AGH	Laboratorium maszyn elektrycznych
Ćwiczenie S1 - Prądnica synchroniczna, pomiary parametrów i praca samotna
Grupa ćwiczeniowa: C		Grupa na module A: 2		Data wykonania: 19.12.2002r
Imię i Nazwisko:		Data zaliczenia ćwiczenia:	Ocena:	Uwagi:
1. Piotr Bielaska
2. Grzegorz Roman
3. Marcin Raźny
4. Mariusz Hudyga
5. Michał Zemła
6. Paweł Socha

1. Parametry znamionowe badanej prądnicy synchronicznej:

Moc: P_n = 3,2 [kW]

Napięcie: U_n = 400 [V]

Prąd: I_n = 5,8 [A]

Częstotliwość: f_n = 50 [Hz]

Liczba par biegunów: p_b = 2

Prędkość: n_n = 1500 [^obr/_min]

2. Charakterystyka biegu jałowego:

Jest to zależność napięcia biegu jałowego od prądu wzbudzenia U₀(I_w) przy znamionowej prędkości obrotowej. Pomiar był przeprowadzony przy napięciu U₀ = 1,2 U_n i częstotliwości f = 50 Hz. Wyniki pomiarów i wykres przedstawiono na wydruku nr 1.

3. Charakterystyka zwarcia:

Przedstawiono wydruku nr 2 jako prąd twornika w funkcji prądu wzbudzenia I(I_w) przy ustalonym zwarciu trójfazowym.

4. Charakterystyki zewnętrzne:

Przedstawia się ją jako zależność napięcia na zaciskach uzwojenia twornika od prądu twornika U(I) przy stałej wartości prądu wzbudzenia i współczynnika mocy oraz znamionowej częstotliwości przebiegów w tworniku.. W laboratorium wykonano pomiary dla dwóch wartości prądu wzbudzenia:

1. I_w = I_w0 ≅ 7 [A]

2. I_w = 0,9 I_w0 ≅ 6,3 [A]

Uzyskane pomiary i wykres przedstawiono na wydrukach 3a i 3b.

5. Charakterystyki przy obciążeniu:

Pomiar polegał na zdjęciu charakterystyki napięcia na zaciskach twornika w funkcji prądu twornika przy stałych wartościach prądu twornika, współczynnika mocy oraz prędkości obrotowej i obciążeniu prądnicy w dwóch wariantach:

1. obciążeniu pojemnościowym cosϕ = 0 poj., C = 40 [^μF/_fazę], prąd wzbudzenia I_w = 1,5 [A]

2. obciążeniu czynno - pojemnościowym cosϕ ≠ 0 poj., prąd wzbudzenia I_w = I_w0

Tabele pomiarowe i charakterystyki przedstawiono na wydrukach 4a i 4b.

6. Charakterystyka regulacji:

Ta charakterystyka przedstawia zależność prądu wzbudzenia od prądu twornika I_w(I) przy zachowaniu stałych wartości napięcia twornika U = 300 [V], współczynnika mocy cosϕ = 1 i znamionowej częstotliwości twornika. Wynik działań laboratoryjnych przedstawiono na wydruku nr 5.

7. Wyznaczenie na podstawie chrakterystyki biegu jałowego i zwarcia reaktancji podłużnej nienasyconej i nasyconej.

Reaktancja X_d wiąże ze sobą siłę elektromotoryczną indukowaną w stanie biegu jałowego i prąd przy zwarciu symetrycznym dla tej samej wartości prądu wzbudzenia:

Po wyznaczeniu wartości E z przedłużenia charakterystyki biegu jałowego i odpowiadającemu mu prądowi zwarcia z charakterystyki zwarcia dla znamionowego prądu wzbudzenia otrzymano reaktancję nienasyconą:

Jeżeli z rzeczywistej charakterystyki biegu jałowego odczyta się wartość napięcia U dla znamionowego prądu wzbudzenia, otrzyma się przybliżoną wartość reaktancji z uwzględnieniem nasycenia:

8. Pomiary do wyznaczenia x_d i x_q metodą małego poślizgu:

Metoda polega na zasileniu uzwojenia twornika napięciem trójfazowym tak dobranym, aby wirnik napędzany z prędkością bliską synchronicznej nie został wciągnięty w synchronizm. Gdy poślizg będzie mniejszy niż 0,5% można pominąć wpływ działania obwodów tłumiących na prąd twornika. Przy założeniu R_s = 0 prąd np. pierwszej fazy:

Dla wartości s bliskiej zeru będzie to sinusoida o częstotliwości kątowej ω₀ modulowana sinusoidą o częstotliwości 2sω₀.

Maksymalna wartość obwiedni amplitudy sinusoidy podstawowej wyniesie:

minimalna wartość obwiedni:

Z pomiarów wykonanych w laboratorium otrzymano przebiegi napięcia i prądu przedstawione na wydruku nr 6. Odczytano wartości:

U_max = 19,5 [V], U_min = 19 [V]

I_max = 0,52 [A], I_min = 0,25 [A]

Z wzorów wyliczono szukane wartości reaktancji nienasyconych:

9. Wnioski:

---