12.10. Снятие рабочих и механической характеристик синхронного двигателя
Рабочие характеристики представляют собой зависимости I, P1, cos, , М2 = f(Р2), а механическая характеристика - это зависимость n = f(M2) при U = const, f = const, iв = const. Здесь - коэффициент полезного действия синхронного двигателя.
Аналогично предыдущему опыту (п. 12.9.2) нагрузите синхронный двигатель так, чтобы его минимальный ток обмотки статора Imin был равен некоторой величине по указанию преподавателя. Измерьте величины активной мощности Р1, напряжения и тока в этой точке, рассчитайте cos и сообщите его преподавателю, а затем произведите первый отсчет в установленном режиме.
Поддерживайте (не изменяйте) ток возбуждения синхронного двигателя, соответствующий заданному преподавателем току якоря Imin при cos =1.
Регулируйте нагрузку синхронного двигателя так, чтобы ток якоря изменялся от I=Iн 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 iв 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 Р1;
- значения коэффициент мощности:
cos = P1/3UI;
- сумму потерь в стали двигателя и механических потерь всего агрегата:
pc+pмх=P10 - 3I02ra75,
где Р10 , I0 - активная мощность и ток, потребляемые двигателем на холостом ходу (по данным последнего замера при отключённом G1); ra75 – сопротивление фазы обмотки якоря, приведенное к расчетной температуре 75 °С по формуле
ra75= ra20,
где ra20 – сопротивление фазы статора при 20°С (см. технические данные двигателя в п. 12.5);
- основные электрические потери в обмотке якоря:
pэа=3I2ra75;
- потери на возбуждение синхронного двигателя:
pв=i2вrв75 ,
где rв75 - сопротивление обмотки возбуждения, определяемое аналогично rа75;
- добавочные потери по ГОСТ 25941-83 [10]:
pд=0,005P1н(I/Iн)2,
где P1н=UнIнcosн, cosн=1;
- сумму потерь p , полезную мощность Р2 и КПД двигателя :
p=pв+pc+pмх+pэа+pд ;
P2=P1 – (pc+pмх+pэа+pд) ;
= (1 – )100% ;
- полезный момент на валу двигателя
M2=P2 / ,
где - угловая скорость в рад/с, =2nн /60.
В отчете на одном рисунке, подобном рис. 12.6,а, постройте рабочие характеристики I, P1, cos, =f(Р2), а на другом - механическую n=f(M2).
а) б)
Рис. 12.6. Рабочие характеристики синхронного двигателя (а) и графики cos = f(P2) при различных значениях тока возбуждения (б)
Характер кривой cos = f(P2) зависит от поддерживаемого в опыте значения тока возбуждения iв синхронного двигателя (рис. 12.6,б). Кривые 1, 2, 3 получаются при токах возбуждения iв1<iв2<iв3, обеспечивающих cos =1 при мощностях Р2, соответственно равных 0; 0,5Р2н и P2h. При нагрузках меньше мощности, соответствующей cos =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 Р2=Р2н.
- Исследование электрических машин
- Часть 1
- Содержание
- 2.2.1. Принцип действия и устройство двигателя . . . . 5
- 6.2.1. Назначение, устройство и принцип действия . . . . . . . . . 32
- 6.2.2. Уравнения и схемы замещения трансформатора . . . . . . .34
- 6.2.3. Характеристики холостого хода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
- 6.5. Заключение по работе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
- Лабораторная работа № 2 Исследование двигателей постоянного тока с электромагнитным возбуждением
- 2.1.Программа лабораторной работы
- 2.2. Краткие теоретические сведения о двигателях постоянного тока
- 2.2.1. Принцип действия и устройство двигателя
- 2.2.2. Системы электромагнитного возбуждения и обозначения выводов обмоток двигателей
- 2.2.3. Основные уравнения двигателей
- 2.2.4. Пуск двигателей в ход
- 2.3. Объект исследования и необходимое оборудование
- 2.4. Разработка принципиальной электрической схемы опытов
- 2.5. Методические указания к выполнению работы
- 2.5.1. Запуск двигателя
- 2.5.2. Снятие естественных рабочих, скоростной и механической характеристик
- 2.5.3. Снятие искусственных скоростных и механических характеристик
- 2.6. Заключение по работе
- 2.7. Контрольные вопросы
- Лабораторная работа № 4 Исследование трехфазного асинхронного двигателя
- 4.1. Программа лабораторной работы
- 4.2. Принцип действия и устройство асинхронных двигателей
- 4.3. Объект исследования и необходимое оборудование
- 4.4. Разработка принципиальных электрических схем опытов
- 4.5. Измерение сопротивления изоляции обмоток
- 4.6. Определение коэффициента трансформации
- 4.7. Опыт холостого хода
- 4.8. Естественные рабочие характеристики
- 4.9. Механические характеристики
- 4.10. Заключение по работе
- 4.10. Заключение по работе
- 4.11. Контрольные вопросы
- Лабораторная работа № 6
- 6.2. Краткие теоретические сведения о трансформаторах
- 6.2.1. Назначение, устройство и принцип действия
- Намагничивающий ток создаёт результирующую мдс Fμ , а она - результирующий магнитный поток взаимной индукции ф.
- 6.2.2. Уравнения и схемы замещения трансформатора
- Сопротивления в относительных единицах для силовых трансформаторов
- 6.2.3. Характеристики холостого хода
- 6.2.4. Характеристики трёхфазного короткого замыкания
- 6.2.5. Изменение напряжения трансформатора при нагрузке
- 6.2.6. Коэффициент полезного действия трансформатора
- 6.2.7. Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов
- Маркировка фаз трехфазных двухобмоточных трансформаторов
- 6.3. Методические указания к выполнению лабораторной работы
- 6.3.1. Объект исследования и необходимое оборудование
- Разработка принципиальных электрических схем
- Опыт холостого хода
- Опыт трёхфазного короткого замыкания
- 6.3.5. Снятие внешней характеристики
- 6.3.6. Экспериментальная проверка группы соединения обмоток
- 6.4. Теоретические расчеты и построения
- 6.5. Заключение по работе
- 6.6. Контрольные вопросы
- Лабораторная работа № 12 Исследование трёхфазного синхронного двигателя
- 12.1. Программа лабораторной работы
- 12.2. Принцип действия и устройство синхронных двигателей
- 12.3. Способы пуска синхронного двигателя
- 12.3.2. Асинхронный пуск синхронного двигателя
- 12.5. Объект исследования и необходимое оборудование
- 12.6. Разработка принципиальной электрической схемы для опытов
- 12.7. Пуск синхронного двигателя при помощи вспомогательного двигателя методом точной синхронизации
- 12.8. Асинхронный пуск синхронного двигателя
- 12.9. Снятие V-образных характеристик
- 12.10. Снятие рабочих и механической характеристик синхронного двигателя
- 12.11. Заключение по работе
- 12.12. Контрольные вопросы
- Библиографический список
- Часть 1