

0,96

12,13

0,77

0,61

8,07

0,51

0,33

4,67

0,30

Пример расчёта для первой строки:

;

;

На основании таблицы 4 была построена характеристика опыта короткого замыкания (рис.3).

Эта характеристика позволяет определить ток в относительных единицах. Как видно из графика, он равен 1,23 о.е (5,23 А).

Рис. 3. Характеристики трёхфазного короткого замыкания

Нанесём на этот же рисунок график холостого хода, чтобы определить синхронное продольное индуктивное сопротивление . Для определения ненасыщенного значения этого сопротивления проводится прямая при токе (точка D); точка пересечения этой прямой и характеристики холостого хода – точка B, а точка пересечения с характеристикой короткого замыкания – точка C. Тогда определяется следующим образом:

Для определения насыщенного значения сопротивления характеристика холостого хода спрямляется, а затем проводится прямая при токе (точка D); точка пересечения этой прямой и спрямлённой характеристики холостого хода – точка A, а точка пересечения с характеристикой короткого замыкания – точка C. Тогда определяется следующим образом:

Рис. 4. Определение сопротивлений и

Испытание синхронного генератора под нагрузкой

Табл. 5. Данные, полученные в опыте нагрузочной индукционной характеристики (I=Iн, cosφ=0,08)

iв, А

Uл, В

18

270

16,6

260

15,4

250

14,2

240

13

230

12

220

11,4

210

10,4

200

9,6

180

8,8

160

8

140

7,4

120

7

100

6,8

80

Табл. 6. Результаты расчёта, проведённого в ходе обработки данных опыта нагрузочной индукционной характеристики

iв, о.е.

U, о.е.

4,24

1,23

3,91

1,18

3,62

1,14

3,34

1,09

3,06

1,05

2,82

1,00

2,68

0,95

2,45

0,91

2,26

0,82

2,07

0,73

1,88

0,64

1,74

0,55

1,65

0,45

1,60

0,36

Пример расчёта для первой строки:

На основании таблицы 6 построим нагрузочную индукционную характеристику.

Рис. 5. Нагрузочная индукционная характеристика

Рис. 6. Совмещённый график холостого хода и нагрузочной характеристики

Табл.7.Данные, полученные из графика холостого хода и нагрузочной характеристики

xp, о.е.

0,198

Fа, о.е.

1,103

Fв, о.е.

2,79

xd, о.е.

0,98

xd∞, о.е.

2,07

Сравним сопротивления и из Рис. 6 и Рис. 4 Табл. 8. Сравнительная таблица сопротивлений и

Рис.4

Рис.6

, о.е.

1,24

0,98

о.е.

2,02

2,07

Табл. 9. Расчётные данные, полученные из Рис.6

Fδ, о.е.

1,687

Fa, A

4,69

Fδ, А

7,17

Fв, а

11,86

Расчёты:

Внешняя и регулировочная характеристики

Табл. 10. Данные, полученные в опыте внешней характеристики (iвн=11,6 А, cosφ=0,8)

Uл, В

I1, дел

I2, дел

I3, дел

Са, А/дел

220

76

76

80

0,2

234

59

59

61

0,2

246

44

46

46

0,2

258

30

34

32

0,2

Табл. 11. Результаты расчёта, проведённого в ходе обработки данных опыта внешней характеристики

I, А

I, о.е.

U, о.е.

15,47

0,99

1,00

11,93

0,76

1,06

9,07

0,58

1,12

6,40

0,41

1,17

Пример расчёта для первой строки:

;

;

Табл. 12. Данные, полученные в опыте регулировочной характеристики (U=Uн=220 В, cosφ=0,8)

iв, А

I1, дел

I2, дел

I3, дел

Са, А/дел

10,2

78

77

81

0,2

8,4

60

60

63

0,2

7,5

46

48

48

0,2

6,3

31

35

33

0,2

Табл. 13. Результаты расчёта, проведённого в ходе обработки данных опыта внешней характеристики

I, А

I, о.е.

15,73

1,00

12,20

0,78

9,47

0,60

6,60

0,42

Пример расчёта для первой строки:

;

На основании таблиц 11 и 13 построим внешнюю и регулировочную характеристики

Рис. 7. Совмещённый график внешней и регулировочной характеристики

Табл. 14. Результаты , полученные в опыте внешней регулировочной характеристики

U0, о.е.

1,23

iв0, А

4,6

ΔU, %

23

Δ, %

1,52

Примеры вычислений:

Рис. 8. Диаграмма Потье

На поле графика в о.е. наносится характеристика холостого хода. Затем по оси ординат откладывается вектор 𝑈̇ = 1 и строится отстающий от него на угол ϕ вектор тока 𝐼̇, равный по модулю единице. Пренебрегая активным сопротивлением обмотки статора (𝑟𝑎= 0), перпендикулярно 𝐼 из конца вектора 𝑈̇ откладывается вектор −𝐸σ𝑎=𝑗𝐼𝑥𝑝 . Сумма двух последних векторов, равна внутренней э.д.с. 𝐸δ=𝑈̇+𝑗𝐼𝑥𝑝, индуктированной результирующим магнитным полем в зазоре СГ и определяющей степень насыщения магнитопровода при заданном режиме нагрузки. После совмещения э.д.с. 𝐸δ с осью ординат, находится соответствующая н.с. 𝐹δ . Вектор этой н.с. 𝐹̇δ должен быть перпендикулярен э.д.с. 𝐸̇δ . На диаграмме строится вектор − 𝐹δ , который расположен по отношению к оси абсцисс со сдвигом на угол δ, соответствующий углу между векторами 𝐸̇δ и 𝑈.

Н.с. обмотки возбуждения 𝐹в , равная в о.е. току в 𝑖в , определяется векторной суммой: −𝐹а=−𝐹̇δ+𝐹̇а в δ. Вектор 𝐹а совпадает по направлению с вектором 𝐼.

Также из диаграммы были получены следующие величины: ∆𝑖в=1,14 ∆𝑈=27%.

Табл. 15. Данные с диаграммы Потье

δ, °

8,07

Eδ, В

248,59

Fσ, А

1,2

Eσ1=I*xp, В

43,56

θ, °

27,9

Табл. 16. Расчётные данные с диаграммы Потье

kF

0,65

εσ

0,20

Aσ

0,94

θ, °

25,64

Расчёты:

Вывод:

В ходе данной лабораторной работы нами было изучено устройство и принцип действия, а также методы экспериментального исследования синхронного генератора; исследованы его характеристики холостого хода, короткого замыкания, а также проделаны испытания СГ под нагрузкой и определён ток возбуждения при нагрузке.

Опыт холостого хода

В ходе опыта была снята характеристика холостого хода, по которой был найден коэффициент намагничивания равный . Это свидетельствует о том, что исследуемый СГ является маломощным, т.к. для относительно маломощных СГ, работающих на автономную нагрузку, .

Опыт короткого замыкания

В ходе опыта были выполнены испытания симметричного трёхфазного короткого замыкания. По полученным данным были построены зависимости I = f(iв), совпадающие по виду с теоретическими. А по результатам опытов трёхфазного короткого замыкания и холостого хода определили насыщенное и ненасыщенное значения продольного индуктивного сопротивления xd и xd.

Нагрузочная индукционная характеристика

В ходе опыта была получена зависимость тока возбуждения от напряжения генератора. По расчётным данным была построена нагрузочная индукционная характеристика. Расчётная и теоретически ожидаемая зависимости имеют общий характер.

По графикам режима холостого хода и нагрузочной характеристики было определено сопротивление Потье и размагничивающая реакция якоря.

По сравнительным данным таблицы 6 можно сказать, что полученные разным способом сопротивления xd и xd слабо отличаются друг от друга.

Соседние файлы в папке Испытание СГ