Лабораторная работа № 18 исследование трехфазного синхронного генератора

Цель работы: ознакомление с принципом работы и устройством син­хронного генератора; изучение его свойств путем снятия характеристик:

а) холостого хода Е₀ = f(I_B) при I = 0;

б) короткого замыкания I = f(I_B) при U = 0;

в) внешней U = f(I) при I_B = const;

г) регулировочной I_B = f(I) при U = const;

д) нагрузочной U = f(I_B) при I = const.

Содержание и порядок выполнения работы

Трехфазные синхронные машины используются чаще всего в каче­стве генераторов и устанавливаются на всех электростанциях перемен­ного тока. Кроме того, они могут применяться в качестве компенсаторов реактивной мощности и двигателей.

Синхронные генераторы имеют много разнообразных характеристик, но основными являются те, которые отражают зависимости между напряжением на зажимах U, током якоря (в обмотке статора) I и током возбуждения I_В при установившемся режиме работы, т.е. при f = f_H (n = n_н) и = const. К ним относятся: характеристика холостого хода, характеристика короткого замыкания (ХКЗ), внешняя, регулировочная и нагрузочная характеристики. Они могут быть построены по расчетным данным, с помощью векторных диаграмм и по данным опытов испыта­ния генератора, работающего в автономном режиме.

Внешнюю, регулировочную и нагрузочную характеристики рекомен­дуется снимать при различном характере нагрузки: активной, активно-индуктивной и активно-емкостной.

Для снятия характеристик опытным путем следует собрать схему (рис. 18.1). В приведенной схеме в качестве активной нагрузки служит ламповый реостат, в качестве индуктивной – асинхронная машина, включенная по схеме регулируемой реактивной катушки. Обмотка возбуждения генератора подключена к источнику постоянного тока.

Характеристика холостого хода представляет зависимость эдс в обмотке якоря при холостом ходе (нагрузки активная и индуктивная от­ключены) от тока в обмотке возбуждения I_B. E₀= f(I_B) при n = const.

Порядок снятия характеристик следующий. При отключенной нагруз­ке ротор генератора раскручивается приводным двигателем до номи­нальной скорости, которую в течение всех опытов надо поддерживать постоянной. Первую точку характеристики снимают при I_В = 0, затем по­стоянно увеличивают ток I_В до значения, при котором напряжение на зажимах генератора становится равным 1,2 U_H, после этого ток возбуждения опять уменьшают до 0. Значения Е₀ и I_B записывают в табл. 18.1.

Рис. 18.1. Схема исследования синхронного генератора

Таблица 18.1

Данные опыта холостого хода

IB, А
E0, В

Характеристика короткого замыкания определяет зависимость I = f(I_B) при U = 0, n = n_н и снимается при замыкании зажимов всех фаз обмотки якоря накоротко (симметричное короткое замыкание).

Опыт проводится следующим образом. Все три фазы генератора за­мыкаются после амперметра накоротко на клеммах нагрузки, при этом ток возбуждения отсутствует (I_В = 0). Установив номинальную частоту вращения ротора генератора, увеличивают ток возбуждения I_В и фикси­руют при этом соответствующие значения тока якоря I.

При этом опыте снимают 56 отсчетов по приборам, данные заносят в табл.18.2.

Таблица 18.2