Построение регулировочных характеристик генератора при различном характере нагрузки

По данным табл. 9.3 построить регулировочные характеристики генератора при и . Примерный вид этих характеристик представлен на рис.9.5,б. По регулировочным характеристикам определить изменение тока возбуждения при переходе от холостого хода к полной нагрузке для обоих значений :

Рис. 9.5. Внешние (а) и регулировочные (б) характеристики синхронного генератора:

1 – при активной нагрузке;

2 – при активно-индуктивной нагрузке.

Построение характеристик короткого замыкания

По данным табл. 9.5–9.7 на одном графике построить характеристики короткого замыкания: трехфазного, двухфазного и однофазного

при n=n₁=const.

Примерный вид характеристик короткого замыкания представлен на рис. 9.6.

П Рис. 9.6. Характеристики короткого замыкания остроение нагрузочной индукционной характеристики

По данным табл. 9.4 построить зависимость U= (i_в) при I=I_н, ,

где U – фазное напряжение генератора. На этот же график следует перенести практическую характеристику холостого хода и характеристику трехфазного короткого замыкания. Построение осуществлено на рис. 9.7.

Рис. 9.7. Построение характеристического треугольника по индукционной нагрузочной характеристике и характеристике холостого хода:

1 – ненасыщенная спрямлённая характеристика холостого хода;

2 – насыщенная спрямлённая характеристика холостого хода;

3 – практическая характеристика холостого хода;

4 – индукционная нагрузочная характеристика;

5 – характеристика трёхфазного короткого замыкания

5. Контрольные вопросы

1. Какой характер реакции якоря синхронного генератора при различных видах нагрузки: активной, активно-индуктивной и активно-емкостной?

2. Какой функциональной зависимостью представлена внешняя характеристика синхронного генератора и примерный вид этой характеристики для различных видов нагрузки?

3. Какая реакция якоря возникает в синхронном генераторе при установившемся трехфазном коротком замыкании (активным сопротивлением обмотки якоря можно пренебречь ввиду его малости)?

4. Уравнения напряжения явнополюсного и неявнополюсного синхронного генератора.

5. Как определить число пар полюсов синхронных машин по частоте вращения ротора, если частота напряжения 50 Гц?

Работа № 10

Определение параметров синхронной машины

1. Цель работы

Определение параметров синхронной машины и определение номинального тока возбуждения синхронного генератора с помощью векторной диаграммы и диаграммы ЭМДС.

2. Программа работы

1. Измерить сопротивления постоянному току обмоток статора и возбуждения синхронной машины.

2. Провести опыт скольжения.

3. Определить индуктивное сопротивление обратной последовательности x₂ методом асинхронного тормоза.

4. Определить индуктивное сопротивление нулевой последовательности x₀ статическим методом.

5. Определить индуктивные сопротивления неустановившегося режима статическим методом.

3. Экспериментальные исследования

Измерение сопротивлений постоянному току обмоток синхронной машины

Измерение сопротивлений постоянному току обмоток статора и возбуждения производят либо методом амперметра и вольтметра, либо с помощью измерительных мостов.

Опыт скольжения

Опыт скольжения дает возможность определить ненасыщенные значения продольного и поперечного синхронных индуктивных сопротивлений х_d∞ и х_q∞.

Опыт проводится в следующей последовательности:

• при опыте скольжения ротор и поле статора должны вращаться в одну сторону. Направление вращения поля статора определяют, запустив машину в качестве двигателя асинхронным пуском. При этом к обмотке статора подводят пониженное трехфазное напряжение, а обмотку возбуждения замыкают на сопротивление, равное примерно десятикратному значению сопротивления обмотки возбуждения (выключатель Q₁ замкнут, рис. 10.1);

• у

  Рис. 10.1. Схема подключения для проведения опыта скольжения

  бедившись в правильности направлений вращения ротора и поля статора, при помощи вспомогательного двигателя ротор синхронной машины приводят во вращение с частотой вращения, близкой к синхронной, а на обмотку статора подают пониженное трехфазное напряжение, примерно равное (0,2…0,4) U_Н;

• обмотку возбуждения в момент включения и отключения обмотки статора замыкают на сопротивление (выключатель Q₁ замкнут, рис. 10.1);

• непосредственно при опыте скольжения обмотка возбуждения должна быть разомкнутой;

• изменяя частоту вращения вспомогательного двигателя, добиваются малых скольжений ротора относительно поля статора, при которых стрелки приборов в цепи статора будут совершать колебания вследствие непрерывного медленного изменения взаимного расположения осей МДС обмотки статора и полюсов;

• при совпадении оси поля статора с продольной осью (т.е. осью полюсов) проводимость для магнитного потока получается максимальной, вследствие чего намагничивающий ток имеет минимальное значение. Падение напряжения в регулирующем устройстве (индукционный регулятор, автотрансформатор и т.д.) при минимальном значении тока будет наименьшим и напряжение на зажимах синхронной машины имеет максимальное значение.

• Если ось поля статора совпадает с поперечной осью машины, то проводимость для магнитного потока резко уменьшается и намагничивающий ток достигает максимального значения. С увеличением тока статора возрастает падение напряжения в регулирующем устройстве и напряжение на зажимах машины становится минимальным.

• Для увеличения точности показаний приборов опыт необходимо проводить при возможно малых скольжениях (1-2 колебания стрелки в секунду) и пользоваться приборами, обладающими малой инерцией.

Метод скольжения дает возможность определить параметры х_d∞ и х_q∞. непосредственно по показаниям приборов.

Под действием синхронного реактивного момента синхронная машина стремится войти в синхронизм, а первичный двигатель должен удерживать ее в асинхронном режиме вблизи синхронной частоты вращения. Этого легко добиться, если первичный двигатель обладает не только большим вращающим моментом, но и большим маховым моментом. Если мощность первичного двигателя недостаточна, то опыт проводят при сильно пониженном напряжении и отрицательном скольжении, т.е. при частоте вращения ротора несколько больше синхронной.

Если синхронная машина вошла в синхронизм (колебания стрелок приборов в цепи статора прекратилось и ток статора соответствует минимальному значению), то необходимо синхронную машину вывести из синхронизма, изменяя частоту вращения вспомогательного двигателя. Опыт проводят по схеме, представленной на рис. 10.1, измеряя минимальные и максимальные значения линейных напряжении и токов, которые записывают в табл. 10.1.

Таблица 10.1