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 и трехфазную трансформаторную группу А2.
Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата.
Реостат А9 выполняет роль резистора синхронизации и подключается выключателем А6 к обмотке возбуждения синхронного генератора G6 на этапе асинхронного пуска последнего.
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 суммарное сопротивления фаз реостата А4, равными 8 Ом.
· Установите переключателем в трехфазной трансформаторной группе А2 номинальные напряжения: вторичных обмоток трансформаторов 220 В
· 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 "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3.
· Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3 по часовой стрелке, установите ток возбуждения генератора G6, равным 1,5 А, и убедитесь, что свечение индикаторных ламп блока синхронизации А17 меняется синфазно. В противном случае при эффекте "бегущего огня" переключите любые две фазы генератора G6.
· Нажмите кнопку «ОТКЛ.» возбудителя G3.
· Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." выключателя А6.
· Подключите генератор G4 к сети путем включения выключателя "СЕТЬ" и нажатия кнопки "ВКЛ." блока синхронизации А17.
· По окончании разгона генератора G6 нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3.
· Убедитесь, что генератор G6 вошел в режим синхронной работы с сетью, о чем должно свидетельствовать отсутствие колебаний значений его режимных параметров.
· Отключите выключатель А6 нажатием на кнопку "ОТКЛ.".
· 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 выключатель "СЕТЬ" возбудителя G3, источника G2, блока синхронизации А17, выключателя А6, измерителя Р2 и указателя Р3, отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб и последующим отключением ключа – выключателя.
5.6. Снятие угловых характеристик P=f(d), Q=f(d), U=f(d)
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) |
| 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 |
| А14 | Линейный реактор | 314.2 | 3 ´ 0,3 Гн / 0,5 А |
| А17 | Блок синхронизации | ~ 400 В; 2 А; 3 индикаторные лампы; синхроноскоп | |
| Р1 | Блок мультиметров | 508.2 | 3 мультиметра
 0...1000 В /
0...10 А /
0…20 МОм
|
| 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 |
| Р5 | Указатель угла нагрузки синхронной машины | 505.2 | – 180°...0...180° |
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, выключатель А6 и линейный реактор А14, моделирующий сопротивление электрической сети.
Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата.
С помощью мультиметра блока Р1 контролируется линейное напряжение статорной обмотки генератора G6.
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.
С помощью указателя Р5 контролируется угол нагрузки синхронного генератора G6.
Указания по проведению эксперимента
· Осуществите подключение к сети синхронного генератора G6 методом точной синхронизации в соответствии с указаниями по проведению эксперимента раздела 5.4. настоящего руководства.
· Установите тумблер указателя угла нагрузки Р5 в положение «200○».
· Включите выключатель "СЕТЬ" указателя угла нагрузки Р5.
· Вращая регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3, установите активную Р1 и реактивную Q1 мощности генератора G6 равными нулю.
· Потенциометрами «ГРУБО» и «ТОЧНО» установите стрелку указателя угла нагрузки Р5 на нулевую отметку.
· Установите тумблер указателя угла нагрузки Р5 в положение «100○».
· Установите вращением регулировочной рукоятки возбудителя G3 желаемый ток возбуждения If генератора G6, например, 1,0 А и не меняйте его в ходе эксперимента.
· Вращая регулировочную рукоятку источника G2, изменяйте угол d нагрузки синхронного генератора G6 в диапазоне 0…90○ и записывайте показания указателя Р5 (угол d), ваттметра и варметра (активная Р1 и реактивная Q1 мощности фазы генератора G6) измерителя мощностей Р2 и вольтметра (напряжение U генератора G6) блока мультиметров Р1 в таблицу 5.6.1.
Таблица 5.6.1
| d, град | ||||||||||
| Р1, Вт | ||||||||||
| Q1, В∙Ар | ||||||||||
| U, В |
· В случае перехода генератора G6 в асинхронный режим работы разгружайте его по активной мощности, вращая регулировочную рукоятку источника G2 против часовой стрелки до тех пор, пока не восстановится синхронная работа генератора G6 с сетью.
· По завершении эксперимента произведите отключение генератора G6 от сети в соответствии с указаниями по проведению эксперимента раздела 5.4. настоящего руководства.
· Используя данные таблицы 5.6.1, для каждого значения угла нагрузки d вычислите полные активную Р=3Р1 и реактивную Q=3Q1 мощности генератора G6 и занесите их в таблицу 5.6.2.
Таблица 5.6.2
| d, град | ||||||||||
| Р, Вт | ||||||||||
| Q, В∙Ар |
· Используя данные табл. 5.6.1 и 5.6.2, постройте искомые угловые характеристики P=f(d), Q=f(d), U=f(d) трехфазного синхронного генератора.
5.7. Снятие U–образной характеристики I=f(If)
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) |
| 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 | |
| Р1 | Блок мультиметров | 508.2 | 3 мультиметра
0...1000 В /
0...10 А /
0…20 МОм
|
| 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 мультиметров блока Р1 контролируются ток возбуждения и ток статорной обмотки генератора G6.
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
· Осуществите подключение к сети синхронного генератора G6 методом точной синхронизации в соответствии с указаниями по проведению эксперимента раздела 5.4. настоящего руководства.
· Включите выключатель «СЕТЬ» блока мультиметров Р1.
· Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте.
· Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите желаемую активную мощность генератора G6, например, 30 Вт, которую определяйте утроением показаний ваттметра измерителя Р2, и поддерживайте её в ходе эксперимента неизменной.
· Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, изменяйте ток возбуждения If генератора G6 (не превышая значения 2 А) и записывайте показания амперметров Р1.1 (ток If) и Р1.2 (ток I статорной обмотки генератора G6) в таблицу 5.7.1.
Таблица 5.7.1.
| If, А | ||||||||||
| I, А |
· В случае перехода генератора G6 в асинхронный режим работы разгружайте его по активной мощности, вращая регулировочную рукоятку источника G2 против часовой стрелки до тех пор, пока не восстановится синхронная работа генератора с сетью.
· По завершении эксперимента произведите отключение генератора G6 от сети в соответствии с указаниями по проведению эксперимента раздела 5.4. настоящего руководства.
· Используя данные табл. 5.7.1 постройте искомую U–образную характеристику I=f(If) трехфазного синхронного генератора.
5.8. Регистрация и отображение на компьютере тока трехфазного
короткого замыкания синхронного генератора
- Электрическая схема соединений
- Перечень аппаратуры
- Описание электрической схемы соединений
- Указания по проведению эксперимента
Электрическая схема соединений (продолжение)
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) |
| А3 | Блок измерительных трансформаторов тока и напряжения | 401.1 | 3 трансформатора напряжения 600 В / 3 В; 3 трансформатора тока 0,3 А / 3 В |
| А4 | Коннектор | 8 аналог. диф. входов; 2 аналог. выходов; 8 цифр. входов / выходов | |
| А5 | Персональный компьютер | IBM совместимый, Windows 9*, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI-6023E (PCI-6024E) | |
| А6 | Трехполюсный выключатель | 301.1 | ~ 400 В / 10 А |
| 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 |
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 и индуктивная А15 используются для нагружения синхронного генератора G6.
Измерительный трансформатор тока (трансдуктор) в блоке А3 обеспечивает гальваническую развязку силовой и измерительной цепей и преобразует ток статорной обмотки генератора G6 в пропорциональное ему нормированное напряжение.
Через аналоговый вход АСН0-АСН8 коннектора А4 измеряемое напряжение вводится в компьютер А5.
Выключатель А6 используется в режиме короткозамыкателя.
С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток статорной обмотки и линейное напряжение 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, возбудителя G3 и выключателя А6 переведите в положение «РУЧН.».
· Регулировочными рукоятками активной А10 нагрузки установите ее значения равными, например, 20% от 50 Вт в каждой фазе.
· Регулировочными рукоятками индуктивной А15 нагрузки установите ее значения равными, например, 15% от 40 Вар в каждой фазе.
· Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.
· Включите выключатели «СЕТЬ» указателя частоты вращения P3 и блока мультиметров P1.
· 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 «СЕТЬ» и нажмите кнопку «ВКЛ.» возбудителя G3.
· Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, установите междуфазное напряжение генератора G6, например, 220 В.
· Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А5 и запустите прикладную программу “Многоканальный осциллограф”. Настройте программу для запоминания, например, последних 5 секунд процесса.
· Нажмите кнопку «ВКЛ» включения сканирования первого канала виртуального осциллографа.
· Включите выключатель «СЕТЬ» выключателя А6.
· Нажмите кнопку «ВКЛ» и спустя 3с (не более) – кнопку «ВЫКЛ» выключателя А6 и еще через 1с после этого остановите сканирование программой «Многоканальный осциллограф» нажатием на виртуальную кнопку «Остановить».
· Изменение во времени тока статорной обмотки генератора G4 при коротком замыкании его выводов наблюдайте на мониторе компьютера.
· По завершении эксперимента поверните регулировочные рукоятки сначала у возбудителя G3, а затем у источника G2 против часовой стрелки до упора, отключите выключатели «СЕТЬ» возбудителя G3, источника G2, указателя частоты вращения Р3, выключателя А6 и блока мультиметров Р1, отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб и последующим отключением ключа – выключателя.
6. ТРЕХФАЗНЫЕ СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
