Содержание отчета

1. Паспортные данные двигателя и измерительных приборов, схемы испытаний и таблицы измеренных и вычисленных величин.

2. Характеристики короткого замыкания и вычисленные по ним параметры.

3. Характеристики холостого хода.

4. Рабочие характеристики; для вычисления и используются формулы, приведенные в работе «Исследования трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором».

5. Круговая диаграмма, построенная по данным опытов холостого хода и короткого замыкания.

Активные сопротивления обмоток статора и ротора указаны на щитке двигателя. Приведенное к числу витков статора активное сопротивление обмотки ротора, может быть определено опытным путем двумя способами:

а) через активное сопротивление короткого замыкания

, отсюда

б) через активное сопротивление обмотки ротора и коэффициент трансформации.

Рекомендуется приведенное сопротивление ротора определить указанными способами и сравнить полученные результаты.

6. Рабочие характеристики двигателя, полученные из круговой диаграммы в диапазоне токов статора от до построить на одном графике с характеристиками, полученными опытным путем. Рекомендуется построить на одном графике зависимости и на другом-

7. Оценка результатов сопоставления опытных и расчетных рабочих характеристик.

Вопросы для самоконтроля

1. Принцип действия асинхронного двигателя.

2. Различия в конструкции роторов у асинхронных двигателей с короткозамкнутым и фазным ротором.

3. Условия образования вращающегося магнитного поля.

4. Почему при изменении нагрузки асинхронного двигателя изменяется ток в обмотке статора.

5. Способы пуска асинхронных двигателей.

6. Схема замещения асинхронного двигателя, параметры, входящие в схему замещения, и определение их опытным путем.

7. Опыты холостого хода и короткого замыкания, условия их проведения и их назначение.

8. Круговая диаграмма асинхронного двигателя. Её построение по данным опыта холостого хода и короткого замыкания. Получение рабочих характеристик опытным путем и по круговой диаграмме.

Лабораторная работа №6

Исследование трехфазного синхронного генератора

(Г.А. Попов)

Цель работы – изучение основных свойств синхронного генератора и приобретение практических навыков в управлении его работой.

Программа работы

1. Снять характеристику холостого хода.

2. Снять нагрузочную характеристику при

3. Снять внешние характеристики при активной ( ) и активно  индуктивной нагрузках ( ).

4. Снять регулировочные характеристики при активной и активно  индуктивной нагрузках.

5. Снять характеристики трехфазного, двухфазного и однофазного короткого замыкания.

Выполнение работы

Схема для испытаний синхронного генератора представлена на рис. 16.

Приводным двигателем синхронного генератора является двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением . Регулирование частоты вращения осуществляется резистором , который перед пуском двигателя должен быть полностью выведен.

Возбуждение синхронного генератора питается от сети постоянного тока, ток возбуждения регулируется с помощью делителя напряжения .

Нагрузкой генератора является регулируемое активное сопротивление и индуктивное сопротивление .

Х арактеристика холостого хода

Характеристика холостого хода представляет собой зависимость напряжения (ЭДС) обмотки статора от тока возбуждения при токе статора, равном нулю, и номинальной частоте вращения.

Характеристику снимают при убывающем токе возбуждения , плавно изменяя его величину в одном направлении.

При построении опытную характеристику холостого хода смещают параллельно самой себе по оси абсцисс так, чтобы она проходила через начало координат (рис. 17).

Результаты измерений записывают в табл. 17.

Таблица 17

А	В	А

Н агрузочная характеристика

Нагрузочная характеристика (индукционная нагрузочная характеристика) представляет собой зависимость напряжения на зажимах генератора от тока возбуждения при постоянных значениях тока статора , частоте вращения и коэффициенте мощности (чисто реактивная нагрузка).

Эта характеристика используется для определения расчетного индуктивного сопротивления , близкого по своему значению к индуктивному сопротивлению рассеяния .

Для проведения опыта к статору подключают индуктивную катушку. Изменяя сопротивление перемещением сердечника и регулируя ток , устанавливают номинальный ток статора при напряжении . Затем, уменьшая напряжение снижением тока возбуждения, поддерживают неизменным ток статора путем регулирования . В табл.18 записывают значения напряжения и ток возбуждения для 4-5 точек характеристики, которую строят в одних и тех же координатах с характеристикой холостого хода.

Таблица 18

		Примечание
А	В

Внешние характеристики

Внешняя характеристика представляет зависимость напряжения от тока статора при постоянных значениях тока возбуждения , коэффициента мощности и частоте вращения ; при и .

Характеристики снимают при активной нагрузке ) и смешанной активно – индуктивной нагрузке ( ).

При активной нагрузке генератор включают на активное сопротивление При смешанной нагрузке – параллельно соединенные активное и индуктивное сопротивления.

Регулируя величины и , поддерживают во время опыта равенство токов в них ( ) так, чтобы угол оставался постоянным ( ).

Для снятия первой точки внешней характеристики при изменении нагрузки регулируют ток возбуждения и сопротивление нагрузки так, чтобы при номинальном токе статора и заданном напряжение генератора было равно номинальному . Затем при том же токе возбуждения снимают 4 – 5 точек характеристики, уменьшая ток статора до нуля (выключатель выключен, движок резистора в положении «»). В табл.19 записывают значения токов статора и напряжение .

Таблица 19

А	В	А	А	А	В

Регулировочная характеристика

Регулировочная характеристика представляет зависимость тока возбуждения от тока статора при

Эта характеристика показывает, как надо регулировать ток возбуждения генератора при изменении нагрузки, чтобы напряжение оставалось постоянным. В работе требуется снять регулировочные характеристики при для режима работы генератора на активную и активно – индуктивную нагрузки ( и ). Записать 4 – 5 точек, обязательно записать точку при (выключатель выключен) и когда .

Данные опыта заносят в табл. 20.

Таблица 20

А	А	А	А

Характеристики короткого замыкания

Характеристики короткого замыкания представляют собой зависимости тока статора от тока возбуждения при коротком замыкании (рис.18):

1. всех трех фаз между собой (трехфазное к.з.),

2. двух фаз между собой (двухфазное к.з.),

3. одной фазы замкнутой на нейтральную точку,

Последний опыт проводится в том случае, если нейтральная точка выведена на щиток генератора.

Для каждой характеристики достаточно снять 2 – 3 точки, включая точку Данные опыта записывают в табл. 21.

По опытным данным на основе характеристик холостого хода и нагрузочной определяют реактивное сопротивление рассеяния и н.с. продольной реакции якоря. Для этого на нагрузочной характеристике (рис.17) берут точку А, соответствующую номинальному напряжению, и проводят прямую АВ параллельно оси абсцисс.

Таблица 21

Трехфазное к.з.		Двухфазное к.з.		Однофазное к.з.
А	А	А	А	А	А

Н а этой прямой откладывают отрезок АС=ОК, равный току (или н.с.) возбуждения при трехфазном короткого замыкании. Из точки С проводят прямую СД параллельно линейной части характеристики холостого хода. Далее из точки Д опускают перпендикуляр на отрезок АС. Треугольник АДЕ называют реактивным, причем его сторона ДЕ пропорциональна ЭДС рассеяния При этом реактивное сопротивление где при расчете принимаются фазные значения ЭДС и токов.

Определение процентного изменения напряжения производится с помощью диаграммы электродвижущих и намагничивающих сил (э.н.с.). Эта диаграмма (рис.) строится для тока и В осях координат в первом квадранте строят характеристику холостого хода. По оси ординат строят номинальный ток нагрузки и под углом вектор напряжения , от конца которого откладывают вектор активного падения напряжения К концу последнего вектора под углом 90 в сторону опережения относительно вектора тока, откладывается вектор реактивного падения напряжения (см. рис.,отрезок ДЕ). Замыкающая этих векторов определяет вектор ЭДС , которая наводится магнитным потоком обмотки возбуждения и реакции якоря. Суммарная н.с. определяется комплексным уравнением

.

Векторы н.с. строят в масштабах пропорциональных им токов возбуждения. Величина вектора определяется по характеристике холостого хода; по направлению он опережает вектор наводимой им ЭДС на 90. Результирующая н.с. обмотки возбуждения Величина вектора определяется из реактивного треугольника (отрезок ЕА); по направлению вектор совпадает с вектором тока . По вектору и характеристике холостого хода, определяют вектор ЭДС, действующий в режиме холостого хода ( ).

З ная и вычисляют процентное повышение напряжения генератора при сбросе нагрузки

и сравнивают с процентным повышением напряжения, найденным из опыта определения внешней характеристики.