Исследование характеристик синхронного генератора

ФЕДЕРАЛЬНОЕ  АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ

 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» ____________________________________________________________________

 «Электромеханика »

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная  работа

 

Исследование  характеристик синхронного генератора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                 Выполнил________________________

 

                                                           Проверил ________________________                                                                             

                                                                                                                                                                                                      

 

 

 

 

 

 

 

                                                        Самара 2013 г.

 

Цель работы – овладение практическими навыками экспериментального определения характеристик холостого хода, короткого замыкания, внешней, нагрузочной, регулировочной синхронного генератора и оценки потребительских свойств этого генератора

 

Программа работы

  

1. Изучить устройство и принцип действия синхронного генератора
2. Определить характеристику холостого хода
3. Определить характеристики трех-, двух- и однофазного короткого замыкания
4. Определить нагрузочную характеристику
5. Определить внешние характеристики
6. Определить регулировочные характеристики

Паспортные данные

Синхронная машина
Номинальная активная мощность, Вт	100
Номинальное напряжение, В	230
Схема соединения обмоток  статора
	1
Номинальный ток статора, А	0,26
Ток возбуждения холостого  хода, А	1,6
Номинальное напряжение возбуждения, В	22
Номинальный ток возбуждения, А	1,85
Направление вращения	любое
Номинальная частота  вращения, об/мин	1500
Сопротивление обмотки  возбуждения, Ом	12,2
Машина постоянного тока (тип 101.2)
Номинальная мощность, Вт	90
Номинальное напряжение якоря, В	220
Номинальный ток якоря, А	0,56
Номинальная частота вращения, мин–1	1500
Возбуждение	Независимое /параллельное/   последовательное
Номинальное напряжение возбуждения, В	220
Номинальный ток обмотки возбуждения, А	0,2
КПД, %	57,2
Направление вращения	реверсивное
Режим работы	двигательный/генераторный

 

 

        

Относительные величины помечают, например звездочкой

 

При составлении отчетов по результатам  исследований синхронных машин все расчеты и построения предлагается выполнять в относительных единицах (о.е.).

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХарактеристикИ холостого хода

синхронного генератора

 

1.1. Электрические схемы соединений

 

 

 

 

 

 

                     Рис. 1.1. Электрическая схема соединений  тепловой

                                          защиты машины переменного тока

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.2. Электрическая  схема соединений для опыта холостого хода 
1.2. Перечень аппаратуры

                                                                                                                    Таблица 1.1

 

 

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Трехфазный источник питания	201.2	~ 400 В  / 16 А
G2	Источник  питания двигателя постоянного тока	206.1	- 0…250 В / 3 А (якорь) / - 200 В / 1 А (возбуждение)
G3	Возбудитель синхронной машины	209.2	- 0…40 В / 3,5 А
G5	Преобразователь угловых перемещений	104	6 вых. каналов /  2500 импульсов  за оборот
G6	Машина переменного тока	102.1	100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин-
М2	Машина постоянного тока	101.2	90 Вт / 220 В  / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение)
Р1	Блок мультиметров	508.2	3 мультиметра 0...1000 В  / 0...10 А  / 0…20 МОм
Р3	Указатель частоты вращения	506.2	-2000…0…2000 мин-1

 

 

1.3. Описание электрической схемы соединений

Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты.

Источник питания двигателя  постоянного тока G2 используется для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с независимым возбуждением.

Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока G6, работающей в режиме синхронного генератора.

Преобразователь угловых  перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения P3 электромашинного агрегата.

С помощью мультиметров блока P1 контролируются ток возбуждения и фазное напряжение испытуемого генератора G6.

                                         

                                                  Таблица 2.1

, A	2,5	1,9	1,6	1,2	0,94	0,66	0,39	0,1	0
, А	152	130	110	90	70	50	30	10	1,6
, о.е.	1,56	1,19	1	0,75	0,59	0,41	0,24	0,063	0
, о.е.	1,15	0,98	0,83	0,68	0,53	0,38	0,23	0,076	0,012

 

2. Определение характеристики короткого замыкания

, при  
синхронного генератора

2.1. Электрические схемы соединений

           Рис.2.1. Электрическая схема соединений для опыта трехфазного короткого замыкания

        Рис.2.2. Электрическая схема соединений для опыта двухфазного короткого замыкания

          Рис.2.3. Электрическая схема соединений для опыта однофазного короткого замыкания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Трехфазное короткое замыкание

Таблица 2.1

, A	0,82	0,67	0,53	0,39	0,25	0,11	0
, А	0,3	0,25	0,2	0,15	0,1	0,05	0,005
, о.е.	0,5	0,42	0,33	0,24	0,16	0,07	0
, о.е.	1,54	0,96	0,77	0,58	0,38	0,19	0,002

 

 

Двухфазное короткое замыкание

Таблица 2.2

, A	0,73	0,6	0,5	0,35	0,23	0,1	0
, А	0,3	0,25	0,2	0,15	0,1	0,05	0,005
, о.е.	0,6	0,37	0,31	0,22	0,14	0,063	0
, о.е.	1,54	0,96	0,77	0,58	0,38	0,19	0,002

 

 

 

Однофазное короткое замыкание

Таблица 2.3

, A	0,48	0,4	0,32	0,23	0,15	0,06	0
, А	0,3	0,25	0,2	0,15	0,1	0,05	0,009
, о.е.	0,3	0,25	0,2	0,14	0,093	0,037	0
, о.е.	1,54	0,96	0,77	0,58	0,38	0,19	0,035

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ОПрЕДЕЛЕНИЕ внешней

, при , , =const, регулировочной , при , , = const и нагрузочной , при , , = const характеристик синхронного генератора

 

 

                3.1. Электрическая схема соединений 

 

 

 

 

 

Рис 3.1. Электрическая  схема соединений для определения  внешней, регулировочной, нагрузочной характеристик

 

3.2. Перечень аппаратуры

                                                                                                            Таблица 3.1

 

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Трехфазный источник питания	201.2	~ 400 В  / 16 А
G2	Источник  питания двигателя постоянного тока	206.1	- 0…250 В / 3 А (якорь) / - 200 В / 1 А (возбуждение)
G3	Возбудитель синхронной машины	209.2	- 0…40 В / 3,5 А
G5	Преобразователь угловых перемещений	104	6 вых. каналов /  2500 импульсов  за оборот
G6	Машина переменного тока	102.1	100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин-
М2	Машина постоянного тока	101.2	90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение)
А10	Активная нагрузка	306.1	220 В / 3´0…50 Вт;
А15	Индуктивная нагрузка	324.2	220 В / 3´0…40 ВАр;
Р1	Блок мультиметров	508.2	3 мультиметра 0...1000 В  / 0...10 А  / 0…20 МОм
Р3	Указатель частоты вращения	506.2	-2000…0…2000 мин-1