POLITECHNIKA BIAA
OSTOCKA
WYDZIAA
ELEKTRYCZNY
KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I NAP
DÓW
ELEKTRYCZNYCH
Instrukcje do zajęć laboratoryjnych dla studentów
WYDZIAA
U ELEKTRYCZNEGO
studiów dziennych i zaocznych
z przedmiotu:
MASZYNY ELEKTRYCZNE
Kod przedmiotu: ES1A400 030
ĆWICZENIE 6ME
BADANIE MASZYNY SYNCHRONICZNEJ
Opracował
dr inż. Adam Sołbut
BIAA
YSTOK 2009-02-15
Instrukcja jest własnością Katedry Energoelektroniki i Napędów Elektrycznych.
Do użytku wewnętrznego katedry.
Powielanie i rozpowszechnianie zabronione
Opracowanie graficzne: inż. Aleksandra Matulewicz
2
Ogólne zasady bezpieczeństwa
qð Przed przystÄ…pieniem do zajęć należy zapoznać siÄ™ z instrukcjÄ…
dydaktycznÄ… do stanowiska laboratoryjnego.
qð Dokonać oglÄ™dzin urzÄ…dzeÅ„ i przyrzÄ…dów używanych w ćwiczeniu, a o
zauważonych nieprawidłowościach bezzwłocznie powiadomić
prowadzÄ…cego.
qð Zabrania siÄ™ samodzielnego zaÅ‚Ä…czania stanowiska bez zgody
prowadzÄ…cego.
qð Zmian nastaw parametrów lub konfiguracji, możliwych przy użyciu
dostępnych manipulatorów (potencjometrów, przełączników), należy
dokonywać po przeanalizowaniu skutków takich działań.
qð Zmian konfiguracji obwodów elektrycznych, możliwych jedynie poprzez
zmiany połączeń przewodów, należy dokonywać za zgodą prowadzącego po
uprzednim wyłączeniu zasilania stanowiska.
qð Po zaÅ‚Ä…czeniu stanowiska wykonywanie przeÅ‚Ä…czeÅ„ (np. wymiana
przyrządu) w układzie znajdującym się pod napięciem jest
niedozwolone.
qð W w/w stanowisku dostÄ™pne sÄ… części czynne obwodu elektrycznego o
napięciu przekraczającym napięcie bezpieczne, dlatego przed uruchomieniem
należy zachować odpowiednie oddalenie od tych części czynnych w celu
uniknięcia porażenia prądem elektrycznym.
qð Stosowanie sposobów sterowania, ustawieÅ„ lub procedur innych niż opisane
w instrukcji może spowodować nieprzewidziane zachowanie obiektu
sterowanego a nawet uszkodzenie stanowiska.
qð Nie należy podÅ‚Ä…czać urzÄ…dzeÅ„ nie przeznaczonych do współpracy z tym
stanowiskiem laboratoryjnym.
qð Przekroczenie dopuszczalnych parametrów prÄ…dów, napięć sygnałów
sterujących może doprowadzić do przegrzania się niektórych podzespołów,
pożaru lub porażenia prądem.
qð W przypadku pojawienia siÄ™ symptomów nieprawidÅ‚owego dziaÅ‚ania (np.
swąd spalenizny) natychmiast należy wyłączyć stanowisko i odłączyć
przewód zasilający.
qð Demontaż osÅ‚on stanowiska oraz wszelkie naprawy i czynnoÅ›ci serwisowe,
oprócz opisanych w instrukcji, powinny być wykonywane przez
wykwalifikowany personel po wyłączeniu stanowiska.
qð Należy stosować tylko bezpieczniki o parametrach nominalnych podanych w
instrukcji lub na obudowie urzÄ…dzenia.
qð UrzÄ…dzenie powinno być czyszczone przy użyciu suchej i miÄ™kkiej szmatki.
Nie należy stosować do tych celów rozpuszczalników.
qð Podczas korzystania z aparatury laboratoryjnej (oscyloskopy, generatory,
zasilacze itp.) należy przestrzegać ogólnych zasad bezpieczeństwa tj.:
- Do zasilania przyrządu należy stosować tylko kable zalecane do danego
wyrobu.
3
- Nie należy podłączać lub odłączać sond i przewodów pomiarowych, gdy
są one dołączone do z
ródła napięcia.
- Przyrząd powinien być połączony z uziemieniem przez przewód
ochronny w kablu zasilającym. Aby uniknąć porażenia przewód ten
powinien być podłączony do przewodu ochronnego sieci.
- Przewód uziemiający sondy należy podłączać tylko do uziemienia
ochronnego. Nie należy podłączać go do punktów o wyższym
potencjale.
- Aby uniknąć porażenia prądem podczas używania sondy, należy
trzymać palce nad pierścieniem zabezpieczającym. Nie wolno dotykać
metalowych części grotu, gdy sonda jest podłączona do z
ródła napięcia
- Nie dotykać końcówek przewodów łączeniowych w trakcie
wykonywania pomiarów
4
I. CEL ĆWICZENIA
Celem wykonania badań jest doświadczalne wyznaczenie wybranych
parametrów maszyny synchronicznej
II. WIADOMOÅšCI NIEZB
DNE DO REALIZACJI ĆWICZENIA
- Zasada działania i rodzaje maszyn synchronicznych.
- Metody pomiaru mocy w układach 3-fazowych.
- Parametry schematu zastępczego maszyny.
- Wykres wskazowy maszyny synchronicznej.
- Moment elektromagnetyczny maszyny z wirnikiem cylindrycznym
i biegunami wydatnymi.
- Charakterystyki maszyny i ich definicje.
III. OPIS STANOWISKA
Do budowy laboratoryjnej maszyny synchronicznej wykorzystano
maszynę prądu stałego. Wirnik maszyny przezwojono uzyskując uzwojenie
3 fazowe wyprowadzone na zainstalowane na wale maszyny pierścienie
ślizgowe. Powstała w ten sposób nietypowa maszyna synchroniczna, w której
twornik znajduje się na wirniku a wzbudzenie na stojanie o następujących
parametrach znamionowych:
Pn=3.3kW, Un=380V, In=5A, cos =0.8, nn=1500 obr/min
n
Oznaczenia:
K-L  uzwojenie wzbudzenia U,V,W - twornik
Do regulacji prędkości obrotowej zastosowano silnik napędowy prądu
stałego o następujących parametrach:
Pn=4.4kW, Un=220V, In=20A, nn=1450 obr/min
wzbudzenie obce 220V, nn=1450 obr/min
Oznaczenia:
5
A-H - twornik i bieguny komutacyjne C-D  uzwojenie wzbudzenia
IV. UWAGI DOTYCZ
CE WYKONYWANIA BADAC

Pr - prostownik; AT - autotransformator; RI - regulator indukcyjny;
MS - maszyna synchroniczna, UR  układ zasilania twornika silnika prądu
stałego (SPS)
W
A
W
MS
V V
A
W
RI
A
A
At
Pr
Rys.1. Proponowany układ połączeń do badań maszyny synchronicznej
pracującej na sieć sztywną
Rys.2. Sposób podłączenia urządzenia do pomiaru mocy w układzie Arona
6
 z możliwością przełączania cewki napięciowej pod napięciem
RI
W
A
SPS
MS
UR
A
L1
V
V
L2
V
L3
A
V
Pr
At
Rys.3. Proponowany układ połączeń do próby małego poślizgu
Rys.4. Proponowany układ połączeń do wyznaczenia charakterystyki
biegu jałowego maszyny synchronicznej
7
V. PRZYKA
ADOWY PROGRAM BADAC

a) Wyznaczyć charakterystykę biegu jałowego maszyny
b) Wyznaczyć charakterystyki zwarcia 3-fazowego
c) Wyznaczyć charakterystyki zwarcia 2-fazowego
d) Wyznaczyć stosunek zwarcia.
e) Wyznaczyć reaktancje synchroniczne: podłużną Xd i poprzeczną Xq
metodą małego poślizgu.
f) Przeprowadzić synchronizację maszyny z siecią
g) Wyznaczyć charakterystykę obciążenia
h) Wyznaczyć krzywą V dla zadanej mocy
i) Wyznaczyć charakterystykę regulacyjną dla zadanego cos
j) Wyznaczyć charakterystykę zewnętrzną dla zadanego cos .
VI. ZAKRES WYKONYWANYCH BADAC

Wymienione w p.4 badania laboratoryjne mogą być wykonywane na
wszystkich rodzajach studiów, przy czym jako obowiązkowe należy wykonać
następujące badania w zależności od typu i rodzaju studiów:
a) studia dzienne inżynierskie: w całości
b) studia zaoczne PiUEE: w całości
c) studia zaoczne EE: a), b), d), f), g), h)
8
VII. LITERATURA
1. Latek W.: Badania maszyn elektrycznych w przemyśle. WNT, W-wa 1979.
2. Bula K.: Maszyny Elektryczne II. Laboratorium, Wyd. Politechniki
Rzeszowskiej, Rzeszów 1995
3. Manitius Z.: Laboratorium Maszyn Elektrycznych, Skrypt Politechniki
Gdańskiej nr.609, Gdańsk 1990
4. Bajorek Z.: Teoria Maszyn Elektrycznych. Laboratorium, cz.I, Instrukcje do
ćwiczeń, Wyd. Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1980
9