Задание №1. На рис. А и Б изображены угловые и V-образные характеристики синхронной машины (СМ). Постройте векторные диаграммы для режимов работы СМ в точках, указанных в таблице 3 (столбцы 2 и 3), и поясните процессы регулирования для этих режимов.
Задание № 2. Ответьте подробно в письменном виде на два контрольные вопроса. Номера вопросов Вашего варианта указаны в табл.3 столбец 4.
Принятые сокращения: СД – синхронный двигатель; СГ – синхронный генератор; ВД – векторная диаграмма.
Рис. А Рис. Б
Таблица 3
| Номер варианта | Точки на характеристиках | Режим работы СМ | Номер вопросов |
| 1,2 | СГ | 1,27 | |
| 2,3 | СГ | 2,28 | |
| 1,3 | СГ | 3,29 | |
| 4,5 | СГ | 4,30 | |
| 5,6 | СГ | 5,31 | |
| 3,6 | СГ | 6,32 | |
| 4,6 | СГ | 7,33 | |
| 7,8 | СГ | 8,34 | |
| 8,9 | СГ | 9,35 | |
| 9,10 | СГ | 10,36 | |
| 8,10 | СГ | 11,37 |
Продолжение табл.3
| 2,5 | СГ | 12,38 | |
| 7,9 | СГ | 13,39 | |
| 1,2 | СД | 14,40 | |
| 2,3 | СД | 15,41 | |
| 1,3 | СД | 16,42 | |
| 4,5 | СД | 17,27 | |
| 5,6 | СД | 18,28 | |
| 3,6 | СД | 19,29 | |
| 4,6 | СД | 20,30 | |
| 7,8 | СД | 21,31 | |
| 8,9 | СД | 1,22 | |
| 9,10 | СД | 2,23 | |
| 8,10 | СД | 3,24 | |
| 2,5 | СД | 4,25 | |
| 7,9 | СД | 5,26 |
Контрольные вопросы
1. Объясните порядок пуска и регулирования частоты вращения приводного ДПТ, установленного на лабораторном стенде, до включения обмотки статора СГ в сеть.
2. Что называется характеристикой холостого хода СГ и каковы условия ее экспериментального определения?
3. Назовите условия синхронизации и объясните порядок включения СГ в трехфазную сеть.
4. Вольтметры показывают одинаковые напряжения сети и генератора. Что может произойти, если при включении СГ в сеть использовать только показания вольтметров?
5. Мощность СГ, включенного в трехфазную сеть, равна 300 МВт при угле рассогласования 25о. Определите максимальную мощность генератора при том же токе ротора? Как влияет изменение тока ротора СГ на величину максимальной мощности?
6. Ротор СГ, включенного в трехфазную сеть, приводится во вращение ДПТ. Как увеличить вращающий момент ДПТ и что при этом изменится в работе СГ?
7. Когда возникает и какими явлениями сопровождается неустойчивая работа СГ?
8. Как предотвратить выпадение СГ из синхронизма при начале неустойчивой работы?
9. Как регулируется активная мощность СГ, работающего в энергосистеме? Для ответа на вопрос используйте угловые характеристики и векторные диаграммы СГ.
10. Как регулируется реактивная мощность СГ, работающего в энергосистеме? Для ответа на вопрос используйте векторные диаграммы и V-образные характеристики СГ.
11. Поясните, когда и почему при регулировании реактивной мощности СГ возможно выпадение его из синхронизма.
12. Рассмотрите процесс регулирования активной мощности СГ и объясните чем определяются пределы ее регулирования.
13. Рассмотрите процесс регулирования реактивной мощности СГ. Как, используя экспериментально снятые характеристики СГ, определить его синхронное индуктивное сопротивление?
14. Что может произойти с паровой турбиной при аварийном отключении от сети СГ, работающего с номинальной нагрузкой?
15. Что может произойти с турбиной и СГ, работающим на энергосистему, при внезапном исчезновении тока в обмотке ротора?
16. Какую роль играет короткозамкнутая обмотка, размещенная в полюсах ротора, при работе синхронной машины в двигательном режиме?
17. Укажите причины выпадения СГ из синхронизма.
18. Укажите последовательность операций при подготовке СГ для подключения его на параллельную работу с сетью.
19. Сколько полюсов должен иметь ротор СГ, приводимый во вращение гидротурбиной с частотой вращения n =120 об/мин? Как влияет на частоту вращения ротора процесс регулирования активной мощности?
20. Сколько полюсов имеет ротор СГ, приводимый во вращение гидротурбиной с частотой вращения n =360 об/мин? Как влияет на частоту вращения ротора процесс регулирования реактивной мощности?
21. Поясните принцип действия СГ. Что такое угол рассогласования полюсов и как зависит электромагнитная мощность от этого угла?
22. Поясните принцип действия СД.
23. Почему СД не имеет собственного пускового момента и как происходит пуск этого двигателя?
24. Укажите последовательность операций при пуске СД.
25. Как регулируется в лаборатории момент сопротивления на валу СД?
26. СД развивает номинальный момент при угле рассогласования 30о. Каков при этом максимальный момент двигателя?
27. От чего зависит максимальный момент СД? Как повлияет на режим работы двигателя снижение напряжения сети при постоянной нагрузке? Проиллюстрируйте Ваш ответ соответствующими характеристиками и ВД.
28. Как изменится режим работы СД при регулировании тока возбуждения ротора и неизменном моменте на валу? Проиллюстрируйте Ваш ответ соответствующими характеристиками и ВД.
29. Как регулируют коэффициента мощности СД? При каких условиях СД может работать в режиме синхронного компенсатора?
30. Поясните с помощью ВД процесс регулирования коэффициента мощности СД.
31. Что произойдет с СД, если во время работы отключить с помощью муфты нагрузку на валу?
32. Что произойдет с СД, если отключить внезапно источник питания обмотки ротора?
33. Какова роль короткозамкнутой обмотки ротора при работе синхронной машины в режиме СД. Какова механическая характеристика при пуске и работе СД?
34. Как отражается на КПД СД наличие на роторе короткозамкнутой обмотки?
35. Как использовать СД для улучшения коэффициента мощности электроустановок?
36. Каковы преимущества и недостатки СД по сравнению с асинхронными? Как повысить устойчивость работы СД при снижении напряжения трехфазной сети?
37. Как пускают СД? Какова роль при этом короткозамкнутой обмотки и пускового резистора?
38. Как измениться режим работы, механическая и угловая характеристики СД при уменьшении тока ротора?
39. Что приводит к выпадению из синхронизма СД и в чем это выражается?
40. Поясните ход V -образных характеристик СД. Как, используя V -образные характеристики и характеристику холостого хода, определить синхронное индуктивное сопротивление?
41. Как, используя экспериментально снятые характеристики, для произвольно выбранной точке на V -образных характеристиках определить j, Q и Х СД?
42. Поясните, почему в двигательном и генераторном режимах работы СМ угол рассогласования имеет разный знак? Как зависит электромагнитный момент СД от угла рассогласования?