Исследование электрических машин постоянного и переменного тока: Методические указания к лабораторным работам, страница 13

Рубильник  включают, когда стрелка вольтметра  находится в нулевом положении.

При точном выполнении всех условий синхронизации после включения рубильника  ток в обмотке статора не возникает.

После подключения синхронного генератора к сети следует установить и проверить опытным путем как отражается на его работе изменение тока возбуждения и вращающего момента первичного двигателя (без записи характеристик).

При отключении первичного двигателя ПН от сети рубильником , синхронная машина автоматически переходит в двигательный режим. Нагрузка синхронного двигателя осуществляется регулированием резистора , включенного с помощью переключателя П₁ (положение 2) в цепь якоря машины постоянного тока ПН, работающей теперь в генераторном режиме.

Для остановки синхронного двигателя следует выключить рубильник .

Характеристики постоянной мощности

Характеристики постоянной мощности показывают зависимость тока статора  от тока возбуждения  синхронного двигателя при постоянной нагрузке (моменте) на его валу (рис.). В точках минимума характеристик ток статора двигателя является только активным (). При уменьшении тока возбуждения, т.е. при недовозбуждении, возникает намагничивающая реакция якоря и ток статора возрастает за счет реактивной составляющей, отстающей от напряжения сети (левые ветви характеристик).

При увеличении тока возбуждения, т.е. при перевозбуждении, возникает размагничивающая реакция якоря, ток статора также возрастает за счет реактивной составляющей (правые ветви характеристик). Однако в этом случае реактивный ток опережает напряжение сети.

При отсутствии нагрузки на валу () синхронный двигатель работает в режиме синхронного компенсатора, т.е. генератора реактивной мощности.

Характеристики постоянной мощности снимают для нагрузок  и

Первая характеристика () снимается при разомкнутой цепи генератора постоянного тока (переключатель П₁ разомкнут, см. рис.).

Для снятия второй характеристики нагрузка двигателя устанавливается регулированием напряжения генератора тока путем изменения его тока возбуждения и регулирования нагрузочного резистора . Значение  определяют приближенно, устанавливая тока статора  (точка а на характеристике постоянной мощности) (см. рис.).

Снятие характеристик постоянной мощности рекомендуется начинать со значений тока , соответствующих максимальному току возбуждения двигателя , постепенно его уменьшая. Пределы изменения тока возбуждения должны быть выбраны так, чтобы ток статора синхронного двигателя не превышал 1,2 своего номинального значения.

Мощность генератора постоянного тока поддерживается постоянной .

При этом потребляемая синхронным двигателем мощность не остается строго постоянной вследствие потерь в двигателе и генераторе.

Опытные и расчетные данные заносятся в табл.22.

Таблица 22

Синхронный двигатель					Генератор постоянного тока			Примечание
В	А	Вт	А		В	А	Вт

Рабочие характеристики

Рабочие характеристики синхронного двигателя (рис.) представляют собой зависимости тока статора , потребляемой мощности , коэффициента полезного действия , коэффициента мощности  и вращающего момента от полезной мощности на валу двигателя .

Опыт проводят при напряжении  и неизменном токе возбуждения .

При снятии рабочих характеристик предварительно устанавливают такую величину тока возбуждения, при которой ток статора при номинальной мощности был бы минимальным().

При поведении опыта изменяют полезную мощность двигателя в пределах от холостого хода до режима, соответствующего току . Результаты измерений заносят в табл.23.

Таблица 23

Опытные данные						Расчетные данные
В	А	Вт	В	А	Вт	Вт	Вт	Н×м		%

Расчет рабочих характеристик проводится по формулам

 1. - полезная мощность двигателя, Вт;

                                                 =,

где                - потери в обмотке статора ;

                               - число фаз (=3);

                               - фазный ток обмотки статора;

                               - активное сопротивление фазы обмотки статора;

                              - мощность, потребляемая установкой из сети в режиме холостого хода, берется из табл.22 (точка при ).

2. - вращающий момент, Н×м;

                                                 ,

где                - синхронная частота вращения поля статора;

                               - частота напряжения сети;

                               - число пар полюсов машины.

3.  - коэффициент мощности

                                                 .

4.  - коэффициент полезного действия

                                                 ,

где   и  - напряжение питания цепи возбуждения и ток возбуждения синхронного двигателя.

Содержание отчета

1. Паспортные данные электрических машин и измерительных приборов.

2. Электрическая схема, таблицы наблюдений и вычислений.

3. Характеристики машины, полученные в результате обработки опытных данных согласно программе работы.

4. Выводы по работе.

Вопросы для самоконтроля

1. Принцип действия синхронного двигателя.

2. Способы пуска синхронного двигателя.

3. Способы синхронизации при включении синхронной машины в сеть большой мощности.

4. Влияние изменения тока возбуждения на величину тока статора и угол его сдвига по фазе относительно напряжения сети при постоянной нагрузке (моменте) на его валу.

5. Как влияет на ток статора, потребляемую мощность и КПД синхронного двигателя, работающего при постоянном токе возбуждения, увеличение момента нагрузки на валу?

Лабораторная работа №8