Описание схемы исследования
Схема исследования приведена на рисунке 4. На схеме обозначены:
С1 С6 – выводы обмотки якоря СД;
И1 И2 – выводы обмотки возбуждения;
Я1 Я2 – выводы обмотки якоря генератора постоянного тока;
Ш1 Ш2 – выводы обмотки возбуждения генератора постоянного тока;
А1, А2, А3, V1, V2, V3 – измерительные приборы, выбирают в соответствии с паспортными данными синхронного генератора и двигателя постоянного тока;
W1 – трехфазный ваттметр;
R1 – резистор шунтирующий цепь возбуждения СГ;
R2 – регулировочный реостат в цепи обмотки возбуждения двигателя постоянного тока;
R3 – R5 – нагрузочный реостат;
Т- лабораторный автотрансформатор;
VD – выпрямительный мост;
QF – автоматический выключатель;
SA1, SA2 – переключатели;
Рисунок 4 – Схема исследования трехфазного синхронного двигателя
Пуск в ход синхронного двигателя
Процесс запуска СД осложнён тем, что при подключении обмотки статора к сети вращение поля начинается мгновенно, а массивный ротор не успевает разогнаться, и синхронизм полей не достигается. Рабочий вращающий момент СД может существовать только при условии равенства частот вращения полей статора и ротора. При несовпадении частот вращения момент становится знакопеременным, и его среднее значение равно нулю. Таким образом, для создания рабочего момента ротор необходимо предварительно привести во вращение с номинальной частотой вращения или с близкой, отличающейся не более чем на 5 %.
Существует три способа пуска СД:
асинхронный пуск;
пуск с помощью разгонного двигателя;
частотный пуск.
Асинхронный пуск
При этом способе пуска СД запускают как короткозамкнутый асинхронный двигатель. Возможность асинхронного пуска обеспечивается наличием на роторе массивных полюсных наконечников. Для создания бóльшего пускового момента применяется пусковая обмотка.
В общем случае, пуск двигателя осуществляется при незапитанной обмотке возбуждения, зашунтированной дополнительным сопротивлением. Двигатель запускается без нагрузки на валу. Статор двигателя подключается к трехфазной сети. При подаче напряжения на обмотку якоря, в ней потекут токи, создающие вращающееся магнитное поле. Вращающееся поле, пересекая стержни демпферной обмотки, наводит в них ЭДС. Т.к. стержни замкнуты между собой с торцов короткозамыкающими сегментами, то в них, как и в клетке ротора асинхронного двигателя, потечет ток и возникнет поле ротора. Результатом взаимодействия полей будет вращающий момент, который приведет ротор в движение. При достижении ротором скорости, близкой к синхронной, на обмотку возбуждения подается номинальное напряжение, и двигатель втягивается в синхронизм.
В малых двигателях без пусковой обмотки вихревые токи могут протекать в полюсных наконечниках, и поэтому условия для пуска также существуют.
Последовательность действий при асинхронном пуске следующая:
Устанавливают номинальный ток возбуждения синхронного генератора. Для этого при отключенной обмотке якоря (автоматический выключатель QF, рис. 4) и отключенной нагрузке генератора постоянного тока (резисторы R3 – R5 отключены) переключателем SA2 подают питание на обмотку возбуждения и при помощи автотрансформатора T по амперметру А2 устанавливают номинальный ток.
Обмотку возбуждения замыкают на активное сопротивление R1, примерно в 10 раз превышающее её собственное (переключатель SA2 в положении «Пуск»). Это необходимо для защиты обмотки от перенапряжений, и для того, чтобы исключить «провал» в моменте при разгоне двигателя.
Подают напряжение на выводы обмотки якоря (автоматический выключатель QF). При достижении двигателем подсинхронной скорости подают питание на обмотку возбуждения (переключатель SA2 в положении «=»).
После пуска двигателя автотрансформатором T необходимо отрегулировать ток возбуждения по минимуму тока якоря (амперметр А1).
Для останова двигателя необходимо отключить обмотку якоря выключателем QF, а затем, во избежание повреждения изоляции от перенапряжения, обмотку возбуждения надо отключить от питающего напряжения в следующем порядке: вначале автотрансформатором Т уменьшают ток возбуждения до нуля, а затем переводят переключатель SA2 в положение «пуск».