2801.Электрические машины

Таблица 1 0 . 4 Расчет рабочих характеристик двигателя постоянного тока

Uя , В

Jя , А

n, об/мин P1 , Вт

pмех pмг , Вт pэл , Вт

pв , Вт

P11 , Вт

P2 , Вт

, о.е.

ω, с–1

M, Н·м

2.Построить рабочие характеристики двигателя по данным опыта и расчетов (табл. 10.4).

3.Построить в одних осях скоростные характеристики:

а) при iв iвн , Rд 0 (по данным табл. 10.1); б) iв iвн , Rд 0 (по данным табл. 10.2);

в) iв iвн , Rд 0 (по данным табл. 10.3).

Контрольные вопросы

1.Поведение двигателя параллельного возбуждения при обрыве цепи возбуждения и при неправильном включении ее во время пуска и работы двигателя.

2.Основные характеристики двигателя параллельного возбуждения.

3.Схема ипуск входдвигателя параллельного возбуждения.

4.Регулирование скорости двигателя параллельного возбуждения.

111

5.Изменение направления вращения двигателя параллельного возбуждения (реверсирование).

6.Как и почему изменится ток Jя двигателя, если увеличить момент нагрузки на валу двигателя?

7.Как и почему изменится ток в цепи якоря двигателя Jя, если увеличить/уменьшить сопротивление в цепи возбуждения двигателя?

8.Как изменить нагрузку двигателя?

9.Что произойдет с двигателем параллельного возбуждения, если во время работы оборвать обмотку возбуждения?

10.Семейство скоростных и механических характеристик при регулировании скорости двигателя:

а) напряжением сети; б) сопротивлением в цепи якоря;

в) потоком (сопротивлением обмотки возбуждения).

11.Написать уравнение ЭДС двигателя.

12.Написать уравнение моментов двигателя.

13.Изменится ли установившееся значение тока якоря дви-

гателя при М = const, если изменить:

a) напряжение питания якоря Uя? б) ток возбуждения iв?

в) добавочное сопротивление в цепи якоря двигателя?

112

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11 Испытание трехфазного синхронного генератора

Цель работы. Изучение устройства синхронного генератора, ознакомление с системой его возбуждения. Исследование свойств и режимов работы генератора с помощью характеристик и векторной диаграммы.

План работы

1.Ознакомиться с оборудованием и записать паспортные данные испытуемых электрических машин.

2.Измерить сопротивление обмоток статора постоянному току.

3.Снять и построить характеристики генератора:

– холостого хода Eo f (iв ) при I 0 ;

– нагрузочные U f (iв ) при I const , cos const ;

– внешние U f (I ) при iв const , cos const ;

– регулировочные iв f (I ) при U const , cos const ;

– трехфазного короткого замыкания I f (iв ) при U 0 .

4.Рассчитать активные сопротивления обмоток статора.

5.Определить реактивные сопротивления рассеяния и синхронные сопротивления на продольной и поперечной осях.

6.Построить векторную диаграмму ЭДС и определить изменение напряжения при cos 0,8 .

7.Определить отношение короткого замыкания (Kокз ) .

Порядок выполнения работы

1.Ознакомиться с установкой и записать паспортные данные синхронного генератора.

2.С помощью тестера измерить сопротивления обмоток статора постоянному току.

113

3. Снять характеристики синхронного генератора (собрать схему рис. 11.1, 11.2).

Рис. 11.1. Схема для проведения лабораторной работы с активной нагрузкой

Рис. 11.2. Схема соединения модулей стенда для исследования синхронного генератора

В лабораторной работе на схеме (см. рис. 11.2) используются следующие модули: 1 – модуль «Сеть/Нагрузка»; 2 – модуль «Синхронизация/Измерения»; 3 – модуль «Электрические машины».

Подача напряжения на лабораторный стенд осуществляется включением автоматического выключателя QF1 модуля «Сеть/Измерения».

114

Подача напряжения 3×380В на клеммы модуля «Сеть/Измерения» осуществляется кнопкой SB1 «Вкл», отключение – кнопкой SB2 «Откл» (клеммы А, В, С).

Асинхронный электродвигатель и синхронный генератор реально подключены к модулю «Электрические машины». На модуле «Электрические машины» размещаются мнемосхемы электрических машин, а также клеммы для подачи силового напряжения на преобразователь частоты и клеммы подключения статорных цепей синхронного генератора.

Исследуемый синхронный генератор (М1) входит в состав электромашинного агрегата, состоящего также из асинхронного двигателя (М2) и импульсного датчика частоты вращения (М3), закрепленных на едином основании.

Перед проведением работы установить модули в исходное состояние:

–автоматический выключатель QF1 модуля «Сеть/нагрузка» отключен (ручка выключателя находится в нижнемположении);

–установить кнопку «Сеть» блока возбуждения СГ модуля «Электрические машины» в отключенное положение (кнопка не светится);

–потенциометры RP1 и RP2 модуля «Электрические машины» установить в крайнееположениепротив часовой стрелки;

–тумблер SA4 установить в положение «Стоп»;

–тумблеры SA2, SA3, SA5 модулей перевести в положение

«Руч».

В первой части лабораторной работы снимаются все характеристики синхронного генератора при активной нагрузке:

–включить автоматический выключатель QF1 модуля «Сеть/ нагрузка»;

–нажать кнопку SB1 «Вкл» модуля «Сеть/нагрузка»;

–тумблер SA4 перевести в положение «Пуск» и потенциометром RP2 установить частоту вращения электрических машин

1500 об/мин;

–включить кнопку «Сеть» блока возбуждения модуля «Электрические машины».

115

1. Снятие характеристики холостого хода Eo f (iв ) при

I 0 , f const

Опыт проводится в следующей последовательности:

− переключатель SA1 модуля «Сеть/нагрузка» установить в положение «7» − разрыв цепи статора синхронного генератора.

– потенциометром RP1 увеличивать ток возбуждения синхронного генератора до достижения величины ЭДС генератора Eo 1,2Uн , при этом напряжении произвести первый замер;

– уменьшая постепенно ток возбуждения до нуля, снять характеристику холостого хода, при снятии характеристики желательно иметь не менее 5–7 точек, которые занести в табл. 11.1.

Таблица 1 1 . 1 Характеристика холостого хода синхронного генератора

2.Снятие нагрузочной характеристики U f (iв ) при I

=const , cos const .

Опыт проводится в следующей последовательности:

− переключатель SA1 модуля «Сеть/нагрузка» установить в положение «7» − разрыв цепи статора синхронного генератора.

– на холостом ходу генератора потенциометром RP1 увеличивать ток возбуждения синхронного генератора до напряжения

U1 1,2Uн ;

– при помощи переключателя SA1 модуля «Сеть/Нагрузка» установить при данном напряжении генератора номинальный ток статора I Iн и сделать первый замер.

− уменьшая одновременно ток возбуждения и сопротивление нагрузки таким образом, чтобы ток статора оставался неизменным (I Iн const) , снять показания с приборов для 5–7 зна-

чений тока возбуждения и занести их табл. 11.2.

116

Таблица 1 1 . 2 Нагрузочная характеристика синхронного генератора.

3. Снятие внешней характеристики U f (I ) при iв const длячисто активнойнагрузки (cos 1)

Опыт проводится в следующей последовательности:

− переключатель SA1 модуля «Сеть/нагрузка» установить в положение «7» − разрыв цепи статора синхронного генератора.

– на холостом ходу генератора потенциометром RP1 увеличивать ток возбуждения синхронного генератора до напряжения

U1 Uн ;

– при помощи переключателя SA1 модуля «Сеть/Нагрузка» постепенно нагружать синхронный генератора до тока I 1,2Iн ,

поддерживая постоянным ток возбуждения iв . Снять таким об-

разом показания для 5–7 значений тока статора и занести их табл. 11.3.

Таблица 1 1 . 3 Внешняя характеристика синхронного генератора

Опыт проводится в следующей последовательности:

− переключатель SA1 модуля «Сеть/нагрузка» установить в положение «7» − разрыв цепи статора синхронного генератора;

– на холостом ходу генератора потенциометром RP1 увеличивать ток возбуждения синхронного генератора до U Uн ;

117

– при помощи переключателя SA1 модуля «Сеть/Нагрузка» постепенно нагружать синхронный генератора до тока I Iн ,

поддерживая постоянным U1 Uн const, изменяя при этом ток возбуждения iв . Снять таким образом показания для 5–7 значений тока статора и занести их табл. 11.4.

Таблица 1 1 . 4 Регулировочная характеристика синхронного генератора

После проведения опытов привести модули стенда в исходное состояние:

–ручкой RP1 уменьшить ток возбуждения до нуля и установить кнопку «Сеть» блока возбуждения СГ модуля «Электрические машины» в отключенное положение (кнопка не светится);

− переключатель SA1 модуля «Сеть/нагрузка» установить в положение «7» − разрыв цепи статора синхронного генератора;

–тумблер SA4 перевести в положение «Стоп» и потенциометром RP2 установить нулевую частоту вращения электрических машин;

− отключить автоматический выключатель QF1 модуля «Сеть/нагрузка».

Во второй части лабораторной работы снимаются характеристики генератора при индуктивной нагрузке. В качестве индуктивной нагрузки используется фазорегулятор (переменная индуктивность при повороте ротора), включенный по схеме, изображенной на рис. 11.3.

Для подключения индуктивной нагрузки от зажимов X1, X2, X3 модуля «Синхронизация/Измерение» отсоединить активную нагрузку и соединить цепь статора СГ с трехполюсным ключом К и фазорегулятором.

118

К

Рис. 11.3. Схема для проведения лабораторной работы

синдуктивной нагрузкой

Спомощью фазорегулятора снимаются все характеристики при индуктивной нагрузке (cos φ ≤ 0,2):

– включить автоматический выключатель QF1 модуля «Сеть/ нагрузка»;

– нажать кнопку SB1 «Вкл» модуля «Сеть/нагрузка»;

– тумблер SA4 перевести в положение «Пуск» и потенциометром RP2 установить частоту вращения электрических машин

1500 об/мин;

– включить кнопку «Сеть» блока возбуждения модуля «Электрические машины».

1. Снятие нагрузочной характеристики при индуктивной нагрузке cos 0,2

Опыт проводится в следующей последовательности:

– на холостом ходу генератора (I = 0) потенциометром RP1 увеличивать ток возбуждения синхронного генератора до

U 1,2Uн ;

119

– вращая ручку фазорегулятора, установить при данном напряжении генератора номинальный ток статора I Iн и сделать

первый замер; − уменьшая одновременно ток возбуждения и сопротивле-

ние нагрузки таким образом, чтобы ток статора оставался неизменным (I Iн const) , снять показания с приборов для 5–7 значений тока возбуждения и занести их табл. 11.2.

2. Снятие внешней характеристики при индуктивной нагрузке cos 0,2

Опыт проводится в следующей последовательности:

–на холостом ходу генератора потенциометром RP1 увеличивать ток возбуждения синхронного генератора до U Uн ;

–замкнуть ключ К и, вращая ручку фазорегулятора, постепенно нагружать синхронный генератора до тока I 1,2Iн , под-

держивая ручкой RP1 постоянным ток возбуждения iв . Снять

таким образом показания для 5–7 значений тока статора и занести их табл. 11.3.

3. Снятие регулировочной характеристики при индуктивной нагрузке cos 0,2

Опыт проводится в следующей последовательности:

–на холостом ходу генератора потенциометром RP1 увеличивать ток возбуждения синхронного генератора до U Uн ;

–замкнуть ключ К и при помощи фазорегулятора постепенно нагружать синхронный генератора до тока I Iн , под-

держивая постоянным U Uн const , изменяя при этом ручкой RP1 ток возбуждения iв . Снять таким образом показания для

5–7 значений тока статора и занести их табл. 11.4.

После проведения опытов установить модули стенда в исходное положение, уменьшить напряжение возбуждения СГ до нуля и отключить возбуждение, уменьшить задание ПЧ до нуля и отключить автомат QF-1.

120