Przedmiot : Obwodowe modelowanie układów elektromagnetycznych
Temat: Badanie silnika synchronicznego Data wykonania: 29.04.2013
 praca prÄ…dnicowa
Wykonał: Michał Pabisek , Marek Lichoo Ocena:
1. Wzbudzenie na biegu jałowym
Bieg jałowy maszyny synchronicznej to taki stan, w którym uzwojenie stojana
(twornika) jest rozwarte (Rs=1001 &!), a uzwojenie wirnika jest zasilane
prÄ…dem wzbudzenia If.
Parametry niezmienne: Parametry:
1-mid =0.9714 Rs+Rd =1001©
1-mif =0.9967
R =0.44 ©
f
1-miD=0.9995
RD=0.48©
1-sigqQ=0.933
RQ=0.62©
Liczba par biegunów -1
Ld=0.22 mH
Stała D-0.001
Lq=0.115 mH
J =5 kg/m2
U =2.8 V
f
Napięcie zasilające-326.6 V
Początkowa prędkość kątowa-314.159 rad /s
By prąd wzbudzenia nie narastał skokowo należy zwiększyd rezystancję klatki (RBy prąd
wzbudzenia nie narastał skokowo (jest to spowodowane obecnością klatki ) należy zwiększyd
rezystancjÄ™ klatki (RD*100 i RQ*100) to otrzymujemy wykres prÄ…du wzbudzenia zaczynajÄ…cy
siÄ™ od zera.
Czas symulacji: 3 s
Wykresy:
Maszyna wzbudza się w czasie ok 2.5s, wynika to z dużej stałej czasowej Tf = 0.5s.
2. Synchronizacja dokładna
Kontynuujemy poprzedniÄ… symulacjÄ™ (wstawiamy warunki koocowe jako poczÄ…tkowe),
Rs = 1 &! i , Czas symulacji: 0.25 s
Synchronizacja prÄ…dnicy synchronicznej z sieciÄ…
Warunki synchronizacji dokładnej (według kolejności ważności przestrzegania), przy której
wektory napięć sieci i prądnicy pokrywają się i podczas łączenia nie popłyną w układzie
sieć - prądnica synchroniczna prądy wyrównawcze:
- ta sama kolejność faz sieci i prądnicy,
- f sieci ð=ð ðf syn - ta sama czÄ™stotliwość napięć sieci i prÄ…dnicy,
- U sieci =ðU syn - te same wartoÅ›ci skuteczne odpowiadajÄ…cych sobie napięć sieci i prÄ…dnicy
Podczas podłączania do sieci generatora pojawiają się duże prądy łączeniowe, wynikające z
niezgodności faz generator  sied, co ilustruje poniższy wzór:
n n
Należy znalez
d taki kąt dla którego prąd łączeniowy będzie najmniejszy.
Najmniejszy prÄ…d Å‚Ä…czeniowy udaÅ‚o siÄ™ uzyskad dla fazy poczÄ…tkowej 60°, ale i tak wynik nie
jest zadowalajÄ…cy.
3. Zwarcie udarowe
Zwarcie udarowe wykonujemy na maszynie wzbudzonej do napięcia znamionowego, oraz
rozpędzonej do prędkości synchronicznej.
Ustawiamy parametry z pierwszej symulacji i . Symulacje
wykonujemy dla dwóch momentów bezwładnośc : 5 kg/m2 0.05 kg m2
Czas symulacji 0.25s.
·ð Dla J= 5 kg m2
·ð Dla J=0.05 kg/m2
Podczas zwarcia udarowego pojawiają się duże skoki prądu stojana i wzbudzenia oraz
momentu elektromagnetycznego. Przy większym momencie bezwładności prędkośd
nieznacznie spada (ok. 312 rad/s), zaś przy mniejszym momencie bezwładności pojawia się
znaczny spadek prędkości (245 rad/s). W prądzie stojana można zaobserwowad trzy
składowe prądu: ustaloną, przejściową (w obwodzie wzbudzenia), oraz podprzejściową
(zamykajÄ…cÄ… siÄ™ przez klatkÄ™). PrÄ…d zanika po ok. 5 okresach.
4. Odbudowa napięcia
Ustawiamy parametry: i Wartości początkowe z poprzedniej symulacji
(dla J=5 kg m2).
Czas symulacji 3s.
Po przerwaniu zwarcia układ zachowuje się jak podczas wzbudzenia
5. Samosynchronizacja
Parametry:
Czas symulacji 0.5s.
Samosynchronizacją nazywamy włączenie niewzbudzonego wirującego z
prędkością synchroniczną generatora do sieci, który po włączeniu wzbudzenia
zostaje wciągnięty do pracy synchronicznej
Teraz udar prądowy tłumi się już po dwóch okresach. Jest to spowodowane rezystancją
dodatkowÄ… w obwodzie wzbudzenia.
6. Forsowanie wzbudzenia
Jako warunki początkowe ustawiamy warunki końcowe z poprzedniej symulacji.
, Czas symulacji 1s.
\
Forsowanie wzbudzenia polega to na dołączeniu napięcia wzbudzenia, oraz odłączeniu
rezystancji dodatkowej. Silnik osiąga prędkość synchroniczną, prądy w klatce są zbliżone do
zera.
.