5. 6. Зміст звіту

5. 6. 1. Схема моделі і опис віртуальних блоків

5. 6. 2. Механічна характеристика машини в руховому режимі

5. 6. 3. Робочі характеристики машини в руховому режимі

5. 7. Питання для контролю

5. 7. 1.

5. 7. 2.

5. 7. 3.

Лабораторна робота № 6.

Дослідження трифазної синхронної машини

Мета роботи: Дослідження трифазної явнополюсної, синхронної машини.

6. 1. Короткий опис

Синхронною називають машину змінного струму, в якій швидкість обертання ротора дорівнює швидкості обертання магнітного поля в її робочому зазорі. Часто синхронну машину використовують як двигун з незмінною швидкістю обертання ротора, що приводить в обертання великі вентилятори, компресорні, відцентровані насоси і генератори постійного струму і т.і. Крім того, синхронну машину використовують як компенсатор для підвищення коефіцієнта потужності, що живить електричну мережу, а також для регулювання її реактивної потужності.

Конструкція статора синхронної машини практично нічим не відрізняється від конструкції статора асинхронної машини. Основна відмінність синхронної машини полягає в пристрої ротора (індуктора), який може бути з явно полюсною або неявнополюсною електромагнітною обмоткою, яка через контактні кільця і щітки живиться від зовнішнього джерела. Як індуктор в синхронній машині може використовуватися постійний магніт.

Робочі характеристики (рис. 6.1.) є залежность струму I_ае електричної потужності Р_1е , що поступає в обмотку якоря ККД і cosвід механічної потужності Р2, що віддається, при U1 = const, f1 = const і незмінному струмі збудження.

Рис. 6.1. Робоча характеристика синхронного двигуна

Оскільки швидкість обертання двигуна стала залежність n = f (P₂) зазвичай не приводиться; не приводиться також і залежність M = f (P₂). Оскільки обертаючий момент М пропорційний Р₂. Залежності I_a = f (P₂) і P₁ = f (P₂) мають характери близькі до лінійного. Струм холостого ходу I_a0 визначається реактивною складовою і активним струмом, що компенсує втрати в сталі і механічні втрати. Потужність холостого ходу Р₀ рівна сумі втрат, що виникають при цьому режимі. Крива = f (P₂) має характер загальний для всіх електричних машин.

6. 2. Вказівки до виконання роботи

До виконання лабораторної роботи слід приступити після вивчення теоретичного матеріалу. У якості додаткової літератури рекомендується скористатися [4, 6, 13].

6. 3. Зміст роботи

6. 3. 1. Зняття робочих характеристик машини в руховому режимі.

6. 3. 2. Зняття залежності споживаної з мережі потужності від потоку збудження машини.

6. 4. Опис лабораторної установки

Віртуальна лабораторна установка представлена на рис. 6.2.

Рис. 6.2. Модель для дослідження синхронної машини

Вона містить:

• джерело змінної трифазної напруги Source з бібліотеки Power System Blockset/Extras/Electrical Sources;

• вимірювач трифазної напруги і струму Three-Phase V-I Measurement з бібліотеки Power System Blockset/Extras/ Measurement;

• досліджувану трифазну синхронну машину Permanent Magnet Synchronous Machine з бібліотеки Power System Blockset/Machines

• вимірник активної і реактивної потужності P1, Q1 з бібліотеки Power System Blockset/Extras/Measurement;

• блок вимірювання змінних стану машини Machines Measurement з бібліотеки Power System Blockset/Machines;

• блок Display для кількісного представлення розміряних потужностей (у трьох перших вікнах блоку представлені активні потужності в кожній фазі машини, в трьох останніх - реактивні потужності);

• блок RMS з бібліотеки Power System Blockset/Extras/ Measurement, що вимірює діючий струм у фазі машини;

• блок Moment для завдання механічного моменту на валу машини з головної бібліотеки Simulink/Source;

• блок Product з головної бібліотеки Simulink/Math, що обчислює механічну потужність на валу машини;

• блок Scope для спостереження струму статора, моменту і механічної потужності синхронної машини з головної бібліотеки Simulink/Sinks;

• блок Display 1 для кількісного уявлення розміряних струму (А) і електромагнітного моменту (Нм) машини з головної бібліотеки Simulink/Sinks;

• блок Міх, об'єднуючий два сигнали в один векторний з головної бібліотеки Simulink/Sygnal & System.

У полях вікна настройки параметрів синхронної машини послідовно задаються:

• активний опір обмотки статора (Ом);

• індуктивності по подовжній і поперечній осі (Гн);

• максимальний потік в машині (Вб);

• момент інерції (кг*м²), коефіцієнт в'язкого тертя (Н*м*с), число пар полюсів.

У вікні настройки блоку вимірювання змінних стану машини задається тип машини, який вибирається в полі Machine type. У випадному меню цього поля слід вибрати Permanent magnet synchronous. Прапорці зліва включаються у тому змінному стані, які підлягають вимірюванню.

У вікні настройки параметрів джерела показана напруга і частота джерела, які повинні бути узгоджені з напругою, швидкістю і числом пар полюсів машини.