zhukov

192

2. Ознакомиться с устройством синхронной машины, установленной на агрегате № 2 лабораторного стенда и на демонстрационном стенде. За-

3.Исследовать работу синхронной машины в режиме двигателя. Для этого собрать на панели стенда ―синхронная машина‖ схему установки для снятия основных характеристик синхронного генератора, работающего на сеть большой мощности (рис. 6). В качестве приводного двигателя использовать электродвигатель постоянного тока параллельного возбуждения, схема которого собирается на той же панели, что и схема исследуемой синхронной машины. Монтаж установки выполнить в соответствии с монтажной схемой, указанной на рис. 7. При этом линейные провода сети «А», «В», «С» подключить к синхронной машине. ВНИМАНИЕ! При работе с синхронной машиной в режиме двигателя до подключения произвести перекоммутацию ваттметра на панели "Синхронная машина" по схеме рис. 7.

4.Включить источник питания приводного электродвигателя постоянного тока и установить величину напряжения, равную 220 В.

ВНИМАНИЕ! Перед пуском исследуемого электродвигателя необходимо убедиться в том, что:

4.1.Сопротивление пускового реостата полностью введено (ручка пускового реостата находится в крайнем левом положении ―1‖ — цепь якоря двигателя разомкнута);

4.2.Сопротивление реостата в цепи обмотки возбуждения двигателя полностью выведено (ручка реостата ―Регулировка возбуждения‖ находится в крайнем правом положении);

4.3.Величина питающего напряжения электродвигателя установлена рав-

ной номинальному значению UН = 220 В. Установка величины питающего напряжения производится кнопками "Установка напряжения питания эл. машин" на панели "Нагрузочные устройства" при предварительно нажатой кнопке "Вкл." на панели "Машины постоянного тока".

193

A B C

К 1

Рис. 6

194

A B C

_ +

Возбуждение

_ 0-24В +

Рис. 7

5.Осуществить пуск двигателя постоянного тока:

5.1.Плавным переключением перевести пусковой реостат из положения ―1‖ в положение ―7‖ с выдержкой времени в каждом промежуточном положении в течение 1 — 1,5 сек;

5.2.Установить частоту вращения его якоря равной n = 3000 об/мин. Изменение частоты вращения приводного электродвигателя проводить изменением величины питающего напряжения кнопками ―Установка напря-

жения питания эл. машин‖ ― ‖ и ― ‖ на панели ―Нагрузочные устройства‖.

6.Возбудив синхронную машину, установить напряжение на ее за-

жимах U равным напряжению сети UС: U = UС. Возбуждение синхронной машины проводится подключением обмотки ее ротора к регулируемому источнику постоянного напряжения. Для этого необходимо нажать кнопку

―Вкл.‖ позиции ―Возбуждение синхронной машины‖, а кнопкой ―Вкл.‖ позиции ―Включение статора синхронной машины‖ подключить к об-

мотке статора вольтметр и соответствующие цепи синхроноскопа. Регулировка тока возбуждения синхронной машины производится регулировочным устройством на панели ―Синхронная машина‖.

7.Регулируя частоту вращения приводного электродвигателя постоянного тока по синхроноскопу, установить момент синхронизации частоты ЭДС синхронного генератора и напряжения сети. Момент синхронизации соответствует совмещению стрелки синхроноскопа с вертикальной отмет-

195

кой его шкалы (т.е. совпадению фаз фазных напряжений генератора и сети). Затем в момент синхронизации подключить генератор на параллельную работу с сетью, нажав кнопку ―Вкл.‖ позиции ―Включение к сети синхронной и асинхронной машин‖.

8. Уменьшить нагрузку синхронного генератора до нуля (P = 0) при номинальном токе возбуждения IВ= 2 А и перевести синхронную машину в режим двигателя. Для этого двигатель постоянного тока необходимо отключить от источника питания, нажав кнопку ―Откл.‖ на панели ―Маши-

ны постоянного тока‖.

9. Исследовать работу синхронной машины в режиме двигателя, нагрузив машину до заданного значения мощности, потребляемой из сети, путем изменения нагрузки на валу с помощью электромагнитного тормоза агрегата № 2. Включив напряжение питания цепи обмотки возбуждения тормоза, установить заданный преподавателем момент на валу синхронного двигателя.

10. Снять U-образную характеристику синхронного двигателя, т.е. зависимость тока статора I, потребляемого двигателем из сети, от тока возбуждения IВ при P = const. Величина тока статора не должна превышать номинального значения. Результаты измерений записать в табл. 1.

После окончания опыта разгрузить электродвигатель путем уменьшения момента нагрузки до 0, не отключая двигатель от сети.

Таблица 1

11. Снять рабочие характеристики синхронного двигателя, т.е. зависимость тока I, коэффициента мощности cos , КПД , вращающего момента М и потребляемой мощности P1 от полезной мощности P2 на валу двигателя при постоянном токе возбуждения IВ= const и постоянном напряжении сети U = const. Для этого:

11.1. Установить ток возбуждения синхронного двигателя равным IВ= 2 А при P2 = 0, т.е. при холостом ходе. Записать показания всех приборов в табл. 2; 11.2. Постепенно изменяя момент нагрузки на валу двигателя от значения,

равного нулю, до значения, при котором ток, потребляемый синхронным двигателем, станет номинальным, для каждого момента записать показания всех приборов в табл. 2 (примерно 6-7 замеров).

Таблица 2

12.Остановить синхронный двигатель. Для этого:

12.1.Уменьшить нагрузку синхронного двигателя до нуля (P = 0);

12.2.Отключить двигатель от сети, нажав кнопку ―Откл.‖ позиции

―Включение к сети синхронной и асинхронной машин‖;

12.3.Уменьшить ток возбуждения синхронной машины до 0;

12.4 После остановки машины вернуть пусковой реостат двигателя постоянного тока в крайнее левое положения (цепь якоря разомкнута).

13.Обработать результаты опытов.

13.1.Построить U-образные характеристики синхронной машины в режи-

ме двигателя I = f(IВ) и cos = f(IВ) при P2 = const, используя измерения и вычисления, приведенные в табл. 1.

13.2. Построить рабочие характеристики синхронного двигателя n2 = f(P2),

cos = f (P2), =f (P2), I = f (P2) и M2 = f (P2) в одной координатной системе, используя измерения и вычисления, приведенные в табл. 1.

Мощность на валу синхронного двигателя (полезная мощность) рассчитывается по формуле

P2 = 0,105M2 n2.

Коэффициент полезного действия двигателя

= P2 / (P1+ UВ IВ).

Коэффициент мощности двигателя сos = P1 3 U I,

где P1 — активная мощность переменного тока, подведенная к статору синхронного двигателя.

Контрольные вопросы

1.Где применяются синхронные двигатели?

2.Как устроен синхронный двигатель?

3.Каков принцип действия синхронного двигателя?

4.Какой вид имеет схема замещения одной фазы обмотки статора синхронного двигателя?

5.Как строится векторная диаграмма синхронного двигателя?

6.Нарисуйте и объясните угловые характеристики синхронного двигателя.

7.Нарисуйте и объясните U-образные характеристики синхронного двигателя.

197

8.Почему в производственных условиях работа синхронных двигателей в режиме перевозбуждения является более целесообразной?

9.Нарисуйте и объясните механическую характеристику синхронного двигателя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Электротехника, закладывая основы для расчета и построения электрических и магнитных цепей с постоянным, синусоидальным и импульсным воздействиями, является базовой дисциплиной для целого ряда родственных дисциплин, таких, как электроника и автоматика, вычислительная техника и управляющие информационные сети и системы, электропривод и электрические машины, технологическое оборудование и сварка, другие электрофизические методы обработки и формирования материалов. Трудно назвать отрасль инженерных знаний, в которой широко не применяются теоретические методы анализа и синтеза электрических цепей и их элементов и устройств, которые активно разрабатываются в электротехнике. За полутора вековой отрезок времени электротехника заслуженно занимает лидирующие позиции во всех областях науки и техники.

В настоящем пособии рассмотрены наиболее общие вопросы электротехники, которые в той или иной степени затрагиваются при подготовке инженерных кадров для всех неэлектротехнических специальностей. Авторы в подборе материала, включенного в пособие, исходили из необходимости в наиболее полном объеме представить основные вопросы электротехники. В тоже время в пособие не вошли разделы, изучающие теорию четырехполюсников, электрические фильтры, цепи с распределенными параметрами, расчеты и анализ цепей с несинусоидальными периодическими воздействиями, нелинейные цепи и целый ряд других. Для их изучения авторы отсылают студентов к соответствующей литературе по перечисленным разделам, в частности, к курсам теоретических основ электротехники.

По мнению авторов, каждая представленная в пособии лабораторная работа содержит достаточно подробное теоретическое описание исследуемых явлений, что, на наш взгляд, позволит студентам использовать его при подготовке к лабораторным работам.

198

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

18. Волынский Б. А. и др. Электротехника. М,; 1987.

19. Анвельт М. Ю. и др. Общая электротехника / Под ред. В. С. Пантюшина. М.; 1976.

20.Борисов Ю. М., Липатов Д.Н. Общая электротехника. М,; 1974.

21.Касаткин А. С., Немцов М. В. Электротехника. М.; 1999.

22. Сборник задач по электротехнике и основам электроники / Под ред. В. С. Пантюшина. М.; 1979.

23.Попов В. С., Николаев С. А. Общая электротехника с основами электроники. М.; 1976.

24.Липатов Д. Н. Вопросы и задачи по электротехнике для программированного обучения. М.; 1978.

199

Учебное издание

Составитель

Жуков Евгений Александрович

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ

Учебное пособие

Главный редактор Л.А. Суевалова Редактор Т.Ф. Шейкина Компьютерная верстка Е.А. Жукова

Подписано в печать Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Гарнитура "Таймс". Печать офсетная. Усл. печ. л. 11,6. Уч.-изд. л. 10,5. Тираж *** экз.

Заказ . С190

Издательство Хабаровского государственного технического университета. 680035, Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136.

Отдел оперативной полиграфии издательства Хабаровского государственного технического университета. 680035, Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136.