Работа синхронного двигателя в режиме компенсатора

Работая в режиме U-образной характеристики, СД при перевозбуждении вырабатывает емкостный ток по отношению к напряжению сети. При этом происходит компенсация индуктивных токов, ухудшающих коэффициент мощности сети. Контролируя коэффициент мощности сети и перевозбуждая синхронный двигатель в соответствии с индуктивным током других потребителей электроэнергии, добиваются существенного повышения (улучшения) коэффициента мощности cos φ.

Опыт проводится в 3 этапа:

1. Синхронный двигатель в перевозбужденном состоянии и без нагрузки на валу подключен к сети. Воздействуя на реостат Rв, увеличивают ток возбуждения СД по сравнению с нормальным Iвн, контролируя при этом возрастание потребляемого синхронным двигателем из сети тока I1по амперметру А1 до номинального значения. Показания приборов: амперметров А1 и Ав, вольтметра V1 и ваттметра W записываются в табл. 4.3.

Таблица 4.3

2. Параллельно с синхронным двигателем к сети подключена индуктивная катушка xн. Замкнув выключатель В1, параллельно с СД к сети подключают индуктивную катушку. Изменяя при помощи механического приспособления положение стального сердечника внутри индуктивной катушки, устанавливают в ней по амперметру Аxток, равный (0.5…0.75) I1н.

При полной компенсации реактивной мощности сети, к которой подключены СД и индуктивная катушка, амперметр А показывает минимальный потребляемый ток I. В соответствии с этим, ориентируясь на показания амперметра А, устанавливают минимальный результирующий ток I, воздействуя на реостат Rвв цепи возбуждения СД. В табл. 4.4 записывают показания всех приборов на стороне переменного тока и амперметра Авв цепи возбуждения СД.

Таблица 4.4

Опыт можно повторить, установив другие значения тока индуктивной катушки, и добиться полной компенсации реактивной мощности, перевозбуждая СД и ориентируясь при этом на минимальное значение результирующего тока по амперметру А. В табл. 4.4 записываются показания соответствующих приборов.

3. Индуктивная катушка остается подключенной к сети. Синхронный двигатель останавливается. Разомкнув выключатель В3, синхронный двигатель отключают от сети переменного тока. Изменяя положение стального сердечника внутри индуктивной катушки, по амперметру Ахустанавливают ток, протекающий через катушку, соответствующий рассматриваемому диапазону (0.5…0.75) I1н. В табл. 4.5 заносятся показания вольтметра V1, амперметра Ахи ваттметра W.

L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAnN06P8gA AADdAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbESPQWvCQBSE74L/YXlCb7rRVpHoJkggWEp70Hrp7Zl9 JsHs25jdxrS/vlso9DjMzDfMNh1MI3rqXG1ZwXwWgSAurK65VHB6z6drEM4ja2wsk4IvcpAm49EW Y23vfKD+6EsRIOxiVFB538ZSuqIig25mW+LgXWxn0AfZlVJ3eA9w08hFFK2kwZrDQoUtZRUV1+On UfCS5W94OC/M+rvJ9q+XXXs7fSyVepgMuw0IT4P/D/+1n7WCx6fVEn7fhCcgkx8AAAD//wMAUEsB Ai0AFAAGAAgAAAAhAPD3irv9AAAA4gEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVz XS54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAMd1fYdIAAACPAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAuAQAAX3JlbHMv LnJlbHNQSwECLQAUAAYACAAAACEAMy8FnkEAAAA5AAAAEAAAAAAAAAAAAAAAAAApAgAAZHJzL3No YXBleG1sLnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQCc3To/yAAAAN0AAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAJgCAABk cnMvZG93bnJldi54bWxQSwUGAAAAAAQABAD1AAAAjQMAAAAA " filled="f" stroked="f" strokeweight=".5pt">

Таблица 4.5

После окончания опыта схему приводят в исходное состояние, предварительно отключив все выключатели.

Оформление отчета

В отчете приводятся электрическая схема, номинальные данные СД и машины постоянного тока. В отчет переносят все таблицы из протокола.

1. По данным табл. 4.1 строятся U-образные характеристики СД. Значения коэффициента мощности вычисляются по формуле

Через точки A, B, C, обозначающие минимальные токи, потребляемые СД из сети, проводится зависимость тока возбуждения от тока статора.

Дается объяснение характера U-образных характеристик; на рис. 4.3 необходимо отметить область емкостных и индуктивных токов СД.

2. По данным табл. 4.2 вычисляются полезная мощность на валу Р2, вращающий момент М, сos j и КПД синхронного двигателя. Результаты вычислений сводятся в табл. 4.6 и представляются в виде кривых (см. рис. 4.4).

Таблица 4.6

U, В	, А	P1, Вт	, А	cos j	Рм, Вт	Рс+ Рмех, Вт	Р2, Вт	Рв, Вт	М, Н·м	η

Потери в меди обмотки статора определяются выражением , где m1– число фаз обмотки статора; r1– активное сопротивление фазы обмотки статора.

Механические потери Рмехи потери в стали РсСД не зависят от нагрузки, и их сумма рассчитывается по данным табл. 4.2 для холостого хода:
Рс+ Рмех= Р1– Рм.

Мощность, подводимая к обмотке возбуждения от сети постоянного тока, постоянна: Рв= UвIв, где Uв, Iв– напряжение на зажимах обмотки возбуждения и ее ток.

Полезная мощность на валу: Р2= Р1– (Рм+ Рс+ Рмех).

Вращающий момент на валу [ ]: , где n = 1500 об/мин – постоянная частота вращения СД.

Коэффициент полезного действия [%]:

3. По данным табл. 4.3–4.5 строятся в масштабе диаграммы токов индуктивной катушки, синхронного двигателя и распределительной сети для разных значений I1 (см. рис. 4.5).

Содержание

1. Исследование параллельной работы генераторов постоянного тока 3

1.1. Параллельная работа генераторов параллельного возбуждения. 4

1.1.1. Включение генераторов. 7

1.1.2. Параллельное включение генераторов. 8

1.1.3. Параллельная работа генераторов параллельного возбуждения в режиме внешних характеристик. 9

1.1.4. Перевод нагрузки между параллельно работающими генераторами. 10

1.2. Параллельная работа генераторов постоянного тока смешанного возбуждения. 11

1.2.1. Параллельное соединение генераторов постоянного тока смешанного возбуждения 14

1.2.2. Параллельная работа генераторов смешанного возбуждения в режиме внешних характеристик. 14

1.3. Оформление отчета. 15

2. Исследование однофазного трансформатора
и их параллельной работы... 15

2.1. Описание лабораторной установки. 16

2.2. Опыт холостого хода. 18

2.3. Опыт короткого замыкания. 19

2.4. Рабочие характеристики. 20

2.5. Параллельное соединение двух однофазных трансформаторов. 21

2.6. Распределение токов между параллельно работающими трансформаторами при различных нагрузках. 23

2.7. Оформление отчета. 24

3. Исследование параллельной работы трехфазных генераторов.. 25

3.1. Описание лабораторной установки. 26

3.2. Включение синхронных генераторов. 30

3.3. Параллельное соединение синхронных генераторов. 30

3.4. Параллельная работа синхронных генераторов при постоянной мощности и переменном возбуждении. 32

3.5. Перевод нагрузки между параллельно работающими генераторами. 35

3.6. Перевод одного из параллельно работающих синхронных генераторов в двигательный режим 36

3.7. Работа синхронного двигателя в качестве источника реактивной мощности. 37

3.8. Оформление отчета. 38

4. Исследование трехфазного синхронного двигателя.. 38

4.1. Описание лабораторной установки. 39

4.2. Пуск синхронного двигателя. 43

4.3.U-Образные характеристики. 44

4.4. Рабочие характеристики. 46

4.5. Работа синхронного двигателя в режиме компенсатора. 47

4.6. Оформление отчета. 49