LABORATORIUM MASZYN ELEKTRYCZNYCH

Imię i Nazwisko				Grupa
Data wyk. ćwicz.	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 = 11 kW; U_n = 220 V; I_n = 57,2 A; I_w = 0,714 A; n_n = 2580 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;

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	0,59	226	3	668	0,242	1	672,18	678	5,82

Ps = Δ P_os +I₂²ΣR_ik+2I₂ΔU_p = 668 +(3 )²*0,242+2*3*1 = 672,18 W

P₂ = U₂I₂ = 220 *3 = 678 W

ΔP_m = P₂ - P_s = 678- 672,18 W = 5,82 W

Wyznaczenie charakterystyki biegu jałowego i pomiary strat w żelazie.

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	0	0	0	0	0	3	678	668	668	10
0,4	50	50	50	50	2500	3	678	672,2			5,2
0,5	70	70	70	70	4900	3	678	672,2			5,2
0,7	110	110	110	150	22500	3	678	672,2			5,2
1	140	140	140	200	40000	3	678	672,2			5,2
1,3	180	180	180	250	62500	3	678	672,2			5,2
1,8	215	215	215	300	90000	3	678	672,2			5,2
2	240	240	240	350	122500	3	678	672,2			5,2
2,6	280	280	280	400	160000	3,2	723	672,5			50,5
3,6	310	310	310	450	202500	3,2	723	672,5			50,5
5,4	340	340	340	500	250000	3,4	768	672,8			95,2
5,4	340	340	340	500	250000	3,4	768	672,9			95,2
3,5	310	310	310	450	202500	3,2	723	672,5			50,5
2,5	280	280	280	400	160000	3,2	723	672,5			50,5
1,9	240	240	240	350	122500	3,2	723	672,5			50,5
1,5	210	210	210	300	90000	3	678	672,2			5,2
1,2	180	180	180	250	62500	3	678	672,2			5,2
0,9	140	140	140	200	40000	3	678	672,2			5,2
0,6	110	110	110	150	22500	3	678	672,2			5,2
0,4	70	70	70	100	10000	3	678	672,2			5,2
0,3	50	50	50	50	2500	3	678	672,2			5,2
0	0	0	0	0	0	3	678	672,2			5,2
Ps = U2I2 = 226*3 = 678 W ΔPs=ΔPos+I2^2ΣRik+2I2ΔUp=668+(3)^2*0,242+2*3*1=672,18 W ΔPo = Ps - ΔPs = 5,2 W

3. PRÓBA ZWARCIA POMIARIWEGO

U2	Iw	Iż	I2	Ps	ΔPos	ΔPs	ΔPp	ΔPobc	ΔPu
V	A	A	A	W	W	W	W	W	W
226	0,6	2	3	678	668	672,2	5,8	1	16,68
226	0,9	3	3	678			672,2	5,8	1	37,53
226	1,1	3,5	3,2	723,2			672,5	50,7	45	51,08
226	1,2	4	3,2	723,2			672,5	50,7	45	66,72
226	1,4	4,5	3,4	768,4			672,8	95,6	89,8	85,35
226	1,6	5	3,4	768,4			672,8	95,6	89,8	105,25
226	1,8	5,5	3,4	768,4			672,8	95,6	89,8	127,1
226	1,9	6	3,6	813,6			673,1	140,5	134,7	151,2
226	2,1	6,5	3,8	858,8			673,5	185,3	179,5	180
226	2,2	7	3,8	858,8			673,5	185,3	179,5	208,5
226	2,4	7,5	4	904			673,8	230,2	224,4	239,1

ΔP_m = 19,74 [W]

P_s = U₂I₂ = 226*3= 678 W

P_s = P_os + _^R_th +2I₂U_p = 668+3²*0,242+2*3*1=672,2 W P_p = P_s - P_s = 678- 672= 5,8 W

P_obc = P_p - P_m = 230,2-19,74=217,46 W

P_u = 3*(I_z²R_1f + U_pI_z) = 3*[7,5²*1,39+ 0,2*7,5] =239 W

4. WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK OBCIĄĘNIA

-obciążenie indukcyjne:

Iw	I4	I5	I6	I	U1=U2	P1	P2	P	cosϕ
A	A	A	A	A	V	W	W	W	-
0,6	7,2	7,2	7,2	7,2	450	1840	1580	260	0,047
0,5	7,2	7,2	7,2	7,2	440	1800	1480	320	0,059
0,4	7,2	7,2	7,2	7,2	440	1800	1480	320	0,059
0,3	7,2	7,2	7,2	7,2	430	1720	1320	400	0,076
0,2	7,2	7,2	7,2	7,2	420	1780	1320	460	0,089
0,1	7,2	7,2	7,2	7,2	420	1780	1200	580	0,11
0	7,2	7,2	7,2	7,2	410	1720	1200	520	0,1

-obciążenie pojemnościowe:

Iw	I4	I5	I6	I	U1=U2	P1	P2	P	cosϕ
A	A	A	A	A	V	W	W	W	-
2,5	7	7	7	7	50	1400	1200	200	0,33
3	7	7	7	7	170	1280	1080	200	0,097
3,5	7	7	7	7	240	1160	960	200	0,068
4	7	7	7	7	290	1000	760	240	0,082
4,5	7	7	7	7	310	720	480	240	0,064
5	7	7	7	7	350	360	200	160	0,037

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.

E1 E2

M

V₂

A₂

A₁

R_r

R₁

D1 D2

1B1

1B2

A1

A2

2B1

2B2

G

3~

+

= 220V

-

~ 220V

Atr

F2

F1

U

V

W

U

V

W

V₁

P.W.

---