В режиме асинхронного генератора

 

Цель работы

 

Изучение способа включения асинхронной машины для работы в режиме генератора. Исследование рабочих свойств асинхронного генератора.

 

Программа работы

 

1. Изучить схему для экспериментального исследования асинхронного генератора.

2. Произвести пробный пуск асинхронного двигателя и двигателя постоянного тока.

3. Исследовать асинхронный двигатель в режиме асинхронного генератора.

4. Провести обработку экспериментальных данных, составить отчет и сделать заключение по работе.

 

Пояснения к работе

 

В лабораторной работе используются следующие модули:

– модуль питания стенда (МПС);

– модуль питания (МП);

– модуль автотрансформатора (ЛАТР);

– силовой модуль (СМ);

– модуль добавочных сопротивлений №2 (МДС2);

– модуль измерителя мощности (МИМ);

– модуль ввода/вывода (МВВ).

 

Перед проведением лабораторной работы необходимо привести модули в исходное состояние:

– переключатель SA1 модуля ЛАТР установить в нижнее положение, ручку автотрансформатора установить в крайнее левое положение;

– переключатель SA1 МДС2 установить в положение «¥»;

– переключатель SA2 МДС2 установить в положение «0».

 

Исследуемая асинхронная машина входит в состав электромашинного агрегата, включающего в себя собственно исследуемый генератор М1, приводной двигатель – машину постоянного тока – М2 и импульсный датчик скорости М3.

Для проведения работы на персональном компьютере должно быть загружено ПО Labdrive и выбрана соответствующая лабораторная работа.

 

 

6.1 Пробный пуск

 

Для подключения асинхронной машины к сети переменного тока путем непосредственного включения асинхронного генератора на сеть собирается схема, представленная на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 – Схема для исследования асинхронного генератора

 

Питание обмотки возбуждения двигателя постоянного тока (ДПТ) осуществляется от клемм «=220В» модуля питания. Последовательно с обмоткой возбуждения вводится добавочное сопротивление RP2 модуля МДС2.

Для питания якорной цепи ДПТ используется модуль ЛАТР. Последовательно с якорной цепью вводится добавочное сопротивление RP1 модуля МДС2.

Для измерения тока якоря I_Я, напряжения якоря U_Я и частоты вращения n используется компьютер. Для этого выходы ДТ, ДН и ПЧН силового модуля подключаются к входам А1, А2 и А3 соответственно модуля МВВ.

Ток статора, напряжение статора и мощность двигателя измеряется модулем МИМ.

Значение частоты вращения n агрегата также можно наблюдать на индикаторе СМ.

Последовательным включением автоматов QF1 и QF2 произвести пробный пуск асинхронного двигателя.

Запустить ДПТ. Для этого переключатель SА1 МДС2 переключить в положение «160», при этом следить за током якоря. Если ток якоря возрастает, выключить QF2 модуля питания, поменять местами фазы А и В асинхронной машины.

Переключатель SA1 МДС2 перевести в положение «0».

Тумблер SА1 модуля автотрансформатора перевести в верхнее положение, поворачивая ручку автотрансформатора по часовой стрелке подать напряжение в якорную цепь ДПТ. Двигатель постоянного тока запустится.

После пробного пуска вернуть модули в исходное состояние.

 

6.2 Снятие рабочих характеристик

 

Рабочие характеристики представляют собой зависимость мощности, подводимой к асинхронном генератору Р₁, фазного тока I_Ф, КПД h_А.Ген., скольжения s от полной активной мощности, отдаваемой асинхронным генератором в сеть Р₂.

I_Ф, Р₁, n, s, η, сosφ₁ = f(P₂) при U_ф = const и f= const.

 

Опыт проводится в следующей последовательности:

– включить автоматы QF1 и QF2 модулей МПС и МП соответственно, запустится асинхронный двигатель, зафиксировать показания холостого хода;

– переключатель SA1 МДС2 перевести в положение «0»;

– произвести запуск ДПТ так как было описано в пункте 6.1;

– увеличивая напряжение на якоре, изменять скорость ДПТ до достижения асинхронной машиной точки перехода в генераторный режим (активная мощность, потребляемая из сети, равна нулю). Если этого достигнуть не удалось, то следует переключением SA2 модуля МДС2 ослаблять поток обмотки возбуждения.

Дальнейшее увеличение напряжения на якоре или ослабление обмотки возбуждения приводит к переходу асинхронной машины в режим асинхронного генератора и отдачи в сеть активной мощности. Опыт проводить до тех пор, пока ток якоря ДПТ не будет равен 1,5А.

Данные опыта заносят в таблицу 6.1 и таблицу 6.2.

 

Таблица 6.1

Со стороны асинхронного генератора
Данные опыта	Расчетные данные
Uф	Iф	P	n	Р2	сosφ	S	hа.ген
В	А	Вт	об/мин	Вт			%

 

Таблица 8.2

Со стороны двигателя постоянного тока
Данные опыта	Расчетные данные
UЯ	IЯ	МЭМ	IЯО	М0	М1	Р1
В	А	Н×м	А	Н×м	Н×м	Вт

 

После окончания опыта установить все переключатели модулей в исходное состояние.

Расчетные данные со стороны асинхронного генератора.

Потери в обмотке статора, Вт

,

где r_с – сопротивление обмотки статора (Приложение Б).

Коэффициент мощности асинхронного генератора

сosφ = ;

Скольжение асинхронного генератора (отрицательное, т.к. n > n1),

s = .

КПД асинхронного генератора, %

h_А.Ген = ,

где Р₁ –мощность, подводимая к асинхронному генератору от двигателя постоянного тока, Вт

Р₁ = ,

где М₁ – полезный момент на валу двигателя постоянного тока, Н×м

М₁ = М_эм – М₀,

где М_эм – электромагнитный момент, создаваемый двигателем постоянного тока, Н×м

М_эм = С_м×I_я;

Момент холостого хода двигателя постоянного тока, Н×м

М₀ = С_м×I_я0,

где С_м – принимается по тарировочным кривым (Приложение В) в зависимости от угловой частоты вращения с учетом тока возбуждения;

I_я0 – принимается по тарировочным кривым (Приложение В) в зависимости от угловой частоты вращения с учетом тока возбуждения.

 

Полная активная мощность, отдаваемая асинхронным генератором в сеть переменного тока, Вт

Р₂ = P₁ – P –DР_эл,

По расчетным данным построить рабочие характеристики асинхронного генератора: Р₁; I_ф; сosφ; h_а.ген; S = f (Р₂).

 

 

Контрольные вопросы

 

1. В чем состоят достоинства и преимущества асинхронного генератора по отношению к синхронному генератору?

2. Указать недостатки асинхронного генератора.

3. Может ли асинхронный генератор работать без сети переменного тока?

4. Каким образом создается магнитное поле в асинхронном генераторе?

5. Назовите области применения асинхронных генераторов.

ПРИЛОЖЕНИЕ А