moje synch, Szkoła, Politechnika 1- 5 sem, SEM IV, Maszyny Elektryczne. Laboratorium, 08.Badanie 3-fazowej prądnicy synchronicznej


POLITECHNIKA POZNAŃSKA

INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ

Zakład Maszyn Elektrycznych

Laboratorium Maszyn Elektrycznych

Ćwiczenie nr 2

Temat : Badanie maszyny synchronicznej podczas pracy samotnej (autonomicznej)

Rok akad.: 2006/2007

Jakub

Wróblewski

Data

Wydział : Elektryczny

Wykonania ćwiczenia

Oddania sprawozdania

Rodzaj stud. : dzienne

12.03.2007

19.03.2007

Specjalność : EL-EN

Ocena :

Nr grupy : 4

Uwagi : Ćwiczenie odrabiane z dnia 19.02.2007

1. Wstęp

Prądnica synchroniczna trójfazowa składa się z wirnika i stojana. Na obwodzie stojana rozłożone są trzy uzwojenia w taki sposób, że osie geometryczne uzwojeń tworzą między sobą kąty 120°. Wirnik wykonany jest w postaci magnesu lub elektromagnesu wzbudzającego zasilanego prądem stałym. Pole magnetyczne wytworzone przez uzwojenie wirnika zamyka się przez żelazo wirnika, szczeliny powietrzne i żelazo stojana.

Charakterystyka magnesowania jest zależnością siły elektromotorycznej od prądu wzbudzenia. Aby ją wyznaczyć, należy doprowadzić maszynę synchroniczną do znamionowej prędkości obrotowej i odczytać napięcie na zaciskach nieobciążonego twornika przy stałych obrotach i prądzie wzbudzenia nastawianym od zera do takiej wartości przy której U0=1,3UN. Jeżeli maszyna posiada magnetyzm szczątkowy to charakterystyka nie zaczyna się od zera tylko od malej wartości SEM pk (0,ESZCZ).

Charakterystyka ustalonego zwarcia symetrycznego jest to zależność prądu twornika od prądu wzbudzenia, wyznaczona przy zwartych zaciskach twornika i przy prędkości kątowej zbliżonej do znamionowej. W celu jej wyznaczenia należy zewrzeć przez amperomierze zaciski twornika i doprowadzić wirnik maszyny do prędkości zbliżonej do znamionowej, a następnie zwiększyć prąd wzbudzenia di wartości przy której prąd twornika osiągnie wartość znamionową. Charakterystyka zwarcia jest zależnością prostoliniową dlatego do jej wykreślenia niezbędne są tylko dwa punkty pomiarowe. Jeżeli maszyna posiada magnetyzm szczątkowy to charakterystyka nie przechodzi przez początek układu.

Charakterystyka zewnętrzna to zależność napięcia na zaciskach twornika od prądu obciążenia przy znamionowym prądzie wzbudzenia, znamionowej prędkości kątowej i znamionowym współczynniku mocy. Charakterystykę tę zdejmuje się dla różnych typów obciążenia ze względu na różny charakter oddziaływania twornika.

Charakterystyką obciążenia nazywa się zależność napięcia na zaciskach twornika od prądu wzbudzenia przy znamionowej prędkości katowej, stałej wartości prądu twornika i stałej wartości współczynnika mocy.

Stosunek zwarcia można wyznaczyć przy wykorzystaniu charakterystyk zwarcia i magnesowania maszyny synchronicznej.

0x08 graphic
0x01 graphic

gdzie: If0 to prąd wzbudzenia dla którego na biegu jałowym mamy napięcie znamionowe (UN), Ifz to prąd wzbudzenia dla którego przy zwarciu mamy prąd znamionowy (IN) a Iz0 oznacza prąd zwarcia dla If = If0

1.1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zbadanie prądnicy synchronicznej pracującej autonomicznie. W podstawowym zakresie badań znajduje się wyznaczenie charakterystyki magnesowania, zwarcia, zewnętrznej oraz obciążenia, wyznaczenie reaktancji podłużnej i rozproszenia oraz stosunku zwarcia.

2. Pomiary

2.1. Układ pomiarowy oraz parametry znamionowe maszyn

0x01 graphic

Parametry znamionowe:

Prądnica synchroniczna:

Moc znamionowa PN = 5 [kW];

Prędkość obrotowa 1800obr/min;

Prąd znamionowy IN=25A;

Napięcie UN= 38/115V;

f=60 Hz;

cosϕ=1;

Silnik napędowy:

Moc znamionowa PN = 6,5 [kW];

IN=56,5 A;

N=1500 obr/min;

Uwzb=115 V;

Iwzb=2,4 A;

Należy wspomnieć że prądnica była projektowana na potrzeby Ameryki gdzie częstotliwość wynosi 60Hz. U nas, przy częstotliwości 50Hz znamionowa prędkość obrotowa to 1500obr/min.

2.2. Wyznaczanie charakterystyki magnesowania

Charakterystykę magnesowania (biegu jałowego) zdjęliśmy przy stałej prędkości obrotowej. Zmienialiśmy napięcie od wartości równej zero do 1,3UN czyli 150V (0x01 graphic
) i odczytywaliśmy prąd wzbudzenia. Pomiary wykonaliśmy tylko dla rosnących wartości napięcia ze względu na brak czasu

2.2.1. Tabela pomiarowa

L.p.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

n=nS=

Const

If [A]

0

0,2

0,4

0,55

0,7

0,95

1,1

1,25

1,55

U [V]

0

20

40

60

80

100

120

135

150

2.2.2. Charakterystyka magnesowania U0=f(If)

0x01 graphic

2.3. Wyznaczenie charakterystyki ustalonego zwarcia symetrycznego IZW=f(If)

Charakterystyka ta jest liniowa zatem do jej wyznaczenia wystarczą dwa punkty pomiarowe, jeden to (0,0) a drugi przy maksymalnym prądzie zwarciowym czyli IZW=25A. My wyznaczyliśmy dodatkowo trzeci punkt w środku charakterystyki.

2.3.1. Tabela pomiarowa

L.p.

1

2

3

n=nS=

const

If [A]

0

0,55

0,95

IZW [A]

0

15

25

2.3.2. Charakterystyka zwarcia

0x01 graphic

2.3.3. Stosunek zwarcia

Charakterystyki magnesowania i zwarcia nałożone na siebie wyglądają następująco:

0x01 graphic

Parametry odczytane z wykresu:

0x01 graphic

Zatem stosunek zwarcia wynosi:

0x01 graphic

Stosunek zwarcia wyliczyłem dwoma wzorami, widać małą rozbieżność wyników która spowodowana jest niedokładnościami charakterystyk oraz odczytu parametrów z tych charakterystyk.

2.4. Zależność prądu zwarcia od prędkości obrotowej IZW=f(n)

Pomiary wykonaliśmy przy stałym prądzie wzbudzenia. Zmienialiśmy prąd zwarcia w zakresie 0A - 25A i odczytywaliśmy prędkość obrotową.

2.4.1. Tabela pomiarowa

L.p.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

If=

const

n[obr/min]

1500

1313

740

400

230

200

175

65

28

IZW [A]

25

25

24

23

22

21

20

12

6

2.4.2. Charakterystyka IZW=f(n)

0x01 graphic

2.4. Wyznaczenie charakterystyk zewnętrznych U=f(I)

Charakterystyki zewnętrzne zdjęliśmy dla trzech rodzajów obciążeń: R, L, C przy stałym prądzie wzbudzenia i stałej prędkości obrotowej.

2.4.1. Tabela pomiarowa

R

If=const

n=const

L.p.

1

2

3

4

5

6

7

I [A]

2

4,8

6,7

8,1

12

15

19

U [V]

115

118

115

111

108

102

86

L

I [A]

2

2,5

3,4

5

11

14,5

19

U [V]

100

90

88

80

60

40

26

C

I [A]

5

8

10,5

13,5

16

U [V]

115

126

132

142

150

2.4.2. Charakterystyki zewnętrzne

0x08 graphic

3

1

2

1 - R

2 - L

3 - C

2.5. Wyznaczenie charakterystyki obciążeniowej U=f(If)

Charakterystykę tę zdjęliśmy dla obciążenia czystoindukcyjnego przy stałym prądzie znamionowym oraz stałych obrotach i cosφind­ = 0.

2.5.1. Tabela pomiarowa

L.p.

1

2

3

4

5

6

IN=const

n=const

U [V]

32

40

58

74

102

132

If [A]

1,25

1,35

1,5

1,65

1,95

2,5

2.5.2. Charakterystyka obciążeniowa

0x01 graphic

2.5.3. Wyznaczenie reaktancji podłużnej i reaktancji rozproszenia twornika

Do wyznaczenia reaktancji twornika można posłużyć się charakterystyką magnesowania i charakterystyką obciążenia. W tym celu tworzy się trójkąt zwarcia zwany trójkątem Potiera. Poniżej widać charakterystyki magnesowania i obciążenia dla naszego przypadku wraz z wyznaczonym trójkątem zwarcia.

0x08 graphic
0x08 graphic

C'

UN

A' D' B'

C

A D B

Odczytane z wykresu: DB = 0,69

Odcinek DB (D'B') odpowiada za reaktancję twornika, zatem Xtr=0,69Ω

Reaktancję rozproszenia Xd wyznaczamy z charakterystyki magnesowania i zwarcia, jest ona określona stosunkiem:

0x01 graphic

Ostatecznie, reaktancja rozproszenia jest sumą reaktancji twornika i reaktancji podłużnej:

0x01 graphic

Stąd reaktancja podłużna wynosi Xtd=3,11Ω

3. Wnioski

Z charakterystyki magnesowania wynika, że prądnica nie posiada magnetyzmu szczątkowego gdyż wykres przebiega przez początek układu. Charakterystyka ta jest prostoliniowa aż do prądu ok. 1,1A i napięcia znamionowego 115V potem następuje jej załamanie. Charakterystyka zwarcia zgodnie z oczekiwaniami okazała się charakterystyką prostoliniową.

0x08 graphic
Z wykresu prądu zwarcia w funkcji obrotów IZW=f(n) wynika że prąd zwarcia praktycznie nie zależy od prędkości obrotowej (częstotliwości). Wynika to stąd, że prąd zwarcia, jako iloraz SEM i impedancji obwodu zwarcia, jest praktycznie stały w zakresie częstotliwości, w którym rezystancja jest pomijalna w stosunku do reaktancji:

Wyznaczony z charakterystyki magnesowania i zwarcia stosunek zwarcia obarczony jest błędem ze względu na niedokładność odczytu parametrów z wykresu. Same wykresy również nie są idealne.

Analizując charakterystyki zewnętrzne wynika, że przy obciążeniu pojemnościowym napięcie wzrasta wraz ze wzrostem prądu. Przy obciążeniu rezystancyjnym i indukcyjnym napięcie maleje, przy czym przy odbiorze indukcyjnym maleje szybciej niż przy rezystancyjnym.

Wyznaczone reaktancje na podstawie wykresów obarczone są błędem wynikającym z niedokładności odczytu parametrów z wykresu.

8



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
moje synchro wisni, Szkoła, Politechnika 1- 5 sem, SEM IV, Maszyny Elektryczne. Laboratorium, 08.Bad
Badanie maszyny synchronicznej e, Szkoła, Politechnika 1- 5 sem, SEM IV, Maszyny Elektryczne. Labora
Badanie maszyny synchronicznej b, Szkoła, Politechnika 1- 5 sem, SEM IV, Maszyny Elektryczne. Labora
11 Silnik indukcyjny pierścieniowy SUHf, Szkoła, Politechnika 1- 5 sem, SEM IV, Maszyny Elektryczne.
3-fazowego silnika indukcyjnego pierścieniowego, Szkoła, Politechnika 1- 5 sem, SEM IV, Maszyny Elek
11 Silnik indukcyjny pierścieniowy SUHf, Szkoła, Politechnika 1- 5 sem, SEM IV, Maszyny Elektryczne.
Badanie 3-fazowego silnika klatkowego, Polibuda, IV semestr, SEM IV, Maszyny Elektryczne. Laboratori
Badanie silnika indukcyjnego - l, Polibuda, IV semestr, SEM IV, Maszyny Elektryczne. Laboratorium, 0
Badanie przebiegu czasowego e, Szkoła, Politechnika 1- 5 sem, SEM IV, Maszyny Elektryczne. Laborator
Badanie transformatora trójfazowego - z, Szkoła, Politechnika 1- 5 sem, SEM IV, Maszyny Elektryczne.
Badanie transformatora trójfazowego - i, Szkoła, Politechnika 1- 5 sem, SEM IV, Maszyny Elektryczne.
Badanie przebiegu czasowego a, Szkoła, Politechnika 1- 5 sem, SEM IV, Maszyny Elektryczne. Laborator
Badanie przebiegu czasowego b, Szkoła, Politechnika 1- 5 sem, SEM IV, Maszyny Elektryczne. Laborator
Badanie przebiegu czasowego d, Szkoła, Politechnika 1- 5 sem, SEM IV, Maszyny Elektryczne. Laborator
Maciek, Szkoła, Politechnika 1- 5 sem, SEM IV, Maszyny Elektryczne. Laboratorium, 04.Badanie prądu s
Badanie transformatora trójfazowego - a, Szkoła, Politechnika 1- 5 sem, SEM IV, Maszyny Elektryczne.
silnik obcowzbudnym, Szkoła, Politechnika 1- 5 sem, SEM IV, Maszyny Elektryczne. Laboratorium, 09.Ba

więcej podobnych podstron