8.2. Экспериментальная часть

1) Собрать схему для испытания синхронного двигателя рабочую схему, приведенную на рис. 19. В качестве нагрузки на валу двигателя используется генератор постоянного тока при независимом возбуждении, работающий на активную нагрузку.

2) После проверки преподавателем схемы произвести асинхронный пуск синхронного двигателя. Убедиться в работоспособности схемы.

3) Снять и построить рабочие характеристики синхронного двигателя при

.

4

) Снять и построить U – образную характеристику при двух значениях нагрузки на валу двигателя.

5

) Убедиться в возможности поддержания при любой нагрузке на валу двигателя.

6

) Снять и построить угловую характеристику двигателя .

7

) Определить угол при номинальной нагрузке и вычислить перегрузочную способность двигателя .

8) Сделать выводы по проведенным исследованиям синхронного двигателя.

Таблица 10

Результаты испытаний

№ п/п

Опыт

Расчет

8.3. Контрольные вопросы

1) Что вы знаете о конструкции синхронных двигателей?

2

) Расскажите о способах пуска синхронных двигателей в ход?

3) Каким образом можно добиться работы синхронного двигателя с ?

4) Что называется перегрузочной способностью синхронного двигателя?

5) Каковы преимущества и недостатки синхронных двигателей?

Лабораторная работа 9 исследование работы синхронного генератора на выпрямитель

Ц е л ь р а б о т ы – ознакомиться с особенностями работы синхронного генератора на выпрямитель, снять опытным путем зависимость величины пульсаций и угла коммутации от нагрузки, внешнюю характеристику [2, c. 751 – 754; 6, c. 94 – 98].

9.1. Основные теоретические

Получение постоянного тока выпрямлением переменного напряжения синхронного генератора позволяет отказаться от использования генератора постоянного тока, существенным недостатком которого является наличие коллектора. Поэтому в настоящее время получили широкое распространение бесколлекторные генераторы постоянного тока.

Работа синхронного генератора на выпрямитель существенно отличается от работы на обычную симметричную по фазам нагрузку. Рассмотрим основные электромагнитные процессы в системе «синхронный генератор – трехфазный мостовой выпрямитель». Принципиальная схема установки и временные диаграммы токов и напряжений показаны на рис. 22, 23. В начальный момент времени положительное напряжение анод – катод имеют диоды V1, V2.

Рис. 22

Следовательно, ток в нагрузку протекает по цепи: фаза А генератора, диод V1,

Нагрузка, диод V2, фаза С. Остальные диоды закрыты, ток в фазе В равен нулю. Напряжение фазы А уменьшается, а фазы В возрастает, и в момент, когда они становятся равными, диоды V1 и V3 имеют равное значение напряжения анод – катод. Далее положительное напряжение на аноде диода V3 становится больше, диод V1 закрывается и ток в нагрузку течет по цепи: фаза В генератора, диод V3, нагрузка, диод V2, фаза С. Ток в фазе А равен нулю. В дальнейшем процессы повторяются. Таким образом, в диапазоне нормальных нагрузок можно выделить два режима работы: работа двух фаз на нагрузку при отсутствии тока в третьей фазе и режим, когда происходит коммутация фаз генератора. Индуктивность обмоток синхронного генератора не позволяет мгновенно перекатиться току в одной фазе и соответственно возрасти скачком в другой.

В

результате некоторое время коммутирующие фазы синхронного генератора оказываются замкнутыми накоротко. Этот отрезок времени характеризуется углом коммутации , значение которого зависит от индуктивного сопротивления коммутации и от величины нагрузки в выпрямителе. Под индуктивным сопротивлением коммутации в машинах с демпферной обмоткой понимается величина

, где – сверхпереходное индуктивное сопротивление;

–

сопротивление обратной последовательности.

При индуктивном характере нагрузки значение угла определяется приближенным равенством:

(13)

Т

рехфазный мостовой выпрямитель работает в двух –, трехвентильном режиме при , далее двухвентильный режим работы становится невозможным.

Значение угла коммутации оказывает влияние на величину пульсаций выпрямленного напряжения, а циклическое чередование работы фаз генератора обусловливает неравенство токов в нагрузке выпрямителей и в фазах генератора.

Кривые фазного тока и выпрямленного напряжения показаны на рис. 22.

Мостовая схема выпрямителя эквивалентна последовательному включению двух нулевых схем. Следовательно, нулевая схема дает двое меньшее напряжение на выходе, вдвое меньшую частоту пульсаций выпрямленного напряжения и большую их амплитуду.

Из сказанного следует, что выпрямитель является для генератора нелинейной нагрузкой, несимметричной в каждый момент времени по фазам генератора.

Конструкция стенда позволяет исследовать работу синхронного магнитоэлектрического высокочастотного генератора на трехфазный мостовой и трехфазный нулевой выпрямители. Приборы на лицевой панели стенда позволяют измерять токи и напряжения генератора и нагрузки. Подключение для исследования нулевой или мостовой схемы выпрямителя осуществляется переключателем В2. Форму кривых тока и напряжения снимают с помощью электронного осциллографа, который подключается к соответствующим клеммам на панели стенда.

W

Hz

Сеть

Генератор

Сеть

Активная

нагрузка

Схема с

нулевой точкой

Мостовая

схема

Нагрузка

Рис. 23