Определение параметров синхронной машины опытным путем. Измерение индуктивного сопротивления якоря

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный технический  университет имени П. О. Сухого»

Кафедра «Автоматизированный электропривод»

          ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ             ПОСТОЯННОГО ТОКА. 

 СИНХРОННЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

                               ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

                по дисциплине «Электрические машины» 

 для студентов электротехнических специальностей             дневной и заочной форм обучения

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СИНХРОННОЙ

МАШИНЫ ОПЫТНЫМ ПУТЕМ

13.1. Цель работы

Изучить методы измерения параметров синхронной машины (СМ), а также связь между конструкцией, параметрами и процессами в СМ.

13.2. Теоретические сведения

Эксплуатационные свойства СМ: изменения напряжения или тока при изменении нагрузки или возбуждения, токи внезапных и установившихся коротких замыканий и т.п. - зависят от параметров СМ: Хd , Хq, Х₂ , Ха, Хd", Хq" и т.д. Параметры СМ зависят от конструкции магнитопроводов статора и ротора и конструкции обмоток.

В мощных СМ активные сопротивления значительно меньше индуктивных, поэтому активными сопротивлениями пренебрегают, что значительно упрощает определение параметров. Если в опыте направить магнитный поток также как в режиме, для которого определяется параметр, то можно по отношению напряжения к току определить этот параметр.

Параметры рассчитывает для фазных величин, поэтому линейные напряжения необходимо пересчитывать на фазные.

13.3. Испытательная установка

Испытательную установку (рис.13.1) соберите на стенде № 5. Регулирующий трансформатор TU и агрегат из двигателя M и генератора G   расположен слева от стенда. 

На схеме: 

Un -регулятор скорости двигателя;   

UV   -регулятор напряжения генератора;

TU - регулирующий трансформатор РИТ-220-6; 

G - генератор синхронный ГАВТ-2М/230;  М - двигатель; 

UZ - выпрямитель; 

PA1 - амперметр Д553   0,1 ... 50 А 0,24; 

PV1 - вольтметр Д566   51/75 В 0,2 % или АВМ 7,5 … 60 В 0,5 %

PV2 - вольтметр М367 150 В   1,5 %; РА2 - амперметр M 367   2 А 1,5 %; 

R1 - пусковое сопротивление 15 Ом   5 А

Рис. 13.1 Схема определения параметров СМ

Меры предосторожности: Чтобы исключить "разнос" двигателя подавайте напряжение вначале на возбуждение, а затем - на якорь. Отключайте в обратном порядке. Чтобы исключить удар тока якоря, подавайте напряжение на якорь двигателя при наибольшем пусковом сопротивлении, а по мере разгона двигателя - плавно уменьшайте сопротивление.

13.4. Измерение индуктивного сопротивления якоря Xd и Xq

Магнитный поток реакции якоря проходит через статор и ротор в режиме, когда ротор вращается синхронно с магнитным полем статора.

Отношение напряжения якоря к току якоря в режиме, когда есть только магнитный поток якоря дает значение индуктивного сопротивления якоря.. Это сопротивление тем меньше, чем больше зазор между статором и ротором. Если ротор явнополюсный, то сопротивление магнитному потоку по поперечной оси (между полюсами) значительно больше, чем по продольной оси (по оси полюсов), поэтому выделяют индуктивное сопротивление якоря по поперечной оси Хq , которое меньше индуктивного сопротивления якоря по продольной оси Хd.

Так как практически трудно обеспечить синхронное вращение ротора с требуемым положением относительно поля статора, то для измерений Хd и Хq  использует моменты медленного перехода ротора через продольное и поперечное положение.

Включите стенд (Q1,Q2) уменьшите пусковое сопротивление, установите напряжение генератора 0,10 …0,15 и увеличивайте скорость двигателя до появления медленных (1 раз в 2 ...5с) качений стрелки вольтметра PV2 (если качания не появляются, а ток якоря (PA1) увеличивается - это значит, что ротор вращается против поля статора, отключите стенд и смените полярность включения обмотки якоря двигателя).

При медленных изменениях тока якоря приблизительно запомните наибольшее и  наименьшее его значение, а затем, точнее подстраивая скорость так, чтобы переходы через минимум или максимум были замедленными (2−4с), запомните одновременно показания тока и напряжения якоря (в делениях) для минимума и максимума. Отключите стенд   (Q2, Q1), введите пусковое сопротивление, положение регулятора скорости не меняется во всех последующих опытах.  Переведите показания в амперы и вольты (в фазное), а затем в относительные единицы.

Nмин ⋅ ЦДу IМАКС = N макс ⋅ ЦД А Iном ;        Uмин = 3⋅U_ном

где   N - отсчет по шкале; ЦД - цена деления; I_ном,U_ном - номинальные значения тока и напряжения. 

                       Рассчитайте сопротивления

               X d∗ =Uмакс∗ / Iмин∗ ;   X q∗ =Uмин∗  / Iмакс∗

Определить ожидаемое установившееся значение тока трехфазного короткого замыкания

Iкз∗ ≈ IВ∗ / Х d∗

13.5. Содержание отчета

1.Схема испытания. 

2.Результаты измерения параметров и расчетов ожидаемых токов.

3.Таблицы и графики характеристик х.х. и к.з.   

4.Заключение.

13.6. Зачетные вопросы.