Порядок выполнения работы. 1. По табличке, расположенной на корпусе синхронного генератора

1. По табличке, расположенной на корпусе синхронного генератора, определите его паспортные данные и заполните таблицу 8.1 Журнала.

2. Снимите характеристику холостого хода, для чего придерживайтесь следующих рекомендаций.

2.1. Подайте питание на обмотку возбуждения синхронного генератора и установите минимальный ток возбуждения.

2.2. Запустите приводной двигатель синхронного генератора и установите его частоту вращения такой, чтобы частота вырабатываемого генератором напряжения составляла 50Гц.

2.3. Величину тока возбуждения и действующее значение ЭДС холостого хода занесите в таблицу 8.2 Журнала.

2.4. Постепенно увеличивая ток возбуждения, снимите остальные точки характеристики холостого хода и занесите их координаты в таблицу 8.2 Журнала.

Обязательно занесите в таблицу координаты точки, соответствующей ЭДС, равной номинальному напряжению генератора.

2.5. Отключите установку.

2.6. Переведите измеренные значения тока и ЭДС в относительные единицы и на рисунке 8.1 Журнала постройте характеристику холостого хода.

3. Снимите характеристику короткого замыкания, для чего придерживайтесь следующих рекомендаций.

3.1. Соедините накоротко три вывода якорной обмотки синхронного генератора.

3.2. Установите маховик реостата R_РГ в положение, соответствующее минимальному току возбуждения синхронного генератора.

3.3. Запустите приводной двигатель синхронного генератора и установите его частоту вращения такой, чтобы частота вырабатываемого генератором напряжения составляла 50Гц.

Поскольку при отсутствии напряжения частотомер не работает, номинальная частота вырабатываемой ЭДС должна поддерживаться с помощью тахометра.

3.4. Установите ток возбуждения равным одной условной единице, определите по амперметру ток якоря синхронного генератора, полученные результаты занесите в таблицу 8.3 Журнала.

3.5. Отключите установку.

3.6. Переведите измеренное в амперах значение тока якоря в относительные единицы и на рисунке 8.1 Журнала постройте характеристику короткого замыкания.

4. Используя теоретические сведения, изложенные в данных методических указаниях и учебной литературе, рассчитайте ненасыщенное значение синхронного продольного индуктивного сопротивления якорной обмотки генератора, а также, зависимость . Постройте полученную зависимость на рисунке 8.1 Журнала. Рассчитайте ОКЗ исследуемого генератора. Полученные значения и К_окз приведите в таблице 8.4 Журнала.

5. Постройте внешние и регулировочные характеристики синхронного генератора, для чего придерживайтесь следующих рекомендаций.

5.1. Подключите якорную обмотку генератора к клеммам симметричной активной нагрузки.

5.1.1. Запустите синхронный генератор и при полностью отключенной нагрузке установите номинальные параметры его выходного напряжения.

5.1.2. Увеличивая нагрузку, снимайте показания приборов, измеряющих ток якоря и напряжение на якоре, и заносите их показания в таблицу 8.5 Журнала.

При снятии внешних и регулировочных характеристик частота напряжения генератора должна поддерживаться неизменной.

5.1.3. Снимите нагрузку генератора и убедитесь в том, что на холостом ходе его напряжение имеет номинальные параметры.

5.1.4. Увеличивая нагрузку, воздействуйте на ток возбуждения генератора так, чтобы действующее значение напряжения оставалось неизменным. Показания приборов заносите в таблицу 8.6 Журнала.

5.1.5. Отключите установку.

5.2. Подключите якорную обмотку генератора к клеммам симметричной емкостной нагрузки.

5.2.1. Повторите действия, описанные в п.п. 5.1.1 – 5.1.5 текущего раздела настоящих методических указаний.

5.3. Подключите якорную обмотку генератора к клеммам симметричной индуктивной нагрузки.

5.3.1. Повторите действия, описанные в п.п. 5.1.1 – 5.1.5 текущего раздела настоящих методических указаний.

5.4. Переведите измеренные в именованных единицах токи и напряжения в относительные единицы, заполните таблицы 8.5 и 8.6 Журнала и на рисунках 8.2 и 8.3 Журнала постройте внешние и регулировочные характеристики.

6. Постройте индукционную характеристику и рассчитайте величины х_р*, х_sа* и F_ad'*, для чего придерживайтесь следующих рекомендаций.

6.1. Используя данные опыта короткого замыкания, заполните первую строку таблицы 8.7 Журнала.

6.2. По схеме, изображенной на рисунке 8.1 соберите лабораторную установку.

6.3. Убедитесь в том, что контакты выключателя QS разомкнуты и запустите синхронный генератор. Установите действующее значение напряжения генератора 100В, а частоту – равной частоте напряжения сети.

Для точного определения сетевой частоты кратковременно подключите к сети частотомер, расположенный на стенде "Параллельная работа синхронных генераторов".

6.4. Подайте питание на автотрансформатор АТ, установите его выходное напряжение равным 100В и в присутствии преподавателя замкните контакты переключателя QS

6.5. Постепенно увеличивайте возбуждение синхронного генератора, пока ток якоря не достигнет номинального значения. Воздействуя на момент приводного двигателя, добейтесь того, чтобы при номинальном токе показания ваттметра были равны нулю (cosj=0). Показания приборов занесите во вторую строку таблицы 8.7 Журнала.

6.5. Поочередно повышайте, сначала напряжение автотрансформатора, затем возбуждение синхронного генератора так, чтобы ток оставался равным номинальному. Воздействуя на момент приводного двигателя, каждый раз добивайтесь того, чтобы активная мощность электрического тока оставалась равна нулю (cosj=0). Опыт производите до тех пор, пока напряжение генератора не достигнет номинального значения, промежуточные показания приборов заносите в таблицу 8.7 Журнала.

6.6. Отключите установку.

6.7. Переведите измеренные в именованных единицах токи и напряжения в относительные единицы, заполните таблицу 8.7 Журнала и на рисунке 8.4 Журнала постройте нагрузочную индукционную характеристику.

6.8. На рисунке 8.4 Журнала изобразите, также, характеристику холостого хода и выполните все дополнительные построения, необходимые для определения величин х_р*, х_sа* и F_ad'*. Рассчитайте искомые величины, расчеты приведите в отчете.

7. Определите ненасыщенное значение сопротивления x_q*, для чего придерживайтесь следующих рекомендаций.

7.1. Внесите в схему, изображенную на рисунке 8.1 следующие изменения: удалите ваттметр, между двумя клеммами, маркированными "ХХ", включите вольтметр с пределом измерения 50В, а в одну из фаз статорной обмотки синхронной машины включите амперметр с пределом измерения 2А.

Дополнительный амперметр, выдаваемый преподавателем, должен быть размещен на прочной основе. Держать прибор в руках запрещается!

7.2. Подайте питание на автотрансформатор и убедитесь, что его выходное напряжение равно нулю.

7.3. Запустите синхронный генератор и при минимальном действующем значении выходного напряжения установите частоту максимально близкой частоте сети.

7.4. Отключите обмотку возбуждения генератора, замкните контакты выключателя QS и увеличьте выходное напряжение автотрансформатора до 10-12 В.

7.5. Изменяя момент приводного двигателя, добейтесь того, чтобы частота вращения ротора генератора оказалась настолько близкой скорости вращающегося магнитного поля, что период колебаний стрелки амперметра составляет 5с и более.

7.6. Минимальное и максимальное показания амперметра и вольтметра занесите в таблицу 8.8 Журнала.

7.7. Отключите установку.

7.8. По результатам опыта рассчитайте ненасыщенные значения x_q* и x_d*. Эти и другие, полученные в ходе выполнения работы, сопротивления сведите в таблицу 8.9 Журнала.

8. Используя теоретические сведения, изложенные в данных методических указаниях и учебной литературе, определите номинальное изменение напряжения синхронного генератора при заданном преподавателем коэффициенте мощности нагрузки. Необходимые построения выполните на рисунке 8.5 Журнала.

Вопросы и задания для самопроверки.

1. Объясните принцип действия синхронной машины в генераторном и двигательном режимах.

2. В чем конструктивное отличие роторов явнополюсной и неявнополюсной синхронных машин?

3. Что такое реакция якоря синхронного генератора?

4. Какое действие оказывает реакция якоря на магнитное поле синхронного генератора при различных видах нагрузки?

5. В каких случаях и зачем производят разложение тока якоря синхронного генератора на продольную и поперечную составляющую?

6. Чем вызвана необходимость приведения МДС реакции якоря к МДС обмотки возбуждения?

7. Как приводят МДС реакции якоря по продольной и поперечной осям синхронной машины к МДС обмотки возбуждения?

8. Постройте векторную диаграмму электрического состояния обмотки якоря первого вида (диаграмму Блонделя) для явнополюсных и неявнополюсных синхронных генераторов при различных видах нагрузки.

9. Постройте векторную диаграмму электрического состояния обмотки якоря второго вида (с использованием сопротивлений x_d и x_q) для явнополюсных и неявнополюсных синхронных генераторов при различных видах нагрузки.

10. Что такое упрощенная векторная диаграмма синхронного генератора и чем она отличается от диаграмм первого и второго вида?

11. Объясните метод расчета ненасыщенного и насыщенных значений сопротивления x_d с помощью характеристик холостого хода и короткого замыкания.

12. Как рассчитывается ОКЗ и что характеризует этот параметр?

13. Объясните вид полученных внешних и регулировочных характеристик синхронного генератора.

14. Объясните, как с помощью метода скольжения находят величину x_q.

15. Объясните метод нахождения расчетного индуктивного сопротивления рассеяния обмотки якоря (сопротивления Потье) и почему эта величина отличается от величины индуктивного сопротивления рассеяния х_sа*?

16. Объясните метод определения номинального изменения напряжения синхронного генератора с помощью совмещенной диаграммы Потье.

17. Предложите метод построения регулировочных характеристик синхронного генератора при любом значении коэффициента мощности с помощью совмещенной диаграммы Потье.