9.4. Контрольные вопросы

1. Назовите основные конструктивные элементы синхронного генератора и укажите их графические изображения на электрической схеме (см. рис. 9.1).

2. Каково назначение всех элементов электрической схемы?

3. Как осуществляют пуск, остановку и регулирование частоты вращения ДПТ при снятии характеристик синхронного генератора?

4. Зависит ли напряжение генератора от частоты вращения ротора?

5. Что собой представляют характеристики холостого хода, внешняя и регулировочная? Как и при каких условиях их снимают?

Работа 11 испытание трехфазного синхронного двигателя

11.1. Общие указания

Цель работы — приобретение навыков пуска и методики определения характеристик трехфазных синхронных двигателей (СД).

Качественный анализ работы СД в установившемся режиме удобно проводить на основании следующих уравнений:

(11.1)

(11.2)

(11.3)

где U и U — фазное напряжение статорной обмотки и его комплекс, I — комплексный фазный ток статора; Е₀ и Е₀ — ЭДС, индуцированная в фазе обмотки статора основным магнитным потоком Ф₀, и ее комплекс; Х_с — индуктивное синхронное сопротивление обмотки статора; М — вращающий момент СД; М₂ и М₀ — полезный момент и момент холостого хода СД; Ω=πn/30 — угловая частота вращения ротора; θ— угол нагрузки.

Представление об эксплуатационных свойствах СД можно составить по совокупности его характеристик. Наибольший интерес представляют два режима работы СД.

1. Рабочий режим (основной), когда изменяется момент на валу (нагрузка) при неизменных токе возбуждения I_в двигателя, напряжении U_с сети и его частоте f. В этом режиме снимают рабочие характеристики СД.

2. Режим компенсатора, т.е. режим холостого хода СД при неизменных моменте на валу, напряжении сети и его частоте. При этом изменяют ток возбуждения СД с целью получения соответствующего значения реактивной составляющей тока статора. В этом режиме снимают U-образные характеристики двигателя.

11.2. Пуск синхронного двигателя

В лаборатории применяют пуск с помощью разгонного двигателя, в качестве которого используют динамометр. Для проверки условий синхронизации синхронного двигателя с сетью используют ламповый синхроноскоп, монтажная схема которого показана на рис. 11.1. Принципиальная электрическая схема для проведения испытания приведена на рис. 11.2.

Рис. 11.1. Схема включения лампового синхроноскопа (блок 68-120)

Предварительно необходимо ознакомиться с номинальными данными электрических машин, назначением измерительных приборов и пускорегулирующей аппаратуры и расположением их на стенде.

Рис. 11.2. Схема включения обмоток синхронного двигателя и измерительно-регулировочных приборов и устройств

Перед сборкой цепи необходимо отключить выключатель трехфазной цепи на источнике питания и повернуть вращающийся регулятор напряжения в нулевое положение. Необходимо проверить, чтобы динамометр был подключен гибким проводом к генератору (блоку 68-441) и защитные крышки были на месте. Затем собирают электрическую цепь, показанную на рис. 11.2, с использованием рис. 11.1. Амперметры и вольтметры должны быть включены точно так, как показано на рис. 11.2. Иначе показания ваттметра не будут точными.

На блоке 68-441 отключить главный выключатель переменного тока, используя зеленую кнопку. Установить два вращающихся регулятора в крайнее положение, вращая против часовой стрелки, выключатель нужного напряжения (demand voltage) в положение +ʋe. Соединить динамометр с розеткой регулирования частоты вращения. Нажать кнопку включения динамометра на блоке 68-441.

Пуск двигателя осуществляют следующим образом. Устанавливают частоту вращения генератора с помощью регулятора «constant speed» блока 68-441 примерно 3000 об/мин. На блоке источника питания (60-105) устанавливают выключатель трехфазной сети во включенное положение (при этом светится зеленый индикатор). На этом же блоке с помощью регулятора напряжения постоянного тока устанавливают такое напряжение постоянного тока, при котором линейное напряжение синхронной машины, работающей в данный момент времени в режиме генератора, будет равно напряжению трехфазного источника питания блока 60-105.

При этом лампы синхроноскопа будут то загораться, то гаснуть поочередно, образуя «вращающийся» свет. Скорость плавно увеличивают. Когда «вращение света» начнет замедляться, частоту вращения увеличивают еще медленнее. Когда лампа Л3 синхроноскопа погаснет, а лампы Л1 и Л2 будут гореть, выключатель синхроноскопа включают. Ток возбуждения синхронного двигателя увеличивают до 150 мА.

Отключают питание динамометра с помощью кнопки выключения динамометра на блоке 68-441. Машина переходит в режим двигателя и вращается с синхронной частотой, соответствующей частоте напряжения источника питания. Выключают блок 68-441, нажав зеленую кнопку, и затем динамометр соединяют с розеткой регулятора тормозного момента. Снова нажимают зеленую кнопку для включения блока 68-441 и нажимают кнопку динамометра, чтобы красная сигнальная лампа светилась.