 |
Описание лабораторной установки
|
|
|
|
Описание лабораторной установки
Рис. 6. 6. Электрическая схема лабораторной установки для испытания
трехфазного синхронного генератора
Лабораторная установка, рабочая схема которой приведена на рис. 6. 6, состоит из синхронного генератора GS и приводного асинхронного двигателя М, роторы которых жестко соединены с помощью муфты. Испытуемый синхронный генератор имеет ротор явнополюсной конструкции.
На валу синхронного генератора расположен якорь возбудителя GЕ. Возбудитель представляет собой генератор постоянного тока параллельного возбуждения небольшой мощности. К зажимам якоря возбудителя GЕ через контактные кольца подключена обмотка возбуждения синхронного генератора ОВGS.
Регулирование тока возбуждения синхронного генератора производится изменением напряжения возбудителя. Для этого в цепи обмотки возбуждения ОВGЕ возбудителя установлен регулировочный реостат Rв.
В качестве нагрузки используется ламповый реостат (расположен вне стенда). Регулирование тока нагрузки производится трехфазными выключателями (тумблерами) SA1…SA4, изменяющими число параллельно включенных ламп в реостате.
Электроизмерительные приборы стенда: A – амперметр в цепи нагрузки, V – вольтметр на выводах синхронного генератора (измеряет линейное напряжение), A1 – амперметр в цепи возбуждения синхронного генератора.
На этом стенде установлен также реостат Rв для регулирования напряжения на зажимах возбудителя.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с устройством синхронного генератора и его возбудителя. Записать их паспортные данные.
2. Ознакомиться с устройством лабораторного стенда и его рабочей схемой (рис. 6. 6), способом изменения нагрузки синхронного генератора и регулирования напряжения на его зажимах.
|
|
|
3. Снять характеристику холостого хода генератора Е0=f(Iв).
А) Отключить тумблерами SA1…SA4 ламповый нагрузочный реостат, установить движком максимальное сопротивление реостата в цепи возбуждения возбудителя Rв и включить приводной двигатель генератора. Проверить отсутствие тока нагрузки (I=0).
Б) При отключенной нагрузке (I=0) установить регулировочным реостатом Rвток возбуждения, соответствующий максимально возможному напряжению холостого хода U=250 В. Затем, постепенно уменьшая Iв до нуля, снять 6…7 значений точек зависимости Е0(Iв). Значение Iв=0 и соответствующую остаточную ЭДС Е0 ост получить, разомкнув цепь возбуждения (выдернув один из проводов этой цепи из штекерного гнезда). Результаты измерений занести в табл. 6. 1.
Таблица 6. 1
Экспериментальные данные при снятии характеристики холостого хода (I=0)
| Iв, А | |||||||
| Е0, В |
4. Снять внешнюю характеристику синхронного генератора при активной нагрузке (cosjнагр=1). Сначала при отключенном нагрузочном ламповом реостате (I=0) установить номинальное напряжение на зажимах генератора Uн=230 В регулировочным реостатом Rв возбудителя (см. схему на рис. 6. 6. ). Величину установленного напряжения и тока записать в табл. 6. 2; в дальнейшем ток возбуждения поддерживать неизменным. Затем, включая поочередно тумблеры SA1…SA4 и ступенчато увеличивая ток нагрузки, снять внешнюю характеристику U(I) генератора. Для всех ступеней результаты измерений напряжения U и тока нагрузки I занести в табл. 6. 2.
Таблица 6. 2
Экспериментальные данные при снятии внешней характеристики
синхронного генератора (Iв=Iвн=const)
| I, А | |||||
| U, В |
|
|
|
5. Снять регулировочную характеристику синхронного генератора при активной нагрузке (cosjнагр=1). Для этого вначале при отключенном ламповом реостате (I=0) установить на зажимах генератора напряжение U=220 В или U=230 В (по указанию преподавателя). Затем, включая поочередно тумблеры SA1…SA4, ступенчато увеличивать ток нагрузки генератора I. На каждой ступени нагрузки отрегулировать реостатом Rв ток возбуждения Iв таким образом, чтобы напряжение генератора оставалось равным значению, установленному при холостом ходе. Для всех ступеней, включая режим холостого хода, результаты измерений токов нагрузки I и возбуждения Iв занести в табл. 6. 3.
Таблица 6. 3
Экспериментальные данные при снятии регулировочной характеристики
синхронного генератора (U= ___ В =const)
| I, А | |||||
| Iв, А |
6. По данным табл. 6. 1, 6. 2 и 6. 3 построить в соответствующих системах координат характеристики холостого хода, внешнюю и регулировочную.
Примечание. Из-за наличия остаточного намагничивания сердечника ротора синхронного генератора характеристика холостого хода может не проходить через начало координат. Для получения характеристики, проходящей через начало координат (выполняется по указанию преподавателя), необходимо экстраполировать снятую зависимость до пересечения с осью абсцисс и сместить ее по этой оси на величину DIв (аналогично лабораторной работе №3, рис. 3. 4).
7. Проанализировать результаты и сделать выводы по лабораторной работе.
Контрольные вопросы:
1. Объясните устройство синхронного генератора.
2. Какие существуют способы возбуждения синхронных генераторов?
3. Объясните принцип работы СГ.
4. От чего зависит частота напряжения генератора? Определите ее реальное значение в опыте.
5. Напишите уравнение электрического состояния фазы статорной обмотки СГ.
6. В чем заключается реакция якоря в синхронном генераторе, и как она проявляется при различном характере нагрузок?
7. Как и в каких пределах изменяется угол нагрузки q от электрической мощности генератора?
8. Чем определяется величина момента первичного двигателя, вращающего ротор генератора?
|
|
|
9. Что называется характеристикой холостого хода? Как она снимается?
10. Объясните нелинейность характеристики холостого хода?
11. Что называется внешней характеристикой? Как она снимается?
12. Объясните причины изменения напряжения на зажимах генератора, питающего автономную нагрузку, при изменении ее величины и характера.
13. Как осуществляется регулировать напряжение синхронного генератора, работающего на автономную нагрузку?
14. Что называется регулировочной характеристикой. Как она снимается?
15. Объясните характер регулирования тока возбуждения при изменении величины и характера нагрузки для поддержания напряжения на зажимах генератора неизменным.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Вдумчивое, сознательное выполнение лабораторных работ поможет студентам более глубоко изучить теоретический материал и понять сущность физических процессов, на практике познакомиться с устройством, схемами подключения, принципом действия и основными характеристиками трансформаторов и электрических машин.
В ходе выполнения работ приобретаются необходимые будущему инженеру практические навыки работы с электрооборудованием и опыт экспериментальных исследований.
Данное пособие содержит основные необходимые теоретические сведения для соответствующих лабораторных работ, а также методические указания по их выполнению и обработке экспериментальных данных. Более подробную информацию можно почерпнуть из литературы, приведенной ниже в библиографическом списке.
Для проверки своей готовности к выполнению и защите работ студентам рекомендуется ответить на контрольные вопросы, помещенные в конце каждой темы.
|
|
|
