Главная | Обратная связь

Методичні вказівки до розрахункової частини таблиць

 

Потужність, що споживається системою від мережі постійного струму; корисна потужність на валу генератора (електродвигуна):

 

Р₁ = U_ДВ I_ДВ , Р₂ = η_ДВ Р₁,

 

де η_ДВ – ККД двигуна з паспорта машини.

Момент на валу генератора (електродвигуна):

 

М = Р₂/ω.

 

де ω – кутова швидкість обертання вала.

 

 

Таблиця 18.3

Електричні параметри

Номер вимірювання

РГ = 0

UгЛ, В

Iг, А

IЗГ, А

cosГφ

РГ = 0,25РГ НОМ

UгЛ, В

Iг, А

IЗГ, А

cosГφ

РГ = 0,5РГ НОМ

UгЛ, В

Iг, А

IЗГ, А

cosГφ

Коефіцієнт потужності генератора:

 

.

 

 

Методичні вказівки до виконання експериментальної

Частини роботи

 

1. Порядок точної синхронізації генератора і включення його
в мережу. Потрібно виконати такі вимоги:

– частота змінного струму генератора має бути рівною частоті мережі f_Г = f_М;

– ЕРС генератора в режимі х.х. повинна бути рівною напрузі мережі Е_Г = U_М;

– чергування фаз генератора і мережі має бути однаковим;

– ЕРС генератора має перебувати у протифазі з вектором напруги мережі.

Всі операції, пов'язані з виконанням цих вимог, називаються точною синхронізацією генератора з мережею. Синхронізацію доцільно виконувати в тій послідовності, у якій перераховані вимоги включення генератора в паралельну роботу з мережею.

Вимога f_Г = f_М досягається зміною частоти обертання приводного двигуна за допомогою зміни опорів резисторів R1 і R2.

Рівність значень Е_Г = U_М досягається зміною струму збудження генератора.

Відповідність чергування фаз генератора із чергуванням фаз мережі в достатній мері гарантується правильністю монтажу електричної схеми і може бути проконтрольованою приладом чергування фаз.

Виконання умови знаходження векторів і в протифазі перевіряється спеціальним приладом – синхроноскопом або ламповим синхроноскопом.

Ламповий синхроноскоп складається із трьох ламп розжарювання, що включені кожна між фазами генератора і мережі. При знаходженні векторів і у протифазі, напруга між точками приєднання лампи розжарювання буде дорівнювати нулю (за умови рівності модулів цих векторів). У противному випадку напруга між точками приєднання буде дорівнювати сумі ЕРС і напруги мережі. У схемі (рис.18.1) знаходження і у протифазі визначається в момент, коли всі три лампи розжарювання гаснуть. Якщо поміняти місцями точки приєднання двох ламп, то вони будуть по черзі гаснути при відносному обертанні векторів і між собою, створюючи враження "вогню, що біжить". При цьому швидкість " вогню" буде пропорційною частоті відносного обертання. У цьому випадку момент знаходження і у протифазі визначається загасанням лампи, що приєднана до однойменних фаз.

На частоту відносного обертання і можна впливати зміною частоти обертання приводного двигуна.

Крім точної синхронізації синхронного генератора одержала поширення так звана груба синхронізація. При цьому вал генератора розкручується до швидкості, близької до синхронної і генератор включається в мережу в незбудженому стані, після чого його збуджують і генератор втягується в синхронізм. Такий спосіб синхронізації неминуче викликає значні поштовхи струму, однак вони, як правило, виявляються безпечними.

У лабораторній роботі досліджується паралельна робота синхронного генератора з мережею, потужність якої у багато разів перевищує потужність досліджуваного генератора.

Ця обставина значною мірою визначає режими паралельної роботи генератора.

У даному випадку припускається, що досліджуваний генератор не впливає на параметри мережі, однак деякі його параметри (напруга і частота) цілком залежать від параметрів мережі.

При виконанні з достатньою точністю всіх вимог точної синхронізації генератор включається на паралельну роботу при і . Тоді Е_Г = 0, тобто генератор у цьому випадку не несе ніякого навантаження.

Для того, щоб навантажити корисною потужністю генератор, необхідно збільшити обертаючий момент приводного двигуна щодо гальмового моменту генератора. Цього можна досягти зменшенням опору резистора R1або збільшенням опору резистора R2. Відповідно до теорії двигуна постійного струму незалежного збудження така зміна опорів роторного кола і кола збудження має призводити до збільшення кутової швидкості вала двигуна. Але вал приводного двигуна жорстко з'єднаний з валом синхронного генератора, що включений в паралельну роботу з потужною мережею. Кутова швидкість не зміниться. Збільшиться тільки обертаючий момент.

Це призведе до того, що вектор трохи переміститься відносно (вони вже не будуть перебувати у протифазі). Це, у свою чергу, призведе до виникнення різницевої , котра і викликає появу активної складової струму генератора I_Г. Кут θ, що утвориться між векторами і , у цьому випадку буде випереджальним (позитивним) і буде визначати генераторний режим синхронної машини. Якщо вектор буде відставати від , то θ буде відстаючим (негативним), а режим роботи синхронної машини – руховим.

2. Досліджуючи залежність струму генератора від струму збудження (I_Г= f(I_ЗГ) при Р_Г = const), слід пам’ятати, що процеси, які протікають у паралельно працюючому з мережею синхронному генераторі, значно відрізняються від процесів у генераторі, що працює в автономному режимі.

Так, зміна струму збудження генератора, що працює паралельно з потужною мережею, не призводить до зміни корисної потужності і напруги на його клемах. Однак, зміна струму збудження в цьому випадку призводить до зміни реактивної складової загального струму, а, отже, і реактивної потужності генератора.

При виконанні точної синхронізації (коли Е_Г = U_М)струм збудження генератора створить необхідний магнітний потік для його нормальної роботи (нормальний потік). З теорії машин змінного струму відомо, що їхній магнітний потік не залежить від навантаження машини і при U₁=const також є постійним.

Тому при паралельній роботі генератора з мережею збільшення (перезбудження) магнітного потоку призводить до появи надлишкового магнітного потоку, що у вигляді реактивної потужності вертається в мережу. У цьому випадку синхронний генератор є ємнісним навантаженням мережі.

При зменшенні магнітного потоку в машині утвориться його нестача, що компенсується споживанням з мережі реактивної потужності. У цьому випадку генератор є індуктивним навантаженням мережі.

Ця обставина широко використовується з метою підвищення cosφ і підтримки необхідного рівня напруги мережі.

Залежність загального струму синхронного генератора, що працює паралельно з потужною мережею з постійним активним навантаженням, від струму збудження (I_Г= f(I_ЗГ)) графічно виражається так званою
U-образною кривою.

Цю залежність визначають при Р_Г = 0; Р_Г = 0,25Р_{Г НОМ} і Р_Г = 0,5Р_{Г НОМ} в такій послідовності. При заданих Р_Г спочатку збільшують струм збудження до досягнення струму в статорній обмотці приблизно до номінального значення. Потім поступово зменшують струм збудження і через певні інтервали знімають показання приладів, що вимірюють струм збудження й струм у статорній обмотці. При цьому струм I_Г буде зменшуватися до певного мінімуму і далі знову зростати при подальшому зменшенні струму збудження. У цьому випадку доцільно довести значення I_Г до номінального значення.

 

Лабораторна робота № 19