Электрические машины. Часть II. Синхронные машины. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Электрические машины» для студентов 3 и 4 ку

следует проводить с обязательной фиксацией точки, соответствующей минимальному току якоря I1 .

Для снятия U-образной характеристики, при ненулевой создаваемой мощности необходимо, регулируя ток возбуждения гонного двигателя, увеличить механическую нагрузку. В рамках работы допускается кон-

41

Рис. 8.5. Ориентировочный вид U-образной характеристики

Рис 8.6. Ориентировочный вид зависимости коэффициента мощности от тока возбуждения в опыте U-образной характеристики

5. Угловые характеристики синхронного двигателя. Угол между полем статора и осью ротора, называемый углом нагрузки θ, увеличивается с увеличением нагрузки (рис. 8.7.) Двигатель при этом продолжает нормально работать, однако индуктивные параметры двигателя изменяются с изменением θ, следовательно, изменяется соотношение активной и реактивной мощности.

42

Рис. 8.7. Пояснение угла нагрузки синхронной машины

Для того чтобы исследовать угловые характеристики, необходимо включить в схему рис. 8.8 датчик угла нагрузки. Для этого отключить информационный кабель, идущий от тахогенератора двигателя. Разъем кабеля, подключаемый к датчику частоты вращения, следует включить в блок датчика угла нагрузки. Также необходимо подключить к датчику угла нагрузки ноль и фазу L1 от блока общего питания стенда.

Рис. 8.8. Подключение датчика угла нагрузки

Дополните схему вольтметром, подключенным к точкам U1 и V1. Проведите пуск синхронного двигателя и установите номинальное напряжение питания согласно инструкции по первому опыту данной ра-

боты.

Регулируя механическую нагрузку, необходимо измерить и занести в таблицу угол нагрузки θ, потребляемую мощность P1ф и реактивную мощность Q1ф в фазе и линейное напряжение U1 . Рекомендуется повышать нагрузку до момента, когда I1 =1.2 I1н =0.3 А , и выполнять измерения, понижая нагрузку до нуля.

43

Рассчитать P1 =3P1ф , Q1 =3Q1ф . Построить графики P1 (δ), Q1 (δ), U1 (δ).

Рис. 8.9. Пример графиков параметров измеряемых в опыте угловых характеристик

44

Контрольные вопросы

1.Объясните конструкцию и принцип действия синхронного двига-

теля.

2.Объясните конструкцию, назначение и принцип работы синхронного компенсатора.

3.Объясните устройство и назначение пусковой обмотки трехфазного синхронного двигателя.

4.Какие существуют способы пуска в ход трехфазного синхронного двигателя?

5.В чем сущность асинхронного пуска в ход синхронного двигате-

ля?

6.Объясните по схеме последовательность операций при асинхронном пуске в ход испытуемого синхронного двигателя.

7.Почему обмотку возбуждения синхронного двигателя при асинхронном пуске вначале включают на активное сопротивление? Почему

еенельзя оставить разомкнутой или закороченной?

8.Что такое пусковой момент синхронного двигателя?

9.Как влияет величина активного сопротивления пусковой обмотки на пусковой момент синхронного двигателя?

10.За счет каких вращающих моментов втягивается в синхронизм явнополюсный синхронный двигатель при асинхронном пуске?

11.Может ли явнополюсный синхронный двигатель работать при отсутствии возбуждения?

12.Какиехарактеристикиназываютсяэлектромеханическими(рабочими) характеристиками синхронного двигателя? Как их снять на исследуемой машине?

13.Может ли синхронный двигатель работать с cosϕ =1?

14.Как снимаются U-образные характеристики синхронного двига-

теля?

15.Почему U-образная характеристика синхронного двигателя, снятая при холостом ходе, не касается оси абсцисс (в отличие от аналогичной характеристики синхронного генератора)?

16.Сопережающимилиотстающимтокомотносительнонапряжения сети работает синхронный двигатель при перевозбуждении? При недовозбуждении?

17.При перевозбуждении или при недовозбуждении синхронный двигатель отдает реактивную мощность в сеть? Ответьте на вопрос в отношении синхронного генератора.

45

18.Каков характер реакции якоря в синхронном двигателе при перевозбуждении и каков – при недовозбуждении?

19.Нарисуйтеупрощеннуювекторнуюдиаграммусинхронногодвигателя, соответствующую минимуму U-образной характеристики.

20.Нарисуйте и объясните угловую характеристику явнополюсного синхронного двигателя.

21.Как определяются перегрузочная способность синхронного двигателя и соответствующий ей угол θmax?

22.Как влияет на перегрузочную способность синхронной машины изменение тока возбуждения?

23.В чем преимущество синхронного двигателя по сравнению с асинхронным? Каковы недостатки?

24.Почемувотличиеотасинхронногодвигателясинхронныйдвигатель не имеет собственного пускового момента?

25.Чем объяснить, что с ростом мощности значение cosϕ =1 достигается при большем токе возбуждения (см. рис. 4.1)?

26.Каким образом выполнить обмотку возбуждения, чтобы она могла выполнять роль пусковой обмотки?

46

ПРИЛОЖЕНИЕ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОМЕХАНИКИ

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №

____________________________________________________

(название работы)

Группа ______________

Студенты

Преподаватель

«_____»______________20______г.

47

Цель работы:

Наименование опыта Схема лабораторной установки

Перечень оборудования и измерительных приборов

Таблицы результатов измерений и вычислений

48

Расчетные формулы

Графики

Заключение:

49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.БеспаловВ.Я., КотеленецН.Ф. Электрическиемашины. – М.: Изд. центр

«Академия», 2006. – 320 с.

2.Вольдек А.И. Электрические машины. – Учебник для вузов. – СПб:

Питер, 2008. – 320 с.

3.Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. Ч. 1. Машины постоянного тока. Трансформаторы. – Л.: Энергия, 1972. – 543 с.; Ч. 2. Машины переменного тока. – Л.: Энергия, 1973. – 648 с.

4.Петров Г.Н. Электрическиемашины. – М.: Энергия, 1974. Ч. 1.

5.Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. – М.: Энергия, 1980.

6.Петров Г.Н. Электрические машины. Ч. 2. Асинхронные машины – М.: Госэнергоиздат, 1963.

7.Жерве Г.К. Промышленные испытания электрических машин. – М.: Энергия, 1968.

50