Результаты перевода нагрузки с одного генератора на другой

№ п/п	UBc	UCb	UBb, UCc
1
2
3
4

Окончание табл. 13.2

№ п/п	UBc	UCb	UBb, UCc
5
6
7
8
9
10
11
12

 

6. Сформулировать краткие выводы.

 

Ø Контрольные вопросы

 

1. Какие существуют виды соединения обмоток трансформатора?

2. Как влияет изменение маркировки выводов обмоток трансформатора на номер группы соединения?

3. Сколько существует всего групп соединения обмоток трансформатора и почему?

4. Какие группы соединений обмоток трансформатора предусмотрены ГОСТ для трехфазных двухобмоточных трансформаторов?

5. Что означает запись ?

 

& Рекомендуемая литература: [2, с. 72–99].

Лабораторная работа № 14.
Исследование однофазного синхронного генератора

 

Цель работы: изучить устройство синхронного генератора и приобрести практические навыки по сборке схем и снятию характеристик; получить экспериментальное подтверждение теоретических сведений о свойствах синхронного генератора.

Приборы и оборудование:

– однофазный синхронный генератор;

– асинхронный двигатель для привода генератора;

– источник постоянного напряжения для питания обмотки возбуждения синхронного генератора;

– амперметр электромагнитный А1 с пределом измерения 5 А для измерения тока синхронного генератора;

– вольтметр электромагнитный с пределом измерения 150 В для измерения напряжения синхронного генератора;

– амперметр магнитоэлектрический А2 с пределом измерения 10 А для измерения тока в обмотке возбуждения синхронного генератора;

– ламповый реостат для нагрузки синхронного генератора;

– провода соединительные 15 шт.

 

Ø Основные теоретические положения

 

Синхронный генератор – это электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую, является источником переменного напряжения.

В настоящее время и в ближайшей перспективе трехфазные синхронные генераторы будут являться основными источниками электрической энергии на тепловых, атомных и гидроэлектростанциях (ТЭС, АЭС, ГЭС) для энергообеспечения всех сфер народного хозяйства, в том числе предприятий железнодорожного и воздушного транспорта, жилищно-коммунального хозяйства, а также электрифицированных железных дорог России.

Кроме того, эти машины находят широкое применение на всех видах передвижных транспортных установок: на железнодорожном транспорте (пассажирские вагоны, рефрижераторные поезда, тепловозы), в самолетах, в автомобилях, в речном и морском транспорте и т. д.

Конструктивными элементами синхронного генератора являются неподвижная часть (статор) и вращающаяся часть (ротор). Статор машины не отличается от статора асинхронного двигателя (см. физическую модель и плакат).

В пазах статора располагается трехфазная или однофазная обмотка. Трехфазную обмотку обычно соединяют «звездой», при этом фазное напряжение достигает 24–30 кВ.

Ротор синхронной машины представляет собой электромагнит явно полюсный с числом полюсов 2р ≥ 4 или неявнополюсный с числом полюсов 2р = 2 (см. физическую модель генератора и плакат).

Ток в обмотку ротора поступает через контактные кольца и щетки от внешнего источника постоянного тока – возбудителя, в качестве которого может использоваться генератор постоянного тока или выпрямитель.

Принцип действия синхронного генератора основан на законе электромагнитной индукции, который проявляется в том, что при вращении ротора первичным двигателем (дизелем на тепловозе, паровой турбиной на ТЭЦ, колесной парой в пассажирском вагоне и т. д.) магнитное поле обмотки возбуждения на роторе пересекает обмотку статора, индуцируя в ней переменную эдс

 

,

 

где  – эдс в фазе обмотки статора синхронного генератора, В;
 – магнитный поток, Вб;  – число витков в фазе обмотки статора;  – обмоточный коэффициент;  – частота переменного тока, Гц.

Частота переменного тока в синхронном генераторе определяется по формуле

,

 

где  – число пар полюсов в роторе;  – частота вращения ротора, об/мин.

Из этой формулы следует, что частоту  50 Гц в синхронном генераторе можно получить при малом числе полюсов и большой частоте вращения ротора или при малой частоте вращения и большом количестве полюсов.

Например, если число полюсов в синхронном генераторе 2р = 2, то частота вращения ротора n = 3000 об/мин. Эти машины устанавливаются на тепловых и атомных электростанциях.

Свойства синхронного генератора оцениваются рядом характеристик: характеристикой холостого хода – это зависимость эдс генератора от тока возбуждения  при  50 Гц, т. е. ; внешней характеристикой – это зависимость напряжения в генераторе от тока нагрузки при , , , т. е. ; регулировочной характеристикой – это зависимость тока возбуждения  от тока нагрузки  при , , , т. е. .

Номинальные параметры синхронного генератора: номинальная мощность Р_НОМ, кВт; номинальное напряжение U _ном, В или кВ; номинальная частота, Гц; номинальный коэффициент мощности , о.е.; номинальный кпд, о.е.

В лабораторной работе приводится исследование и оценка названных видов характеристик с последующими выводами по ним.

Ø Порядок выполнения работы

 

1. Ознакомиться с лабораторным стендом и записать паспортные данные синхронного генератора и приборов.

2. Собрать электрическую схему для исследования синхронного генератора и представить для проверки преподавателю (рис. 14.1).

 

 

Рис. 14.1. Схема включения синхронного генератора

 

3. Включить асинхронный двигатель и возбудить генератор до номинального напряжения.

4. При отключенной нагрузке снять характеристику холостого хода  путем увеличения тока возбуждения от нуля при постоянной частоте вращения, записав показания приборов в табл. 14.1.

 

Таблица 14.1

Характеристика холостого хода  при  и  

 

Е, В
I в, А

 

5. Снять внешнюю характеристику при активной нагрузке и , увеличивая ток от  до  и записывая показания приборов для 5–6 значений в табл. 14.2.

 

Таблица 14.2

Внешняя характеристика  при  и

 

U, В
I, A

6. Снять внешнюю характеристику для емкостной нагрузки, подключив батарею конденсаторов. При отключенной активной нагрузке изменяем емкость от 0 до 10 мкф с шагом 2. Данные записать в табл. 14.3.

 

Таблица 14.3

Внешняя характеристика  при  и

 

U, В
I, A
С, мкф	0	2	4	6	8	10

 

7. Снять внешнюю характеристику при активно-емкостной нагрузке. При включенной емкости С = 4 мкф изменяем сопротивление лампового реостата. Данные измерений записать в табл. 14.4.

 

Таблица 14.4

Внешняя характеристика  

при  и , С = 4 мкф

 

U, В
I, A

 

8. Снять регулировочную характеристику при активной нагрузке увеличением тока, поддерживая при этом напряжение на зажимах синхронного генератора постоянным. Данные записать в табл. 14.5.

 

Таблица 14.5

Регулировочная характеристика  при  и  

 

I в, А
I, A

 

9. Снять регулировочную характеристику генератора при емкостной нагрузке. При отключенной активной нагрузке изменяем емкость от 0 до 10 мкф с шагом 2. Данные записать в табл. 14.6.

 

 Таблица 14.6

Регулировочная характеристика  при  и  

 

I в, А
I, A
С, мкф	0	2	4	6	8	10

10. Снять регулировочную характеристику генератора при активно-емкостной нагрузке. При включенной емкости С = 4 мкф изменяем сопротивление лампового реостата. Данные измерений записать в табл. 14.7.

 

Таблица 14.7

Регулировочная характеристика при  

при  и , С = 4 мкФ

 

I в, А
I, A

 

11. По результатам опытов построить характеристику холостого хода , внешние характеристики  в одной координатной сетке, характеристики регулировочные  – в другой координатной сетке и сделать выводы о влиянии емкости на характеристики синхронного генератора.

12. Тесты по данной работе представлены на сайте www.festu.khv.ru

 

Ø Контрольные вопросы

 

1.  Укажите области применения синхронного генератора.

2.  Опишите устройство и принцип действия синхронного генератора.

3. Чем отличаются синхронные машины с явно полюсным и неявнополюсным ротором?

4.  От чего зависит частота напряжения в синхронном генераторе?

5. Можно ли регулировать напряжение синхронного генератора изменением частоты вращения?

 

& Рекомендуемая литература: [2, с. 277–286; 4, с. 327–335].

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: