
Ел маш лаб 4
.odtЛабораторна робота №4.
Дослідження трифазного асинхронного генератора
Мета роботи. Вивчити будову і принцип дії роботи трифазного асинхронного генератора, оволодіти методикою проведення дослідів та навчитись аналізувати властивості асинхронного генератора за результатами досліджень.
ЗАГАЛЬНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
Асинхронні машини, як і інші електричні машини, мають влас- тивість зворотності, тобто можуть працювати як у режимі двигуна, так і в режимі генератора. За конструктивним виконанням асинхронні генератори не відрізняються від асинхронних двигунів.
У генераторному режимі асинхронна машина може працювати як паралельно з синхронними генераторами на загальну електричну мережу, так і ізольовано – на свою автономну мережу. В обох випадках асинхронному генератору необхідне збудження, тобто в обмотках статора повинен протікати реактивний струм намагнічування, який створює в машині робоче обертове магнітне поле. У першому випадку асинхронний генератор отримує збудження з електричної мережі (обмінюється реактивною потужністю з мережею за рахунок реактивного струму), а в другому – від батареї конденсаторів, підключеної до обмотки статора.
У разі роботи на загальну електричну мережу асинхронний генератор завантажує синхронні генератори мережі реактивною потужністю, що обумовлює зменшення їх коефіцієнта потужності. Через це асинхронні генератори не знайшли широкого застосування в енергетиці як джерела електричної енергії.
В умовах автономної роботи необхідна батарея конденсаторів, потужність якої складає 70...100 % від номінальної потужності генератора. Оскільки ця батарея має відносно високу вартість, то асинхронні генератори з самозбудженням мало використовуються на практиці.
Висновок: Я вивчив будову і принцип дії роботи трифазного асинхронного генератора, оволодіти методикою проведення дослідів та навчитись аналізувати властивості асинхронного генератора за результатами досліджень.
Контрольні запитання
1. Назвіть переваги та недоліки асинхронного генератора.
Переваги асинхронного генератора:
Простота конструкції і висока надійність;
Можливість використовувати як генератори малих, так і великих потужностей;
Не вимагає пускового устаткування, так як може запуститись самостійно внаслідок побудови магнітного поля в роторі при взаємодії зі статором;
Можливість регулювання напруги генератора шляхом зміни його обертів;
Невисока ціна.
Недоліки асинхронного генератора:
Низький коефіцієнт потужності;
Відносно низький коефіцієнт корисної дії через втрати потужності на витратах струму його обмоток, вентиляцію та інші фактори;
Не здатний генерувати струм зі сталою частотою при зміні обертів, так як частота залежить від швидкості ротора, який може змінювати свої оберти;
Низька точність стабілізації напруги.
2. Що називають робочими характеристиками асинхронного генератора в разі паралельної роботи його з електричною мережею?
Робочі характеристики асинхронного генератора в разі паралельної роботи з електричною мережею включають в себе напругу та частоту генератора, потужність генератора, струм та потужність, що поставляється в мережу. Також, важливо забезпечити координацію напруги та частоти генератора з мережею, щоб уникнути перетворення потоку між генератором та мережею.
3 Який вигляд мають робочі характеристики асинхронного генератора, що працює паралельно з електричною мережею? Чому вони мають такий вигляд?
Робочі характеристики асинхронного генератора, що працює паралельно з електричною мережею, мають вигляд лінії, що відображає залежність струму, потужності та напруги на генераторі від його потужності. Це пояснюється тим, що в разі паралельно
4. Чому характеристика холостого ходу асинхронного генератора нелінійна?
Характеристика холостого ходу асинхронного генератора нелінійна через те, що магнітний потік, що проходить через обмотки статора, залежить від струму, що протікає в обмотках ротора. При холостому ході, коли ротор обертається дуже повільно, струм ротора майже нульовий, що призводить до збільшення магнітного потоку у статорі. Це, в свою чергу, призводить до збільшення напруги, що індукують обмотки статора, що пояснює нелінійну залежність напруги від струму.
5. Що називають робочими характеристиками асинхронного генератора зі самозбудженням ?
Робочі характеристики асинхронного генератора зі самозбудженням відображають залежність напруги і струму генератора від його обертальної швидкості та струму навантаження при фіксованій електричній потужності. Ці характеристики використовуються для визначення оптимальної точки роботи генератора зі самозбудженням, при якій досягається максимальна ефективність використання енергії.
6. Який вигляд мають робочі характеристики асинхронного генератора зі самозбудженням? Чому вони мають такий вигляд?
Робочі характеристики асинхронного генератора зі самозбудженням зазвичай мають форму кола. На горизонтальній осі відкладена величина струму, а на вертикальній - величина напруги, що створена генератором. Зазвичай, при підвищенні струму в генераторі, його напруга знижується. Така залежність має місце до певного моменту, коли напруга досягає певного мінімального значення, після чого вона знову починає зростати з підвищенням струму. Така характеристика відображає основну властивість самозбудженого асинхронного генератора - збільшення струму в обмотці генератора призводить до зменшення його напруги.
7. Де на практиці використовуються асинхронні генератори?
Асинхронні генератори використовуються в різних галузях промисловості і техніки, наприклад:
у вітрових та гідроелектростанціях для виробництва електроенергії;
в складі систем електроживлення для різноманітних промислових об'єктів, будівель, транспорту тощо;
у побутовій техніці, наприклад, для створення побутових генераторів;
в електротехнічних лабораторіях для проведення досліджень і випробувань електрообладнання.