LABORATORIUM MASZYN ELEKTRYCZNYCH

Imię i Nazwisko Jacek Maliszewski Paweł Pławski Paweł Mazurek Grzegorz Młynek				Grupa ED. 6.1
Data wyk. ćwicz. 24.03.1997 r.	Numer ćwiczenia 6	Temat ćwiczenia:	Badanie prądnicy synchronicznej.		Ocena

Celem ćwiczenia było praktyczne poznanie zasadniczych właściwości prądnicy synchronicznej z biegunami wydatnymi oraz poznanie sposobów synchronizacji i regulacji obciążenia prądnicy przy jej współpracy z siecią.

Schemat połączeń:

Dane znamionowe:

prądnica synchr. - P_n = 4 kW; U_n = 400 V; I_n = 7,2 A; f_n = 50 Hz; n_n = 3000 obr./min.;

silnik prądu stałego - P_n = 15 kW; U_n = 220 V; I_n = 57,2 A; I_w = 0,714 A; n_n = 2850 obr./min.; f_n = 50 Hz;

1. POMIAR REZYSTANCJI UZWOJEŃ PRĄDNICY.

R_fU = 1,38 Ω;

R_fV = 1,395 Ω;

R_fW = 1,39 Ω;

R_IK = 5,72 Ω.

2. PRÓBA BIEGU JAŁOWEGO.

Połączenia uzwojeń prądnicy:

Pomiar strat mechanicznych prądnicy.

Iw	I1	U2	I2	ΔPos	Rts	ΔUp	Ps	P2	ΔPm
[A]	[A]	[V]	[A]	[W]	[Ω]	[V]	[W]	[W]	[W]
0	0,715	226	3,2	717	0,242	1	725,88	729,2	3,32

;

;

Wyznaczenie charakterystyki biegu jałowego i pomiary strat w żelazie.

I₁ = 0,715A; U₂ = 200V.

IW	UUV	UVW	UWU	U0	U0^2	I2	Ps	ΔPs	ΔPos	ΔPo
[A]	[V]	[V]	[V]	[A]	[V^2]	[A]	[W]	[W]	[W]	[W]
0.5	135	135	135	135	18225	3.7	740	727	717	13
1.5	300	300	300	300	90000	4.3	860	730		130
2.5	400	400	400	400	160000	4.95	990	733		257
3.5	450	450	450	450	202500	5.55	1110	735.3		374.7
4	470	470	470	470	220900	5.95	1190	737		453
5	500	500	500	500	250000	6.3	1260	738.3		521.7
4	490	490	490	490
3.5	470	470	470	470
2.5	420	420	420	420
1.5	325	325	325	325
0.5	140	140	140	140

;

;

3. PRÓBA ZWARCIA POMIAROWEGO.

Połączenia uzwojeń prądnicy:

I₁ = 0,715 A; U₂ = 212 V; ΔP_m = 3,4 W.

Iw	I4	I5	I6	Iz	I2	Ps	ΔPos	ΔPs	ΔPp	ΔPobc	ΔPu	ΔPd
[A]	[A]	[A]	[A]	[A]	[A]	[W]	[W]	[W]	[W]	[W]	[W]	[W]
0.2	7.4	7.4	7.4	7.4	6,2	1277,2	717	737,9	539,3	535,9	314,5	221,4
0.17	6.4	6.4	6.4	6.4	5,9	1215,7		737	478,7	475,3	240,6	234,7
0.13	5.2	5.2	5.2	5.2	5,6	1159,3		736,1	423,2	419,8	204,7	215,1
0.09	3.8	3.8	3.8	3.8	5,35	1100		735,2	364,8	361,4	184,2	177,2
0.06	3	3	3	3	5,05	1039,8		734,3	305,5	302,1	152	150,1
0.04	2	2	2	2	4,8	980,5		733,4	247,1	243,7	124,7	119

;

;;

;

;

.

SYNCHRONIZACJA PRĄDNICY Z SIECIĄ I CHARAKTERYSTYKI OBCIĄŻENIA.

Schemat połączeń uzwojeń prądnicy:

a) obciążenie indukcyjne:

IW	I4	I5	I6	U0	U1 = U2	P1	P2	P	cosϕ
[A]	[A]	[A]	[A]	[V]	[V]	[W]	[W]	[W]	-
8	7	7	7	0	450	1950	-1950	0	0
5,3	7	7	7	0	370	1400	-1400	0	0
4,3	7	7	7	0	312	1150	-1150	0	0
3,6	7	7	7	0	250	900	-900	0	0
2,8	7	7	7	0	140	470	-470	0	0
2,6	7	7	7	0	100	300	-300	0	0
2,35	7	7	7	0	0	100	-100	0	0

;

b) obciążenie pojemnościowe:

IW	I4	I5	I6	U0	U1 = U2	P1	P2	P	cosϕ
[A]	[A]	[A]	[A]	[V]	[V]	[W]	[W]	[W]	-
0	7	7	7	0	420	1400	-1400	0	0
0,1	7	7	7	0	430	1500	-1500	0	0
0,2	7	7	7	0	440	1550	-1550	0	0
0,3	7	7	7	0	450	1550	-1550	0	0
0,4	7	7	7	0	460	1550	-1550	0	0

;

c) obciążenie czynne:

IW	I4	I5	I6	U0	U1 = U2	P1	P2	P	cosΦ
[A]	[A]	[A]	[A]	[V]	[V]	[W]	[W]	[W]	-
2.7	7	7	7	0	340	1100	1100	2200	1
2.1	7	7	7	0	220	1100	1100	2200	1

5. UWAGI I WNIOSKI.

Prądnica synchroniczna jest przykładem maszyny prądu przemiennego, w której obroty mają wartość stałą, zależną od częstotliwości f i par biegunów p. Przy uruchamianiu prądnicy silnikem (np. prądu stałego) doprowadza się jej prędkość obrotową do wartości odpowiadającej częstotliwości 50 Hz, a dopiero po uzyskaniu odpowiedniej prędkości obrotowej, doprowadza się napięcie do uzwojenia wzbudzenia. Prądnica może pracować samotnie (dołączone są tylko odbiorniki energii elektrycznej) lub współpracować z siecią (włączona do sieci energetycznej). Prądnica synchroniczna może oddawać moc czynną oraz oddawać lub pobierać moc bierną. Moc czynną oddawaną przez prądnicę reguluje się poprzez zmianę momentu napędowego. Moc bierną zmienia się przez zmianę prądu wzbudzenia maszyny synchronicznej. Przy prze-wzbudzeniu prądnica oddaje moc bierną indukcyjną (pobiera moc bierną pojemnościową), zaś przy niedowzbudzeniu pobiera moc bierną indukcyjną.

Przy biegu jałowym (brak wzbudzenia prądnicy) obliczone straty mechaniczne (straty mocy w silniku napędowym) wynoszą 3,32W, zaś odczytane z wykresu strat jałowych - 3,4W. Nieznaczna różnica może wynikać z błędów przy niewielkim wychyleniu wskazówek mierników.

Przy próbie zwarcia dokonano pomiarów w celu wyznaczenia strat obciążeniowych prądnicy. Zależność tych strat od prądu obciążenia przedstawiona jest w postaci załączonego wykresu. Przedstawiona jest tam również zależność prądu obciążenia od prądu wzbudzenia prądnicy.

W ćwiczeniu dokonano synchronizacji prądnicy z siecią (w układzie „na ciemno”) oraz zbadano charakterystyki obciążenia (dla cosϕ = 0_ind oraz cosϕ = 0_poj), które przedstawione są na załączonym wykresie.

---