2.7. Работа № 1-7. Исследование трехфазного синхронного двигателя

Цель работы

Ознакомление с асинхронным пуском трехфазного синхронного двигателя (СД) и исследование его рабочих свойств путем снятия опытных характеристик.

Программа работы

1. Изучить схему рис. 2.7.1, состав блоков стенда, используемых в работе с СД, используемую измерительную и регистрирующую аппаратуру, а также принцип нагружения СД.

2. Собрать схему согласно рис. 2.7.1.

3. Осуществить асинхронный пуск.

4. Снять рабочие характеристики СД.

5. Снять U-образные характеристики СД.

6. Провести опыт регулирования реактивной мощности СД.

7. Составить отчет.

Пояснения к работе

1. В данной работе роль синхронного двигателя выполняет асинхронный электродвигатель с фазным ротором М1 (рис. 2.7.1), роторная цепь которого подключена к регулируемому источнику постоянного тока тиристорного регулятора напряжения (ТРН). Постоянный ток в роторной цепи I_вс. измеряется амперметром РА1 модуля измерительного постоянного тока. Подключение роторной цепи осуществляется через переключатель SA3 ТРН. В верхнем положении SA3 цепь ротора замкнута накоротко, а в нижнем – подключается к выходу выпрямителя В1 модуля ТРН.

Статорная обмотка АД через модуль измерителя мощности подключается к модулю питания перемычками. Напряжение и ток статора подключаются к датчикам напряжения и тока.

Нагрузка СД создается двигателем постоянного тока (ДПТ) М2, работающим в режиме нагрузочной машины. Якорная цепь ДПТ запитывается от модуля тиристорного преобразователя (ТП). Обмотка возбуждения двигателя М2 получает питание от регулируемого выпрямителя В2 модуля ТРН. На модуле ТП расположено индикаторное устройство на базе четырехстрочного жидкокристаллического индикатора (ЖКИ) для одновременной индикации напряжения U_п и тока якоря I_п, тока возбуждения I_в и частоты вращения  ДПТ.

2. Сборка схемы заключается в установке соединений между клеммами модулей в соответствии со схемой рис. 2.7.1.

Р ис. 2.7.1. Схема асинхронного пуска СД и снятия рабочих характеристик

Перед подачей питания на стенд необходимо установить в исходные положения потенциометры и переключатели модулей, для этого:

– в модуле ТРН переключатели SA1 перевести в нижнее положение «Стоп», SA2 – в положение «50В», SA3 – в верхнее положение, SA4 – в положение «185» (напряжение обмотки возбуждения ДПТ), потенциометр RP1 – в нулевое положение;

– в модуле ТП переключатели SA1 «Разрешение» установить в нижнее положение, SA2 – в положение «НМ», SA3 – в средне положение «Стоп», потенциометры RP1, RP2 – в нулевые положения;

– загрузить программное обеспечение (включить персональный компьютер и дождаться загрузки «Windows»; на рабочем столе найти папку «Стенд Электропривод» и войти в нее; загрузить программу «LabDrive»; выбрать работу №3 и загрузить ее; установить развертку «1 с» или «3с» и нажать кнопку «Пуск»).

3. Особенность пуска СД заключается в том, что при асинхронном пуске нужно ротор СД разогнать до скорости, близкой к синхронной ₀ и обмотку возбуждения (ротора) подключить к источнику напряжения постоянного тока для создания тока возбуждения I_вс. Опробование работы схемы проводится в следующей последовательности:

• включить автомат QF1 модуля питания стенда. При этом получают питание все измерительные и усилительные устройства стенда;

• включить автомат QF2 модуля питания, происходит разгон двигателя до подсинхронной скорости, амперметр РА1 совершает низкочастотные колебания вблизи нуля;

- переключатель SA1 модуля ТРН перевести в верхнее положение «Пуск», переключатель SA3 – в нижнее положение, изменяя положение движка потенциометра RР1 ТРН, наблюдать изменение тока ротора I_вс по прибору РА1 и вход в синхронизм СД.

После того, как СД втянется в синхронизм, можно снимать его рабочие характеристики.

4. Рабочие характеристики СД.

Рабочие характеристики представляют собой зависимости

I_c, Р₁, М₂,  и cos = f(Р₂) при U_c = и I_в.сд = const.

Снятие характеристик проводят следующим образом: на холостом ходу нагрузочного генератора постоянного тока (переключатель SA1 модуля добавочных сопротивлений №2 в положение «») устанавливают такой ток возбуждения СД, при котором ток статора минимальный (cos = 1). Если не удается достичь такого положения, то устанавливают I_в.сд = 4 А и его поддерживают постоянным.

Возбуждая ГПТ, нагружают его до I_я  1,2I_ян.

Данные опыта заносят в табл. 2.7.1

Таблица 2.7.1

Со стороны СД

Данные опыта

Расчетные данные

Uф

Iф= Iс

Рф

Iв.сд

сosφ

Р1

рэл1

Рст

Рэм

Мэм.сд

М0

М2

Р2



В

А

Вт

А

Вт

Вт

Вт

Вт

Нм

Нм

Нм

Вт

%

Со стороны ГПТ

Данные опыта

Расчетные данные

Uя

Iя

iв



См

Мэм.гпт

Iяо

М0

М2

Р2

В

А

А

1/с

Нм

А

Нм

Нм

Вт

5. U-образные характеристики СД.

U-образные характеристики представляют собой зависимости тока статора I_с и cos от тока возбуждения I_в.сд.

П осле снятия рабочих характеристик, не останавливая СД, нагрузить генератор постоянного тока такой нагрузкой, при которой I_с  I_с.ном. Изменением положения потенциометра RР1 тиристорного регулятора напряжения отыскать такое значение тока возбуждения I_в.сд, при котором ток статора будет иметь минимальное значение. Обозначим его I_в.сн. уменьшая и увеличивая ток возбуждения от тока I_в.сн изменять ток статора до достижения им номинального значения.

Повторить снятие этих же зависимостей еще для двух значений нагрузки СД.

Оценить , как изменяется характер зависимости и значение I_в.сн с изменением нагркзки.