ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМ РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРА. Лаб. раб. 2. Исследование режим работы генератора. Цель работы
![]()
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2.ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМ РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРА.ЦЕЛЬ РАБОТЫИзучить конструкции и принцип действия синхронного генератора; приобрести практические навыки определения характеристик; на осно- вании опытов получить подтверждение теоретическим сведениям о синхронных генераторах. ПРОГРАММА РАБОТЫОзнакомиться с лабораторной установкой. Получить характеристики: холостого хода, нагрузочную, внешнюю, регулировочную, короткого замыкания. Проанализировать полученные характеристики и сделать основные выводы. ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯЛабораторная работа дает возможность качественно и количе- ственно оценить эксплуатационные свойства синхронного генератора. Электрическая схема лабораторной установки изображена на рис.4.1.1. Исследуется трехфазный явнополюсный синхронный генера- тор (СГ). Ротор СГ приводится во вращение асинхронным двигателем М. Обмотку возбуждения СГ подключают к источнику постоянного тока выключателем SА1. Регулирование тока обмотки возбуждения осуществляют авто- трансформатором АТ. Клеммы трехфазной обмотки якоря СГ U1 – U2, V1-V2, W1-W2 вы- ведены на переднюю панель стенда. Активной нагрузкой СГ служит реостат R с плавным изменением сопротивления. В качестве индуктивной нагрузки Х используется асин- хронная машина с заторможенным фазным ротором, обмотки которой соединены по схеме регулируемой реактивной катушки. ![]() X Q2 PA1 А1 U1U2 ![]() W1W2 V1 N PV1 Q1 R Рис.4.1.1.Электрическая схема для исследования синхронного генератора ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЛОСТОГО ХОДАЗависимость ЭДС Егенератора от тока возбуждения If при отсут- ![]() ![]() ![]() f(If) . Опыт проводят по схеме рис.4.1.1 при разомкнутой цепи нагрузки. ![]() ![]() ния, при котором ЭДС Е вые измерения Еи If. (1,2 1,3)UН. При этой ЭДС производят пер- Плавно уменьшая ток возбуждения до нуля, снимают равномерно по 6 значений Еи If во всем диапазоне изменения тока возбуждения. При этом ток возбуждения If следует только уменьшать, не увеличи- ![]() производят при разомкнутом ключе SА1 ( If 0 ). Изменяют направление тока возбуждения и определяют величину ![]() вают в табл.4.1.1. 0.Результаты исследований записы- ![]() ![]()
![]() ![]() ![]() динат, строят в виде E f(If f). Ток возбуждения If0 для слу- чая, когда Е UН, определяют именно по этой характеристике. |
№ опыта | U | If | Примечание |
В | А | ||
1÷6 | | | IН= , А |
ВНЕШНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
![docshapegroup53](352835_html_dde2f70063dc7d43.gif)
дения
If,неизменном характере нагрузки ( cos
const) и неизменной
![](352835_html_788ead16257a2200.png)
![docshapegroup56](352835_html_4539971849757f61.gif)
![docshapegroup59](352835_html_717c6904a1a61fb9.gif)
![docshapegroup62](352835_html_717c6904a1a61fb9.gif)
cos
1 , когда
![docshapegroup65](352835_html_265a494cdfe0653a.gif)
cos
0 , когда нагрузка
Внешняя характеристика для случая, когда cos определяется
при замкнутом выключателе Q1. Для получения первой точки внешней
характеристики изменяют ток возбуждения
If,и сопротивление
нагрузки R2таким образом, чтобы на зажимах якоря установилось
напряжение U
UН , при токе якоря I
IН. Для получения других то-
![](352835_html_1ddd48591ab573a3.png)
![](352835_html_208ce8c2781af9c.png)
лостого хода (U
U0 ) при разомкнутом выключателе Q1. При этом
![](352835_html_1ddd48591ab573a3.png)
If.
Внешняя характеристика для случая
cos
0 определяется подоб-
![docshapegroup69](352835_html_717c6904a1a61fb9.gif)
Таблица 4.1.3
![docshapegroup72](352835_html_717c6904a1a61fb9.gif)
![docshapegroup75](352835_html_717c6904a1a61fb9.gif)
№ опыта | cos | 1 | cos | 0 | Примечание | ||
I | U | I | U | ||||
А | B | А | B | ||||
1 | 6 | | | | | IН= | , А |
![](352835_html_d044f42adb648fe7.png)
![docshapegroup78](352835_html_2cd7f2615132fa75.gif)
![](352835_html_da5738aae5e32be9.png)
где UН
UН
![](352835_html_208ce8c2781af9c.png)
РЕГУЛИРОВОЧНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Зависимость тока возбуждения генератора от тока якоря генератора
![](352835_html_803df034bf5f8002.png)
![docshapegroup82](352835_html_dde2f70063dc7d43.gif)
![](352835_html_788ead16257a2200.png)
![](352835_html_5954687ef5d34227.png)
рактеристикой If
f(I).
Регулировочная характеристика показывает, как нужно регулиро- вать ток возбуждения генератора при изменении тока нагрузки, чтобы напряжение генератора оставалось неизменным по величине.
Включив ключ SА1, устанавливают такой ток возбуждения генера-
тора
If0 , при котором в обмотке якоря генератора наводится ЭДС хо-
![](352835_html_aefaf30daf1b34cd.png)
ная точка для получения регулировочной характеристики.
Подключив к СГ активную нагрузку, устанавливают максимальное значение сопротивления реостата R и увеличивают ток возбуждения до тех пор, пока напряжение на клеммах обмотки якоря вновь установится равным номинальному значению.
Уменьшают сопротивление реостата R (увеличивая ток якоря до номинального значения), и при этом каждый раз увеличивают ток воз- буждения, обеспечивая, номинальное напряжение на обмотке якоря ге- нератора. В табл.4.1.4 записывают результаты измерений, по которым строят регулировочную характеристику.
Таблица 4.1.4
![docshapegroup85](352835_html_6703b35ef4d652d6.gif)
![docshapegroup88](352835_html_717c6904a1a61fb9.gif)
№ опыта | cos | 1 | cos | 0 | Примечание | |
I | If | I | If | |||
А | А | А | А | |||
1 | 5 | | | | | UH= , В If0 ![]() cos 1 If, о.е. cos 0 If, о.е. |
![](352835_html_d044f42adb648fe7.png)
![docshapegroup91](352835_html_5109da832caea679.gif)
![](352835_html_e012c1a767d077ed.png)
![docshapegroup95](352835_html_56941e874bd15571.gif)
![](352835_html_e012c1a767d077ed.png)
cos
0 получают при под-
![docshapegroup99](352835_html_717c6904a1a61fb9.gif)
![docshapegroup102](352835_html_4da21336e6a796c5.gif)
![docshapegroup111](352835_html_75537f1e347c83ff.gif)
![docshapegroup105](352835_html_166bd0d65a6ccd45.gif)
![docshapegroup108](352835_html_219aeb623e68ad24.gif)
где
![](352835_html_7f1481f6df6648c9.png)
IfH
UH.
- ток возбуждения генератора при номинальном токе якоря и
ХАРАКТЕРИСТИКИ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Зависимость тока якоря генератора от тока возбуждения генератора
![](352835_html_788ead16257a2200.png)
напряжении на клеммах обмотки якоря равном нулю, называют харак-
![](352835_html_1187e93fc3ed8c34.png)
![](352835_html_5954687ef5d34227.png)
ном ном
Iк3
Iк1
f(If)
![](352835_html_5954687ef5d34227.png)
![](352835_html_5954687ef5d34227.png)
и несимметричных двухфазном коротких замыканиях.
Iк2
f(If) , однофаз-
Электрические схемы обмотки якоря генератора при проведении опытов показаны на рис.4.1.4. Схема цепи возбуждения приведена на рис.4.1.1.
![docshapegroup114](352835_html_3021669fb849f198.gif)
![docshapegroup134](352835_html_f5fa4af720d82811.gif)
![docshapegroup154](352835_html_85db4960ce365d81.gif)
а б в
Рис.4.1.2.Электрическиесхемыобмоткиякоря опытов короткого замыкания:
а–трехфазного,б–двухфазного,в–однофазного
Внимание! Собрав одну из указанных схем, при разомкнутом вы- ключателе SА1 приводят ротор во вращение двигателем М и измеряют ток короткого замыкания генератора от ЭДС остаточного магнитного потока.
Замкнув SA1, плавно увеличивают ток возбуждения до тех пор, ко-
гда ток якоря Iк
достигнет номинального значения. При проведении
опытов получают по три значения тока короткого замыкания и тока возбуждения для каждой схемы, записывают их в табл. 4.1.5. Строят ха- рактеристики короткого замыкания в одних осях координат.
Таблица 4.1.5
Характеристикикороткогозамыкания
№ опы- та | 3-х фазное | 2-х фазное | 1 - фазное | Примечание | |||
Iк3 | If | Iк2 | If | Iк1 | If | ||
А | А | А | А | А | А | ||
1 3 | | | | | | | IH ![]() |
АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
При анализе полученных результатов необходимо дать следующие пояснения в отчете.
![](352835_html_326f083980c40196.png)
почему зависимость является нелинейной; вывод о степени насыщения магнитной цепи.
Нагрузочнаяхарактеристика:
![](352835_html_8207ed4a45f2072e.png)
![](352835_html_8207ed4a45f2072e.png)
Внешниехарактеристики:
![](352835_html_8207ed4a45f2072e.png)
![](352835_html_8207ed4a45f2072e.png)
Регулировочныехарактеристики:
![](352835_html_8207ed4a45f2072e.png)
![](352835_html_8207ed4a45f2072e.png)
Характеристикикороткогозамыкания:
![](352835_html_60fbdac3a97c097b.png)
![](352835_html_8207ed4a45f2072e.png)
когда опытные характеристики не проходят через начало коорди- нат.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ДОПУСКЕ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
Поясните назначение и принцип действия СГ.
Охарактеризуйте основные элементы конструкции СГ и их назначение.
Объясните устройство и назначение статора.
Объясните устройства явнополюсного и неявнополюсного роторов.
Объясните устройство и назначение обмоток якоря.
Объясните устройства обмоток возбуждения явнополюс- ного и неявнополюсного роторов.
Объясните устройство и назначение успокоительной об- мотки.
Какая зависимость называется характеристикой холостого хода и как ее получают.
Какая зависимость называется нагрузочной характеристи- кой и как ее получают.
Какая зависимость называется внешней характеристикой и как ее получают.
Какая зависимость называется регулировочной характе- ристикой и как ее получают.
Какая зависимость называется характеристикой коротко- го замыкания и как ее получают.
Почему магнитопровод СГ шихтованный, т.е. набирается из отдельных изолированных листов электротехнической стали, а ротор может быть массивным?
Каким током питается обмотка возбуждения СГ и поче-
му?
Какими элементами электрической схемы изменяется
нагрузка СГ?
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ЗАЩИТЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Изобразите и поясните характеристику холостого хода. Назовите условия ее получения.
Изобразите и поясните нагрузочную характеристику. Назовите условия ее получения.
Изобразите и поясните внешнюю характеристику. Назови- те условия ее получения.
Изобразите и поясните регулировочную характеристику. Назовите условия ее получения.
Изобразите и поясните характеристики короткого замыка- ния. Назовите условия их получения.
Как определяют коэффициент насыщения магнитной це-
пи?
Объясните взаимное расположение внешних характери-
стик СГ, снятых для различных характеров нагрузки.
Объясните практическое значение внешних и регулиро- вочных характеристик СГ.
Объясните взаимное расположение регулировочных ха- рактеристик СГ, снятых при одном и том же напряжении для различных характеров нагрузки.
Изобразите в одних осях координат внешние характери- стики при разных характерах нагрузки. и дайте необходимые поясне- ния.