 |
Синхронные электродвигатели
|
|
|
|
Синхронные машины широко используют и в качестве электродвигателей при мощности 100 кВт и выше для привода насосов, компрессоров, вентиляторов и других механизмов, работающих при постоянной частоте вращения. Синхронные двигатели выполняют с горизонтальным расположением вала. При частотах вращения от 100 до 1000 об/мин электродвигатели выполняют явнополюсными, а при 1500 и 3000 об/мин – неявнополюсными. Эти машины изготовляются с применением щитовых или стояковых подшипников. Охлаждение двигателей воздушное, с самовентиляцией. В тихоходных машинах на ободе ротора у каждого полюса устанавливаются небольшие лопатки, заменяющие собой вентилятор.
На полюсах двигателей и синхронных компенсаторов, кроме обмотки возбуждения, всегда располагается демпферная обмотка, с помощью которой осуществляется пуск синхронной машины. В зависимости от условий пуска стержни демпферной обмотки могут быть медными и латунными.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с теоретическими сведениями и выражениями, необходимыми для расчетов.
Индуцированная ЭДС:
Еа= СЕ·Ф·n, В
Частота вырабатываемого переменного тока:
f = n р/60, Гц
Выходное напряжение:
U1 = Еа – Zа·I1, В
Протекающий по обмотке якоря ток нагрузки вызывает появления магнитного поля якоря, что приводит к изменению общего магнитного поля машины (реакция якоря) и соответственно влияет на выходное напряжение. Для поддержания неизменного выходного напряжения при переменной нагрузке изменяют магнитный поток генератора путём регулирования тока возбуждения машины.
В лабораторном стенде используется однофазный синхронный индукторный генератор, приводящийся во вращение асинхронным двигателем. Обмотка возбуждения машины питается от отдельного источника постоянного тока. КПД генератора при его работе на активную нагрузку определяется как отношение активной мощности на выходе к активной мощности, потребляемой от сети приводным двигателем с учетом КПД двигателя:
|
|
|
η = Р/3·Рф·ηд,
где: Р= U1· I1, Вт; ηд = 0.8.
2. Ознакомиться с лабораторным стендом, записать паспортные данные синхронного генератора.
3. Собрать электрическую схему для исследования синхронного генератора и представить ее для проверки преподавателю (рис.10.7).
Рис. 10.7 - Схема подключения синхронного генератора
4. Запустив двигатель, привести генератор во вращение с номинальной частотой.
5. При отключенной нагрузке снять характеристику холостого хода путем изменения тока возбуждения от нуля до максимально возможного значения ЭДС, выполнив 5-6 измерений. Результаты измерения занести в таблицу 10.1.
6. Регулируя ток возбуждения установить выходное напряжение генератора равное половине от максимального, полученного в опыте холостого хода.
Таблица 10.1 - Характеристика холостого хода генератора
| I2, А | ||||||
| U1ХХ, В |
7. Нагружая генератор, включением Rн, снять внешнюю характеристику генератора при активной нагрузке. Данные записать в табл.10.2.
8. Нагружая генератор, включая секции конденсаторной батареи, снять внешнюю характеристику генератора при ёмкостной нагрузке. Данные записать в табл.10.2.
9. Снять регулировочную характеристику, для этого увеличивая выходной ток генератора включением ламп, поддерживать напряжение на зажимах генератора постоянным изменением тока возбуждения. Данные записать в табл.10.3.
Таблица 10.2 - Внешняя характеристика генератора
| I1, A | |||||||||
| активная | U1, B | ||||||||
| нагрузка | РФ, Вт | ||||||||
| P, Вт | |||||||||
| η, % | |||||||||
| ёмкостная | I1, A | ||||||||
| нагрузка | U1, B |
Таблица 10.3 - Регулировочная характеристика генератора
|
|
|
| I1, А | |||||||||
| I2, А |
10. По результатам опытов построить основные характеристики генератора: холостого хода U1=f(I2), внешнюю U1= f(I1), регулировочную I2=f(I1) и зависимость КПД генератора от выходной мощности η=f(P). Сделать выводы по работе.
Контрольные вопросы
1. Поясните принцип действия синхронного генератора.
2. В чем выражается принцип обратимости синхронного генератора?
3. Укажите особенности использования синхронных генераторов на гидроэлектростанциях.
4. Какова конструкция синхронных машин с явнополюсным и неявнополюсным ротором?
5. Какие способы возбуждения применяют в синхронных генераторах?
6. Можно ли регулировать напряжение синхронного генератора изменением частоты вращения ротора?
7. Почему внешние и регулировочные характеристики синхронного генератора при активной, активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузках не совпадают?
8. Как включить синхронный генератор, чтобы он работал двигателем?
9. Как изменить частоту напряжения синхронного генератора?
10. Как влияет на КПД генератора реактивные нагрузки?
11. Укажите область применения синхронных компенсаторов.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11
|
|
|
