Определение коэффициента трансформации однофазного трансформатора 6 страница

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

· Переключатели режима работы источника G2 и возбудителя G3 установите в положение "РУЧН.".

· Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

· Включите выключатели «СЕТЬ» блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3.

· Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте.

· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2.

· Вращая регулировочную рукоятку источника G2, разгоните двигатель М2 (генератор G6) до частоты 1500 мин^-1 и поддерживайте ее в ходе эксперимента неизменной.

· Включите выключатель «СЕТЬ» и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3.

· Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, изменяйте ток возбуждения I_f генератора G6 в диапазоне 0…2 А и заносите показания амперметра Р1.1 (ток I_f) и вольтметра Р1.2 (э.д.с. E₀ синхронного генератора G6) в таблицу 5.1.1.

Таблица 5.1.1.

If, A
E0, B

 

· По завершении эксперимента первоначально у возбудителя G3, а затем и у источника G2 поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ." и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб, и последующим отключением ключа – выключателя. Отключите выключатели "СЕТЬ" блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3.

· Используя результаты табл. 5.1.1, постройте искомую характеристику холостого хода
E₀ = f (I_f) трехфазного синхронного генератора.

5.2. Снятие характеристики короткого замыкания I_К=f(I_f)
трехфазного синхронного генератора

 

 

- Электрическая схема соединений

- Перечень аппаратуры

- Описание электрической схемы соединений

- Указания по проведению эксперимента

 

 

Перечень аппаратуры

 

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		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

 

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 Р3 электромашинного агрегата.

С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток возбуждения I_f и ток I_К статорной обмотки испытуемого синхронного генератора G6.

Указания по проведению эксперимента

 

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14).

· Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1.

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

· Переключатели режима работы источника G2 и возбудителя G3 установите в положение "РУЧН.".

· Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

· Включите выключатели «СЕТЬ» блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3.

· Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте.

· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2.

· Вращая регулировочную рукоятку источника G2, разгоните двигатель М2 (генератор G6) до частоты 1500 мин^-1 и поддерживайте ее в ходе эксперимента неизменной.

· Включите выключатель «СЕТЬ» и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3.

· Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, изменяйте ток возбуждения I_f генератора G6 в диапазоне 0…2 А и заносите показания амперметров Р1.1 (ток I_f) и Р1.2 (ток I_К статорной обмотки синхронного генератора G6) в таблицу 5.2.1.

Таблица 5.2.1.

If, A
IК, А

 

· По завершении эксперимента первоначально у возбудителя G3, а затем и у источника G2 поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ." и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб, и последующим отключением ключа – выключателя. Отключите выключатели "СЕТЬ" блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3.

· Используя результаты табл. 5.2.1, постройте искомую характеристику короткого замыкания I_К=f(I_f) трехфазного синхронного генератора.

 

5.3. Снятие внешней U=f(I), регулировочной I_f=f(I) и нагрузочной U=f(I_f) характеристик трехфазного синхронного генератора

 

 

- Электрическая схема соединений

- Перечень аппаратуры

- Описание электрической схемы соединений

- Указания по проведению эксперимента

 

 

Перечень аппаратуры

 

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		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;
А16	Емкостная нагрузка	317.2	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

 

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 Р3 электромашинного агрегата.

Нагрузки - активная А10, индуктивная А15 и емкостная А16 используются для нагружения синхронного генератора G6.

С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток возбуждения I_f, ток I статорной обмотки и линейное напряжение U испытуемого синхронного генератора G6.

 

Указания по проведению эксперимента

 

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14).

· Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1.

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

· Переключатели режима работы источника G2 и возбудителя G3 установите в положение "РУЧН.".

· Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

· Установите регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 (индуктивной нагрузки А15 / емкостной нагрузки А17) в положение "0%".

· Включите выключатели «СЕТЬ» блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3.

· Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте.

· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2.

· Вращая регулировочную рукоятку источника G2, разгоните двигатель М2 (генератор G6) до частоты 1500 мин^-1 и поддерживайте ее в ходе эксперимента неизменной.

· Включите выключатель «СЕТЬ» и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3.

· Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, установите ток возбуждения I_f, при котором междуфазное напряжение U генератора G6 будет равно 230 В.

· Перемещая синфазно регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 (индуктивной нагрузки А15 / емкостной нагрузки А16), изменяйте ток I статорной обмотки генератора G6 в диапазоне 0…0,25 А и заносите показания амперметра Р1.2 (ток I) и вольтметра Р1.3 (напряжение U) в таблицу 5.4.1.

 

Таблица 5.4.1

I, A
U, B

 

· Верните регулировочные рукоятки активной нагрузки А1 (индуктивной нагрузки А15 / емкостной нагрузки А17) в положение "0%".

· Синфазно поворачивая регулировочные рукоятки активной нагрузки А1 (индуктивной нагрузки А15 / емкостной нагрузки А16) и поддерживая напряжение U генератора G4 равным 230 В, путем регулирования его тока возбуждения I_f, изменяйте ток I статорной обмотки генератора G6 в диапазоне 0…0,25 А и заносите показания амперметров Р1.1 (ток I_f), Р1.2 (ток I) в таблицу 5.4.2.

Таблица 5.4.2

I, A
If, А

 

· Верните регулировочные рукоятки активной нагрузки А1 (индуктивной нагрузки А15 / емкостной нагрузки А17) в положение "0%".

· Соедините фазы емкостной нагрузки по схеме «треугольник».

· Поверните регулировочную рукоятку возбудителя G3 против часовой стрелки до упора.

· Закоротите активную нагрузку А1 (индуктивную нагрузку А15 / емкостную нагрузку А17).

· Увеличивая ток возбуждения I_f генератора G3, установите ток I статорной обмотки генератора G6 равным, например, 0,05 А и занесите показания амперметра Р1.1 (ток I_f) и вольтметра Р1.3 (напряжение U) в таблицу 5.4.3.

· Поверните регулировочную рукоятку возбудителя G3 против часовой стрелки до упора.

· Раскоротите активную нагрузку А1 (индуктивную нагрузку А15 / емкостную нагрузку А17).

· Установите регулировочные рукоятки активной нагрузки А1 (индуктивной нагрузки А15 / емкостной нагрузки А17) в положение "100%".

· Синфазно поворачивая против часовой стрелки регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 (индуктивной нагрузки А15 / емкостной нагрузки А16) и поддерживая неизменным, например, равным 0,05 А ток I статорной обмотки генератора G6 путем регулирования его тока возбуждения I_f, изменяйте напряжение U статорной обмотки генератора G6 (не превышая значения 250 В) и заносите показания амперметра Р1.1 (ток I_f) и вольтметра Р1.3 (напряжение U) в таблицу 5.4.3.

Таблица 5.4.3

If, A
U, B

 

· По завершении эксперимента первоначально у возбудителя G3, а затем и у источника G2 поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ." и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб, и последующим отключением ключа – выключателя. Отключите выключатели "СЕТЬ" блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3.

· Используя результаты таблиц 5.4.1…5.4.3, постройте искомые характеристики трехфазного синхронного генератора G6 при активном (индуктивном / емкостном) характере его нагрузки:

- внешнюю U = f (I) при n = const, I_f = const (табл. 5.4.1.);

- регулировочную I_f = f (I) при n = const, U = const (табл. 5.4.2.);

- нагрузочную U = f (I_f) при n = const, I = const (табл. 5.4.3.).

 

 

5.4. Подключение к сети трехфазного синхронного генератора
методом точной синхронизации

 

 

- Электрическая схема соединений

- Перечень аппаратуры

- Описание электрической схемы соединений

- Указания по проведению эксперимента

 

 

 

 

Перечень аппаратуры

 

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		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)
А2	Трёхфазная трансформаторная группа	347.1	3´80 В×А; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В
А6	Трехполюсный выключатель	301.1	~ 400 В / 10 А
А17	Блок синхронизации		~ 400 В; 2 А; 3 индикаторные лампы; синхроноскоп
Р2	Измеритель мощностей	507.2	15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2;0,5 А.
Р3	Указатель частоты вращения	506.2	-2000…0…2000 мин-1
Р4	Измеритель напряжений и частот	504.1	~ 0...500 В; 45...55 Гц, ~ 220 В

 

 

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.

Синхронный генератор G6 связан с сетью (источником G1) через блок синхронизации А17, трехфазную трансформаторную группу А2 и выключатель А6.

Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата.

С помощью измерителя Р2 контролируются активная и реактивная мощности, развиваемые испытуемым генератором G6.

С помощью измерителя Р4 контролируются напряжения и их частоты со стороны генератора G6 и со стороны электрической сети.

 

Указания по проведению эксперимента

 

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14).

· Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1.

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

· Переключатели режима работы источника G2, возбудителя G3, выключателя А6 и блока синхронизации А17 переведите в положение "РУЧН.".

· Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

· Установите переключателем в трехфазной трансформаторной группе А2 номинальные напряжения: вторичных обмоток трансформаторов – 220 В.

· Включите выключатели "СЕТЬ" выключателя А6, блока синхронизации А18, измерителя мощностей Р2 и указателя Р3.

· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2.

· Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите частоту вращения двигателя М2 (генератора G6) 1500 мин^–1.

· Включите выключатель А6 нажатием на кнопку "ВКЛ" на его передней панели.

· Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3.

· Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, установите напряжение между фазами (линейное) генератора G6 равным напряжению между одноименными фазами сети.

· Обеспечьте условия синхронизации согласно табл. 5.4.1, после чего, нажатием на кнопку "ВКЛ." блока синхронизации А17, подключите генератор G6 к сети.

· Убедитесь, что генератор G6 вошел в режим синхронной работы с сетью, о чем должно свидетельствовать отсутствие колебаний значений его режимных параметров.

· Вращая регулировочную рукоятку источника G2, нагрузите генератор G6 активной мощностью, например, до 30 Вт, которую определяйте утроением показаний ваттметра измерителя Р2.

· Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, нагрузите генератор G6 реактивной мощностью с отстающим (опережающим) коэффициентом мощности, например, до 30 ВАр, которую определяйте утроением показаний варметра измерителя Р2.

· Для отключения генератора G6 от сети: разгрузите его по активной и реактивной мощностям, нажмите кнопку "ОТКЛ." блока синхронизации А17, поверните регулировочные рукоятки сначала у возбудителя G3, а затем у источника G2 против часовой стрелки до упора, отключите выключатели "СЕТЬ" блоков, задействованных в эксперименте, отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб и последующим отключением ключа – выключателя.

 

Таблица 5.4.1

Условие	Средство контроля	Критерий выполнения условия	Критерий невыполнения условия	Рекомендации по выполнению условия
Равенство напряжений синхронного генератора и сети	Вольтметры со стороны синхронного генератора и сети	Напряжения со стороны синхронного генератора и сети равны	Напряжения со стороны синхронного генератора и сети не равны	Регулировать напряжения возбуждения синхронного генератора до момента выравнивания напряжений со стороны синхронного генератора и сети
Одинаковое чередование фаз напряжений синхронного генератора и сети	Лампы в разрывах фаз	Лампы в фазах: периодически одновременно загораются и гаснут (частоты напряжений не равны); горят (напряжения в противофазе); не горят (напряжения синфазные)	Лампы в фазах периодически не одновременно загораются и гаснут, создавая эффект “кругового огня”	Переключить любые две фазы синхронного генератора
Равенство частот синхронного генератора и сети	Лампы в разрывах фаз или синхроноскоп	Лампы в фазах горят постоянно без мерцания (напряжения в противофазе) или не горят (напряжения синфазные); стрелка синхроноскопа неподвижна	Лампы в фазах загораются с частотой скольжения; стрелка синхроноскопа вращается	Регулировать частоту вращения синхронного генератора
Синфазность напряжений синхронного генератора и сети	Лампы в разрывах фаз или синхроноскоп	Лампы в фазах не горят; стрелка синхроноскопа смотрит вверх	Лампы в фазах горят; стрелка синхроноскопа не смотрит вверх	Регулировать частоту вращения синхронного генератора до погасания ламп

5.5. Подключение к сети трехфазного синхронного генератора
методом самосинхронизации

 

 

- Электрическая схема соединений

- Перечень аппаратуры

- Описание электрической схемы соединений

- Указания по проведению эксперимента

 

 

 

 

 

Перечень аппаратуры

 

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		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)
А2	Трёхфазная трансформаторная группа	347.1	3´80 В×А; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В
А6	Трехполюсный выключатель	301.1	~ 400 В / 10 А
А9	Реостат для цепи ротора машины переменного тока	307.1	3 ´ 0…40 Ом / 1 А
А17	Блок синхронизации		~ 400 В; 2 А; 3 индикаторные лампы; синхроноскоп
Р2	Измеритель мощностей	507.2	15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2;0,5 А.
Р3	Указатель частоты вращения	506.2	-2000…0…2000 мин-1

 

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.