2801.Электрические машины

2) начать увеличивать вращающий момент на валу асинхронного двигателя при постоянной скорости вращения (скорость вращения синхронного генератора определяется частотой сети) с помощью плавного увеличения задания на потенциометре RP2 преобразователя частоты. Увеличение момента на валу асинхронного двигателя приведет к увеличению угла нагрузки θ, а следовательно, будет увеличиваться отдаваемая активная мощность P2 в сеть. Таким образом изменяя ручкой RP2 нагрузку генератора от нуля до I Iн , записать в табл. 13.2 показания

измерителя мощности и угла нагрузки θ для 5–7 точек.

Таблица 1 3 . 2 Данные опыта с регулированием активной мощности генератора

Обработка результатов испытания

1. Рассчитать и построить U-образные характеристики синхронного генератора. Используя данные табл. 13.1, рассчитать и свести результаты расчета в табл. 13.3, 13.4.

Таблица 1 3 . 3 Результаты расчета U-образных характеристик при P1 0

Таблица 1 3 . 4 Результаты расчета U-образных характеристик при P1 0

141

в функции от отдаваемой активной мощности Р2.

Используя данные табл. 13.2, рассчитать и свести результаты расчета в табл. 13.5.

Таблица 1 3 . 5 Расчетные данные для построения характеристик

Контрольные вопросы

1.Какими методами можно включить синхронный генератор на параллельную работу с сетью? В чем различие этих методов?

2.Как включить синхронный генератор на параллельную работу с сетью по методу точной синхронизации? Какие при этом следует выполнить условия и для чего? Объясните по схеме последовательность операций при включении на сеть испытуемого генератора.

3.Как включить синхронную машину в сеть по методу самосинхронизации?

142

4.Каково назначение синхроноскопа при включении синхронного генератора на параллельную работу с сетью?

5.Как проверить совпадение чередования фаз сети и синхронного генератора перед включением генератора на параллельную работу с сетью?

6.Как регулируется реактивная мощность синхронного генератора при параллельной работе с сетью бесконечно большой мощности?

7.Какие характеристики называются U-образными и как их снять на исследуемой машине?

8.Объясните последовательность операций при снятии

U-образной характеристики на исследуемой машине при

P1 = 0,5P1н.

9.Как по U-образной характеристике рассчитать и построить зависимость cos от тока возбуждения?

10.Какова фаза тока I1 соответствующего минимуму U-об-

разной характеристики синхронного генератора? Нарисуйте для этого режима векторную диаграмму.

11.Объясните, почему смещается минимум U-образной характеристики при изменении активной мощности синхронного генератора, работающего параллельно с сетью.

12.Какова фаза тока синхронного генератора по отношению к напряжению сети при перевозбуждении и при недовозбуждении?

13.Объясните: при перевозбуждении или при недовозбуж-

дении синхронный генератор отдает реактивную мощность

всеть?

14.Как изменяется cos при возрастании вращающего мо-

мента приводного двигателя синхронного генератора, работающего на сеть, если ток возбуждения генераторанеизменяется?

15. Каково действие реакции якоря в синхронном генераторе, работающего параллельно с сетью бесконечно большой мощности, при перевозбуждении и отсутствии активной нагрузки? При недовозбуждении?

143

16.Как регулируется активная мощность синхронного генератора при параллельной работе с сетью бесконечно большой мощности?

17.Как перевести синхронный генератор в двигательный режим? По показаниям каких приборов это может быть установлено?

18.Почему синхронный генератор нельзя включить в сеть в произвольный момент?

144

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14 Определение параметров синхронной машины

Цель работы. Изучение методов экспериментального определения параметров синхронной машины.

План работы

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

2.Рассчитать активные сопротивления обмоток статора.

3.Определить синхронное индуктивное сопротивление по

продольной оси Xd (насыщенное и ненасыщенное), индуктивное сопротивление X p и X , используя снятые характеристики.

4. Определить индуктивные сопротивления Xd и Xq ме-

тодом скольжения.

5. Определить синхронные индуктивные сопротивления Xd и Xq методом отрицательного возбуждения.

6. Определить индуктивное сопротивление обратной последовательности X2 :

−по данным опыта двухфазного короткого замыкания;

−методом асинхронного тормоза.

7.Определить индуктивное сопротивление нулевой последовательности:

− из опыта питания однофазным током трех фаз, соединенных последовательно;

− из опыта короткого замыкания двух фаз на нейтраль.

8.Определить индуктивные сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательности, используя характеристики короткого замыкания и холостого хода.

9.Определить сверхпереходные индуктивные сопротивления по продольной и поперечной осям опытным путем.

145

10.Определить кратность ударного тока короткого замы-

кания.

11.Построить векторную диаграмму ЭДС для явно полюсной синхронной машины.

12.Определить отношение короткого замыкания (ОКЗ)

Порядок выполнения работы

1. Определение активного сопротивления обмоток статора

A. Измерение сопротивлений постоянному току обмоток статора производится либо методом амперметра и вольтметра, либо с помощью измерительных мостов. Если обмотка статора соединена звездой, то измеряются сопротивления каждых двух

последовательно соединенных фаз rAB ,rBC ,rCA ,rав Uав .

Iав

С помощью характеристики холостого хода, индукционной нагрузочной характеристики трехфазного короткого замыкания определить для номинальной нагрузки I Iн :

a) индуктивноесопротивлениерассеянияобмоткистатораX ;

146

б) синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси − Xd (ненасыщенное и насыщенное);

в) синхронное индуктивное сопротивление по поперечной оси Xq ;

г) продольное и поперечное сопротивление реакции якоря.

3. Снятие характеристик синхронного генератора

A. Снять характеристику холостого хода E0л f (iв ).

Рис. 14.1. Принципиальная схема для снятия характеристики холостого хода

Опыт проводится в следующей последовательности:

− собрать схему для проведения эксперимента (рис. 14.1).

Таблица 1 4 . 1 Характеристика холостого хода генератора

E0л , В iв , А

–переключатель SA1 модуля «Сеть/Нагрузка» установить

вположение «7» – разрыв;

–включить автоматический выключатель QF1 модуля «Сеть/Нагрузка» и нажать кнопку SB1 «Вкл» модуля «Сеть/Нагрузка»;

–тумблер SA4 преобразователя частоты перевести в положение «Пуск» и потенциометром RP2 установить частоту вращения электрических машин 1500 об/мин;

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

147

− при разомкнутой цепи статора (якоря), увеличив ток возбуждения генератора до величины, когда напряжение будет равно 460 В, записать в табл. 14.1 первую точку.

Затем, плавно уменьшая ток возбуждения, снять 5–7 точек. Последняя точка ЭДС соответствует току возбуждения iв 0 .

E0ф E03л .

Б. Снять характеристики короткого замыкания.

Снять характеристику при трехфазном коротком замыкании Iк3 f (iв ) :

−собрать схему для проведения эксперимента (рис. 14.2). Для этого включить в цепь обмотки статора СГ измеритель мощности модуля «Синхронизация/Измерения» и замкнуть зажимы X4, X5, X6 для трехфазного короткого замыкания;

−увеличивая ток возбуждения СГ, записать в табл. 14.2 значения тока короткого замыкания и тока возбуждения для 5–6 точек;

Рис. 14.2. Схема для снятия характеристики трехфазного короткого замыкания

Таблица 1 4 . 2 Характеристика трехфазного короткого замыкания генератора

Iк3 , А iв , А

148

− уменьшить задание на ПЧ до нуля и остановить асинхронный двигатель. Снизить ток возбуждения генератора до нуля.

Снять характеристику при двухфазном коротком замыкании Iк2 f (iв ) :

− собрать схему для проведения эксперимента (рис. 14.3). Для этого замкнуть на измерителе мощности зажимы X4, X5 для двухфазного короткого замыкания;

Рис. 14.3. Схема для снятия двухфазного короткого замыкания

−при помощи увеличения задания на ПЧ разогнать асинхронный двигатель до скорости n = 1500 об/мин;

−увеличивая ток возбуждения СГ, записать в табл. 14.3 значения тока короткого замыкания и тока возбуждения для

4–5 точек. Максимальный ток Iк 0,7Iн;

Таблица 1 4 . 3 Характеристика двухфазного короткого замыкания генератора

Iк2 , А iв , А

− уменьшить задание на ПЧ до нуля и остановить асинхронный двигатель. Снизить ток возбуждения генератора до нуля.

Снять характеристику при однофазном коротком замыкании Iк1 f (iв ) :

− при помощи увеличения задания на ПЧ разогнать асинхронный двигатель до скорости n = 1500 об/мин;

149

− увеличивая ток возбуждения СГ, записать в табл. 14.4 значения тока короткого замыкания и тока возбуждения для 4–5 точек. Максимальный ток Iк 0,7Iн;

Рис. 14.4. Схема для снятия однофазного короткого замыкания

Таблица 1 4 . 4 Характеристика однофазного короткого замыкания генератора

Iк1 , А iв , А

− уменьшить задание на ПЧ до нуля и остановить асинхронный двигатель. Снизить ток возбуждения генератора до нуля.

Снять характеристику при коротком замыкании двух фаз на нейтраль Iк20 f (iв ) :

− собрать схему для проведения эксперимента (рис. 14.5). Для этого замкнуть зажимы X4, X5 измерителя мощности с нулевой точкой СГ и дополнительно в нейтраль включить амперметр;

−при помощи увеличения задания на ПЧ разогнать асинхронный двигатель до скорости n = 1500 об/мин;

−увеличивая ток возбуждения СГ, записать в табл. 14.5

значения токов короткого замыкания Iк2 , Iк20 , тока возбуждения, мощности и напряжения на фазе С1-0 для 4–5 точек. Максимальный ток Iк2 не должен превышать номинального.

150