Исследование трёхфазного синхронного двигателя

ЮРГТУ (НПИ)	ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЁХФАЗНОГО СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ	№ 3
Цель работы Изучение конструкции трёхфазного синхронного двигателя методов его пуска, снятие рабочих характеристик, регулирования реактивной мощности. Программа работы 1. Ознакомиться с конструкцией и принципом действия трёхфазного синхронного двигателя(СД). 2. Ознакомиться с паспортными данными СД. 3. Собрать схему исследования. 4. Пуск в ход синхронного двигателя. 5. Снятие рабочих характеристик двигателя. 6. Регулирование реактивной мощности. Пояснения к выполнению работы Описание конструкции синхронного двигателя. Объектом исследования является двухполюсный трёхфазный синхронный двигатель с явновыраженными полюсами. Обмотка якоря расположена на статоре и соединена в звезду внутри машины, а нулевая точка выведена на клеммный щиток. Обмотка возбуждения расположена на роторе и питается выпрямленным током. Регулирование величины выпрямленного тока осуществляется с помощью лабораторного автотрансформатора. Описание схемы исследования Схема исследования приведена на рис.1. На схеме обозначены: С1÷С6 – выводы обмотки якоря СГ; И1-И2 – выводы обмотки возбуждения; Я1- Я2 – выводы обмотки якоря двигателя постоянного тока; Ш1-Ш2 – выводы обмотки возбуждения двигателя постоянного тока; А1, А2, А3, V1, V2, V3 – измерительные приборы, выбирают в соответствии с паспортными данными синхронного двигателя и двигателя постоянного тока; V0 – нулевой вольтметр, предел измерения которого должен быть не менее двойного номинального напряжения сети; W – ваттметр; R1 – резистор включенный в цепь возбуждения СД; R2, R3 – регулировочный ми пусковой реостаты в цепях двигателя постоянного тока; Т- лабораторный автотрансформатор; VD – выпрямительный мост; КМ1 – магнитный пускатель; КМ2 – контактор постоянного тока; QF – автоматический выключатель; SA – переключатель; Пуск в ход синхронного двигателя Рабочий вращающий момент синхронного двигателя может существовать при условии равенства частот вращения поля статора и ротора. При несовпадении частоты вращения он становится знакопеременным и его среднее значение равно нулю. Таким образом, для создания рабочего момента ротор необходимо привести во вращение с номинальной частотой вращения или близкой к номинальной. Существует два способа пуска: асинхронный и пуск с помощью разгонного двигателя. Асинхронный пуск При этом способе пуска синхронный двигатель запускают как короткозамкнутый асинхронный для чего в башмаках полюсов предусмотрена пусковая КЗ обмотка. Перед запуском двигателя (рис.1) переключатель SA включают в положение " = " и убедившись, что автоматический выключатель QF и резисторы R4 - R6 отключены, включают магнитный пускатель КМ1. Автотрансформатором Т по амперметру А2 устанавливают номинальный ток возбуждения синхронного двигателя. Затем переключатель SА переводят в положение " пуск ", при этом обмотка возбуждения замыкается на активное сопротивление R1, примерно в десять раз превышающее сопротивление обмотки возбуждения. Автоматическим выключателем QF подают напряжение на выводы обмотки якоря. При достижении двигателем частоты вращения, близкой к синхронной, подают питание в обмотку возбуждения включением переключателя SА в положение "=", что приводит к втягиванию двигателя в синхронизм. После этого автотрансформатором Т необходимо отрегулировать ток возбуждения по минимуму тока якоря (амперметр А1). Для останова двигателя необходимо отключить обмотку якоря выключателем QF, а затем, во избежание повреждения изоляции от перенапряжения, обмотку возбуждения двигателя надо отключить от питающего напряжения в следующем порядке: в начале автотрансформатором Т уменьшают ток возбуждения до нуля, а затем переводят переключатель SA в положение " пуск ". Пуск с помощью разгонного двигателя Этот способ пуска осуществляют так же, как и подключение к сети синхронного генератора: методом точной синхронизации. После синхронизации разгонный двигатель отключают от сети контактором КМ2, и устанавливают ток возбуждения синхронного двигателя, соответствующий минимуму тока якоря. Регулирование реактивной мощности Регулирование реактивной мощности характеризуется зависимостями тока якоря Iа и cosj от тока возбуждения i в при постоянном значении полезной мощности Р2 и напряжении сети Uс, т.е. Ia, cos j = f(iв) при P2=const; Uс = const. Регулирование реактивной мощности может проводиться в двух режимах: на холостом ходу (режим синхронного компенсатора), а также под нагрузкой. В данной работе рекомендуется осуществить регулирование реактивной мощности для режима холостого хода. Для этого нагрузочный генератор должен быть не возбужден (резистор R2 полностью введен), и не нагружен (резисторы R4 - R6 отключены). Увеличивают ток возбуждения синхронного двигателя автотрансформатором Т до величины, при которой ток якоря повысится примерно до номинального значения. Эта точка служит исходной. Затем снижают ток возбуждения до значения, при котором ток якоря, пройдя минимум, опять станет номинальным. В указанном интервале делают 10-12 отсчетов (один обязательно при минимальном токе якоря) тока якоря Iа, тока возбуждения iв и активной мощности Р1(ваттметр W1). Значение cosj вычисляют по данным опыта. Примерный вид зависимостей Ia, соs = f(iв) в относительных единицах показан на рис.2. Рис.2. Характеристики опыта регулирования реактивной мощности Снятие рабочих характеристик двигателя Рабочие характеристики синхронного двигателя представляют собой зависимости тока якоря Ia синхронного двигателя, момента M, подводимой мощности j1, коэффициента полезной мощности h и cosj от полезной мощности на валу Р2 при постоянном напряжении U на зажимах двигателя и постоянном токе возбуждения iB, т.е. Iа, M, P1, cosj = f(P2 ), при U = const; iв =const. Нагрузку двигателя осуществляют с помощью генератора постоянного тока с параллельным возбуждением. Запустив синхронный двигатель и установив номинальный ток возбуждения (соответствует минимуму тока якоря), возбуждают генератор постоянного тока, уменьшая сопротивление реостата R2. Включением резисторов R4¸R6 нагружают синхронный двигатель. Для тока якоря двигателя в диапазоне от 0,25 до 1,25 от номинального делают 5 - 6 отсчетов тока якоря Iа, активной мощности Р1, а также тока якоря нагрузочного генератора Iаг и напряжения Uаг. Ток возбуждения двигателя поддерживают постоянным с помощью автотрансформатора Т. Значение полезной мощности Р2 , момента М, cosj и КПД вычисляют по данным опыта. Примерный вид зависимостей Iа, P1, M, cosj=f(P2) в относительных единицах показан на рис.3. Рис 3. Рабочие характеристики трехфазного синхронного двигателя
Проверил	Назикян Г.А.
Выполнил	Зубов А.И.

Дата добавления: 2015-08-27