ЛАБЫ / 5 лб эма
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральноегосударственноеавтономноеобразовательноеучреждениевысшегообразования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙТОМСКИЙПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ»
Инженерная школа энергетики Отделение: «Электроэнергетика и электротехника»
Направление: «Электроэнергетика и электротехника 13.03.02»
ООП: «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем»
Лабораторная работа № 5
«Исследование трехфазного синхронного генератора»
по дисциплине:
ЭМА
Выполнили: |
|
|
|
|
|
Пайгель О.А. |
|
|
|
Кондрашов М.А. |
|
Студенты |
|
Бадмаев Т.Г. |
|
группы |
5А33 |
Граф В.Е. |
27.10.2025 |
Проверил: |
|
|
|
преподаватель |
|
Гирник А.С. |
|
Томск – 2025
Цель работы: Изучить конструкции и принцип действия синхронного генератора; приобрести практические навыки определения характеристик; на основании опытов получить подтверждение теоретическим сведениям о синхронных генераторах.
Программа работы:
1.Ознакомиться с лабораторной установкой.
2.Получить характеристики: холостого хода, нагрузочную, внешнюю, регулировочную, короткого замыкания.
3.Проанализировать полученные характеристики и сделать основные выводы.
Рисунок 1 – Электрическая схема для исследования синхронного генератора
Характеристика холостого хода
Зависимость ЭДС E генератора от тока возбуждения при отсутствии тока нагрузки ( = 0) и неизменной частоте вращения ротора (n = const) называют характеристикой холостого хода = ( ).
Опыт проводят по схеме рис. 1 при разомкнутой цепи нагрузки. Результаты исследования внесём в таблицу 1.
2
Таблица 1 Характеристики холостого хода
№ опыта |
E |
|
|
Примечание |
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
А |
|
|
|
1 |
150 |
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
130 |
0,66 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0 |
3 |
110 |
0,53 |
|
||
|
|
|
|||
|
|
|
|
∆ |
= 0 |
4 |
80 |
0,4 |
|
||
|
|
|
|
= 0,65 |
|
|
|
|
|
||
5 |
60 |
0,27 |
|
0 |
|
|
|
|
|||
6 |
30 |
0,14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Строим характеристику холостого хода, как = ( |
+ ∆ ). |
|
|||
|
|
|
|
|
|
Рисунок 2 – Характеристика холостого хода
Нагрузочная характеристика
Зависимость напряжения U на клеммах обмотки якоря генератора от тока возбуждения при неизменной величине тока нагрузки (I = const), неизменном характере нагрузки ( = ) и неизменной частоте вращения ротора (n = const) называют нагрузочной характеристикой =
( ).
Для определения такой характеристики подключают к СГ индуктивную нагрузку Х.
3
|
|
|
Таблица 2. Нагрузочные характеристики |
||
|
|
|
|
|
|
№ |
E |
|
|
Примечание |
|
|
|
|
|
|
|
опыта |
В |
А |
|
|
|
1 |
140 |
0,82 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
125 |
0,73 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 1 |
3 |
110 |
0,65 |
|
||
|
|
|
|
|
|
4 |
90 |
0,55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
80 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
60 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Произведём построение нагрузочной характеристики в одних осях координат с характеристикой холостого хода.
Рисунок 3 – Характеристики ХХ и НГ в одних осях
4
Внешние характеристики
Зависимость напряжения U на зажимах якоря генератора от тока нагрузки I (тока обмотки якоря) при неизменной величине тока возбуждения, неизменном характере нагрузки ( = ) и неизменной частоте вращения ротора (n = const) называют внешней характеристикой = ( ).
Внешняя характеристика для случая cos = 0 определяется при подключении к генератору реактивной нагрузки Х.
Результаты исследования запишем в таблицу 3.
Таблица 3. Внешние характеристики
№ опыта |
cos ≈ 0 |
|
Примечание |
|
|
I |
|
U |
|
|
A |
|
B |
|
1 |
0 |
|
170 |
Н = 1 А |
2 |
0,21 |
|
165 |
|
3 |
0,51 |
|
158 |
|
4 |
0,9 |
|
136 |
|
5 |
1 |
|
130 |
|
По внешним характеристикам находим увеличение напряжения при
сбросе нагрузки: |
|
|
|
|
∆ = |
0 − Н |
∙ 100% = |
170 − 130 |
∙ 100% = 30,8 % |
|
|
|||
|
Н |
130 |
|
|
где Н – напряжение при I= Н
Построим зависимость внешних характеристик:
Рисунок 4 – Внешние характеристики
5
Регулировочные характеристики
Зависимость тока возбуждения генератора от тока якоря генератора при неизменном напряжении на клеммах обмотки якоря ( = ), неизменном характере нагрузки ( = ) и неизменной частоте вращения ротора (n = const) называют регулировочной характеристикой =
( ).
Регулировочная характеристика показывает, как нужно регулировать ток возбуждения генератора при изменении тока нагрузки, чтобы напряжение генератора оставалось неизменным по величине.
В таблицу 4 запишем результаты исследования, по которым построим регулировочную характеристику.
Таблица 4. Регулировочная характеристика
№ опыта |
cos ≈ 0 |
|
Примечание |
||
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
A |
|
|
1 |
0 |
|
0,45 |
|
= 0,45 А |
|
|
|
|
0 |
|
2 |
0,15 |
|
0,55 |
Н = 100 |
|
3 |
0,25 |
|
0,65 |
|
cos ≈ 0 |
4 |
0,35 |
|
0,7 |
∆ |
= 0,461 . . |
5 |
0,45 |
|
0,075 |
|
|
|
|
|
|||
По регулировочным характеристикам определим относительное изменение тока возбуждения, необходимое для поддержания напряжения на клеммах обмотки якоря при переходе от холостого хода к номинальной
нагрузке: |
|
|
|
|
|
|
|
− |
0,75 − 0,45 |
|
|
∆ = |
Н |
0 |
∙ 100% = |
|
= 0,666 . . |
|
|
|
|||
|
|
|
0,45 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
Строим график регулировочной характеристики:
Рисунок 5 – Регулировочные характеристики
6
Вывод:
7