Politechnika Poznańska Instytut Elektrotechniki Przemysłowej
|
Laboratorium Maszyn Elektrycznych
|
Rok akademicki: 1994/1995 |
Wydział: Elektryczny Kierunek: Elektrotechnika Specjalność: IWN Rok studiów: 3, Semestr: 6 |
Ćwiczenie nr: 3 Temat : Badanie prądnicy synchronicznej - praca autonomiczna. |
|
Wykonujący sprawozdanie: 1. Jacek Fąka
|
Data wykonania ćwiczenia: 13.04.1995 Data oddania sprawozdania: 20.04.1995 |
Zaliczenie: |
CEL ĆWICZENIA
W przeprowadzanym ćwiczeniu przeprowadzone pomiary służą do wyznaczenia kilku następujących charakterystyk i wielkości charakterystycznych dla prądnicy synchronicznej:
- wyznaczenie charakterystyki biegu jałowego i ustalonego zwarcia symetrycznego oraz obliczenie współczynnika zwarcia,
- wyznaczenie charakterystyki zewnętrznej i regulacyjnej prądnicy,
- wyznaczenie reaktancji synchronicznej podłużnej i poprzecznej maszyny jawnobiegunowej,
- wyznaczenie reaktancji indukcyjnej rozproszenia.
DANE ZNAMIONOWE MASZYN
Badana prądnica: UN = 38/115 V IN = 25 A PN = 5 kW cos ϕ = 1 nN = 600/1800 obr/min prędkość synchroniczna n = 1500 obr/min |
Silnik napędowy: UN = 115 V IN = 56,5 A PN = 6,5 kW nN = 1500 obr/min IwN = 2,4 A UwN = 115 V |
TABELE POMIARÓW I OBLICZEŃ
Charakterystyka biegu jałowego
(n = const.=1500 obr/min , f =const.=50 Hz)
Lp. |
I |
U (w górę) |
U (w dół) |
- |
A |
V |
V |
1. |
0,2 |
21 |
22 |
2. |
0,4 |
42 |
44 |
3. |
0,6 |
60 |
64 |
4. |
0,8 |
81 |
82 |
5. |
1,0 |
99 |
100 |
6. |
1,2 |
118 |
120 |
7. |
1,4 |
122 |
134 |
8. |
1,6 |
144 |
146 |
9. |
1,72 |
150 |
- |
Ustalone zwarcie symetryczne
(ω =const.)
IW |
IR |
IS |
IT |
IZ |
A |
A |
A |
A |
A |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,0 |
25 |
25 |
25 |
25 |
Charakterystyka regulacyjna dla obciążenia R
(n=const.=1500 obr/min , U=const.=115 V)
Lp. |
I |
IW |
- |
A |
A |
1. |
0 |
1,16 |
2. |
7 |
1,2 |
3. |
15,5 |
1,36 |
4. |
24,5 |
1,6 |
Charakterystyka regulacyjna dla różnych wartości współczynnika mocy cosϕ obciążenia
( n = const.=1500 obr/min , U= const.= 115 V )
Lp. |
I |
IW |
cos ϕ |
- |
A |
A |
- |
1. |
0 |
1,2 |
|
2. |
5,5 |
1,4 |
|
3. |
11,5 |
1,64 |
obciążenie |
4. |
17 |
1,92 |
indukcyjne |
5. |
21 |
2,08 |
|
6. |
28 |
2,44 |
|
7. |
4,5 |
1,0 |
|
8. |
9 |
0,8 |
obciążenie |
9. |
13 |
0,64 |
pojemnościowe |
10. |
17 |
0,48 |
|
11. |
20,5 |
0,32 |
|
Charakterystyka zewnętrzna dla obciążenia R
( f = const.=50 Hz ,IW = const. =1,16 A)
Lp. |
U |
It |
- |
V |
A |
1. |
115 |
0 |
2. |
110 |
11 |
3. |
100 |
14 |
4. |
90 |
19 |
5. |
76 |
22 |
6. |
66 |
24 |
Charakterystyka zewnętrzna dla różnych wartości współczynnika mocy cosϕ obciążenia
( n = const.=1500 obr/min , IW = const.=1,16 A )
Lp. |
U |
I |
cos ϕ |
- |
V |
A |
- |
1. |
115 |
0 |
|
2. |
97 |
5 |
|
3. |
79 |
10 |
obciążenie |
4. |
58 |
15 |
indukcyjne |
5. |
38 |
20 |
|
6. |
30 |
25 |
|
7. |
127 |
5 |
|
8. |
142 |
10 |
obciążenie |
9. |
155 |
15 |
pojemnościowe |
10. |
168 |
20,5 |
|
11. |
176 |
25 |
|
Charakterystyka obciążenia
( n=const.=1500 obr/min , I =25 A )
Lp. |
IW |
U |
- |
A |
V |
1. |
1,24 |
26 |
2. |
1,32 |
31 |
3. |
1,36 |
36 |
4. |
1,44 |
45 |
5. |
1,6 |
58 |
6. |
1,68 |
67 |
7. |
1,8 |
79 |
8. |
2,2 |
112 |
9. |
2,68 |
137 |
10. |
3,0 |
147 |
Wyznaczenie reaktancji synchronicznych poprzecznych i podłużnych
Z pomiarów otrzymaliśmy:
Ud max = 75 V , Ido min = 16 A ,
Uq min = 10 V , Iqo max = 19 A .
- reaktancja podłużna:
Xd = Xtd + Xtr = 3 Ω,
- reaktancja rozproszenia , wyznaczona z wykresu:
Xtr = 0,22 Ω,
- reaktancja poprzeczna:
Xq = Xtq + Xtr = 0,52 Ω.
UWAGI I WNIOSKI
Charakterystyka biegu jałowego prądnicy synchronicznej ma przebieg taki sam jak charakterystyka magnesowania. Jeżeli maszyna posiada magnetyzm szczątkowy, to wykres nie przechodzi przez zero.
Wyznaczenie znamionowego prądu wzbudzenia - jest to taki prąd, przy którym na zaciskach prądnicy jest znamionowe napięcie przy znamionowym obciążeniu.
Wyznaczenie charakterystyki zwarcia symetrycznego - jest to stosunkowo najmniej groźne zwarcie, jest najniebezpieczniejsze, jeśli wystąpi zwarcie jednofazowe. Charakterystyka ma przebieg prostoliniowy, dlatego wykonujemy pomiary tylko przy prądzie znamionowym. Prąd zwarciowy nie zależy od prędkości obrotowej.
Wyznaczenie charakterystyki regulacji - mówi ona nam, jak należy zmieniać prąd wzbudzenia, aby przy zmianie obciążenia napięcie miało wartość stałą. Ze wzrostem obciążenia przy obciążeniu rezystancyjnym i indukcyjnym prąd wzbudzenia należy zwiększać, natomiast przy obciążeniu pojemnościowym go zmniejszać.
Wyznaczanie charakterystyki obciążenia - jest to zależność napięcia od prądu wzbudzenia. Ze wzrostem prądu wzbudzenia napięcie rośnie. Charakterystyka obciążenia ma kształt zbliżony do charakterystyki biegu jałowego.
Wyznaczenie charakterystyki zewnętrznej - zależność napięcia od prądu obciążenia przy znamionowym prądzie wzbudzenia i współczynniku mocy. Przy obciążeniu rezystancyjnym i indukcyjnym napięcie maleje ze wzrostem obciążenia, przy obciążeniu pojemnościowym zaś wzrasta.
Reaktancję rozproszenia można wyznaczyć z charakterystyk - magnesowania i obciążenia. Reaktancję podłużną i poprzeczną wyznaczyliśmy z pomiarów. Różnią się one ze względu na różną wielkość szczeliny powietrznej w maszynie jawnobiegunowej. Reaktancja podłużna jest większa od poprzecznej.