Материал: Отчет по ЛБ №3
Школа ИШЭ
Специальность 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника
Отделение школы (НОЦ) ОЭЭ
ОТЧЕТ
Лабораторная работа 3.
"Исследование характеристик трехфазного синхронного генератора"
по дисциплине «Электрические машины»
Студент
Группа |
ФИО |
Подпись |
Дата |
5А8Б |
Овчинникова Дарья Андреевна |
|
03.11.2020 |
Преподаватель
Должность |
ФИО |
Ученая степень, звание |
Подпись |
Дата |
Доцент |
Гирник Андрей Сергеевич |
к.т.н. |
|
|
Томск 2020 г.
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
1. Ознакомиться с лабораторной установкой. 2. Получить характеристики: холостого хода, нагрузочную, внешнюю, регулировочную, короткого замыкания. 3. Проанализировать полученные характеристики и сделать основные выводы. |
Теоретические положения
Электрическая машина – это
электромеханический преобразователь физической энергии, основанный на явлениях электромагнитной индукции и силы Ампера, действующей на про-водник с током, движущийся в магнитном поле. |
Синхронная машина – это
машина переменного тока, в которой частота вращения ротора равна частоте вращения магнитного потока статора и , следовательно, определяется часто-той тока сети. |
Индуктором синхронной машины называется
Ротор вместе с обмоткой возбуждения. |
В статорах синхронных машин применяются типы обмоток
в статорах трехфазных синхронных машин применяются трехфазные обмотки машин переменного тока |
Вид конструктивного исполнения ротора синхронной машины зависит от
необходимой частоты вращения, главным образом это сказывается на кон-структивных особенностях ротора, он бывает двух основных видов, это явно-полюсный и неявнополюсный типы. |
Явнополюсную конструкцию ротора имеют синхронные генераторы
с низкой скоростью вращения |
Неявнополюсную конструкцию ротора имеют синхронные генераторы
с высокой скоростью вращения ротора. |
Характеристика
холостого хода синхронного генератора
– это зависимость
при
следующих условиях I=0; n=const
Приведенную характеристику холостого хода получают
Приведенную характеристику холостого хода получают путем смещения оси координат на величину ∆ |
Коэффициентом насыщения магнитной цепи синхронной машины называют
отношение суммарной МДС к МДС воздушного зазора. |
Нагрузочная
характеристика синхронного генератора
– это зависимость
при следующих условиях I=const; cosφ=0;
n=const
Практическое значение нагрузочной характеристики состоит в том, что
она используется для определения размагничивающего действия якоря. |
Внешняя характеристика
синхронного генератора – это зависимость
при следующих условиях If=const; cosφ=const;
n=const
Номинальным изменением напряжения называется
изменение напряжения на клеммах обмотки якоря генератора при отключении номинальной нагрузки. |
Регулировочная
характеристика синхронного генератора
– это зависимость
при следующих условиях U=const; cosφ=const;
n=const
Практическое значение регулировочной характеристики состоит в том, что
она показывает, как нужно регулировать ток возбуждения синхронного генератора, чтобы при изменении нагрузки его напряжение оставалось неизменным. |
По регулировочным характеристикам определяется
относительное изменение тока возбуждения, |
необходимое для
поддержания неизменным напряжения на клеммах обмотки якоря при переходе от холостого хода к номинальной нагрузке. |
Опыт короткого замыкания отличается от короткого замыкания в процессе эксплуатации синхронного генератора тем, что
в процессе эксплуатации синхронного генератора КЗ привести к порче генератора из-за резкого падения напряжения в момент короткого замыкания. |
Характеристика
короткого замыкания синхронного
генератора – это зависимость
при следующих условиях U=0; n=const
Электрооборудование и измерительные приборы
Объект исследования: трехфазный явнополюсный синхронный генератор. Номинальные напряжения 220/127 В; номинальный ток обмотки якоря 1 А.
Вольтметр, измеряет напряжение на клеммах обмотки генератора. Класс точности 1,0; диапазон измерений 0–150 В.
Амперметр, измеряет ток обмотки возбуждения. Класс точности 1,0; диапазоны измерений 0–1,5 А.
Амперметр, измеряет ток нагрузки (обмотки якоря). Класс точности 1,0; диапазоны измерений 0–5 А.
Автотрансформатор.
Активная нагрузка – реостат с плавным изменением нагрузки.
Индуктивная нагрузка – асинхронная машина с заторможенным фазным ротором, обмотки которой соединены по схеме регулируемой реактивной катушки.
Экспериментальная часть
Рис. 1. Электрическая схема лабораторной установки для исследования трехфазного синхронного генератора
а б в
Рис. 2. Электрические схемы обмотки якоря опытов короткого замыкания: а – трехфазного, б – двухфазного, в – однофазного
Результаты измерения и расчетные параметры заносят в соответствующие таблицы.
Таблица 1
Характеристика холостого хода
№ опыта |
|
|
|
Примечание |
В |
А |
А |
||
1 |
127 |
0.71 |
|
|
2 |
115 |
0.61 |
|
|
3 |
100 |
0.51 |
|
|
4 |
84 |
0.44 |
|
|
5 |
60 |
0.31 |
|
|
6 |
40 |
0.22 |
|
|
7 |
20 |
0.06 |
|
=
0 , В
=
0.1 , А
=
0.71 , АТаблица 2
Нагрузочная характеристика
№ опыта |
|
|
Примечание |
В |
А |
||
1 |
95 |
0.74 |
|
2 |
75 |
0.66 |
|
6 |
60 |
0.61 |
|
4 |
35 |
0.52 |
|
5 |
10 |
0.36 |
=
1 , АТаблица 3
Внешние характеристики
№ опыта |
|
|
Примечание |
||
I |
U |
I |
U |
||
А |
B |
А |
B |
||
1 |
1 |
100 |
1 |
75 |
= 1 , А |
2 |
0.9 |
107.5 |
0.9 |
80 |
|
3 |
0.8 |
115 |
0.8 |
85 |
|
4 |
0.7 |
117.5 |
0.7 |
90 |
|
5 |
0.6 |
120 |
0.6 |
94 |
|
6 |
0.5 |
122.5 |
0.5 |
100 |
|
