Исследование синхронного генератора

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Изучить устройство, принцип действия, область применения синхронных генераторов.

Научиться экспериментально определять характеристики генератора и анализировать работу генератора по полученным характеристикам.

 

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Синхронный генератор СГ приводится во вращение асинхронным двигателем АД (рис. 1). Ток возбуждения генератора регулируется реостатом  R4 и регистрируется амперметром рА5. Трехфазный ток генератора с помощью трехфазного выпрямителя В преобразуется в постоянный ток. Ток нагрузки генератора ре­гулируется реостатом RЗ и регистрируется амперметром рА4. Напряжение на зажимах генератора измеряется вольтметром рVЗ. Цепь возбуждения включается выключателем Т4, цепь нагрузки - ТЗ. Включение асинхронного двигателя производился кнопкой "Пуск" (черная) кнопочной станции АД после подключения питания стенда (АП- “вкл”).

 

Исходное состояние переключателей и выключателей стенда.

УП1                     в положении - генератор

УП2 -"-            - генератор

УП3 -"-             -самовозбуждение

УП4 -"-             - звезда

трансформатор          -"- - отключено

 

Включение двигателя

постоянного тока - АМПТ  -"-      отключено

 

Включение асинхронного

двигателя - АСД                    -"- ' - отключено

АП                  -"-              - отключено

Т1,Т2, Т3,Т4   -"-             - отключено

Т5         -"-             - 1

Реостат нагрузки       -"- -

Реостат возбуждения -"- - 2

Переключатель ПНО -"- -нагрузка откл.

Измерительные приборы

рА4 - амперметр для измерения тока нагрузки (I) синхронного генератора (СГ).

рA3 - амперметр для измерения тока возбуждения СГ(I_в).

 рV4 - вольтметр для измерения напряжения на выходе СГ (U).

 

 

ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ! НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ

1. При включенном питании (АП - "вкл") категорически запрещается прикасаться к клеммам стенда, к штангам и обмоткам реостатов.

2. Регулировку производить только через подвижный движок (пластмассовая ручка) и осторожно.

3. При регулировке запрещается держаться за корпус стенда.

4. В случае короткого замыкания или других повреждениях необходимо отключить стенд, нажав "АП" в положение "отк".

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

А. Характеристика холостого хода

Е = f(I _в), при n = const, cos j = const.

Ход эксперимента.

1. Включить стенд, для чего АП перевести в положение "вкл".

2. Запустить асинхронный двигатель (АП), нажав К1.

3. Подключить цепь возбуждения СГ тумблером Т4 (в положение "вкл").

 4.   Переводя движок реостата R4 (регулирование тока в цепи возбуждения СГ) из положения "2" в "1", снять зависимость Е = f (I_в). Максимальный ток возбуждения - 3,5 А. Измерить E по рV3, I_в по рА5 и записать данные в таблицу 1

Таблица 1

 

Е	(В)
I в	(А)

5.    После завершения эксперимента реостат R4 перевести в положение "2".

Б. Внешняя характеристика

U= f (I) при I_в = const, n= const, cos j =const.

6. Привести генератор во вращение (выполнить пункты 1, 2, 3 настоящего методического указания).

7. Подключить нагрузку СГ (R3) для чего выключатель ТЗ перевести в положение "вкл".

8. Реостат R3 поставить в положение "2".

9. Реостатом R4 установить ток в цепи возбуждения I_в= 2,5 А, переводя R4 из положения "2" в направлении "1".

10. Изменяя нагрузку СГ (R3) из положения "2" в положение "1", снять зависимость U = f (I). Показания приборов рА4 и рVз записать в таблицу 2. (Количество показаний 4-5). При снятии поддерживать ток возбуждения постоянным реостатом R4.

Таблица 2

 

U	(В)
I	(А)

 

В. Регулировочная характеристика

I _в = f (I) при U= const, n= const, cos j = const.

Регулировочная характеристика показывает, как надо регулировать ток возбуждения генератора при изменении нагрузки, чтобы напряжение на зажимах генератора оставалось постоянным.

11. Генератор приводится во вращение (выполнить пункты 1,2,3).

12. Реостаты R4 выставить в положение "2", a  R3 - в "1".

13. Включить нагрузку СГ, поставив выключатель ТЗ в положение "вкл".

14. Реостат R.4 (изменение тока в цепи возбуждения) перевести из положения "2" в направлении "1". Установить напряжение в цепи нагрузки по рV3 - 50 В и зафиксировать I_В (по амперметру рА4) и данные записать в таблицу 3.

 

Таблица 3

 

I в	(А)
I	(А)

15. Изменяя нагрузку (R.3), переводя реостат R.3 из положения "1" в " 2 " и поддерживая  U = cоnst (реостатом в цепи возбуждения   СГ - R4), снять, показания токов  I_в, I (3-4 точки). Показания приборов рА4, рА5 записать в табл. 3.

16. После проведения опытов отключить стенд и переключатели перевести в следующие положения

R3    в положение "2"

R4   -"-      "2"

Т3, Т4 -"-      "отк"

К1, АП -"-     "отк"

 

CОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Номер работы, название работы.

2. Цель работы.

3. Схема лабораторной установки.

4. Таблицы опытов и графики.

5. Уравнения, необходимые для объяснения полученных результатов.

6. Выводы по результатам опытов.

Отчет должен быть оформлен в соответствии с ГОСТом. Схемы, графики, чертить с помощью чертежного инструмента.

Защищается, работа каждым студентом отдельно по своему отчету. Для успешной защиты лабораторной работы необходимо найти ответы на вопросы, приведенные в контрольных вопросах.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Объяснить устройство и назначение отдельных элементов конструкций синхронного генератора.

2. Объяснить принцип действия синхронного генератора.

3. Объяснить назначение реостатов R3, R4.

4. Какое условие необходимо выполнять, чтобы частота тока вырабатываемого генератором была постоянной?

5. Назвать основные характеристики синхронного генератора.

6. Объяснить характер полученных характеристик и при каких условиях они снимались.

7. Как регулировать величину ЭДС генератора?

8. Как изменится вид внешней характеристики генератора при индуктивной или емкостной нагрузке?

9. От его зависит частота вращения ротора синхронного генератора?

 

Лабораторная работа №4