Краткие теоретические положения

Назначение

Ознакомиться с конструкцией и принципом действия синхронного генератора, оценить влияние характера нагрузки на характеристики генератора, овладеть методикой графо-аналитического исследования характеристик синхронного генератора.

Краткие теоретические положения

Синхронной называют машину переменного тока, в которой скорость вращения ротора равна скорости вращения магнитного поля в её рабочем зазоре. Чаще всего синхронная машина используется в качестве генератора и реже в качестве электродвигателя для привода крупных вентиляторов, компрессоров, центробежных насосов, генераторов постоянного тока.

Статор синхронной машины, называемый также якорем, ничем не отличается от статора асинхронного электродвигателя. Ротор же представляет собой явнополюсный или неявнополюсный электромагнит, обмотка которого питается от внешнего источника постоянного тока через два контактных кольца и щётки. Явнополюсный ротор обычно используется в машинах с четырьмя и более парами полюсов.

Рис. 1: Конструкция ротора (индуктора) явнополюсной (а) и неявнополюсной (б) синхронной машины.

При холостом ходе магнитный поток генератора создаётся только обмоткой возбуждения. Этот поток направлен по оси полюсов ротора и индуктирует в фазах обмотки якоря э.д.с.

Формула 1

При появлении тока в обмотках статора взаимодействие намагничивающих сил статора и ротора приводит к изменению картины магнитного поля в зазоре генератора. Это влияние называется реакцией якоря. При чисто активной нагрузке реакция якоря - поперечная, при чисто индуктивной - продольная размагничивающая, а при чисто ёмкостной – продольная намагничивающая. В генераторном режиме поперечная реакция якоря приводит к усилению магнитного поля на сбегающем крае полюса и ослаблению – на набегающем ( в двигательном – наоборот). Для всех режимов работы и видов нагрузки синхронного генератора характерно изменение результирующего магнитного поля при действии реакции якоря и изменение его э.д.с.

Дополнительная литература: Сукманов В. И. Электрические машины и аппараты.-М.: Колос, 2001. –с195…218

Задание

Снять характеристики генератора:

1. Холостого хода Е₀=F(I_B);

2. Индукционную нагрузочную U=f(I_B);

3. Внешние U=f(I_Н) при Cosj=1 и Cosj=0, 7;

4. Регулировочные I=f(I_B) при Cosj=1 и Cosj=0, 7;

5. Трёхфазного короткого замыкания I⁽³⁾_КЗ=f(I_B);

3.1 Порядок выполнения задания

Знакомимся с основными техническими данными используемого в схеме оборудования и его размещением на стенде

Знакомство осуществить по перечню элементов универсального лабораторного стенда, составленному на вводном занятии

G1

Синхронный генератор: тип ЕС52-4М101 с самовозбуждением Iв.ном=4, 3А, 1500 об/мин, 5 кВт, IФ.НОМ=9А; IЛ.НОМ=15, 7А; UФ.НОМ=133 В; UЛ.НОМ=230 В; 106 кг (При UВ=17, 6В и IВ=9А; UФ=162 В)

Собираем схему экспериментальной установки

Собрать электрическую схему. Сидоров собирает узел А1; Козлов – узел А2 и так далее. Во время сборки перечертить схему в тетради.

Собираем схему экспериментальной установки

Собрать электрическую схему по плакату. Сидоров собирает узел А1; Козлов – узел А2 и так далее. Во время сборки перечертить схему с плаката в тетради.

 

Рис.2: Принципиальная схема испытания синхронного генератора.

 

 

Снимаем характеристику холостого хода

Заготавливаем и заполняем таблицу записи наблюдений для снятия характеристики холостого хода

Распределяются исполнители

Таблица 1

Исп-ли	Положение выключа-телей QF1…QF4	Активный ток IА=IPA2, A	Реактивный ток IР=IPA3, A	Ток возб-я IB=IРА1, A	Фазное напряжение UФ=UPV1, В	Полный ток нагрузки IН=1.41IA, A	UФ*=UФ/UФ.НОМ	I*B= IB/IBО	I*Н= IН/ IНОМ
Характеристика холостого хода при увеличении тока возбуждения
Козлов	0/0/0/0			1, 5
Сидоров	0/0/0/0			2, 5
И т. д.	0/0/0/0			3, 5
	0/0/0/0			4, 5
	0/0/0/0			5, 5
	0/0/0/0			6, 5
	0/0/0/0			7, 5
	0/0/0/0			8, 5
Характеристика холостого хода при снижении тока возбуждения
	0/0/0/0			8, 5
	0/0/0/0			7, 5
	0/0/0/0			6, 5
	0/0/0/0			5, 5
	0/0/0/0			4, 5
	0/0/0/0			3, 5
	0/0/0/0			2, 5
	0/0/0/0			1, 5

3.1.4.2 Запускаем установку в следующем порядке:

Работу выполняет назначенный исполнитель

1. Устанавливаем автотрансформатор в нулевое положение;

2. Отключаем QF1 по QF4;

3. Подаём напряжение;

4. Передаём установку для снятия характеристики.

Снимаем индукционную нагрузочную характеристику

Назначение

Ознакомиться с конструкцией и принципом действия синхронного генератора, оценить влияние характера нагрузки на характеристики генератора, овладеть методикой графо-аналитического исследования характеристик синхронного генератора.

Краткие теоретические положения

Синхронной называют машину переменного тока, в которой скорость вращения ротора равна скорости вращения магнитного поля в её рабочем зазоре. Чаще всего синхронная машина используется в качестве генератора и реже в качестве электродвигателя для привода крупных вентиляторов, компрессоров, центробежных насосов, генераторов постоянного тока.

Статор синхронной машины, называемый также якорем, ничем не отличается от статора асинхронного электродвигателя. Ротор же представляет собой явнополюсный или неявнополюсный электромагнит, обмотка которого питается от внешнего источника постоянного тока через два контактных кольца и щётки. Явнополюсный ротор обычно используется в машинах с четырьмя и более парами полюсов.

Рис. 1: Конструкция ротора (индуктора) явнополюсной (а) и неявнополюсной (б) синхронной машины.

При холостом ходе магнитный поток генератора создаётся только обмоткой возбуждения. Этот поток направлен по оси полюсов ротора и индуктирует в фазах обмотки якоря э.д.с.

Формула 1

При появлении тока в обмотках статора взаимодействие намагничивающих сил статора и ротора приводит к изменению картины магнитного поля в зазоре генератора. Это влияние называется реакцией якоря. При чисто активной нагрузке реакция якоря - поперечная, при чисто индуктивной - продольная размагничивающая, а при чисто ёмкостной – продольная намагничивающая. В генераторном режиме поперечная реакция якоря приводит к усилению магнитного поля на сбегающем крае полюса и ослаблению – на набегающем ( в двигательном – наоборот). Для всех режимов работы и видов нагрузки синхронного генератора характерно изменение результирующего магнитного поля при действии реакции якоря и изменение его э.д.с.

Дополнительная литература: Сукманов В. И. Электрические машины и аппараты.-М.: Колос, 2001. –с195…218

Задание

Снять характеристики генератора:

1. Холостого хода Е₀=F(I_B);

2. Индукционную нагрузочную U=f(I_B);

3. Внешние U=f(I_Н) при Cosj=1 и Cosj=0, 7;

4. Регулировочные I=f(I_B) при Cosj=1 и Cosj=0, 7;

5. Трёхфазного короткого замыкания I⁽³⁾_КЗ=f(I_B);

3.1 Порядок выполнения задания

12Следующая ⇒

Поделиться: