Синхронного двигателя

Рабочие характеристики представляют собой зависимости I, P ₁, cosj, h, М ₂ = f (Р ₂), а механическая характеристика - это зависимость n = f (M ₂) при U = const, f = const, i_в = const. Здесь h - коэффициент полезного действия синхронного двигателя.

Аналогично предыдущему опыту (п. 12.9.2) нагрузите синхрон­ный двигатель так, чтобы его минимальный ток обмотки статора I _min был ра­вен некоторой величине по указанию преподавателя. Измерьте вели­чины активной мощности Р₁, напряжения и тока в этой точке, рас­считайте cosj и сообщите его преподавателю, а затем произведите первый отсчет в установленном режиме.

Поддерживайте (не изменяйте) ток возбуждения синхронного двигателя, соответствующий заданному преподавателем току якоря I _min при cosj =1.

Регулируйте нагрузку синхронного двигателя так, чтобы ток якоря изменялся от I=I _н до тока холостого хода I₀. Холостой ход по­лучают при выключенном генераторе G1.

Измерьте в 5-6 точках линейные напряжения U и токи обмотки статора I, подво­димую к обмотке якоря активную мощность и ток возбуждения i_в син­хронного двигателя.

По результатам опыта вычислите для каждого уровня нагрузки и запишите в табличной форме:

- средние арифметические значения линейных напряжений U и токов статора I, суммарную активную мощность всех фаз Р ₁;

- значения коэффициент мощности:

cosj = P₁/Ö3UI;

- сумму потерь в стали двигателя и механических потерь всего агрегата:

p_c + p_мх = P₁₀ - 3 I₀ ² r_a75 °,

где Р_{10 ,} I₀ - активная мощность и ток, потребляемые двигателем на холостом ходу (по данным последнего замера при отключённом G1); r_a75 – сопротивление фазы обмотки якоря, приведенное к расчетной температуре 75 °С по формуле

r_a75 = r_a20 ,

где r_a20 – сопротивление фазы статора при 20°С (см. технические данные двигателя в п. 12.5);

- основные электрические потери в обмотке якоря:

p_эа=3I²r_a75;

- потери на возбуждение синхронного двигателя:

p_в=i²_вr_в75,

где r_в75 - сопротивление обмотки возбуждения, определяемое аналогично r_{а 75};

- добавочные потери по ГОСТ 25941-83 [10]:

p_д =0,005 P _1н(I/I _н)²,

где P _1н= U _н I _н cosj _н, cosj _н=1;

- сумму потерь å p, полезную мощность Р ₂ и КПД двигателя h:

å p = p_в + p_c + p_мх + p_эа + p_д;

P ₂= P ₁ – (p_c + p_мх + p_эа + p_д);

h = (1 – )100%;

- полезный момент на валу двигателя

M ₂= P ₂ / W,

где W - угловая скорость в рад/с, W =2p n _н /60.

В отчете на одном рисунке, подобном рис. 12.6,а, постройте рабочие характеристики I, P ₁, cosj, h = f (Р ₂), а на другом - механи­ческую n = f (M ₂).

а) б)

Рис. 12.6. Рабочие характеристики синхронного двигателя (а) и графики cosj = f (P ₂) при различных значениях тока возбуждения (б)

Характер кривой cosj = f (P ₂) зависит от поддерживаемого в опыте значения тока возбуждения i _в синхронного двигателя (рис. 12.6,б). Кривые 1, 2, 3 получаются при токах возбуждения i_{в 1}< i_{в 2}< i_{в 3}, обеспечивающих cosj =1 при мощностях Р ₂, соответственно равных 0; 0,5 Р _2н и P _2h. При нагрузках меньше мощности, соответствую­щей cosj =1, двигатель работает в режиме перевозбуждения и отда­ет в сеть реактивную мощность; при больших нагрузках – в режиме недовозбуждения и потребляет из сети реактивную мощность.

По рабочим характеристикам определите значения всех рабочих величин при Р ₂= Р _2н.

Заключение по работе

1. Сравните способы пуска синхронного двигателя по коли­честву операций, всплеску тока якоря, длительности процесса пус­ка и количеству необходимого оборудования.

2. Укажите, как можно изменять активную и реактивную мощ­ности синхронного двигателя.

3. Сформулируйте понятия нормального возбуждения, перевоз­буждения и недовозбуждения синхронного двигателя.

4. Оцените механическую характеристику двигателя по жест­кости.

5. Приведите сравнительную таблицу значений подводимой мощности, линейного тока статора, коэффициентов мощности и по­лезного действия при P ₂= P _2н, определенных по техническим дан­ным двигателя и по рабочим характеристикам.

Контрольные вопросы

1. Каков принцип действия синхронного двигателя?

2. Как устроен синхронный двигатель?

3. Какие существуют способы пуска синхронных двигателей и в чем состоит их сущность?

4. Каковы условия точной синхронизации?

5. Как контролируется и достигается выполнение условий точ­ной синхронизации?

6.Как коммутируют обмотку возбуждения при асинхронном пуске синхронного двигателя и почему?

7. Каковы достоинства, недостатки и область применения различных способов пуска?

8. Какой вид имеют рабочие характеристики синхронного дви­гателя?

9. От каких факторов и как зависит вид графика коэффици­ента мощности в функции полезной мощности?

10. Какие виды потерь мощности и в каких элементах выделя­ются в синхронном двигателе?

11. Какой вид имеет механическая характеристика синхронно­го двигателя?

12. Как регулируют частоту вращения синхронных двигателей?

13. Как регулируют реактивную мощность и cosj синхронных двигателей

14. Графики каких зависимостей называются V-образными характерис-

тиками и при каких условиях?

15. Как сформулировать понятия нормального возбуждения, недо- и перевозбуждения синхронного двигателя?

16. Каковы преимущества и недостатки синхронного двигателя по сравнению с асинхронным?

Дата добавления: 2015-07-10