Иваново 2009

Составители: А.К. ГРОМОВ

В.Н. КАРАУЛОВ

А.В. ЛИХАЧЁВА

Редактор Ю.Б.КАЗАКОВ

Методические указания к лабораторным работам по испытаниям синхронных машин относятся к курсам «Электрические машины» (I и II части) и «Электромеханика» (I и II части). Указания предназначены для студентов специальностей и направлений подготовки электромеханического и электроэнергетического факультетов.

Рецензент

кафедра электромеханики Ивановского государственного энергетического университета

Испытания синхронных машин

Методические указания к лабораторным работам

Составители: ГРОМОВ Аркадий Константинович

КАРАУЛОВ Виктор Николаевич

ЛИХАЧЕВА Анна Валентиновна

ВВЕДЕНИЕ

Синхронные машины (СМ) – замечательные электромеханические преобразователи энергии. Они используются как генераторы, двигатели и компенсаторы. Синхронные машины представляют основные генерирующие преобразователи в энергосистемах – турбо- и гидрогенераторы.

Конструктивно СМ состоит из основных частей: неподвижного статора с многофазной обмоткой (обычно обмотка - трехфазная), уложенной в пазы пакета из листов электротехнической стали, и вращающегося внутри статора ротора. Ротор имеет обмотку возбуждения; ток в обмотке возбуждения - постоянный. Часть СМ, на которой располагается обмотка, соединенная с внешней энергетической сетью, принято называть якорем. Полюсная система ротора может называться индуктором. Ток в роторе может быть переменным; такая машина называется асинхронизированной.

Различают явнополюсные и неявнополюсные СМ.

На роторе явнополюсной СМ, кроме обмотки возбуждения, есть короткозамкнутая демпферная обмотка. Она состоит из стержней, расположенных в пазах ротора, и замыкающих сегментов, соединенных в кольца с обеих сторон ротора.

В неявнополюсных машинах роль демпферной системы выполняет массив ротора.

Обозначения выводов трехфазных синхронных машин установлены ГОСТ 183-74 для машин, разработанных до 1987 г., и ГОСТ 26772-85 для вновь разрабатываемых машин. Обозначения выводов приведены в табл. В1.

Таблица В1. Обозначения выводов трехфазных синхронных машин

При проведении лабораторных работ обязательно соблюдение мер безопасности и защиты:

- перед началом сборки электрической схемы убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от электропитания;

- соедините гнезда защитного заземления; соберите электрическую схему тепловой защиты (рис.В.1).

В табл.В.2 приведены технические данные используемых машин.

Таблица В.2 Технические данные используемых машин

Машина постоянного тока (G/M)
Номинальная мощность, Вт
Номинальное напряжение якоря, В
Номинальный ток якоря, А	0,56
Номинальная частота вращения, мин–1
Возбуждение	Независимое /параллельное/ последовательное
Номинальное напряжение возбуждения, В
Номинальный ток обмотки возбуждения, А	0,2
КПД, %	57,2
Направление вращения	реверсивное
Режим работы	двигательный/генераторный
Машина переменного тока (А1)
Число фаз на статоре
Число фаз на роторе
Как синхронная машина (G6)
Номинальная активная мощность, Вт
Номинальное напряжение, В
Схема соединения обмоток статора
cos jH
Номинальный ток статора, А	0,26
Ток возбуждения холостого хода, А	1,6
Номинальное напряжение возбуждения, В
Номинальный ток возбуждения, А	1,85
Направление вращения	любое
Номинальная частота вращения, мин–1

1. ИСПЫТАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА (1С)

1.1. Программа испытаний

1. Записать номинальные данные генератора и приводного двигателя.

2. Определить характеристику холостого хода синхронного генератора (СГ).

3. Определить индукционную нагрузочную характеристику СГ в автономном режиме.

4. Определить внешние характеристики генератора при автономной нагрузке в следующих режимах:

4.1. ток якоря увеличивается от нуля до I=I_н при cos j = 1;

4.2. ток якоря увеличивается от нуля до I=I_н при cos j = 0 (инд.);

4.3. ток якоря увеличивается от нуля до I=I_н при cos j = 0 (ёмк).

Определить изменения напряжения при росте нагрузки.

5. Определить регулировочные характеристики СГ при автономной нагрузке в следующих режимах:

5.1. при cos j = 1;

5.2 при cos j = 0 (инд.);

5.3. при cos j = 0 (ёмк.).

6. Определить характеристики установившихся однофазного, двухфазного и трехфазного коротких замыканий.

7. Определить синхронное индуктивное сопротивление х _dненас в ненасыщенном состоянии магнитной цепи, отношение короткого замыкания и расчетное индуктивное сопротивление х _р.

8. Методом графического построения определить ток возбуждения i_fн при U=U_н, I=I_н и cos j = 1 или cos j = 0 и изменение напряжения DU при сбросе нагрузки. Оценить (по указанию преподавателя) влияние активного сопротивления якоря на i_fн и DU.

Вычислить насыщенное значение синхронного индуктивного сопротивления х _{d нас}.

Рекомендуется строить все характеристики в относительных единицах.