Работа № 8. Исследование трехфазного 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Работа № 8. Исследование трехфазного



СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

 

Цель работы

 

Ознакомление с асинхронным пуском трехфазного синхронного двигателя (СД) и исследование его рабочих свойств путем снятия опытных характеристик.

Программа работы

 

1. Изучить схему для экспериментального исследования синхронного двигателя (в дальнейшем изложении СД), состав и назначение модулей, используемых в работе.

2. Осуществить асинхронный пуск.

3. Снять рабочие характеристики СД.

4. Снять U-образные характеристики СД.

5. 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 (МДС№2);

– модуль измерителя мощности (МИМ);

– модуль измерительный (МИ).

 

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 МДС№2 установить в положение «¥»;

Исследуемый синхронный двигатель входит в состав электромашинного агрегата, включающего в себя собственно исследуемый двигатель М1, нагрузочный генератор – машину постоянного тока – М2, импульсный датчик скорости M3.

 

1. Асинхронный пуск синхронного двигателя

 

Схема для проведения асинхронного пуска синхронного двигателя представлена на рис. 1.

Особенность пуска СД заключается в том, что при асинхронном пуске нужно ротор СД разогнать до скорости, близкой к синхроннойw 0 и обмотку возбуждения (ротора) подключить к источнику напряжения постоянного тока для создания тока возбуждения Iвс.

 

Рис. 1. Схема асинхронного пуска СД и снятия рабочих характеристик

 

В данной работе роль синхронного двигателя выполняет асинхронный электродвигатель с фазным ротором М1, роторная цепь которого подключена к регулируемому источнику постоянного тока автотрансформатора. Постоянный ток в роторной цепи Iвс. измеряется амперметром РА модуля ЛАТР. Подключение роторной цепи осуществляется через переключатель SA1 модуля автотрансформатора.

Статорная обмотка АД через модуль измерителя мощности подключается непосредственно на сеть.

Нагрузка СД создается двигателем постоянного тока (ДПТ) М2, работающим в режиме нагрузочной машины. Якорная цепь машины постоянного тока подключается на сопротивление МДС№2.

Питание обмотки возбуждения двигателя постоянного тока (ДПТ) осуществляется от клемм «=220 В» модуля питания.

Измерение тока якоря осуществляется с помощью прибора PA1 модуля измерительного.

Текущее значение частоты вращения n агрегата наблюдать на индикаторе СМ.

Асинхронный пуск проводится в следующей последовательности:

– включить автоматы QF1 и QF2 модулей МПС и МП соответственно, синхронная машина разгонится до подсинхронной скорости;

– переключатель SA1 модуля ЛАТР перевести в верхнее положение, изменяя положение ручки автотрансформатора, наблюдать изменение тока ротора Iв сд по прибору РА и вход в синхронизм СД.

После того, как СД втянется в синхронизм, можно снимать его рабочие характеристики.

 

2. Рабочие характеристики синхронного двигателя

 

Схема для снятия рабочих характеристик представлена на рисунке 8.1.

Рабочие характеристики представляют собой зависимости Ic, Р1, М2, h и cosj = f(Р2) при Uc = и Iв.сд = const.

Снятие рабочих характеристик проводится в следующей последовательности:

– установить ток возбуждения СД Iв.сд = 1А, необходимо учесть, что напряжение после диодного выпрямителя отличается от входного напряжения на Kф=1,11

– переключателем SA1 модуля МДС№2 увеличивать нагрузку ГПТ пока синхронный двигатель не выпадет из синхронизма или ток якоря ГПТ не достигнет номинального значения Iнагр = Iя ≈ Iян. (Iян. = 1,3 А). Выше этого значения двигатель не нагружать! (SA1 в «0» не выводить!).

Данные опыта занести в табл. 1 и табл. 2.

 

Таблица 1

Со стороны СД
Данные опыта Расчетные данные
Uф Iф= Iс Рф Iв.сд сosφ Р1 рэл1 Рст Рэм Мэм.сд М0 М2 Р2 h
В А Вт А   Вт Вт Вт Вт Н×м Н×м Н×м Вт %
                           

Таблица 2

Со стороны ГПТ
Данные опыта Расчетные данные
Uя Iя iв n См Мэм.гпт Iяо М0 М2 Р2
В А А рад/с   Н×м А Н×м Н×м Вт
                   

После проведения опыта установить модули в исходное состояние, отключить автоматы QF1 и QF2.

 

Расчетные данные

Р1 – полная активная мощность, подводимая к СД, Вт:

Р1 = mРф

сosφ – коэффициент мощности СД:

сosφ = ;

рэл.1 – электрические потери в обмотке статора:

рэл.1 = Iс m1Iс2r1;

рст – потери в стали при напряжении Uф = Uс;

r1– принимается из Приложения Б, а потери в стали из данных, которые получены при исследовании асинхронного двигателя;

Рэм – электромагнитная мощность СД:

Рэм = Р1 - рэл.1 - рст;

w0 – синхронная угловая частота вращения электродвигателя, рад/с:

;

Мэм – электромагнитный (полный) момент, развиваемый СД, Н×м:

Мэм = ;

М0 – момент холостого хода СД, Н×м:

М0 = ;

Рмех.сд – принимаются из Приложения Б и равны механическим потерям асинхронного двигателя рмех.ад;

М2 – полезный момент на СД, Н×м:

М2 = Мэм – М0;

Р2 – полезная мощность на валу СД, Вт:

Р2 = М2w0;

h – КПД синхронного двигателя:

h = 100%.

Полезную мощность на валу СД можно определить также со стороны ГПТ:

Мэм.гпт – электромагнитный момент ГПТ, Н×м:

Мэм.гпт = См×Iя;

М0.гпт –момент холостого хода ГПТ, Н×м:

М0.гпт = См×Iя0;

См, Iя0 – принимаются из Приложения Б для соответствующей частоты вращения и тока возбуждения ГПТ;

М2 – полезный момент на СД, Н×м:

М2 = Мэм.гпт – М0.гпт;

Р2 – полезная мощность на валу СД, Вт:

Р2 = М2w0.

По опытным и расчетным данным построить зависимости рабочих характеристик СД: Iс, Р1, М2, h и сosφ= f(Р2).

 

3. U-образные характеристики СД

 

U-образные характеристики представляют собой зависимости тока статора Iс и cosjот тока возбуждения Iв.сд при моменте нагрузки М = const: Iс, cosj = f(Iв.сд).

 
 

Схема для снятия U-образные характеристики СД представлена на рисунке 8.1.

Внешний вид U-образные характеристики СД представлен на рис. 2.

Рис. 2. Внешний вид U-образные характеристики СД

 

Снятие U-образные характеристики СД проводится в следующей последовательности:

– осуществить асинхронный пуск СД;

– установить ток возбуждения СД равным Iв.сд = 0,5А;

– переключателем SA1 модуля МДС№2 установить ток нагрузки Iн = 0,5А, что соответствует M = const.

– ручкой автотрансформатора увеличивать ток возбуждения.

 

Данные опыта занести в табл. 3.

 

Таблица 3

Iн =
Uс, В                
Iс, А                
Рф, Вт                
Iв.сд, А                
cosj                

 

Увеличить ток нагрузки до Iн = 1А и повторить опыт.

Данные опыта занести в табл. 3.

 

После проведения опыта установить модули в исходное состояние и отключить автоматы QF1 и QF2.

По данным табл. 3 построить семейство U-образные характеристики.

 

Контрольные вопросы

 

1. По каким признакам можно определить, что двигатель втянулся в синхронизм?

2. По каким признакам следует переключателем SA3 тиристорного регулятора напряжения включать ток возбуждения СД?

3. По каким приборам можно определить что СД работает в режиме идеального холостого хода?

4. Почему при регулировании тока возбуждения меняется величина тока статора СД?

5. Как изменяется характер зависимости Ic и cosj от Iв.сн с изменением нагрузки?

6. Что такое выпадение СД из синхронизма, при каких условиях и каковы внешние признаки выпадения из синхронизма?

7. При каких условиях СД работает с отстающим током статора, а при каких с опережающим?

8. Как зависит ток статора и cosj от тока возбуждения?

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Описание модулей стенда

Модуль питания стенда

Модуль питания стенда предназначен для ввода трехфазного напряжения 380В из сети в лабораторный комплекс, защиты комплекса от токов короткого замыкания, подачи силовых и низковольтных напряжений питания на модули стенда.

Внешний вид модуля приведен на рис. 1.

Рис. 1. Модуль питания стенда

Модуль содержит автоматический выключатель QF1, вторичный источник питания ±15В, +5В. Подключение стенда к источнику питания, подача силового и низковольтного напряжений на модули выполняется с помощью соединительных кабелей, подключаемых с тыльной стороны модуля.

На лицевой части имеется индикация подачи силового напряжения по фазам A, B и С, а также низковольтных напряжений питания +5В, +15В и –15В. Кроме этого возможен контроль и низковольтных напряжений с лицевой панели (выведены соответствующие клеммы напряжений и общего провода).

 

Модуль питания

Модуль питания предназначен для подачи трехфазного напряжения 380В на модули при наборе схемы, защиты подключенных модулей от токов короткого замыкания.

На лицевой панели модуля расположен автоматический выключатель QF2, клеммы трехфазного напряжения А, В, С, N (клеммы продублированы), индикация наличия фазных напряжений, клеммы фазного напряжения ~220В и выпрямленного напряжения =220В.

Внешний вид модуля приведен на рис. 2.

Рис. 2. Модуль питания

 

Модуль измерителя мощности

Модуль измерителя мощности (ИМ) предназначен для измерения электрических параметров трехфазной сети переменного тока.

Внешний вид модуля приведен на рис. 3.

Рис. 3. Модуль измерителя мощности

 

На лицевой панели размещаются:

– входные А, В, С и N (генератор) и выходные А1, В1, С1 и N (нагрузка) клеммы подключения модуля;

– кнопка «Сеть» для подачи питания на измеритель мощности;

– разъем подключения модуля к персональному компьютеру по последовательному порту RS-232;

– кнопка фиксации показаний прибора.

Измеритель мощности содержит трехстрочный дисплей.

В таблице 1 приведены измеряемые параметры.

 

Таблица 1

Верхняя строка V1 – фазное значение напряжения; V12 – линейное значение напряжения; А1 – фазное значение тока; А – среднее значение тока трех фаз; W – значение активной мощности; Var – значение реактивной мощности.
Средняя строка V2 – фазное значение напряжения; V23 – линейное значение напряжения; А2 – фазное значение тока; V – среднее значение напряжения; WH – количество потребляемой активной мощности в час; VarH – количество потребляемой реактивной мощности в час.
Нижняя строка V3 – фазное значение напряжения; V13 – линейное значение напряжения; А3 – фазное значение тока; PF – коэффициент мощности; HZ – частота сети.

Под трехстрочным дисплеем находятся кнопки управления:

DISPLAY – переключение показаний измеряемых величин;

CHANNEL – переключение показаний между фазами (только для значений W, WH, Var, VarH);

MAX – переключение между максимальным, минимальным и действующим значением.

RESET – сброс показаний;

HOLD – фиксирование показаний.

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-07; просмотров: 332; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.94.99.173 (0.054 с.)