16

Министерство образования и науки российской федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(НОВОЧЕРКАССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ)

ИССЛЕДОВАНИЕ

ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ТРЕХФАЗНОГО

СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА С СЕТЬЮ

БЕСКОНЕЧНО БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ

Методические указания к лабораторной работе по курсу «Электромеханика»

Новочеркасск 2009

УДК 001.57:621.314.25 (076.5)

Рецензент – канд. техн. наук Т. И. Феоктистова

Составители: Дувакина И. Е., Климов Е. А., Назикян Г. А.

Исследование параллельной работы трёхфазного синхронного генератора с сетью бесконечно большой мощности: Методические указания к лабораторной работе по курсу «Электромеханика» /Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2009, – 15 с.

Дано описание схемы исследования, методов синхронизации трёхфазного синхронного генератора с сетью бесконечно большой мощности, регулирования активной и реактивной мощности.

Методические указания предназначены для проведения лабораторных исследований параллельной работы трёхфазного синхронного генератора с сетью бесконечной мощности студентами очной и заочной форм обучения специальностей 140106, 140203, 140211, 140601, 140602, 140604, 140204, 140205.

УДК 001.57:621.314.25 (076.5)

© Южно-Российский государственный технический университет, 2009

© Дувакина И. Е., Климов Е. А., Назикян Г. А., 2009

Цель работы: изучить конструкцию и принцип действия трёхфазного синхронного генератора, методы включения его на параллельную работу с сетью бесконечно большой мощности и регулирование активной и реактивной мощности.

Программа работы

1. Ознакомиться с конструкцией, принципом действия и паспортными данными трёхфазного синхронного генератора (СГ).

2. Собрать схему для проведения исследований.

3. Включить генератор на параллельную работу с сетью.

4. Произвести регулирование активной мощности СГ.

5. Произвести регулирование реактивной мощности СГ.

6. Обработать результаты исследования.

7. Оформить отчёт по работе.

Пояснение к выполнению работы

Объектом исследования является явнополюсный трёхфазный синхронный генератор ГАБ-2Т/230-М2 (2 кВт,230 В,3000 об/мин,6,5 А,6 А). Синхронный генератор (СГ) служит для преобразования механической энергии, поступающей со стороны вала, в электрическую энергию переменного тока.

В конструктивном отношении СГ состоит из двух основных частей: неподвижной – статора и вращающейся – ротора. На статоре 1 располагается трёхфазная обмотка переменного тока – обмотка якоря 2, а на роторе – обмотка возбуждения 4, по которой протекает постоянный ток (рисунок 1). Обмотка возбуждения размещается на полюсах 3, расположенных на роторе (индукторе), и подключается к двум контактным кольцам 5, размещённым на валу 6 (рисунок 2). Постоянное напряжение подаётся на обмотку возбуждения через щётки 7 и контактные кольца 5. В полюсных наконечниках 8, как правило, располагается демпферная (успокоительная) обмотка, которую в синхронных двигателях называют пусковой. Демпферная обмотка состоит из стержней 9 и замыкающих сегментов 10 и представляет собой фрагмент короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя. В генераторах она изготовлена из меди. В полюсах ротора выполняются радиальные вентиляционные каналы 11.

Рисунок 1 – Конструкция явнополюсного СГ Рисунок 2 – Ротор явнополюсного СГ

(поперечное сечение)

Магнитный поток, создаваемый током обмотки возбуждения, пронизывает обмотку якоря и при вращении ротора наводит в ней ЭДС. Таким образом, работа генератора основана на использовании закона электромагнитной индукции, который отражает взаимосвязь ЭДС в обмотке якоря с изменением во времени потокосцепления обмотки, обусловленного магнитным потоком обмотки возбуждения,

.

Вследствие синусоидального изменения во времени магнитного потока чаще используют формулу для действующего значения ЭДС:

.

здесь f₁–частота ЭДС; – амплитудное значение потока обмотки возбуждения, пронизывающего обмотку якоря с числом витков;– обмоточный коэффициент (0,9–0,95).

Если к выводам обмотки якоря подключено нагрузочное сопротивление, то под действием наведенной ЭДС в цепи якоря и во внешней цепи нагрузки потечёт трёхфазный переменный ток.

Трёхфазный переменный ток якорной обмотки создаёт в зазоре круговое вращающееся поле, которое вращается синхронно (вместе) с полем возбуждения и является неподвижным по отношению к полюсам возбуждения.

В результате взаимодействия вращающегося поля якорной обмотки с полем возбуждения создаётся тормозной электромагнитный момент, уравновешивающий механический момент на валу генератора со стороны приводного устройства.

Демпферная (успокоительная) обмотка гасит качания ротора (колебания частоты вращения ротора относительно синхронной частоты вращения), возникающие при переходных процессах. Во время этих колебаний в демпферной обмотке наводится ЭДС, вызывающая токи в стержнях этой обмотки и возникновение электромагнитного момента, тормозящего качания ротора. Энергия качаний ротора рассеивается в виде тепловых потерь в демпферной обмотке.

При несимметричной нагрузке по фазам генератора демпферная обмотка подавляет возникающее в этом случае обратное магнитное поле и обеспечивает симметричное напряжение на выводах якорной обмотки СГ.

Более подробное ознакомление с конструкцией и принципом действия СГ проводится во внеаудиторное время на стадии подготовки к выполнению работы по литературе [1, 2].