4 Контрольные вопросы

4.1 Почему в качестве первичной обмотки индукционного регулятора удобнее использовать обмотку ротора?

4.2 При каких условиях можно получить напряжение на выходе индукционного регулятора, равное нулю?

4.3 Укажите области применения индукционного регулятора, фазорегулятора, регулируемого индукционного сопротивления.

4.4 Чем обусловлена необходимость применения сдвоенных индукционных регуляторов.

Лабораторная работа № 3

АСИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР

1 Цель работы

Экспериментальное исследование и изучение рабочих характеристик асинхронного генератора.

2 Краткие теоретические сведения

Асинхронная машина в режиме генератора может работать по схеме независимого возбуждения на сеть, питаемую синхронными генераторами, а также по схеме самовозбуждения (с батареей конденсаторов) в автономной сети. В случае работы с независимым возбуждением асинхронный генератор получает необходимый реактивный ток от синхронного генератора, загружая его и сеть соответствующей реактивной мощностью, что ведет к снижению коэффициента мощности всей установки.

При работе по схеме самовозбуждения асинхронная машина возбуждается за счет емкостного тока батареи конденсаторов, подключенных к фазным обмоткам статора.

2.1 Асинхронный генератор с независимым возбуждением

Если ротор асинхронной машины, включенной в сеть переменного тока с помощью приводного двигателя постоянного тока, привести во вращение по направлению вращения поля статора с частотой вращения ротора выше синхронной (n₂>n₁), то машина окажется в зоне отрицательных скольжений (s <0) и будет отдавать активную мощность в сеть. В то же время асинхронный генератор потребляет из сети реактивную мощность, необходимую для его возбуждения (для создания вращающегося магнитного поля). Активная мощность, отдаваемая асинхронным генератором в сеть, может регулироваться плавным изменением скольжения по величине за счет изменения мощности приводного двигателя.

Рабочие характеристики генератора представляют собой зависимости: cosφ₁=f(P₁); η=f(Р₁); I₁=f(Р₁); Р₂=f(Р₁); S= f(Р₁) при постоянных значениях частоты и амплитуды питающего напряжения. Расчетные величины определяются по приведенным ниже уравнениям.

Скольжение определяется по формуле:

s=(n₁-n₂)/n₁, (2.1)

где n₁=60f₁/p - частота вращения магнитного поля статора, мин^-1;

n₂ - частота вращения ротора, мин^-1.

Мощность, отдаваемая генератором в сеть, равна:

P₁=3·P_1Ф, (2.2)

где P_1Ф - мощность, измеренная однофазным ваттметром PW1, Вт.

Коэффициент мощности генератора определяется по формуле:

, (2.3)

где U₁ - напряжение генератора, В;

I₁ - ток генератора, А.

Мощность приводного двигателя постоянного тока равна:

P₂=U·(I_Я+I_B)·η_ДВ, (2.4)

где U - напряжение постоянного тока, В;

I_Я - ток в цепи якоря, А;

I_В - ток в цепи возбуждения двигателя, А;

η_ДВ - кпд двигателя при данной нагрузке.

Примечание: график зависимости η_ДВ=f(I_Я) приведен на лабораторном стенде.

Коэффициент полезного действия асинхронного генератора равен:

η=P₁/P₂. (2.5)