1. Wyznacz impedancję zwarcia transformatora trójfazowego mocy SN=55 kVA,

napięciach znamionowych UGN/UDN =3000/400V, i napięciu zwarcia uz=4%.

Stan zarcia – U2=0, strona wtórna jest zwarta.

Napięcie zwarcia mniejsze od napięcia znamionowego.

2. Przedstaw schemat zastępczy maszyny indukcyjnej i opisz parametry tego schematu.

jX ₁ – reaktancja rozproszenia stojana

jX₂’ – rezystancja rozproszenia wirnika

jX_g – reaktancja strumienia głównego

R₁ – oporność stojana (czynna)

R₂’ – oporność wirnika (czynna)

R_Fe – straty w rdzeniu

R_z’(1-s)/s – moc uzyteczna

Fe− Straty w rdzeniu stojana

P₁− Straty mocy w uzwojeniu stojana

P₂ −  Straty mocy w uzwojeniu wirnika

P_{pola wirującego}=P₁-P₁-Fe

P_mech=P_mech + P_{mech użyt}

3. Narysuj charakterystykę T=f(n) dla dwóch napięć zasilających różniących się wartościami skutecznymi i częstotliwością, przy czym U1/f1=U2/f2.

4. Przedstaw zależność momentu od prędkości obrotowej dla silnika jednofazowego z kondensatorem rozruchowym.

5. Narysować wykres fazorowy prądnicy synchronicznej cylindrycznej nienasyconej obciążonej tylko mocą czynną. Rozpatrzyć przypadek X_sw=0,5.

 

6. Narysować charakterystyki: (b) zewnętrzne, (c) regulacyjne prądnicy synchronicznej cylindrycznej dla równych wartości współczynnika mocy obciążenia.

Charakterystyką zewnętrzną prądnicy nazywa się zależność U = f(I) dla I, = const i cos = const oraz n = const. Charakterystyka ta określa więc zmiany napięcia na zaciskach uzwojenia twornika w zależności od zmian wartości prądu obciążenia.

Zależność I = f(I) przy U = const, n = const, cos = const nazywa się charak­terystyką regulacyjną. Charakterystyka ta pokazuje, jak należy regulować prąd wzbudzenia, aby przy zmianie obciążenia i stałych parametrach n, cos utrzymać stałe napięcie na zaciskach prądnicy.

7. Jak moment reluktancyjny, a jak synchroniczny zależą od napięcia uzwojenia twornika i kata obciążenia wewnętrznego?

Reluktancyjny

Synchroniczny

8. Do czego służy uzwojenie klatkowe zamontowane na wirniku maszyny synchoronicznej?

Jednym ze sposobów uruchomienia silnika synchronicznego jest skorzystanie z rozwiązania stosowanego dla silników asynchronicznych. W nabiegunnikach wirnika umieszcza się klatkę rozruchową najczęściej utworzoną z miedzianych prętów, podobną do klatki z w wirniku silnika asynchronicznego klatkowego. Silnik synchroniczny startując tak jak silnik asynchroniczny, osiąga prędkość zbliżoną do prędkości synchronicznej. Jeżeli po osiągnięciu takiej prędkości zasili się obwód wzbudzenia prądem stałym pozwoli to wirnikowi wejść w synchronizm i dalej poruszać się z prędkością synchroniczną.

9. Silnik obcowzbudny ma na biegu jałowym prędkość n₀=1600 obr/min, a przy obciążeniu znamionowym – prędkość n_N=1520 obr/min. Jaka będzie prędkość znamionowo obciążonego silnika jeżeli napięcie zasilające twornik spadnie do 0.75 napięcia znamionowego?

Dla U=U_N:

n₀=1600 obr/min

n_N=1520 obr/min

Dla U=0.75U_N:

n₀^’=0.75n₀=1200 obr/min

n_N^’=n₀^’-(n₀-n_N)=1120 obr/min

Odp: Prędkość wyniesie 1120 obrotów na minutę.

10. Narysować (na wspólnym wykresie) charakterystyki mechaniczne silnika obcowzbudnego dla dwóch wartości strumienia (a) φ=φ_N oraz (b) φ=2/3φ_N (przy tym samym w obu przypadkach napięciu twornika U=U_N). Zachować odpowiednie proporcje.

11. Jak zmieni się wartość prądu pobieranego przez znamionowo zasilany silnik szeregowy, jeżeli moment obciążenia zmniejszymy trzykrotnie.

T = cϕI_t

I_N$= \frac{T}{\text{cϕ}}$

I’$= \frac{T}{3c\phi}$

Odp. Prąd zmaleje trzy krotnie.

12. Przedstaw przebieg prędkości obrotowej oraz prądu twornika podczas rozruchu nieobciążonego silnika obcowzbudnego prądu stałego, to znaczy zilustruj stan nieustalony występujący po załączeniu napięcia twornika U=const (po uprzednim ustaleniu się strumienia wzbudzenia).