Исследование электрических машин постоянного и переменного тока: Методические указания к лабораторным работам, страница 12

По опытным данным на основе характеристик холостого хода и нагрузочной определяют реактивное сопротивление рассеяния  и н.с. продольной реакции якоря. Для этого на нагрузочной характеристике (рис.17) берут точку А, соответствующую номинальному напряжению, и проводят прямую АВ параллельно оси абсцисс.

Таблица 21

Трехфазное к.з.		Двухфазное к.з.		Однофазное к.з.
А	А	А	А	А	А

На этой прямой откладывают отрезок АС=ОК, равный току (или н.с.) возбуждения при трехфазном короткого замыкании. Из точки С проводят прямую СД параллельно линейной части характеристики холостого хода. Далее из точки Д опускают перпендикуляр на отрезок АС. Треугольник АДЕ называют реактивным, причем его сторона ДЕ пропорциональна ЭДС рассеяния  При этом реактивное сопротивление  где при расчете принимаются фазные значения ЭДС и токов.

Определение процентного изменения напряжения производится с помощью диаграммы электродвижущих и намагничивающих сил (э.н.с.). Эта диаграмма (рис.) строится для тока  и  В осях координат в первом квадранте строят характеристику холостого хода. По оси ординат строят номинальный ток нагрузки  и под углом  вектор напряжения , от конца которого откладывают вектор активного падения напряжения  К концу последнего вектора под углом 90° в сторону опережения относительно вектора тока, откладывается вектор реактивного падения напряжения (см. рис.,отрезок ДЕ). Замыкающая этих векторов определяет вектор ЭДС , которая наводится магнитным потоком обмотки возбуждения и реакции якоря. Суммарная н.с. определяется комплексным уравнением

.

Векторы н.с. строят в масштабах пропорциональных им токов возбуждения. Величина вектора  определяется по характеристике холостого хода; по направлению он опережает вектор  наводимой им ЭДС на 90°. Результирующая н.с. обмотки возбуждения Величина вектора  определяется из реактивного треугольника (отрезок ЕА); по направлению вектор  совпадает с вектором тока . По вектору  и характеристике холостого хода, определяют вектор ЭДС, действующий в режиме холостого хода ().

Зная  и  вычисляют процентное повышение напряжения генератора при сбросе нагрузки

и сравнивают с процентным повышением напряжения, найденным из опыта определения внешней характеристики.

Содержание отчета

1.  Программа работы.

2.  Паспортные данные электрических машин и электроизмерительных приборов.

3.  Электрические схемы, таблицы наблюдений и вычислений.

4.  Характеристики, полученные в результате обработки опытных данных.

5.  Построение реактивного треугольника и определение индуктивного сопротивления рассеяния.

6.  Построение диаграммы э.н.с.

Вопросы для самоконтроля

1.  Принцип действия синхронного генератора.

2.  Варианты исполнения полюсов на роторе синхронного генератора.

3.  Чем объясняется изменение напряжения на обмотках статора синхронного генератора при нагрузке, и как на него влияет характер нагрузки (активная, активно – реактивная).

4.  Реакция статора (якоря) и ее влияние на магнитное поле синхронного генератора.

5.  Как обеспечивается регулирование напряжения на обмотках статора синхронного генератора при постоянных значениях тока статора, включая частный случай равенства этого тока нулю.

6.  Возможные варианты короткого замыкания обмоток синхронного генератора и сравнение токов опытного короткого замыкания при одинаковых токах в обмотках возбуждения.

Лабораторная работа №7

Исследование трехфазного синхронного двигателя

(Г.А. Попов)

Цель работы – изучение свойств синхронного двигателя, ознакомление со способами синхронизации и особенностями параллельной работы синхронного генератора с сетью большой мощности.

Программа работы

1. Осуществить пуск синхронного двигателя при помощи вспомогательного разгонного двигателя постоянного тока.

2. Снять и построить характеристики постоянной мощности (U - образные) при  и .

3. Снять и построить рабочие характеристики при   

Выполнение работы

Пуск синхронного двигателя

Электрическая схема установки показана на рис

В лабораторной работе применен пуск синхронного двигателя с помощью разгонного двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением (рис,ПН), который после пуска используется как нагрузочный генератор.

Перед пуском рубильники  и  должны быть разомкнуты, переключатель П₁ включен в положение 1, резистор  в цепи якоря двигателя ПН должен быть полностью введен, а регулировочный резистор  – выведен. При пуске установки включают рубильник  на сеть и подают напряжение на двигатель ПН, пускают его, плавно выводя резистор . Затем включают рубильник. Подключение синхронного двигателя к сети производится так же, как трехфазного синхронного генератора на параллельную работу с сетью, для чего необходимо выполнить его синхронизацию с сетью.

При синхронизации используется ламповый синхроноскоп и вольтметр с переключателем П₂ для измерения напряжения синхронного генератора и сети. Лампы синхроноскопа включены на «потухание».

Последовательность операций при синхронизации следующая:

1. Проверяется порядок следования фаз напряжения сети и э.д.с. синхронной машины. При одинаковом порядке следования фаз лампы синхроноскопа зажигаются и гаснут одновременно, при неодинаковой – поочередно. Для  получения одинакового порядка следования фаз в последнем случае необходимо поменять местами две фазы на щитке синхронной машины.

2. Выравнивается частота ЭДС с частотой сети путем изменения частоты вращения синхронной машины, соединенной с двигателем постоянного тока. Лампы синхроноскопа зажигаются и гаснут с частотой, равной разности частот сети и синхронной машины. Следует добиваться того, чтобы лампы зажигались и гасли медленно.

3. Выравниваются действующие значения ЭДС и напряжения сети путем изменения тока возбуждения синхронной машины.

4. При сдвиге по фазе напряжение и ЭДС сети, близком к 180°, лампы синхроноскопа гаснут. Более точно этот момент установить по вольтметру .