Иваново 2009
Составители: А.К. ГРОМОВ
В.Н. КАРАУЛОВ
А.В. ЛИХАЧЁВА
Редактор Ю.Б.КАЗАКОВ
Методические указания к лабораторным работам по испытаниям синхронных машин относятся к курсам «Электрические машины» (I и II части) и «Электромеханика» (I и II части). Указания предназначены для студентов специальностей и направлений подготовки электромеханического и электроэнергетического факультетов.
Рецензент
кафедра электромеханики Ивановского государственного энергетического университета
Испытания синхронных машин
Методические указания к лабораторным работам
Составители: ГРОМОВ Аркадий Константинович
КАРАУЛОВ Виктор Николаевич
ЛИХАЧЕВА Анна Валентиновна
ВВЕДЕНИЕ
Синхронные машины (СМ) – замечательные электромеханические преобразователи энергии. Они используются как генераторы, двигатели и компенсаторы. Синхронные машины представляют основные генерирующие преобразователи в энергосистемах – турбо- и гидрогенераторы.
Конструктивно СМ состоит из основных частей: неподвижного статора с многофазной обмоткой (обычно обмотка - трехфазная), уложенной в пазы пакета из листов электротехнической стали, и вращающегося внутри статора ротора. Ротор имеет обмотку возбуждения; ток в обмотке возбуждения - постоянный. Часть СМ, на которой располагается обмотка, соединенная с внешней энергетической сетью, принято называть якорем. Полюсная система ротора может называться индуктором. Ток в роторе может быть переменным; такая машина называется асинхронизированной.
Различают явнополюсные и неявнополюсные СМ.
На роторе явнополюсной СМ, кроме обмотки возбуждения, есть короткозамкнутая демпферная обмотка. Она состоит из стержней, расположенных в пазах ротора, и замыкающих сегментов, соединенных в кольца с обеих сторон ротора.
В неявнополюсных машинах роль демпферной системы выполняет массив ротора.
Обозначения выводов трехфазных синхронных машин установлены ГОСТ 183-74 для машин, разработанных до 1987 г., и ГОСТ 26772-85 для вновь разрабатываемых машин. Обозначения выводов приведены в табл. В1.
Таблица В1. Обозначения выводов трехфазных синхронных машин
| Наименование. Схема | Число выводов | Фаза или вывод | Обозначение выводов ГОСТ 183-74 | Обозначение выводов ГОСТ 26772-85 | ||||||||||
| начало | конец | начало | конец | |||||||||||
| Обмотка статора Открытая схема | Первая Вторая Третья | С1 С2 С3 | С4 С5 С6 | U1 V1 W1 | U2 V2 W2 | |||||||||
| Обмотка статора Звезда | 3 или | Первая Вторая Третья Нулевая | С1 С2 С3 | – | U V W N | |||||||||
| Обмотка статора Треугольник | Первый Второй Третий | С1 С2 С3 | – | U V W | ||||||||||
| Обмотка возбуждения (индуктора) | – | И1 | И2 | F1 | F2 | |||||||||
При проведении лабораторных работ обязательно соблюдение мер безопасности и защиты:
- перед началом сборки электрической схемы убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от электропитания;
- соедините гнезда защитного заземления; соберите электрическую схему тепловой защиты (рис.В.1).
В табл.В.2 приведены технические данные используемых машин.
Таблица В.2 Технические данные используемых машин
| Машина постоянного тока (G/M) | |
| Номинальная мощность, Вт | |
| Номинальное напряжение якоря, В | |
| Номинальный ток якоря, А | 0,56 |
| Номинальная частота вращения, мин–1 | |
| Возбуждение | Независимое /параллельное/ последовательное |
| Номинальное напряжение возбуждения, В | |
| Номинальный ток обмотки возбуждения, А | 0,2 |
| КПД, % | 57,2 |
| Направление вращения | реверсивное |
| Режим работы | двигательный/генераторный |
| Машина переменного тока (А1) | |
| Число фаз на статоре | |
| Число фаз на роторе | |
| Как синхронная машина (G6) | |
| Номинальная активная мощность, Вт | |
| Номинальное напряжение, В | |
| Схема соединения обмоток статора | 
|
| cos jH | |
| Номинальный ток статора, А | 0,26 |
| Ток возбуждения холостого хода, А | 1,6 |
| Номинальное напряжение возбуждения, В | |
| Номинальный ток возбуждения, А | 1,85 |
| Направление вращения | любое |
| Номинальная частота вращения, мин–1 |
1. ИСПЫТАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА (1С)
1.1. Программа испытаний
1. Записать номинальные данные генератора и приводного двигателя.
2. Определить характеристику холостого хода синхронного генератора (СГ).
3. Определить индукционную нагрузочную характеристику СГ в автономном режиме.
4. Определить внешние характеристики генератора при автономной нагрузке в следующих режимах:
4.1. ток якоря увеличивается от нуля до I=Iн при cos j = 1;
4.2. ток якоря увеличивается от нуля до I=Iн при cos j = 0 (инд.);
4.3. ток якоря увеличивается от нуля до I=Iн при cos j = 0 (ёмк).
Определить изменения напряжения при росте нагрузки.
5. Определить регулировочные характеристики СГ при автономной нагрузке в следующих режимах:
5.1. при cos j = 1;
5.2 при cos j = 0 (инд.);
5.3. при cos j = 0 (ёмк.).
6. Определить характеристики установившихся однофазного, двухфазного и трехфазного коротких замыканий.
7. Определить синхронное индуктивное сопротивление х dненас в ненасыщенном состоянии магнитной цепи, отношение короткого замыкания и расчетное индуктивное сопротивление х р.
8. Методом графического построения определить ток возбуждения ifн при U=Uн, I=Iн и cos j = 1 или cos j = 0 и изменение напряжения DU при сбросе нагрузки. Оценить (по указанию преподавателя) влияние активного сопротивления якоря на ifн и DU.
Вычислить насыщенное значение синхронного индуктивного сопротивления х d нас.
Рекомендуется строить все характеристики в относительных единицах.
Определение элементов электрических схем испытания СГ.
