2.2 Определение статической механической характеристики
Для построения статической механической характеристики синхронного двигателя используется электромашинная группа, состоящая из двух двигателей. Один из которых используется в качестве исследуемой машины (машина переменного тока), а другой – в качестве нагрузочной машины (машина постоянного тока). Причём машина постоянного тока работает в режиме динамического торможения.
Потери в двигателе постоянного тока подразделяют на электрические в обмотках якоря и возбуждения, механические (потери в подшипниках и трение якорной обмотки о воздух) и магнитные потери (потери в стали магнитопровода). Механические и магнитные потери составляют приблизительно 1 – 3 % от мощности двигателя, поэтому механическими и магнитными потерями в нагрузочном двигателе при определении момента на валу возможно пренебречь, т. е. электромагнитный момент в двигателе практически равен механическому моменту на валу исследуемой машины.
,
(2.4)
где Рнм– электромагнитная мощность в нагрузочной машине в Вт, w – скорость вращения вала двигателя в с-1. Мощность на валу нагрузочного двигателя определяется по следующей формуле
,
(2.5)
где Uнм– напряжение на якорной обмотке нагрузочного двигателя, Iнм – ток якорной обмотки нагрузочной машины. Скорость вращения вала двигателя равна
,
(2.6)
где n – частота вращения вала двигателя.
2.2.1 Указания по проведению эксперимента
Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.
Соберите схему тепловой защиты машины переменного тока.
Собрать электрическую схему проведения эксперимента (рисунок 2.5).
Соединить гнёзда защитного заземления устройств, используемых в опытах, с гнездом PE источника G1.
Переключатели режима работы источника G2 и возбудителя G3 в положение «РУЧН.».
Рукоятки сопротивлений блоков G2 и G3 выведите против часовой стрелки до упора, а блока нагрузок А2 по часовой стрелке.
Установите переключателем блока А5 напряжение на вторичной обмотке трансформатора равным 133 В.
Установите сопротивление фаз блока сопротивлений А4 равным 8 Ом.
Включите выключатель А1.
Включите источник G1. О наличии напряжения на источнике G1 возможно судить по свечению соответствующих индикаторов.
Включите выключатель А3, тем самым вы произведете асинхронный пуск машины переменного тока.
Нажмите кнопку «ВКЛ.» возбудителя синхронной машины G3.
Регулировочным сопротивлением возбудителя G3 постепенно увеличивайте ток возбуждения машины переменного тока до тех пор, пока ток возбуждения исследуемой машины не перестанет меняться. Тем самым вы введёте машину переменного тока в синхронизм.
После вхождения исследуемой машины в синхронизм отключите выключатель А1.
Нажмите кнопку «ВКЛ.» источника постоянного тока G2 и установите напряжение на обмотке возбуждения равным 220 Вольт.
Изменяя нагрузку на валу исследуемого двигателя при помощи блока нагрузок А2 снимайте показания тока в якорной цепи (прибор Р2), напряжение якоря (прибор Р3) и указателя частоты вращения вала двигателя (прибор Р1) занесите показания в таблицу 2.1. В случае перехода двигателя М2 в асинхронный режим работы разгрузите его по активной мощности, вращая рукоятку блока А2 против часовой стрелки, либо увеличивая ток возбуждения машины М2 до тех пор, пока не восстановится синхронная работа двигателя М2 с сетью
По завершении работы, вращая рукоятки блока нагрузок А2 против часовой стрелки разгрузите двигатель М2 по активной мощности. Нажмите кнопку «ОТКЛ.» источника постоянного тока G2 и возбудителяG3, предварительно повернув рукоятки соответствующих источников питания против часовой стрелки до упора. Отключите источник трёхфазного напряженияG1.
Постройте механическую характеристику w=f(M)синхронного двигателя.
Таблица 2.1
|
Измерено |
Вычислено | ||||
|
Iнм, А |
Uнм, В |
n, об/мин |
w, с-1 |
Рнм, Вт |
М, н∙м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|