Лабораторная работа № 11
ИССЛЕДОВАНИЕ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ
Цель работы: изучить устройство и способы запуска синхронной машины, ознакомиться с особенностями эксплуатации.
Программа работы
1. Ознакомиться с устройством и электрической схемой включения машины (рис.1, а, б). Подготовить стенд к работе машины в режиме генератора.
2. Запустить синхронную машину в режиме генератора от спаренного с ней двигателя постоянного тока, синхронизировать её с сетью и включить на параллельную работу. Убедиться, что генератор может взять на себя часть нагрузки сети.
3. Ознакомиться с особенностями прямого асинхронного пуска синхронного двигателя.
4. Регулируя ток возбуждения синхронного двигателя, изменить загрузку его реактивной мощности при неизменной активной мощности. Данные измерений тока статора и тока возбуждения синхронного двигателя и
а также
занести в табл. 11.1.
5. Построить зависимости , (
- образная характеристика) и
при
.
Пояснения к работе
1. С устройством синхронной машины следует ознакомиться по учебникам [ 1,2 ], плакату и стенду.
Работа проводится на лабораторном стенде. Принципиальная схема работы и панель управления стенда приведены на рис. 11, а, б, соответственно.
Для подготовки к работе синхронной машины в режиме генератора необходимо поставить все переключатели и движки реостатов в исходные положения:
- маховик пускового реостата двигателя постоянного тока повернуть до отказа против часовой стрелки;
- движки реостатов в цепях возбуждения синхронного генератора и двигателя постоянного тока
поставить в крайнее левое положение, что соответствует значению:
- полностью введён,
- полностью введён,
- полностью выведен.
2. При включении синхронного генератора на параллельную работу с системой необходимо, чтобы частота ЭДС генератора совпадала с частотой сети, величина ЭДС равнялась напряжению сети, чередование фаз у генератора и в сети было в момент включения одинаковым и потенциалы одноимённых фаз генератора и сети были равны.
Сначала измеряются напряжение и частота сети. Для этого стенд необходимо подключить к сети переменного тока, включив переключатель на щитке питания.
Положения переключателей вольтметра V и частотометра Hz должны находиться в положении «С» (сеть).
Чтобы синхронная машина работала в режиме генератора, её необходимо привести во вращение двигателем постоянного тока, для чего следует нажать кнопку «Вкл. ДПТ» и плавно вывести сопротивление пускового реостата двигателя постоянного тока.
Переключатель вольтметра «V» поставить в положение «СМ» и уменьшением сопротивления реостата увеличить ток возбуждения синхронной машины, установив напряжение синхронного генератора равным 150–180 В.
После этого переключатель частотометра «Hz» поставить в положение «СМ» и увеличением сопротивления реостата в цепи возбуждения двигателя постоянного тока увеличить частоту вращения двигателя и синхронного генератора до синхронной и тем самым установить частоту ЭДС синхронного генератора такую же, как в сети.
а)
б)
Рис. 11. Принципиальная схема испытания синхронной
машины (а) и общий вид панели стенда (б)
Затем, поддерживая неизменной частоту, добиться равенства ЭДС синхронного генератора с напряжением сети.
Вращение стрелки синхроноскопа должно быть медленным и плавным, что свидетельствует о совпадении параметров сети и синхронного генератора (частоты, напряжения, порядка следования фаз). Поставить переключатель вольтметра «V» в положение «С + СМ» и, как только вольтметр V1 покажет ноль, нажать кнопку «ВКЛ. СМ.». Синхронная машина включена в сеть, в чем можно убедиться по показаниям ваттметра. Разгрузить машину, уменьшая , а затем отключить двигатель постоянного тока, убедиться, что СМ, включенная в сеть перешла в двигательный режим работы.
3. Ознакомиться с правилами и порядком асинхронного пуска синхронных двигателей.
4. Изменяя ток возбуждения синхронной машины в двигательном режиме с помощью реостата R1, записать показания приборов А1, А3 и в табл.11.1 (ток нагрузки должен пройти через минимум).
Таблица 11.1
Данные для построения – образной характеристики синхронного
двигателя и зависимости коэффициента мощности от тока возбуждения
¹ п/п | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
1 | ||||
2 | ||||
3 | ||||
4 | ||||
5 |
Здесь - ток возбуждения синхронной машины;
- ток нагрузки синхронной машины.
5. По данным табл. 11.1 построить - образную характеристику синхронной машины (
при
) и зависимость коэффициента мощности от тока возбуждения (
).
Характеристики можно построить с помощью персонального компьютера (ПК) в системе MATHCAD (mcad2.exe, файл Lab11.mcd).
Контрольные вопросы
1. Назовите основные узлы синхронной машины и их назначение. Объясните принцип работы СМ в генераторном и двигательном режиме.
2. Как можно изменять ЭДС обмотки статора СМ?
3. По каким критериям производится синхронизация машины с сетью?
4. Какие существуют способы пуска синхронных двигателей?
5. Как можно изменять синхронного двигателя при неизменной нагрузке на валу?
6. Почему синхронные двигатели на предприятиях обычно работают с перевозбуждением?
Литература
1. Электротехника: Учебник / А.С. Касаткин, М.В. Немцов.- М.: Высш. шк. 1999, 2000, 2003.- 542с.
2. Курс электротехники : Учебник / Б.И. Паначевский. – 2-е изд., дораб. – Ростов н/д : Феникс, 2002. – 288с.
Учебно – практическое издание
Лабораторные работы по курсу
″ Электротехника и основы электроники ″
Составители: Артюхова Иннеса Ивановна,
Наталевич Константин Валерьевич,
Синельников Дмитрий Ефимович,
Широбоков Николай Андреевич
Редактор: Л.Ф. Некрасова
Компьютерный набор: Э.Н.Бикбаева, Л.В.Лаптева
Темплан 2003 г. Подписано в печать 12.02.03 г.
Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная. Ризография
Усл. п. л 1,86. Уч.-изд. л. 1,7. Тираж 50.
Южно-Российский государственный технический университет
Редакционно-издательский отдел ЮРГТУ
Адрес университета: 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132
|