Определение коэффициента трансформации однофазного трансформатора 7 страница

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.

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.

С помощью мультиметра блока Р1 контролируется линейное напряжение статорной обмотки генератора G6.

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 I_f 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(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)
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.

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

С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток возбуждения и ток статорной обмотки генератора G6.

Указания по проведению эксперимента

· 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 I_f генератора G6 (не превышая значения 2 А) и записывайте показания амперметров Р1.1 (ток I_f) и Р1.2 (ток I статорной обмотки генератора G6) в таблицу 5.7.1.

Таблица 5.7.1.

I_f, А
I, А

· Используя данные табл. 5.7.1 постройте искомую U–образную характеристику I=f(I_f) 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.

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.

· 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