Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej

Katedra Diagnostyki Maszyn Elektrycznych

Laboratorium Maszyn Elektrycznych

Sprawozdanie ćwiczenie - Maszyny synchroniczne

Data wykonania ćwiczenia: 28.04.2015r.
Wykonał: Mzyk Karol

I. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia było zapoznanie się z budową i pracą samotną prądnicy synchronicznej i wyznaczenie jej charakterystyk biegu jałowego, zwarcia, zewnętrznych i regulacyjnych.

II. Schemat układu pomiarowego i dane znamionowe prądnicy.

Dane znamionowe:

S_n = 4 [kVA],

U_n = 400 [V] (połączenie Y),

I_n = 5,8 [A],

cos φ_n = 0,8

n_n = 1500/min,

f_n = 50 [Hz].

III. Charakterystyka biegu jałowego i zwarcia.

a) pomiary dla biegu jałowego

Us0 [V]	If [A]
410	7,5
397	7
385	6,5
372	6
363	5,5
341	5
324	4,5
300	4
273	3,5
246	3
206	2,5
165	2
140	1,5
105	1
67	0,5
32	0

b) pomiary dla stanu zwarcia

If	Isk
7,5	5,8
6,5	5
5,8	4,5
5,1	4
4,3	3,5
3,7	3
3,1	2,5
2,5	2
1,7	1,5
0,8	1
0,2	0,5
0	0

Układ zastępczy prądnicy w stanie zwarcia

c) charakterystyki U_s0 = f(I_f) i I_sk = f(I_f)

Do sprawozdania został dołączony wykres nr 1


IV. Obliczenie reaktancji synchronicznej nasyconej X_dn oraz nienasyconej X_d.

Odczytujemy z wykresu wartość I_sk = I_f0 = 7,15 A oraz U_s0' = 560 V

V. Charakterystyka zewnętrzna i regulacji.

a) pomiary dla charakterystyki zewnętrznej

Us	Is	If
329	0,7	5
324	1,5	5
305	2	5
286	2,6	5
263	3,1	5
240	3,4	5

b) pomiary dla charakterystyki regulacji

Us	Is	If
250	0,6	3,3
250	1,1	3,6
250	1,7	4,1
250	2,4	4,4
250	2,9	4,8
250	3,6	5,4

c) charakterystyki U_s = f(I_s) i I_f = f(I_s)

Do sprawozdania został dołączony wykres nr 2


VI. Obliczenie zmienności napięcia

Korzystając z obliczeń komputerowych odnajdujemy na charakterystyce U_s= f(I_s) wartość U_s dla I_s = 0 oraz dla I_s = I_sn.

U_s (I_s = 0) = 344 V
U_s (I_s = I_sn) = 54 V

VII. Uzasadnić sposób synchronizacji drugiej maszyny. Krzywa V.
Metoda synchronizacji polega na rozpędzeniu maszyny synchronicznej za pomocą silnika prądu stałego (maszyna pracuje wtedy jako prądnica) do prędkości bliskiej prędkości synchronicznej. Robimy tak, aby uzyskać odpowiednie parametry prądnicy (napięcie, częstotliwość, kolejność faz) zgadzające się z parametrami sieci zasilającej. Dopiero, gdy te warunki zostaną spełnione, możemy podłączyć prądnicę do sieci. W takiej sytuacji nie powstaną prądy wyrównawcze.

a) dane pomiarowe do wyznaczenia krzywej V

If	Is
0	4
0,5	3
1	2,1
1,5	1,3
2	0,7
2,5	1
3	1,8
3,5	2,7
4	3,5

W celu wyznaczenia krzywej "V" po synchronizacji został odłączony silnik prądu stałego, a tym samym maszyna przeszła w stan pracy silnikowej

b) krzywa V

Do sprawozdania został dołączony wykres nr 3

VIII. Wnioski

W powyższym ćwiczeniu dokonano pomiarów mających na celu wyznaczenie podstawowych charakterystyk prądnicy synchronicznej przy pracy samotnej, a także - na ich podstawie - wykorzystanie metod graficznych w celu wyznaczania niektórych parametrów roboczych maszyny. Przebiegi charakterystyk maszyny są zgodne z charakterystykami teoretycznymi, pomimo trudności związanych z odczytami niektórych wielkości z mierników laboratoryjnych. Z tego powodu graficzne wyznaczenie parametrów prądnicy, jak prąd wzbudzenia oraz napięcie Us0' z charakterystyki biegu jałowego, prąd Isk z charakterystyki zwarcia czy znamionowy prąd wzbudzenia z charakterystyk: zewnętrznej i regulacji , nie stanowiło problemu.

---