Laboratorium Elektrotechniki z elementami napędów.
Temat ćwiczenia: Maszyna synchroniczna, współpraca z siecią - S2.
Skład zespołu : Marcin Grabania Karol Heczko Dominik Kania Rafał Kotula Paweł Kijanka Grzegorz Klank		Wydział EAIiE , Automatyka i Robotyka rok II , grupa: druga
Data : 23.03.1999	Nr zespołu : D	Ocena:

PROGRAM ĆWICZENIA.

1) Synchronizacja generatora z siecią.

2) Rozruch asynchroniczny.

3) Pomiary krzywych V.

CZĘŚĆ ĆWICZENIOWA.

1) Dane znamionowe badanej maszyny synchronicznej :

- Typ : DGS 16/4

- Moc : 16 [kVA]

- Zasilanie : 3-f 50 Hz

- Napięcie nominalne : 400 / 231 [V]

- Prąd nominalny : 23,1 [A]

- Prędkość obr. nominalna : 1500 [obr/min] - 50 [Hz]

TABELE POMIAROWE.

U=380 V
If [A]	IA [A]	IB [A]	IŚr [A]	P [W]	cos f	Q [VA]
12	22,5	22	22,3	0	-	0
11	21,5	21	21,3	0	-	0
10	19,25	18,75	19,0	0	-	0
9	17	16,5	16,8	0	-	0
8	14,5	14,25	14,4	0	-	0
7	12	11,75	11,9	0	-	0
6	9	9	9,0	0	-	0
5	5,75	6	5,9	0	-	0
4	2	2	2,0	0	-	0
3	1,3	1,35	1,3	0	-	0
2	4,5	4,4	4,5	0	-	0
1	8,25	8,25	8,3	0	-	0
U=380 V	P=6400W
If [A]	IA [A]	IB [A]	IŚr [A]	P [W]	cos f	Q [VAr]
12	24,5	24,25	24,4	7410	0,8	5548,5
11	22,75	22,25	22,5	6840	0,8	5121,7
10	21	20,5	20,8	6308	0,8	4723,3
9	18,75	18,5	18,6	5662	0,8	4239,6
8	16,75	16,25	16,5	5016	0,8	3755,9
7	14,25	14	14,1	4294	0,8	3215,3
6	12,25	12	12,1	3686	0,8	2760,0
5	10,75	10,75	10,8	3268	0,8	2447,0
4	9,75	9,75	9,8	2964	0,8	2219,4
3	10,5	10,5	10,5	3192	0,8	2390,1
2	13,25	13	13,1	3990	0,8	2987,6
1
					f=36,8^o

SCHEMATY POŁĄCZEŃ.

Układ połączeń stojana maszyny synchronicznej.

Układ połączeń wirnika maszyny synchronicznej.

Zaciski:

A1, A2 - Wirnik wzbudnicy maszyny synchronicznej.

E1, E2 - Stojan wzbudnicy maszyny synchronicznej.

F1 , F2 - Uzwojenie wzbudzenia maszyny synchronicznej.

WNIOSKI.

Jako pierwszy punkt ćwiczenia wykonywaliśmy synchronizację generatora synchronicznego z siecią. Polega ona na spełnieniu kilku warunków narzuconych na parametry elektryczne napięcia sieci i generatora i połączeniu generatora z siecią.

Warunki konieczne do synchronizacji :

- wartości skuteczne napięć sieci i generatora muszą być zbliżone do siebie

- częstotliwości napięć sieci i generatora muszą być zbliżone do siebie.

- takie same muszą być kierunki wirowania faz obu napięć

- takie same muszą być fazy początkowe odpowiadających sobie faz.

Kontroli tych parametrów dokonywaliśmy przy pomocy kolumny synchro, w której znajdowały się : dwa częstotliwościomierze (napięcia sieci i napięcia generatora), woltomierz mierzący wartość napięcia sieci i wartość napięcia generatora , woltomierz pokazujący różnicę tych dwóch napięć oraz dwie lampki kontrolne. Po ustaleniu częstotliwości obu napięć, ustala się wartości napięć na tyle dokładnie na ile to jest możliwe i w momencie, kiedy wartość różnicy napięć jest najmniejsza łączy się generator z siecią .

Inną metodą na bezpieczne połączenie generatora z siecią jest metoda samo synchronizacji. Polega ona na zwarciu uzwojenia wzbudzenia maszyny synchronicznej pewną rezystancją dodatkową, i w przypadku generatora rozpędzeniu go do prędkości bliskiej synchronicznej , a następnie odłączeniu rezystancji dodatkowej i podłączeniu uzwojenia wzbudzenia maszyny do wzbudnicy.

Kolejnym punktem był asynchroniczny rozruch silnika synchronicznego.

W przypadku rozruchu asynchronicznego silnika można korzystać z klatki rozruchowej lub z własności litych biegunów i po podłączeniu napięcia zasilania silnik rozpędzi się do prędkości podsynchronicznej. W momencie gdy praca przy tej prędkości jest w miarę stabilna odłączamy rezystancję dodatkową i załączamy na uzwojenie wzbudzenia napięcie stałe, powoduje to że wirnik zostaje złapany przez wirujące pole magnetyczne pochodzące od uzwojeń stojana i zaczyna wirować z prędkością pola. Bardzo istotny wpływ na jakość rozruchu ma wartość rezystancji dodatkowej w uzwojeniu wirnika. Im jest ona większa tym szybszy jest rozruch i tym mniejsze prawdopodobieństwo, że silnik utknie w pewnym punkcie charakterystyki mechanicznej. Zjawisko utykania silnika w trakcie rozruchu nosi nazwę efektu Gorgesa. Jest ono spowodowane niesymetrią w klatce rozruchowej lub nabiegunnikach wykorzystywanych do rozruchu. Prądy wyindukowane w tych elementach dają składowe momentu przeciwne do momentu wytwarzanego przez stojan. Zjawisko to jest korzystne w zakresie prędkości od zera do połowy prędkości synchronicznej, gdyż w tym przypadku momenty zgodny i przeciwny się sumują. Powyżej połowy prędkości synchronicznej moment przeciwny ma znak ujemny przez co zmniejsza moment wypadkowy, co prowadzi do powstania na charakterystyce mechanicznej wgłębienia. Podłączenie większej rezystancji dodatkowej zmniejsza prądy indukowane w wirniku przez wirujące pole magnetyczne i przez to zmniejsza wartość momentu przeciwnego , co w efekcie prowadzi do zmniejszenia wgłębienia w charakterystyce.

Rysunek przedstawiający efekt Gorgesa.

2

5

---