Лабораторна робота №5 Дослідження генераторів постійного струму при паралельній роботі

Мета – вивчити умови та методику ввімкнення генераторів постійного струму на паралельну роботу та способи розподілу (перерозподілу) навантаження між ними.

Обладнання та прилади

Досліджуються два генератори постійного струму типу П чи ПН з незалежним збудженням. Якорі генераторів постійного струму приводяться до обертання асинхронними двигунами (АД). Для вимірювання струму навантаження використовуються амперметри магнітоелектричних систем з межами вимірювання: два амперметри на 10А та один на 20А, в колі обмоток збудження генераторів ввімкнені амперметри з межами вимірювання на 1...2А. Напругу на затискачах споживача вимірюють вольтметром магнітоелектричної системи з межами вимірювання від 0 до 250В, чи цифровим вольтметром типу Щ4300.

Струм в обмотці збудження регулюють за допомогою поділювача напруги, зібраного на базі повзункового реостата типу РП з опором 400...560 Ом. Навантаження генераторів здійснюється однофазним реостатом. Ввімкнення генераторів на паралельну роботу здійснюється за допомогою однополюсного вмикача.

Зміст роботи

1. Здійснити пуск генераторів постійного струму з незалежним збудженням та збудити їх.

2. Зняти зовнішні характеристики генераторів при I_з=const і n=const

3. Ввімкнути генератори на паралельну роботу.

4. Зняти зовнішню характеристику .

5. Здійснити розподіл та перевід навантаження з одного генератора на інший.

6. Перевести генератор постійного струму в режим двигуна.

Порядок виконання роботи

І. Кожній бригаді зібрати схему свого генератора постійного струму з незалежним збудженням згідно з рис.3.1. (лабораторна робота №3).

2. Кожній бригаді здійснити запуск генератора за допомогою асинхронного двигуна та вимірюючи струм збудження в обмотках збудження кожного генератора встановити можливий діапазон зміни напруги свого генератора.

3. Дві працюючі поруч бригади оцінюють найбільшу можливу напругу для встановлення на генераторах, але не вище 230 В, встановлюють її на кожному генераторі та знімають зовнішні характеристики генераторів , заносячи дані вимірювань до табл.5.1. Після зняття характеристик струми збудження встановити рівними 0.

4. Дві бригади збирають схему (рис.5.1), та перевіряють виконання умов вмикання генераторів на паралельну роботу.

Умови:

• затискачі "плюс" та "мінус" генераторів повинні бути з’єднані разом;

• ЕРС генераторів що вмикаються, повинні бути рівними або ЕРС генератора, що вмикається повинна бути рівною напрузі вже працюючого генератора.

PV1

1

2

Рисунок 5.1 — Схема вмикання генераторів на паралельну роботу

Рисунок 5.2 — Характеристики генераторів при паралельній роботі

Невиконання цих умов відповідно приведе до режиму короткого замикання чи поштовхів струму, які спроможні викликати порушення в роботі генераторів та споживачів. Перевірка умов здійснюється в наступному порядку:

• вимикач SA1 розімкнути;

• рукоятку однофазного реостата R2 повернути в напрямку проти стрілки, вказаній на панелі у положення, при якому опір буде найбільшим, інакше кажучи, опір навантаження буде дорівнювати безкінечності, струм якоря буде дорівнювати нулю;

• здійснити пуск генератора G1 та збудити його до величини напруги, яку визначає пункт 3;

• здійснити пуск незбудженого генератора G2. При цьому вольтметр, підключений паралельно вмикачу SA1, покаже напругу на затискачах генератора G1;

• поступово збільшувати струм збудження генератора G2, наглядати за показаннями вольтметра PV1. Коли показання вольтметра почнуть збільшуватись, слід перервати подальше збільшення струму збудження генератора G2, бо це ознака того, що на затискачах вмикача SA1 з’єднані кінці генераторів різної полярності, "плюс" одного генератора та "мінус" другого. В цьому випадку підключити генератор G2 до генератора G1 не можна, бо це відповідало би короткому замиканню обох машин.

Необхідно зняти напругу з обмоток збудження генераторів, відключити від мережі асинхронні привідні двигуни і після повної зупинки змінити полярність приєднання генератора постійного струму G1 до G2. Після цього ввімкнути привідний двигун G1, збудити G1 до потрібної напруги (дивись пункт 3), потім здійснити пуск незбудженого генератора G2. Збільшуючи струм збудження генератора G2, наглядати за показаннями вольтметра. Коли його показання будуть зменшуватись, що є ознакою з’єднання кінців однакової полярності, "+" до "+", збудити генератор G2 до такої величини, коли показання PV4 буде дорівнювати 0. Після цього замкнути вмикач SA1 і тим самим здійснити паралельне підключення генератора G2 до генератора G1. Генератори будуть працювати в режимі холостого ходу при напрузі U₀, яка дорівнює ЕРС генератора.

5. Зафіксувавши величину напруги на генераторах в режимі холостого ходу, знімаємо зовнішню характеристику . Для цього шляхом повороту рукоятки однофазного навантажувального реостата R2 в бік, вказаний стрілкою на панелі, встановлюємо навантажувальні струми 2,4,6,8,10 і т.д. до 16 А по підсумковому амперметру PA3, записуючи при цьому відповідно показання PV2. Показання приладів PV2 та PA3 вносимо до табл.5.1.

Таблиця 5.1— Навантаження генераторів при паралельній роботі.

№ п/п

U1

I1

U2

I2

Uc

Iз

Відносні одиниці

1

…

8

6. Щоб здійснити розподіл навантаження та перевід його з одного генератора на інший, необхідно встановити загальний струм навантаження І_з по амперметру РА3 приблизно рівним 80% від найменшого з номінальних струмів працюючих паралельно генераторів. Вихідне положення зафіксувати у табл.5.2. Потім, зменшуючи, наприклад, струм збудження І_з1, першого генератора та збільшуючи струм збудження І_з2 другого генератора, здійснити розподіл навантажень між генераторами. Процес зменшення І_з1 та збільшення І_з2 проводити так, щоб напруга у споживача PV2 була постійною, інакше кажучи U_c=const.

Перевід навантаження, наприклад, з генератора G1 до G2 здійснюється одночасним зменшенням І_з1 першого генератора та збільшенням струму збудження І_з2 другого генератора до тих пір, поки струм якоря генератора G1 стане рівним нулю. В цьому разі генератор G1 буде працювати в режимі холостого ходу, а генератор G2 буде нести усе навантаження. Кінцеве положення занести до табл.5.2.

7. Продовжуючи знижувати струм збудження генератора G1 та одночасно збільшувати струм збудження генератора G2, перевести G1 до режиму двигуна. Кінцеве положення записати до табл.5.2.

Таблиця 5.2— Результати переводу навантаження генератора.

Операція	Положення	U	I3	Iз1	Із2	І1	І2
Перевід навантаження	Вихідне
	Кінцеве
Перевід у режим двигуна	Вихідне
	Кінцеве