 |
Нагрузочная характеристика
|
|
|
|
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучить конструкции и принцип действия синхронного генератора; приобрести практические навыки определения характеристик; на основании опытов получить подтверждение теоретическим сведениям о синхронных генераторах.
ПРОГРАММА РАБОТЫ
4.1.2.1. Ознакомиться с лабораторной установкой.
4.1.2.2. Получить характеристики: холостого хода, нагрузочную, внешнюю, регулировочную, короткого замыкания.
4.1.2.3. Проанализировать полученные характеристики и сделать основные выводы.
ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ
Лабораторная работа дает возможность качественно и количественно оценить эксплуатационные свойства синхронного генератора.
Электрическая схема лабораторной установки изображена на рис.4.1.1. Исследуется трехфазный явнополюсный синхронный генератор (СГ). Ротор СГ приводится во вращение асинхронным двигателем М.
Обмотку возбуждения СГ подключают к источнику постоянного тока выключателем SА1.
Регулирование тока обмотки возбуждения осуществляют автотрансформатором АТ.
Клеммы трехфазной обмотки якоря СГ U1 – U2, V1-V2, W1-W2 выведены на переднюю панель стенда.
Активной нагрузкой СГ служит реостат R с плавным изменением сопротивления. В качестве индуктивной нагрузки Х используется асинхронная машина с заторможенным фазным ротором, обмотки которой соединены по схеме регулируемой реактивной катушки.
ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЛОСТОГО ХОДА
Зависимость ЭДС Е генератора от тока возбуждения 
при отсутствии тока нагрузки (
) и неизменной частоте вращения ротора (
) называют характеристикой холостого хода 
.
Опыт проводят по схеме рис.4.1.1 при разомкнутой цепи нагрузки.
Ротор синхронного генератора приводят во вращение при помощи двигателя М. Включив SA1, увеличивают ток возбуждения до значения, при котором ЭДС 
. При этой ЭДС производят первые измерения 
и .
|
|
|
Плавно уменьшая ток возбуждения до нуля, снимают равномерно по 6 значений и во всем диапазоне изменения тока возбуждения. При этом ток возбуждения следует только уменьшать, не увеличивая его ни на одном этапе регулирования. Последний отсчет ЭДС (
) производят при разомкнутом ключе SА1 (
).
Изменяют направление тока возбуждения и определяют величину этого тока 
, при котором 
. Результаты исследований записывают в табл.4.1.1.
Таблица 4.1.1
Характеристика холостого хода
| № опыта |
|
| 
| Примечание |
| В | А | А | ||
| 1 ÷ 7 | =, В
=, А
 =, А
|
Характеристику холостого хода, проходящую через начало координат, строят в виде 
. Ток возбуждения для случая, когда 
, определяют именно по этой характеристике.
НАГРУЗОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Зависимость напряжения 
на клеммах обмотки якоря генератора от тока возбуждения при неизменной величине тока нагрузки (
), неизменном характере нагрузки (
)и неизменной частоте вращения ротора (
) называют нагрузочной характеристикой 
.
Из множества нагрузочных характеристик практическое значение имеет индукционная нагрузочная характеристика, когда , 
и 
.
Для определения такой характеристики подключают к СГ индуктивную нагрузку Х. Изменяя сопротивление Х и регулируя ток возбуждения генератора , устанавливают номинальный ток якоря при напряжении 
. Замеряют величины напряжения генератора и тока возбуждения .
Уменьшая напряжение снижением тока возбуждения, поддерживают неизменным ток нагрузки, изменяя сопротивление Х. Таким образом получают 6 значений и . Результаты измерений записывают в табл.4.1.2, по которым производят построение нагрузочной характеристики в одних осях координат с характеристикой холостого хода.
|
|
|
Таблица 4.1.2
Нагрузочная характеристика
| № опыта |
|
| Примечание |
| В | А | ||
| 1÷6 |  =, А
|
ВНЕШНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Зависимость напряжения на зажимах якоря генератора от тока нагрузки I (тока обмотки якоря) при неизменной величине тока возбуждения , неизменном характере нагрузки () и неизменной частоте вращения () называют внешней характеристикой 
.
Внешние характеристики получают для двух значений коэффициента мощности, определяющего характер нагрузки: при 
, когда нагрузка практически чисто активная и при 
, когда нагрузка практически индуктивная.
Внешняя характеристика для случая, когда определяется при замкнутом выключателе Q1. Для получения первой точки внешней характеристики изменяют ток возбуждения , и сопротивление нагрузки R2 таким образом, чтобы на зажимах якоря установилось напряжение 
, при токе якоря 
. Для получения других точек внешней характеристики плавно уменьшают ток якоря I, увеличивая сопротивление R2 до состояния, когда генератор окажется в режиме холостого хода (
) при разомкнутом выключателе Q1. При этом обеспечивают неизменным ток возбуждения .
Внешняя характеристика для случая определяется подобным же образом только при подключении к генератору реактивной нагрузки Х выключателем Q2. Результаты исследований записывают в табл.4.1.3.
Таблица 4.1.3
Внешние характеристики
| № опыта |
|
| Примечание | ||
| I | U | I | U | ||
| А | B | А | B | ||
| 1¸6 |  =, А
|
По внешним характеристикам находят процентное увеличение напряжения при сбросе нагрузки:
, %, (4.1.1)
где 
- напряжение при .
|
|
|
