Laboratorium Maszyn Elektrycznych |
|||||||
Nazwisko i Imię: Karpiński Marcin Hanaj Daniel Piątek Rafał Wdowczyk Paweł |
Grupa: Edi. 5.1 |
||||||
Data wykonania ćwiczenia 19.10.1999 |
Ćwiczenie nr: 6 |
Temat Zadania: Badanie prądnicy synchronicznej |
|||||
ZALICZENIE |
Ocena |
Data |
Podpis
|
1. Dane znamionowe maszyn.
prądnica synchroniczna silmik prądu stałego
typ GBOD22B nr 202/2 typ PCMB54B nr 568481
Pn = 4 kW Pn = 11 kW
Un = 400 V Un = 220 V
nn = 3000 obr/min nn = 2350 obr/min
In = 7,2 A In = 57,2 A
Rfu = 1,38 If = 0,714 A
Rfv = 1,395
Rfv = 1,39
2. Pomiar strat mechanicznych prądnicy.
2.1 Układ połączeń.
2.2 Tabele pomiarowe.
Wyznaczenie strat mechanicznych prądnicy.
Iw |
I1 |
U2 |
I2 |
ΔPos |
Rik |
ΔUp |
Ps |
P2 |
ΔPm |
[A] |
[A] |
[V] |
[A] |
[W] |
[Ω] |
[V] |
[W] |
[W] |
[W] |
0 |
0,59 |
220 |
3,1 |
655 |
0,25 |
1 |
662,26 |
682,0 |
19,74 |
Ps = Δ Pos +I22ΣRik+2I2ΔUp = 653,5 [W] +(3,1 [A])2*0,24 [Ω]+2*3,1[A]*1[V] = 662,26 [W]
P2 = U2I2 = 220 [V]*3,1[A] = 682 [W]
ΔPm = P2 - Ps = 682 [W]- 662,26[W] = 19,74 [W]
Wyznaczanie charakterystyki biegu jałowego i pomiary strat w żelazie prądnicy.
IW |
UUV |
UVW |
UWU |
U0 |
U02 |
I2 |
Ps |
ΔPs |
ΔPos |
ΔPo |
[A] |
[V] |
[V] |
[V] |
[V] |
[V2] |
[A] |
[W] |
[W] |
[W] |
[W] |
0.5 |
120 |
120 |
120 |
120.0 |
14400 |
3.10 |
682 |
662.60 |
654 |
19.38 |
1.0 |
225 |
225 |
225 |
225.0 |
50625 |
3.15 |
693 |
662.75 |
|
30.22 |
1.5 |
300 |
300 |
300 |
300.0 |
90000 |
3.17 |
697 |
662.85 |
|
34.54 |
2.0 |
360 |
360 |
360 |
360.0 |
129600 |
3.20 |
704 |
662.96 |
|
41.04 |
2.5 |
397 |
395 |
395 |
395.6 |
156499 |
3.25 |
715 |
663.14 |
|
51.86 |
3.0 |
422 |
420 |
420 |
420.6 |
176400 |
3.30 |
726 |
663.32 |
|
62.67 |
3.5 |
450 |
442 |
442 |
444.6 |
197136 |
3.35 |
737 |
663.50 |
|
73.49 |
4.0 |
470 |
465 |
465 |
466.6 |
217156 |
3.40 |
748 |
663.69 |
|
84.31 |
4.5 |
482 |
480 |
480 |
480.6 |
230400 |
3.43 |
754 |
663.86 |
|
90.79 |
5.0 |
495 |
492 |
492 |
493.0 |
243049 |
3.47 |
763 |
663.95 |
|
99.45 |
5.5 |
510 |
507 |
507 |
508.0 |
258064 |
3.50 |
770 |
664.06 |
|
105.93 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.0 |
520 |
515 |
515 |
516.6 |
266256 |
3.53 |
776 |
664.17 |
|
112.43 |
6.5 |
530 |
525 |
525 |
526.6 |
276676 |
3.58 |
787 |
664.36 |
|
123.24 |
7.0 |
537 |
535 |
535 |
535.6 |
286225 |
3.60 |
792 |
664.44 |
|
127.56 |
6.5 |
535 |
530 |
530 |
531.6 |
281961 |
|
|
|
|
|
6.0 |
527 |
522 |
520 |
523.0 |
273529 |
|
|
|
|
|
5.5 |
515 |
510 |
510 |
511.6 |
261121 |
|
|
|
|
|
5.0 |
502 |
497 |
497 |
498.6 |
248004 |
|
|
|
|
|
4.5 |
490 |
487 |
487 |
488.0 |
238144 |
|
|
|
|
|
4.0 |
477 |
475 |
475 |
475.6 |
225625 |
|
|
|
|
|
3.5 |
460 |
455 |
455 |
456.6 |
207936 |
|
|
|
|
|
3.0 |
435 |
430 |
430 |
431.6 |
185761 |
|
|
|
|
|
2.5 |
410 |
407 |
407 |
408.0 |
166464 |
|
|
|
|
|
2.0 |
370 |
367 |
367 |
368.0 |
135424 |
|
|
|
|
|
1.5 |
315 |
312 |
312 |
313.0 |
97969 |
|
|
|
|
|
1.0 |
240 |
237 |
237 |
238.0 |
56644 |
|
|
|
|
|
0.5 |
130 |
130 |
130 |
130 |
16900 |
|
|
|
|
|
Ps = U2I2 = 220 [V]*3.6 [A] = 792 [W] ΔPs=ΔPos+I22ΣRik+2I2ΔUp=654[W]+(3,6[A])2*0,244[Ω]+2*3,6[A]*1[V]=667,44 ΔPo = Ps - ΔPs = 127,56 [W] |
Rys. 1 Charakterystyka biegu jałowego prądnicy synchronicznej Uo = f(Iw)
Rys. 2 Charakterystyka strat jałowych prądnicy synchronicznej.
3. Próba zwarcia pomiarowego.
3.1 Układ połączeń.
3.2 Tabela pomiarowa.
I1 = 0,59 [A]; U2 = 220 [V]; ΔPm = 19,74 [W]
Iw |
I4 |
I5 |
I6 |
Iz |
I2 |
Ps |
ΔPos |
ΔPs |
ΔPp |
ΔPobc |
ΔPu |
ΔPd |
[A] |
[A] |
[A] |
[A] |
[A] |
[A] |
[W] |
[W] |
[W] |
[W] |
[W] |
[W] |
[W] |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
3,2 |
704 |
|
662,81 |
41,19 |
21,45 |
0 |
21,45 |
0,6 |
2,0 |
2,2 |
2,2 |
2,1 |
3,3 |
726 |
|
662,81 |
63,19 |
43,45 |
19,52 |
23,93 |
1,0 |
3,2 |
3,4 |
3,4 |
3,3 |
3,4 |
748 |
|
658,26 |
89,74 |
70,00 |
47,06 |
22,94 |
1,3 |
4,0 |
4,2 |
4,3 |
4,2 |
3,5 |
770 |
|
659,69 |
110,31 |
90,57 |
72,05 |
18,52 |
1,7 |
5,2 |
5,3 |
5,4 |
5,3 |
3,7 |
814 |
|
658,31 |
155,69 |
135,95 |
119,47 |
16,48 |
2,0 |
6,2 |
6,2 |
6,4 |
6,3 |
3,9 |
858 |
654 |
656,04 |
201,96 |
182,22 |
166,34 |
15,88 |
2,3 |
7,0 |
7,0 |
7,1 |
7,0 |
4,1 |
902 |
|
655,79 |
246,21 |
226,47 |
209,01 |
17,45 |
2,6 |
8,0 |
8,0 |
8,2 |
8,1 |
4,4 |
968 |
|
653,33 |
314,67 |
294,93 |
274,23 |
20,70 |
2,8 |
8,6 |
8,6 |
8,7 |
8,6 |
4,6 |
1012 |
|
644,63 |
367,37 |
347,63 |
313,75 |
33,88 |
2,6 |
8,0 |
8,0 |
8,2 |
8,1 |
4,4 |
968 |
|
643,83 |
324,17 |
304,43 |
274,23 |
30,20 |
2,2 |
6,8 |
6,8 |
7,0 |
6,9 |
4,0 |
880 |
|
631,29 |
248,71 |
228,97 |
199,33 |
29,64 |
1,8 |
5,6 |
5,7 |
5,9 |
5,7 |
3,7 |
814 |
|
626,81 |
187,19 |
167,45 |
139,53 |
27,92 |
1,3 |
4,1 |
4,3 |
4,4 |
4,2 |
3,4 |
748 |
|
629,09 |
118,90 |
99,16 |
77,93 |
21,24 |
0,9 |
3,2 |
3,3 |
3,4 |
3,3 |
3,3 |
726 |
|
641,41 |
84,69 |
64,95 |
47,06 |
17,89 |
0,7 |
2,3 |
2,4 |
2,5 |
2,4 |
3,2 |
704 |
|
641,41 |
62,69 |
42,95 |
25,29 |
17,66 |
Iz = = 2,1 [A]
Ps = U2I2 = 220 [V]*3,3 [A] = 726 [W]
Ps = Pos + Rth +2I2Up = 654[W] + (3,3[A])2*0,245[ +2*3,3[A]*1[V] =662,81 [W]
Pp = Ps - Ps = 726[W] - 662,81[W] = 63,19 [W]
Pobc = Pp - Pm = 63,19[W] - 19,74[W] =43,45[W]
Pu = 3*(Iz2R1f + UpIz) = 3*[(2,1[A])2*1,39[ + 0,2[V]*2,1[A]] =19,52 [W]
Pd = Pobc - Pu = 43,45[W] - 19,52[W] = 23,93[W]
Rys. 3 Charakterystyka Iz=f(Iw)
Rys. 4 Charakterystyka ΔPobc=f(Iz)
4. Synchronizacja prądnicy z siecią.
4.1 Układ połączeń.
4.2 Tabele pomiarowe.
Obciążenie indukcyjne.
IW |
I4 |
I5 |
I6 |
U1 = U2 |
P1 |
P2 |
P |
cosϕ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[A] |
[A] |
[A] |
[A] |
[V] |
[W] |
[W] |
[W] |
- |
6,5 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
410 |
1500 |
-1500 |
0 |
0 |
6,0 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
400 |
1400 |
-1400 |
0 |
0 |
5,5 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
380 |
1300 |
-1300 |
0 |
0 |
5,0 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
365 |
1200 |
-1200 |
0 |
0 |
4,5 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
330 |
1100 |
-1100 |
0 |
0 |
4,0 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
290 |
1000 |
-1000 |
0 |
0 |
3,5 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
230 |
900 |
-900 |
0 |
0 |
3,0 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
170 |
600 |
-500 |
0 |
0 |
2,5 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
0 |
250 |
-250 |
0 |
0 |
Obciążenie pojemnościowe.
IW |
I4 |
I5 |
I6 |
U1 = U2 |
P1 |
P2 |
P |
cosϕ |
[A] |
[A] |
[A] |
[A] |
[V] |
[W] |
[W] |
[W] |
- |
0,75 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
480 |
-1700 |
1700 |
0 |
0 |
0,50 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
470 |
-1650 |
1650 |
0 |
0 |
0,30 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
455 |
-1650 |
1650 |
0 |
0 |
0,10 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
435 |
-1600 |
1600 |
0 |
0 |
0,00 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
422 |
-1500 |
1500 |
0 |
0 |
Obciążenie rezystancyjne.
IW |
I4 |
I5 |
I6 |
U1 = U2 |
P1 |
P2 |
P |
cosϕ |
[A] |
[A] |
[A] |
[A] |
[V] |
[W] |
[W] |
[W] |
- |
3,5 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
370 |
2400 |
2400 |
4800 |
0,96 |
2,7 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
290 |
1800 |
1800 |
3600 |
0,99 |
2,4 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
240 |
1400 |
1500 |
2900 |
0,97 |
2,4 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
195 |
1200 |
1200 |
2400 |
0,99 |
2,4 |
7,2 |
7,0 |
7,2 |
160 |
900 |
900 |
1800 |
0,91 |
Rys. 5 Charakterystyka obciążenia prądnicy synchronicznej U=f(Iw)
5. Wnioski.
Na rys.1 widać iż charakterystyka biegu jałowego prądnicy ma pętlę histerezy, ponieważ do budowy prądnicy używany jest materiał ferromagnetyczny. Pętla ta jest wąska ponieważ w obwodzie magnetycznym maszyny występują szczeliny powietrzne.
Z charakterystyki na rys.3 możemy odczytać iż prąd wzbudzenia, przy znamionowym prądzie obciążenia In =7,2 [A], jest równy Iwz=2,4[A].Natomiast dla znamionowego prądu obciążenia znamionowe straty ΔPobcn=240[W].
Badaną prądnicę można dołączyć do sieci elektrycznej, jednak przed podłączeniem należy prądnicę zsynchronizować z siecią tzn. sprawdzić wartości skuteczne napięć prądnicy i sieci,
sprawdzić następstwo faz prądnicy i sieci, sprawdzić częstotliwość napięcia prądnicy i sieci oraz kąt rozchylenia wskazów napięć prądnicy i sieci. Jeżeli wszystkie warunki są spełnione można włączyć prądnicę do sieci. Niedokładności synchronizacji zlikwiduje sieć, wymuszając na prądnicy dokładny bieg synchroniczny.
W trakcie wykonywania ćwiczenia okazało się, że praca prądnicy przy obciążeniu czynnym jest bardzo niestabilna, co powoduje iż prądnica bardzo łatwo wypada z synchronizmu, o czym świadczą gwałtowne wahania prądów.
R
S
T
RI
V1
V2
W1
W2
A6
A5
A4
W
V
U
V0