Лабораторная работа № 11 исследование синхронной машины

Цель работы: изучить устройство и способы запуска синхронной машины, ознакомиться с особенностями эксплуатации.

Программа работы

1. Ознакомиться с устройством и электрической схемой включения машины (рис.1, а, б). Подготовить стенд к работе машины в режиме генератора.

2. Запустить синхронную машину в режиме генератора от спаренного с ней двигателя постоянного тока, синхронизировать её с сетью и включить на параллельную работу. Убедиться, что генератор может взять на себя часть нагрузки сети.

3. Ознакомиться с особенностями прямого асинхронного пуска синхронного двигателя.

4. Регулируя ток возбуждения синхронного двигателя, изменить загрузку его реактивной мощности при неизменной активной мощности. Данные измерений тока статора и тока возбуждения синхронного двигателя и а также занести в табл. 11.1.

5. Построить зависимости , ( - образная характеристика) и при .

Пояснения к работе

1. С устройством синхронной машины следует ознакомиться по учебникам [ 1,2 ], плакату и стенду.

Работа проводится на лабораторном стенде. Принципиальная схема работы и панель управления стенда приведены на рис. 11, а, б, соответственно.

Для подготовки к работе синхронной машины в режиме генератора необходимо поставить все переключатели и движки реостатов в исходные положения:

• маховик пускового реостата двигателя постоянного тока повернуть до отказа против часовой стрелки;

• движки реостатов в цепях возбуждения синхронного генератора и двигателя постоянного тока поставить в крайнее левое положение, что соответствует значению: - полностью введён, - полностью введён, - полностью выведен.

2. При включении синхронного генератора на параллельную работу с системой необходимо, чтобы частота ЭДС генератора совпадала с частотой сети, величина ЭДС равнялась напряжению сети, чередование фаз у генератора и в сети было в момент включения одинаковым и потенциалы одноимённых фаз генератора и сети были равны.

Сначала измеряются напряжение и частота сети. Для этого стенд необходимо подключить к сети переменного тока, включив переключатель на щитке питания.

Положения переключателей вольтметра V и частотометра Hz должны находиться в положении «С» (сеть).

Чтобы синхронная машина работала в режиме генератора, её необходимо привести во вращение двигателем постоянного тока, для чего следует нажать кнопку «Вкл. ДПТ» и плавно вывести сопротивление пускового реостата двигателя постоянного тока.

Переключатель вольтметра «V» поставить в положение «СМ» и уменьшением сопротивления реостата увеличить ток возбуждения синхронной машины, установив напряжение синхронного генератора равным 150–180 В.

После этого переключатель частотометра «Hz» поставить в положение «СМ» и увеличением сопротивления реостата в цепи возбуждения двигателя постоянного тока увеличить частоту вращения двигателя и синхронного генератора до синхронной и тем самым установить частоту ЭДС синхронного генератора такую же, как в сети.

а )

б)

Рис. 11. Принципиальная схема испытания синхронной

машины (а) и общий вид панели стенда (б)

Затем, поддерживая неизменной частоту, добиться равенства ЭДС синхронного генератора с напряжением сети.

Вращение стрелки синхроноскопа должно быть медленным и плавным, что свидетельствует о совпадении параметров сети и синхронного генератора (частоты, напряжения, порядка следования фаз). Поставить переключатель вольтметра «V» в положение «С + СМ» и, как только вольтметр V1 покажет ноль, нажать кнопку «ВКЛ. СМ.». Синхронная машина включена в сеть, в чем можно убедиться по показаниям ваттметра. Разгрузить машину, уменьшая , а затем отключить двигатель постоянного тока, убедиться, что СМ, включенная в сеть перешла в двигательный режим работы.

3. Ознакомиться с правилами и порядком асинхронного пуска синхронных двигателей.

4. Изменяя ток возбуждения синхронной машины в двигательном режиме с помощью реостата R₁, записать показания приборов А1, А3 и в табл.11.1 (ток нагрузки должен пройти через минимум).

Таблица 11.1

Данные для построения – образной характеристики синхронного

двигателя и зависимости коэффициента мощности от тока возбуждения

¹ п/п	, А	, А		, кВт
1
2
3
4
5

Здесь - ток возбуждения синхронной машины; - ток нагрузки синхронной машины.

5. По данным табл. 11.1 построить - образную характеристику синхронной машины ( при ) и зависимость коэффициента мощности от тока возбуждения ( ). Характеристики можно построить с помощью персонального компьютера (ПК) в системе MATHCAD (mcad2.exe, файл Lab11.mcd).