ел.маш.лекции.практ.и т.д / МУ_2сем(Назарьян)
.pdf
|
|
0 |
/ |
h |
|
0 |
/ |
h |
|
cos |
|
|
|
|
|||||
|
/ |
|
|
|
|
||||
1 |
|
0 |
m |
|
100 |
||||
|
|
|
|
|
|||||
2) Шкала ковзання s. Для побудови шкали ковзання в точці 0 горизонтальної лінії 0С встановлюється перпендикуляр вільної довжини. Потім паралельно лінії 0Т електромагнітної потужності (Рем=0) проводиться лінія вісі ковзання на такій відстані, щоб відрізок, який відсікається на шкалі проведеним перпендикуляром в точці «е» та продовженням лінії 0К в точці «n» легко поділяється на 100 частин. Величина ковзання s,% визначається точкою перетину
«ж» шкали ковзань вектором струму ротора продовженням.
I / 2
або його
Побудова робочих характеристик АД по круговій діаграмі
Раніше в ЛБР №3 було відмічено, що робочими характеристиками АД називаються залежності
Р1, І1, n, М, М2, η, соsφ1 та s = f(Р2),
при U1н = соnst і f1н= соnst.
Для побудови робочих характеристик АД по круговій
діаграмі |
задаються рядом значень струму статора, наприклад |
I1 I0 ; |
I1 ( 0,4; 0,6; 0,8,1,0; 1,25 )I1н , і для кожного струму І1 по |
діаграмі визначаються Р1, І1, n, М, М2, η, соsφ1 та s.
В якості прикладу визначимо ці величини для струму І1 , довжина якого на рисунку 3 дорівнює відрізку 0А. З урахуванням вибраного масштабу струму mі довжина відрізку 0А буде дорівнювати І1/mі [мм].
|
|
|
Вектор струму |
I1 |
проводиться таким чином, щоб кінець |
вектора точка А знаходилася на окружності струмів. Опустивши з точки а перпендикуляр на вісь абсцис, тобто лінію 0/С/ (Р1=0) отримаємо точки перетинання на основних лініях кругової діаграми а, б, в, г, д. При цьому необхідні величини визначаються наступним чином.
Потужність, що споживається з мережі
P1
mP
Aa
.
Електромагнітний або обертальний момент
M mM A в .
Електромагнітна потужність
71
Р |
|
|
m |
|
|
|
ем |
|
|
M |
|
||
Повний механічний момент |
|
|
||||
М |
мх |
m |
M |
|||
|
|
|
||||
Корисна потужність |
|
|
|
|
|
|
Р |
m |
Р |
|
|||
|
2 |
|
|
|
||
Корисний момент
М 2 mM
A в .
A г .
A д .
A д .
ККД як співвідношення
|
Р |
|
m |
|
A д |
100 |
2 |
|
P |
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
Р |
|
m |
P |
A а |
|
|
1 |
|
|
|
|
Коефіцієнт потужності соsφ1 по шкалі 0/f як співвідношення відрізків
|
|
|
0 |
/ |
h |
|
0 |
/ |
h |
|
||
соs |
|
|
|
|
|
|
. |
|||||
1 |
0 |
m |
100 |
|||||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||
Ковзання s в % по шкалі ковзання «еn» визначається в точці
«ж» перетинанням вектора приведеного значення струму ротора
I / 2
або його продовженням зі шкалою ковзання в точці «ж».
Частота обертання ротора двигуна при відомому ковзанні s визначається згідно формули
n n1( 1 s )
де s - величина ковзання у в.о.
Аналогічно визначаються всі величини для других значень струму статора І1. Отримані данні для побудови робочих характеристик АД по круговій діаграмі заносяться до таблиці 5.
Таблиця 5 – Дані для побудови робочих характеристик АД
І1 |
Р1 |
η |
соsφ |
s |
n |
M |
M2 |
P2 |
А |
Вт |
% |
в.о. |
% |
об/хв |
Н.м |
Н.м |
Вт |
І1=І0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
І1=1,25Ін |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
За даними таблиці 6 будуються робочі характеристики АД. Приблизний вигляд робочих характеристики наведено на рисунку
72
ЛБР №3. За допомогою кругової діаграми також можуть бути визначені всі види втрат та сумарні втрати в АД, максимальна потужність, що споживається з мережі (А/а/), максимальний (АМВМ) та пусковий (КК1) моменти двигуна та інші величини, що характеризують властивості АД.
ВИМОГИ ДО ЗМІСТУ ЗВІТУ
В звіті по лабораторній роботі №7, що оформлюється на спеціальному бланку, повинно бути представлено:
1.Електричні схеми дослідів х.х. та к.з. АД, що наведені на рисунку 1.
2.Таблиці 1 та 2 з даними виміру опорів обмоток АД та даними визначення коефіцієнту трансформації обмоток.
3.Таблиці 3 та 4 з даними дослідів х.х. та к.з. АД.
4.Характеристики потужності х.х. АД та визначені механічні втрати в АД (рисунок 2).
5.Розрахункові рівняння (7.3) – (7.12).
6.Таблиці 5 та 6 - вихідні дані для побудови кругової діаграми та робочих характеристик АД а також робочі характеристики АД.
7.Кругову діаграму АД та робочі характеристики АД (рисунок 3 ).
8.Висновки по ЛБР №7, в яких необхідно указати переваги використання кругової діаграми для отримання робочих характеристик АД та ряду величин, що характеризують властивості двигуна
9.Технічну характеристику дослідного АД та іншого обладнання та приладів, що були використані в роботі.
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ ДО РОБОТИ
1.В чому складаються особливості конструкції АД з фазним ротором?
2.Призначення контактних кілець на роторі та щіткового апарату АД з фазним ротором.
3.Якими приладами і як можна визначити омічні опори фаз обмоток статора та ротора двигуна?
4.Як практичним шляхом визначається коефіцієнт трансформації обмоток статора та ротора АД?
5.Які данні дослідуу х.х. необхідні для побудови кругової діаграми АД?
73
6.Як за даними досліду х.х. визначаються механічні та магнітні втрати в АД?
7.Які дані досліду к.з. необхідні для побудови кругової діаграми АД?
8.Поясніть, як за даними досліду к.з. розраховуються струм та потужність к.з. двигуна при номінальній напрузі?
9.Що представляє собою кругова діаграма асинхронного двигуна?
10.Які данні необхідні для побудови кругової діаграми АД?
11.Поясніть порядок побудови кругової діаграми АД.
12.Як по круговій діаграмі визначаються дані необхідні для побудови робочих характеристик АД?
13.Які залежності називаються робочими характеристиками АД?
14.Що таке ковзання АД і як воно визначається розрахунковим шляхом?
15.Які величини, що характеризують властивості АД, крім даних для побудови робочих характеристик, можна визначити з кругової діаграми?
ЛІТЕРАТУРА ДЛЯ САМОПІДГОТОВКИ
1.Вольдек А.И. Электрические машины. – Л.: Энергия, 1978. – 832 с. (Глава 36).
2.Брускин Д.Э., Захарович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины. Часть 1. – М.: Высшая школа, 1978. – 319 с. (Глава 4, § 4.6).
3.Токарев Б.Ф. Электрические машины. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 624 с. (Глава 33).
4.Андрианов В.Н. Электрические машины и аппараты. – М.: Колос, 1971. – 448 с. (Глава 21).
5.Радин В.И., Брускин Д.Э., Захарович А.Е. Электрические машины. Асинхронные машины. – М.: Высшая школа, 1988. – 328 с. (Глава 3, § 3.4).
6.Гольдберг О.Д. Испытание электрических машин. – М.: Высшая школа, 1990. – 255 с. (Глава 8, § 8.5).
7.ГОСТ 7217-87. Машины электрические вращающиеся. Двигатели асинхронные. Методы испытания. – М.: Изд-во стандартов, 1987. – 54 с.
8.Андрианов В.Н. и др. Практикум по электрическим машинам и аппаратам. – М.: Колос, 1969. – 272 с. (Работа 6).
9.Назарьян Г.Н. Лабораторные работы по курсу Электрические машины. – Мелитополь: ТГАТА, 1999. – 146 с. (ЛБР № 8).
10.Конспект лекцій по курсу Електричні машини.
74
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 8
ВИПРОБУВАННЯ ТРИФАЗНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
Ціль роботи: Ознайомлення з будовою трифазного синхронного генератора (СГ) та вивчення його властивостей в режимах холостого ходу, короткого замикання та навантаження .
ЗАВДАННЯ НА САМОПІДГОТОВКУ ДО РОБОТИ
1.Проробити по рекомендованій літературі [1-5] матеріал, що стосується будови, принципу роботи, статичних характеристик та властивостей СГ в сталих режимах роботи.
2.По даному Посібнику, а також по [6,7] детально ознайомитися зі схемами включення, методикою зняття та побудови основних характеристик СГ.
3.Відповісти на контрольні питання до даної лабораторної роботи.
4.Підготувати Бланк звіту по лабораторній роботі №8
встановленої форми з наведенням електричних схем випробувань та таблиць для запису дослідних та розрахункових даних.
ПРОГРАМА РОБОТИ
1. Ознайомитись з робочим місцем для випробування трифазного СГ. Записати технічну характеристику досліджуваного СГ, а також типи обраних для проведення досліду вимірювальних приладів.
2. Виміряти омічний опір обмоток статора (якоря) та ротора (збудження) СГ.
3.Зібрати електричну схему випробування СГ.
4.Зняти та побудувати характеристику х.х. генератора.
5.Зняти та побудувати зовнішні характеристики при сosφ=1,0 та сosφ=0,8.
6.Зняти та побудувати регулювальні характеристики при сosφ=1,0 та
сosφ=0,8.
7.Зняти та побудувати характеристик трифазного, двохфазного та однофазного короткого замикання (к.з.), що встановилося.
8.Визначити дослідним шляхом значення відношення короткого замикання (ОКЗ) генератора.
9.Опрацювати дослідні дані, провести аналіз результатів випробування СГ, зробити висновки по роботі.
10.Оформити Звіт по лабораторній роботі №8.
75
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ВИПРОБУВАНЬ
1. Вимірювання омічного опору фазних обмоток статора і ротора СГ.
Омічний опор фазних обмоток статора і ротора СГ вимірюється за допомогою мультіметру або мосту постійного струму перед початком досліду.
Результати вимірювань та розрахунків заносяться до таблиці 1 Таблиця 1 – Опори обмоток СГ
Обмотки |
|
С1– С4 |
С2– С5 |
С3– С6 |
R |
Ом |
R |
0 |
, Ом |
|||
статора |
|
1 |
0 |
|
1(75 C) |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
(якоря) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обмотки |
|
И1-И2 |
И1-И2 |
И1-И2 |
Rзб |
Ом |
R |
|
0 |
|
, Ом |
|
|
(замір №1) |
(замір №2) |
(замір №3) |
|
0 |
|
зб(75 C) |
|
||||
збудження |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
на роторі |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В таблиці 1 позначено: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
С1– С4, С2– С5, С3– С6 – фазні обмотки статора; |
|
|
|
|
|
|||||||
И1-И2 – |
обмотки збудження генератора; |
|
|
|
|
|
|
|
||||
R1 |
R2 |
|
– середні значення опорів фазних обмоток статора та |
|||||||||
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
збудження при
R |
0 |
, |
1 |
|
|
|
(75 C) |
|
температурі навколишнього середовища;
R2 |
0 |
– середні значення опорів фазних обмоток |
|
(75 C) |
|
статора та збудження при робочій температурі Θр=750С.
2 Характеристика холостого хода
Характеристика холостого хода представляє собою залежність ЕРС Е0 обмотки статора (якоря) від струму збудження Ізб в режимі х.х. при незмінній частоті обертання ротора, що дорівнює n1, тобто
E0=f (Ізб.) при I = Іа= 0 і п = пн = сопst.,
де E0 – ЕРС якоря, В;
Іа – струм якоря, А; При цьому
n |
60 f1 |
, |
(8.1) |
|
|||
1 |
p |
|
|
|
|
|
де f1 – номінальна частота СГ (50 Гц); р – число пар полюсів генератора.
76
|
|
|
RНв |
|
|
хНв |
|
|
|
|
QF1 |
|
|
QF2 |
|
|
=220 В |
|
|
|
A2 |
|
|
|
|
- |
A1 |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
QF |
|
|
|
|
|
|
RП |
RРзб |
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С1 |
Ш1 |
Ш2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Ш1 |
С2 Я1 |
Я2 |
|
A |
RBзб |
|
||
|
M |
n1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Ш2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я1 |
B |
Я2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vзб |
|
|
|
|
|
G |
+ |
|
-P |
|
|
|
И1 |
|
И2 |
|
|
|
|
|
|
Iзб |
|
|
|
|
|
|
|
Aзб |
|
|
|
Рисунок 1 – Принципова електрична схема дослідження синхронного генератора.
77
E0
UH
2 |
1 |
|
3
1.25UH
E0 зал |
Iзб 0 |
I |
|
|
зб |
0
Рисунок 2 – Характеристика холостого ходу синхронного генератора:
1 – висхідна гілка; 2 – низхідна гілка; 3 – середня розрахункова характеристика х.х.
н
Рисунок 3 – Зовнішні характеристики синхронного генератора.
78
Ізб
Ізб
Ізб н
Ізб 0
Рисунок 4 – Регулювальні характеристики синхронного генератора.
A |
A |
A |
С2 |
С2 |
С2 |
С1 |
С3 С1 |
С3 |
С1 |
С3 |
а) |
|
б) |
|
в) |
Рисунок 5 – Схеми дослідів короткого замикання синхронного генератора:
а) – трифазного; б) – двофазного; в) – однофазного.
79
Зняття х.х.х. проводиться за електричною схемою на рисунку 1 при відключених опорах навантаження Rнв та Хнв в наступній послідовності. Запускається в хід первинний двигун постійного струму (М) що включається автоматичним вимикачем QF і встановлюється синхронна частота обертання ротора n1 CГ, що досліджується. Частота n1 на протязі всього досліду підтримується незмінною. Перевірка незмінності n1 на протязі всього досліду проводиться тахометром або частотоміром. При відключеному навантаженні (QF1 та QF2 вимкнені) та при відсутності струму збудження Ізб в обмотці збудження И1-И2 (рубильник Р розімкнений), вимірюється ЕРС на затисках обмоток статора, що індуктується потоком залишкового намагнічування в осерді полюсів ротора. Потім, при повністю введеному опорі в ланці обмотки збудження Rзб збуджувача (З), включається рубильник Р і поступово збільшуючи струм збудження Ізб генератора знімається висхідна гілка х.х.х. до величини Е0=1,2-1,3Uн. Звичайно знімається 6-8 точок. Після цього струм збудження Ізб поступово збуджується до нуля, що забезпечується рубильником Р і знімається спадна гілка х.х.х. генератора. При цьому також знімається 6-8 точок. Результати вимірювань заносяться до таблиці 2.
Таблиця 2 – Данні х.х.х. генератора
Висхідна Iзб, А гілка Е0, В
Спадна Iзб, А гілка Е0, В
За даними таблиці 2 необхідно побудувати характеристику х.х. Приблизний вигляд характеристики представлено на рисунку 2.
3 Зовнішні характеристики генератора
Зовнішня характеристика генератора представляє собою залежність напруги на затисках генератора U від струму навантаження в обмотці статора (якоря) при незмінних струмі збудження Ізб , коефіцієнті потужності соsφ та частоті обертання ротора n1 або номінальній частоті генератора fн, тобто
U = f(I) при Ізб=соnst, соsφ=соnst та n1=соnst (fн=соnst).
де I – струм навантаження, А.
80