AGH EAIiE		Maszyny Elektryczne w Energetyce
Temat ćwiczenia S1 :					Rok III ; zespół B
Maszyna synchroniczna .					1. Marcin Ibragimow 2. Grzegorz Szymański 3. Andrzej Ludwin 4. Tomasz Madej 5. Łukasz Leśniak
Data wykonania: 09.01.2003		Data oddania: 16.01.2003		Ocena:	6. Przemysław Kutek 7. Michał Lewandowski

1. Dane znamionowe prądnicy :

S_n = 4 kVA

P_n = 3,2 kW

U_n = 400 V

I_n = 5,8 A

cosϕ = 0,8

f_n = 50 Hz

n_n = 1500 obr/min

2. Schemat układu pomiarowego :

3. Bieg jałowy :

Charakterystyka biegu jałowego jest to zależność napięcia twornika od prądu wzbudzenia przy biegu jałowym i znamionowej prędkości obrotowej . Jest to jednocześnie charakterystyka magnesowania obwodu głównego maszyny . Charakterystykę biegu jałowego wyznacza się na ogół przy pracy prądnicowej . Nieobciążoną maszynę z rozwartym uzwojeniem twornika napędza się silnikiem ze stałą , najlepiej znamionową prędkością obrotową .

Wyniki pomiarów biegu jałowego :

• U = ( 0 - 1,35 )U_n

• f = 45 Hz

wzrost ↑

If [A]	U0 [V]
1	86
2	142
3	200
3,5	230
4	260
4,25	270
4,5	285
5	303
5,5	322
6	340
6,5	350
7	362
7,5	372
8	380
8,5	386
9	395
9,5	400
10	405
10,5	410
11	418
11,5	421
12	426
12,5	430
13	433
13,5	436
16	450
17	455
18,5	462
19	465
20	470

spadek ↓

If [A]	U0 [V]
20	470
16	450
14	440
13	435
12	430
11,5	425
11	421
10	412
9,5	407
9	400
8,5	393
8	388
7,5	380
6,5	365
5,5	346
5	332
4,5	313
4	290
3,5	268
3	235
2,25	186
2	166
1,5	136
1	96
0,75	80

Charakterystyki biegu jałowego

4. Stan zwarcia :

Charakterystyka zwarcia jest to zależność prądu twornika od prądu wzbudzenia przy ustalonym zwarciu 3 - fazowym . Jest to jednocześnie charakterystyka magnesowania obwodu rozproszenia . Zwarcie należy wykonywać możliwie blisko zacisków maszyny , zmniejszając do koniecznego minimum impedancję zwierających obwodów . Mierzone są prąd wzbudzenia oraz prąd w uzwojeniach twornika . Założyliśmy symetrie więc liczyliśmy tylko dla jednej fazy .

Istoj.	2	3	3,5	4	4,5	5	5,5	6
Iwzb.	2,5	4	4,5	5,1	5,8	6,4	7,7	7,9

5. Charakterystyki zewnętrzne :

Charakterystyka zewnętrzna jest to zależność napięcia twornika od prądu twornika przy stałej wartości prądu wzbudzenia i współczynnika mocy oraz znamionowej częstotliwości w tworniku . Charakterystykę zewnętrzną wyznacza się na ogół w warunkach pracy samotnej generatora .

I_f0 =7 A ; f = 50 Hz ; U = 400 V

Istoj.	2,5	3,4	4,25	5,18	5,3	5,4
U	380	370	335	265	228	200

I_f0 =6,3 A ; f = 50 Hz ; U = 382 V

Istoj.	2,5	3,3	4,3	4,6	4,8	5
U	370	348	275	236	204	180

6. Charakterystyka regulacji :

Charakterystyka regulacji jest to zależność prądu wzbudzenia od prądu twornika przy stałych wartościach napięcia twornika i współczynnika mocy oraz znamionowej częstotliwości twornika . Charakterystykę regulacji wyznacza się w warunkach współpracy maszyny z siecią sztywną lub przy pracy samotnej generatora .

U = 300 V ; cosϕ = 1

Istoj.	0	2	4	5,8	7	8
Iwzb.	4	4,7	6,5	8,7	10,2	11,5

7. Pomiar X_d oraz X_q metodą małego poślizgu :

Metoda ta polega na zasilaniu uzwojenia twornika badanej maszyny 3 - fazowym napięciem o wielkości tak dobranej , aby wirnik napędzany z prędkością bliskiej synchronicznej nie został wciągnięty w synchronizm . Obwód wzbudzenia podczas pomiaru pozostaje otwarty .

Wartości pomiarowe :

I_min = 0,15 A

U_min = 18 V

I_max = 0,48 A

U_max = 20 V

Reaktancje obliczamy z następujących wzorów :

8. Pomiar X_d na podstawie charakterystyki biegu jałowego i zwarcia :

Poprzez reaktancję X_d związane są siła elektromotoryczna indukowana a stanie biegu jałowego i prąd przy zwarciu symetrycznym wywołane tym samym prądem wzbudzenia :

Jeśli sem E została odczytana z prostoliniowej części charakterystyki biegu jałowego lub jej przedłużenia otrzymuje się wartość reaktancji nienasyconej . Wartość reaktancji z uwzględnieniem nasycenia wynika z rzeczywistego przebiegu charakterystyki biegu jałowego .

W przybliżeniu reaktancję nasyconą X_dn przy napięciu znamionowym wyznacza się jako iloraz :

9. Wnioski :

Wszystkie charakterystyki są zgodne z naszymi oczekiwaniami oraz pomiar rezystancji X_d daje zbliżone efekty .

1

1

f

V

A₃

A₂

A₁

P

S

prostownik sterowalny

0

A

+

−

K

J

−

+

=220

---