Исследование трефхазного синхронного генератора, работающего автономно

      МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

     высшего профессионального образования

     «Юго-Западный государственный университет»

     (ЮЗГУ) 

     Кафедра электроснабжения 
 
 
 
 
 
 
 

Лабораторная  работа № 4

        «ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЁХФАЗНОГО СИНХРОННОГО

      ГЕНЕРАТОРА, РАБОТАЮЩЕГО АВТОНОМНО»

 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Выполнил:                                                        студент, гр. ЭС-91,

Камаев В.В.

 

     Проверил:                                                         доц., к.т.н.,

                                                                                    К.Л. Пестерев

 
 
 
 
 
 

     

 
 

     Курск 2012

       Цель  работы – научиться запускать  генератор в работу и снимать  его основные характеристики.

       4.1. Паспортные данные  электромашинного агрегата

 

Спаренные электрические машины:  машина постоянного тока, универсальная машина переменного тока, маховик,  преобразователь                    угловых перемещений

Машина  постоянного тока  (М1 на схемах)

Номинальная полезная мощность, Вт                                90

Номинальное напряжение якоря, В                                   220

Номинальный ток якоря, А                                                 0,56

Номинальное напряжение обмотки возбуждения, В        220

Номинальный ток обмотки возбуждения, А                     0,2

Возбуждение                                                                    независимое 

Номинальная частота вращения, мин"¹                                              1500

КПД, %                                                                                   57.5

Направление вращения                                                   реверсивное

Режим работы                                       двигательный/генераторный

 

Универсальная машина переменного  тока

Номинальная частота  тока, Гц                                              50

Число фаз на статоре                                                        3

Схема соединения обмоток статора                                  Y_o / ∆

Число фаз на роторе                                                            3

Схема соединения обмоток ротора                                      Y

Направление вращения                                                   реверсивное 

Режим синхронной машины (G4 на схемах)

Номинальная активная мощность, Вт                                  100

Номинальное напряжение, В                                                220

Коэффициент мощности, cosφ                                                 1

Номинальная частота  вращения, об/мин                               1500

Номинальный ток  статорной обмотки, А                              0,24

Ток возбуждения  холостого хода, А                                       1,4

Номинальное напряжение возбуждения, В                             21

Номинальный ток  возбуждения, А                                        1,75

Направление вращения                                            реверсивное 

Режим работы                                       двигательный/генераторный

Маховик

Момент инерции, Н-м-с²                                                     0,009

 
 

Преобразователь угловых перемещений (G5 на схемах)

Модель                                                                           BE178А

Количество выходных каналов                                            6

Выходные сигналы                            серия импульсов и опорный

                                                                                              импульс

Число импульсов  за оборот в серии                                  1000

Диапазон изменения  рабочих частот вращения вала,

об/мин                                                                            0...6000

Класс защиты от поражения электрическим током              01

 Габаритные  размеры, мм, не более

        длина                                                                           900

        ширина                                                                        160

        высота                                                                          270

Масса, кг, не более                                                              22,5

 

      Кроме агрегата в схеме лабораторной установки  используются функциональные блоки, технические  характеристики и назначение которых  приведены в таблице 4.1.

 

Таблица 4.1. Описание и технические характеристики функциональных блоков

Наименование  и описание	Параметры	Код	Обозначение
1	2	3	4
Трехфазный  источник питания Предназначен для питания комплекта трехфазным переменным напряжением. Включается вручную. Имеет защиту от перегрузок, устройство защитного отключения, кнопку аварийного отключения и ключ от несанкционированного включения.	400 В ~; 16 А Ток срабатывания УЗО - 30 mA	201.2	G1
Источник  питания двигателя  постоянного тока Предназначен для питания обмоток якоря и возбуждения постоянным током. Включается вручную или дистанционно / автоматически от ПЭВМ. Якорное напряжение регулируется вручную или дистанционно (от ПЭВМ). Напряжение возбуждения постоянное.	Цепь якоря 0…250 В -; 3 А Цепь  возбуждения 200 В -; 1 А	206.1	G2
Возбудитель машины переменного  тока Предназначен для питания обмотки возбуждения. Включается и регулируется вручную или дистанционно.	0…40 В -; 3,5 А	209.2	G3
Активная  нагрузка Предназначена для моделирования однофазных и трехфазных потребителей активной мощности. Регулируется вручную.	220/380 В; 50Гц; 3´0…50 Вт;	306.1	А1
Емкостная нагрузка Предназначена для моделирования опережающей реактивной мощности в электрической системе	220/380 В; 50 Гц; 3х40 ВАр	317.2	А3
Индуктивная нагрузка Предназначена для моделирования потребителя отстающей реактивной мощности в электрической системе	220/380 В; 50Гц; 3х40 ВАр	324.2	А2
Модель  линии электропередачи  МЛЭ4 Предназначена для ограничения тока ёмкостной нагрузки во время коммутации	220/380 В; 0,5 А; 0…50 Ом	313.2	А4
Блок  мультиметров Предназначен для измерения токов, напряжений, активного сопротивления. В состав блока входят три цифровых мультиметра с жидкокристаллическим дисплеем.	0…1000 В ; 0…10 А ; 0…20 Мом	509.2	Р3
Указатель частоты вращения Предназначен для отображения частоты вращения электрических машин в аналоговой форме.	2000…0…2000 мин-1	506.2	Р1
Измерительный комплект К540Предназначен для измерения токов, напряжений, и активной мощности	0…600 В; 0…50 А; 0…3000 Вт	-	Р2

 
 
 
 
 
 
 
 

      4.2. Порядок выполнения  лабораторной работы

4.2.1. Записать паспортные данные агрегата. Ознакомиться с оборудованием лабораторного комплекта. По формуле 4.1 рассчитать номинальный ток трёхфазного синхронного генератора

.                                                                     (4.1)

      4.2.2. По схеме рисунка 4.1 провести  испытание генератора в режиме  холостого хода.

      4.2.3. По схемам рисунков 4.2 и 4.3 снять  внешние характеристики генератора  U_a=f(I_a) при активной нагрузке (cosj=1) и активно-индуктивной нагрузке (cosj=0,7) и активно-ёмкостной нагрузках (cosj=0,7).

      4.2.4. По схемам рисунков 4.2 и 4.3 снять регулировочные  характеристики генератора I_в=f(I_a) при активной нагрузке (cosj=1), активно-индуктивной нагрузке (cosj=0,7) и активно-ёмкостной нагрузках (cosj=0,7).

      4.2.5. По схеме рисунка 4.4 снять характеристику короткого замыкания и определить отношение короткого замыкания ОКЗ при токе возбуждения холостого хода.

 
 

Таблица 4.1. Характеристика холостого хода ТСГ

Е0, В
Iв, А

 
 

Таблица 4.2. Внешняя  характеристика ТСГ при cosj=1, I_в=

Ua, B
Ia, A

 
 

Таблица 4.3. Внешняя  характеристика ТСГ при активно-индуктивной  нагрузке cosj=0,7;  I_в=

Ua, B
Ia, A
IR, A
IL, A

 
 

Таблица 4.4. Внешняя  характеристика ТСГ при активно-ёмкостной  нагрузке cosj=0,7 (ёмк);  I_в=

Ua, B
Ia, A
IR, A
IC, A

 

Рисунок 4.1. Схема для исследования ТСГ  в режиме холостого хода

 
 

Таблица 4.5. Регулировочная характеристика ТСГ

при cosj=0,7 (ёмк.); U_a=

Iв, А
Ia, A
IR, A
IC, A

 
 

Таблица 4.6. Регулировочная характеристика ТСГ

при активной нагрузке cosj=1; U_a=

Iв, А
Ia, A

 
 

Таблица 4.7. Регулировочная характеристика ТСГ

при активно-индуктивной  нагрузке cosj=0,7; U_a=

Iв, А
Ia, A
IR, A
IL, A

            

 

Таблица 4.8. Характеристика короткого замыкания  ТСГ

Iв, А
Iк, A