Обработка опытных данных

Обработку результатов эксперимента начинают с определения средних значений напряжений и токов в несимметричных цепях переменного тока и пересчетом показаний приборов в единицы измерения физических величин.

Для построения характеристик используют линейные значения токов, напряжений и трехфазные значения мощностей и потерь.

Для расчетов параметров схемы замещения и емкостей конденсаторов используют фазные значения токов и напряжений и трехфазные значения мощностей и потерь.

Линейные и фазные значения токов и напряжений в каждом конкретном случае определяют по рабочей схеме в зависимости от схемы соединения обмотки статора АГ и схемы включения измери-тельных приборов.

Обработка результатов опыта короткого замыкания. Так как характеристика короткого замыкания I_1к = f (U_1к) в зоне номинальных токов практически линейна, напряжение короткого замыкания короткого замыкания, соответствующее номинальному току, определяют так:

,

где – средние линейные напряжения и токи, рассчитанные по результатам опыта короткого замыкания; штрих означает точку эксперимента, соответствующую меньшему значениюI_1к, а два штриха – большему. Полное сопротивление схемы замещения АГ в режиме короткого замыкания (см. рис. 5.2, ,:

.

Активное сопротивление короткого замыкания

,

где

;

–трехфазная мощность короткого замыкания для точки эксперимента с меньшим значением I_1к, – трехфазная мощность короткого замыкания для точки эксперимента с большим значениемI_1к.

Индуктивное сопротивление короткого замыкания

.

Активные сопротивления фаз обмотки статора и ротора (последнее приведено к числу фаз, числу витков и частоте тока обмотки статора)

.

Индуктивные сопротивления рассеяния обмоток статора и ротора, отнесенные к одной фазе (для ротора – приведенное к числу фаз, числу витков и частоте тока обмотки статора):

.

Обработка результатов опыта холостого хода. По расчетным данным и данным протокола строят характеристики холостого хода (рис. 5.5), где cos ₀ определен:

.

Потери холостого хода можно разделить на электрические потери в обмотке статора и потери в стали вместе с механическими потерямиР₀. Кривая Р₀ = f(U₁₀) получена на рис. 5.5 путем вычитания Р_1э0 для соответствующего тока из кривой Р₁₀ = f(U₁₀).

В свою очередь, потери Р₀ можно разделить на механические (постоянные при _р = con st) Р_мех и потери в стали Р_ст, пропорциональные квадрату индукции и, следовательно, квадрату напряжения. При перестроении кривой Р₀ = f(U₁₀) в кривую Р₀ = f(U²₁₀) последняя близка к прямой. Экстраполируя прямую Р₀ = f(U²₁₀) на ось ординат, получаем Р_мех и Р_ст для точки номинального напряжения. В качестве контроля определения Р_мех можно использовать «метод касательной». Касательная к кривой Р₀ = f(U₁₀), проведенная из начала координат, имеет ординату точки касания, равную 2Р_мех.

Расчет параметров схемы замещения АГ на холостом ходу выполняют в следующей последовательности (для точки, соответствующей U_1н, см. рис. 5.5).

Полное сопротивление холостого хода

.

Активное сопротивление, эквивалентное потерям в стали, отнесенное к одной фазе, определяется как

.

Активное сопротивление холостого хода

.

Рис. 5.5. Характеристики холостого хода

Индуктивное сопротивление холостого хода

.

Главное индуктивное сопротивление обмотки статора, отнесенное к одной фазе:

.

Характеристика холостого хода Е₁₀ = U₁₀ = f(I) (см. рис. 5.3) строится по протоколу опыта холостого хода после расчета для каждой точки намагничивающего тока

.

Параметр Е_ост берется из опыта самовозбуждения на холостом ходу.

Построение круговой диаграммы АГ выполняется в следующей последовательности (рис. 5.6).

Направление тока I_10ф находят по значению cos ₀, взятому для номинального напряжения. Откладывают I_10ф в масштабе m_I (А/мм). Ток короткого замыкания, соответствующий номинальному напряже-нию, определяют из опыта короткого замыкания по формуле, вытекающей из спрямления кривой I_1к = f(U_1к):

,

где штрих означает точку эксперимента, соответствующую меньшему значению I_1к, а два штриха – большему.

Рис. 5.6. Круговая диаграмма АГ

Откладывают ток I_кнф в одном масштабе с током I_10ф под углом _к, найденным по cos_к,

,

определяют положение точки s = 1 (G).

Из конца вектора I_10ф вертикально вниз откладывают ток I_а, эквивалентный механическим потерям АГ,

,

и определяют положение точки А идеального холостого хода (s = 0).

Соединив точки концов векторов I_10ф и I_кнф, получаем линию первичной (механической) мощности АГ (Р_1м). Соединив точки А и G, получаем линию мощностей на валу АГ, равной Р_1м – Р_мех.

Под углом к линииоткладывают линию.

Центр окружности токов АГ находится на пересечении перпендикуляра, восстановленного из середины линии , с линией. Линия электромагнитных моментов проходит через точкуА и середину отрезка , так как принятоR₁ = R₂.

Опуская перпендикуляр из конца вектора тока I₁ на линию , получаем отрезок, пропорциональный первичной мощности

,

где m_I – выбранный масштаб токов, А/мм.

Отрезок , проведенный перпендикулярно к осиj, пропорционален полезной мощности АГ:

.

Коэффициент полезного действия

.

Электромагнитный момент генератора

.

Коэффициент мощности определяется по углу ₁.

Для определения скольжения произвольную точку Т на окружности токов соединяют с точками Н (s = ), A (s = 0) и G (s = 1). Параллельно проводят в растворе углаATG отрезок, размер которого удобно разделить на 100 частей. Масштаб скольжений отрезка откладывают в области отрицательных скольжений. Для каждого тока АГ скольжение определяют с помощью отрезкапо шкале скольжений.

Задаваясь различными значениями токов I₁, с помощью круговой диаграммы можно рассчитать рабочие характеристики не только для f₁, но и с достаточной точностью для другой частоты при условии .

Расчетная проверка процесса самовозбуждения АГ на холостом ходу выполняется в соответствии с условиями, изложенными в кратких теоретических сведениях. Для известных значений емкостей фазы С определяют и по характеристике холостого хода находят Е₀₁ и I₀₁ = I = I_c и сравнивают с экспериментальными значениями (см. рис. 5.3).