Politechnika Warszawska Instytut Maszyn Elektrycznych
Laboratorium Maszyn Elektrycznych
Nazwa ćwiczenia: Badanie generatora synchronicznego cd.
Rok akademicki: 2012/2013
Dzień: wtorek 15.01.2013

Wartości znamionowe prądnicy:

P = 10 [kW]

$$n_{N} = 1500\ \lbrack\frac{\text{obr}}{\min}\rbrack$$

U_N = 380 [V]

I_N = 15, 2 [A]

cosφ_N = 0, 8

f = 50 [Hz]

Usr	Isr	P	S	Uf	If	n	cosφ
[V]	[A]	[W]	[W]	[V]	[A]	[Obr/min]	[1]
408,228	4,786	1404,777	3383,817	55,665	1,960	1499,899	0,422
412,621	5,908	1814,090	4222,554	55,634	1,959	1499,868	0,438
418,950	7,514	2369,787	5452,626	55,618	1,957	1500,081	0,447
426,428	9,759	3299,360	7207,606	55,570	1,955	1500,429	0,460
436,599	12,782	4440,657	9666,039	55,569	1,954	1500,411	0,465
442,489	14,556	5065,506	11155,637	55,518	1,952	1500,198	0,458

Tabela . Wyniki charakterystyki zewnętrznej dla współczynnika mocy pojemnościowego

Usr	Isr	P	S	Uf	If	n	cosφ
[V]	[A]	[W]	[W]	[V]	[A]	[Obr/min]	[1]
380,684	3,893	2503,540	2567,018	55,517	1,951	1499,909	0,999
377,182	4,838	3101,554	3160,695	55,466	1,953	1500,173	1,000
376,345	5,245	3363,344	3418,691	55,301	1,944	1500,209	1,000
375,768	6,069	3893,591	3950,241	55,465	1,948	1500,231	1,000
373,905	7,226	4618,579	4679,685	55,543	1,950	1500,176	0,999
368,568	8,697	5487,035	5551,933	55,500	1,949	1500,312	1,000
364,000	10,038	6254,228	6328,505	55,565	1,950	1500,469	1,000
360,518	11,437	7052,387	7141,823	55,436	1,945	1500,401	1,000
350,579	14,055	8406,175	8534,337	55,349	1,941	1500,437	0,999

Tabela .Wyniki charakterystyki zewnętrznej dla współczynnika mocy równego 1

Usr	Isr	P	S	Uf	If	n	cosφ
[V]	[A]	[W]	[W]	[V]	[A]	[Obr/min]	[1]
367,338	2,606	670,134	1657,814	55,612	1,969	1499,799	0,431
363,495	3,169	857,871	1995,312	55,651	1,970	1500,030	0,435
358,437	3,803	1036,700	2360,739	55,528	1,964	1500,037	0,454
348,600	5,065	1312,929	3058,356	55,508	1,964	1500,084	0,443
333,356	6,946	1955,732	4010,356	55,495	1,962	1500,238	0,499
314,922	8,966	2214,495	4890,817	55,583	1,965	1500,284	0,465
283,159	11,999	2727,682	5884,921	55,580	1,965	1500,376	0,475
246,899	14,563	2655,228	6227,687	55,548	1,961	1500,195	0,437

Tabela . Wyniki charakterystyki zewnętrznej współczynnika mocy indukcyjnego

Na podstawie pomiarów wyznaczyliśmy charakterystyki zewnętrzne badanego generatora synchronicznego. Charakterystyka zewnętrzna jest to zależność napięcia od prądu twornika U_sr = f(I_sr) przy stałych wartościach prądu wzbudzenia I_f = const, współczynnika mocy dla różnych obciążeń (czynnym, indukcyjnym i pojemnościowym) cosφ = const i prędkości n = const.

Rysunek 1. Charakterystyki zewnętrzne uzyskana z pomiarów

Wnioski:

Charakterystyki zewnętrzne powinny przeciąć się przy znamionowym prądzie twornika równym 15,2 [A]. Uzyskana charakterystyka nie pokrywa się z teoretyczną ponieważ pomiary zostały rozpoczęte w innym punkcie.

Usr	Isr	P	S	Uf	If	n	cosφ
[V]	[A]	[W]	[W]	[V]	[A]	[Obr/min]	[1]
392,784	4,955	1557,218	3371,017	70,172	2,563	1499,961	0,464
395,325	6,585	2086,736	4509,044	75,610	2,756	1499,989	0,460
397,017	8,436	2506,340	5800,895	81,554	2,970	1500,065	0,427
400,184	9,791	3013,979	6786,384	86,849	3,158	1500,230	0,441
401,187	11,061	3661,347	7685,845	90,988	3,305	1499,798	0,478
400,712	12,063	3689,354	8372,131	93,962	3,406	1500,060	0,442
401,319	13,577	4426,248	9437,411	98,496	3,571	1500,282	0,472
403,642	14,316	4403,669	10008,941	102,475	3,714	1500,397	0,439
406,365	15,626	5264,623	10998,154	108,031	3,904	1500,678	0,480

Tabela . Wyniki charakterystyki regulacyjnej dla współczynnika mocy indukcyjnego

Usr	Isr	P	S	Uf	If	n	cosφ
[V]	[A]	[W]	[W]	[V]	[A]	[Obr/min]	[1]
386,540	4,624	1322,402	3095,827	45,293	1,642	1499,515	0,431
383,913	5,933	1718,583	3945,154	41,637	1,510	1499,960	0,443
384,883	8,331	2428,322	5553,960	37,553	1,364	1499,838	0,446
384,833	11,383	3661,277	7587,003	33,437	1,216	1499,727	0,491
385,266	12,852	3859,589	8576,352	30,402	1,107	1499,750	0,457
385,538	13,889	4139,993	9274,561	28,845	1,051	1500,039	0,455
384,742	14,387	4299,091	9587,055	27,972	1,020	1499,735	0,458
383,831	14,800	4521,218	9839,031	27,505	1,003	1499,864	0,469

Tabela . Wyniki charakterystyki regulacyjnej dla współczynnika mocy pojemnościowego

Usr	Isr	P	S	Uf	If	n	cosφ
[V]	[A]	[W]	[W]	[V]	[A]	[Obr/min]	[1]
389,603	2,001	1255,203	1350,343	56,888	2,056	1499,965	0,999
389,747	2,201	1401,502	1486,137	57,232	2,067	1499,953	1,000
390,068	3,095	2023,582	2091,285	57,830	2,089	1499,693	0,999
390,836	3,742	2473,714	2533,122	59,184	2,136	1499,994	1,000
390,133	4,939	3279,817	3337,497	58,979	2,127	1500,370	0,999
392,779	6,035	4050,372	4105,508	61,175	2,205	1500,426	0,999
393,107	6,636	4464,001	4518,634	62,571	2,253	1500,615	1,000
395,235	8,070	5468,829	5524,378	64,648	2,329	1500,539	1,000
394,229	9,874	6677,401	6741,891	65,704	2,366	1500,327	1,000
397,085	12,080	8237,050	8308,187	69,955	2,520	1500,388	1,000
399,010	13,619	9337,005	9411,932	73,498	2,636	1500,298	1,000
400,692	15,442	10629,423	10717,068	76,090	2,732	1500,220	1,000

Tabela . Wyniki charakterystyki regulacyjnej dla współczynnika mocy równego 1

Na podstawie pomiarów wyznaczyliśmy charakterystyki regulacyjne badanego generatora synchronicznego. Charakterystyka regulacyjna jest to zależność prądu wzbudzenia od prądu twornika U_f = f(I_sr) przy stałych wartościach napięcia U_sr = const, współczynnika mocy dla różnych obciążeń (czynnym, indukcyjnym i pojemnościowym) cosφ = const i prędkości n = const.

Rysunek 3. Charakterystyki regulacyjne

Wnioski:

Charakterystyki regulacyjne dla cosφ = 1 i cosφ_ind = 0, 5 czyli dla obciążenia czynnego i

indukcyjnego, mają przebieg rosnący ponieważ przy wzroście prądu twornika I_a, w celu

utrzymania stałej wartości napięcia na zaciskach maszyny musieliśmy zwiększyć prąd

wzbudzenia I_f. Spowodowane było to rozmagnesowującym oddziaływaniem twornika.

Dla cosφ_poj = 0, 5 czyli dla obciążenia pojemnościowego maszyny, charakterystyka ma przebieg

malejący, co jest spowodowane domagnesowującym oddziaływaniem twornika. Wraz ze

wzrostem prądu twornika musieliśmy obniżyć wartość prądu wzbudzenia aby utrzymać stałą

wartość napięcia.

Porównując dwa stany przy takiej samej wartości prądu obciążenia, lecz różnych

współczynnikach mocy można stwierdzić że w celu uzyskania tego samego napięcia przy malejącej

wartości indukcyjnego współczynnika mocy wymagany jest coraz większy prąd wzbudzenia,

podczas gdy dla obciążenie pojemnościowego wzbudzenie prądnicy należy zmniejszać.