Коммерциялық емес акционерлік қоғам

Алматы энергетика және байланыс институты 

Өнеркәсіп қондырғыларының электржетегі және автоматтандырылу кафедрасы

     

ЭЛЕКТР МАШИНАЛАРЫ 

СИНХРОНДЫ МАШИНАЛАР

 050718 – Электр энергетикасы мамандықтарының барлық оқу түрлерінің студенттері үшін зертханалық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқау

 

Алматы 2009

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Р.М.Шидерова Г.К.Смагулова. Электр машиналары. Синхронды машиналар. 050718 – Электр энергетикасы мамандықтарының барлық оқу түрлерінің студенттері үшін зертханалық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқау – Алматы: АЭжБИ, 2009.- 21 б. 

Әдістемелік нұсқау электр машинасының курсы бойынша зертханалық жұмыстарды өткізуге  дайындалған, синхронды машиналар  эксперименталды зерттеу параметрлерінің негізгі сұрақтары мен негізгі жұмыс істеу режиміндегі (бос жүріс, қысқа тұйықталу, жүктемелік), синхронды генератордың тораппен параллель жұмыс істеуі, жіберуші және жұмыстық сипаттамалары кіреді.

Зертханалық жұмысқа арналған әдістемелік нұсқау электр энергетика бағытындағы  мамандықтардың ерекшеліктерін есепке алып құралған.

Мазмұны

 

№1 зертханалық жұмыс

Үш фазалы синхронды  генераторды зерттеу..........................................4

№2 зертханалық жұмыс.............................................................................14

Синхронды генератордың қуаты үлкен тораппен жұмыс істеуі

Әдебиеттер тізімі.......................................................................................21.

  

1 зертханалық жұмыс

Үш фазалы синхронды генераторды зерттеу

 

1.1 Жұмыстың мақсаты

Үшфазалы синхронды генератордың негізгі зерттеу экспериментімен танысу, синхронды генератордың барлық эксплуатациялық жұмыс режиміндегі сапалы және сандық өңдеудің керекті мағлұматтарын алу.

 

1.2 Жұмыстың бағдарламасы

 

1.2.1.Элементтердің конструкциясымен танысу, жүргізу-реттеу аппараттарымен, сынау әдісі мен сұлбасымен танысу синхронды генератор мен оның қоздырғышының төлқұжаттық деректерін жазып алу.

1.2.2. Бос жүріс сипаттамасын түсіріп алу (Б.ж.с.).

1.2.3. Индукциялық жүктемелік сипаттамасын түсіріп алу.

1.2.4. Сыртқы сипаттамасын түсіріп алу.

1.2.5. Реттемелік сипаттамасын түсіріп алу.

1.2.6. Қысқа тұйықталу сипаттамасын түсіріп алу .

1.2.7 Генератордың қысқа тұйықталуының қатынасын анықтау.

 

1.3 Жұмыстың орындалу тәртібі

 

1.3.1. Бос жүріс сипаттамасы генератордың ең маңызды сипаттамасы болып табылады, ол индукциялық жүктемелік сипаттама және қысқа тұйықталу сипаттамасымен бірге синхронды генератордың кез келген симметриялы қалыптасқан жұмыстың режимдерін есептеуге мүмкіндік береді.

Бос жүріс сипаттамасы генератордың жүктемесі ажыратылған жағдайда бірінші қозғалтқыштың айналу жиілігі тұрақты және номинал мәніне тең болған кездегі статор орамасының ЭҚК-і  қоздыру тоғына Iқ тәуелді, яғни

Тәжірибе 1.1 сұлба бойынша жүргізіледі, бұл кезде Р3 және Р4 қосқыштары ажыратылған болады.

  

Подпись: 5                 

 1.1 Сурет - Үш фазалы синхронды генераторды зерттеу сұлбасы

Бос жүріс сипаттамасын алу үшін сыналатын генераторды айналдыратын тұрақты ток қозғалтқышын іске қосады. Қозғалтқышты іске қосу кезінде, жүргізу реостатын «жүргізу» қалпына қояды да, реостатты жібергеннен кейін тізбектен шығарып тастайды. Әрі қарай қозғалтқыштың қоздыру орамындағы токты өлшейміз, оны (қозғалтқыштың қоздыру орамасының тізбегіндегі кедергіні өзгерту арқылы реттеп) агрегаттың айналу жиілігіне орнатады, жиілікті тәжірибе барысында тұрақты етіп ұстап тұрады.

Бос жүріс сипаттамасының бірінші нүктесін қоздыру тогы Iқ = 0 кезінде түсіріп алады (Р2 қосқышы ажыратылған). Бұл нүкте қалдық магниттелудің электр қозғаушы күшіне сәйкес келеді. Содан кейін Р2 қосқышын қосып, қоздыру тогын Iқ  нөл мәнінен генератордың ЭҚК-і  жеткен кездегі мәніне дейін біртіндеп өсіре отырып, бос жүріс сипаттамасының 5-6 нүктесін түсіріп алады. Өлшеулер нәтижесін 1.1 кестеге енгізеді.

 

1.1 К е с т е

 

№

Бақылау

Есептеу

Ескертпе

Е0, В

Iқ, А

 

1

...

...

7

 

 

 

 

1.1 кестенің нәтижесі бойынша бос жүріс сипаттамасының 1-қисығын тұрғызады. (1.2 а сурет)

1.2 суреттегі 1-қисық түріндегі көрсетілген бос жүріс сипаттамасы абсолюттік бірліктерде алынған, яғни кернеу вольтпен, ал ток ампермен өрнектелген. Іс жүзінде бос жүріс сипаттамасын салыстырмалы бірлікте өрнектейді.

 мұндағы

 

 кезіндегі Iоқ - қоздыру тогы.

Салыстырмалы бірлікте тұрғызылған бос жүріс сипаттамасы 1.2 б суретінде көрсетілген, оны абсалюттік бірліктерде тұрғызған бос жүріс сипаттамасының (1.2 а-сурет) Е0 мен Iқ координаталарына сәйкес UH мен Iқ бөлу арқылы алады.

Қанығу коэффициенті төмендегі өрнекпен анықталады:

мұндағы F - магниттік тізбектегі магнит қозғаушы күш;

              Fσ – ауа саңылауындағы магнит қозғаушы күш.

 

1.3.2 Индукциялық жүктемелік сипаттама

 

Индукциялық жүктемелік сипаттама жүктеме тогы I, айналу жиілігі n тұрақты және қуат коэффициенті  болған кездегі генератордың қысқыштарындағы кернеудің U қоздыру тогына Iқ – ға тәуелділігі, яғни

,

Тәжірибе келесідей реттілікпен алынады.

Синхронды генераторды қозғалтқыш арқылы номинал жылдамдықпен айналдырады.

Р4 қосқышын қосып, индуктивтік жүктеменің кедергісін Х4 біртіндеп өзгерте отырып, генератордың қоздыру тогын статордың тогы номинал мәніне тең болғанға дейін генератордың қысқыштарында  кернеу орнығатындай етіп реттейді. Содан кейін генератордың қоздыру тогын Iқоз  біртіндеп азайта отырып және  реттеу жолымен генератордың жүктеме тогын тұрақты етіп ұстап , аспаптың бірнеше мәндерін жазып алады. Тәжірибеден алынған нәтижені 1.2 кестеге жазамыз.

 

1.2 К е с т е

 

№

Бақылау

Ескертпе

U, В

Iқ, А

 

1.

...

...

7.

 

 

  

1.3.3 Сыртқы сипаттама

 

Сыртқы сипаттама қоздыру тогы Iқ, қуат коэффициенті  және жетектеуші қозғалтқыштың айналу жиілігі тұрақты болған кездегі генератордың қысқыштарындағы кернеудің жүктеме тогына тәуелділігі, яғни

Сыртқы сипаттамаларды генератордың екі түрлі жұмыс режиміне байланысты алады:

а) активті жүктеме кезінде ;

б) индуктивті жүктеме кезінде .

Тәжірибе келесідей реттілікпен алынады.

Синхронды генераторды бірінші қозғалтқыш арқылы номинал айналу жиілігі n4 –ке дейін айналдырады да, бос жүріс кезіндегі номиналды кернеуге дейін қоздырады (Р3 және Р4 қосқыштары ажыратылған). Содан кейін генератордың номинал айналу жиілігі мен қоздыру тогын өзгеріссіз қалдырып , Р3 активті жүктеменің қосқышын қосады. Жүктеменің кедергісін біртіндеп өзгерте отырып РН, жүктеме тогын I номинал токка IH дейін өсіре отырып, сыртқы сипаттамадағы жүктемені түсіру кезіндегі (өсіру кезіндегі) аспаптың 5-6 нүктесінің көрсеткішін жазып алады. Индуктивті жүктеме  үшін тәжірибені осылайша жүргіземіз.

Жүктеменің кемуі (төмендеуі) кезіндегі сыртқы сипаттамаларды алу үшін бірінші қозғалтқышты жібереміз, генератордың қысқыштарында  болу үшін статор тогының номинал мәні IH кезіндегі номинал кернеуді UН орнату керек. Сонымен қатар орнатылған қоздыру тогымен Iқ айналу жылдамдығын  өзгеріссіз ұстай отырып, статор тогын I нөлге дейін азайтады (жүктеме кедергісін өзгеру арқылы) және аспап көрсеткіштерін жазып алады. Тәжірибеден алынған нәтижені 1.3 кестеге жазамыз.

1.3 К е с т е

№ 

Бақылау

Есептеу

Ескерту

Жоғарылату

 Төмендету

Жоғарылату

Төмендету

Жоғарылату

 Төмендету

Жоғарылату

Төмендету

 

U, В

  I, A

U, В

I, A

∆U %

∆U %

∆U %

∆U %

 

 1.

 ...

 ...

7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алынған нәтижелерді қолдана отырып, үшін синхронды генератордың қысқыштарындағы кернеудің пайыздық өзгеруін анықтауға болады.

Кернеудің төмендеуінде (жүктеменің жоғарылауында)

   ( және  үшін).

Кернеудің жоғарылауында (жүктеменің төмендеуінде)

    ( және  үшін).

Тәжірибе нәтижелері бойынша сыртқы сипаттаманы тұрғызу керек.

 

1.3.4 Реттемелік сипаттама

 

Реттемелік сипаттама генератор қысқыштарындағы кернеу айналу жиілігі n, қуат коэффициенті  тұрақты болған кездегі қоздыру тогының Iқ статор тогына I тәуелділігі, яғни

Реттемелік сипаттама жүктеме тогы өзгерген кезде генератор қысқыштарындағы кернеу өзгеріссіз қалу үшін қоздыру тогын қалай реттеу керектігін көрсетеді. Тәжірибе кезінде генераторды бос жүріс жағдайында номинал жылдамдықпен айналдырады да, номинал кернеуге дейін қоздырады (сипаттаманың бірінші нүктесі). Содан кейін генераторды біртіндеп жүктемелейді, бұл кезде генератордың кернеуі өзгеріссіз қалатындай етіп қоздыру тогын реттейді.

Тәжірибені жүктеменің екі түріне байланысты жасаймыз:

а) активті жүктеме кезінде

б) индуктивті жүктеме кезінде

Әр сипаттама үшін 5-6 нүкте аламыз, I=0 және I=IH  нүктелерін қоса есептегенде.

Тәжірибеден алынған нәтижені 1.4 кестеге жазамыз.

 

1.4 К е с т е

№

Бақылау

Есептеу

Ескерту

 

Iқоз, A

I, A

Iқоз, A

I, A

Iқоз, A

∆ Iқоз

∆ Iқоз

∆ Iқоз

1

...

...

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реттемелік сипаттамада қоздыру тогының пайыздық қатынасын анықтайды:

,

 Мұндағы  Iнқ  - статордың тогы номинал болғандағы қоздыру тогы

Iбқ – бос жүріспен (I=0) номинал кернеу U=UН кезіндегі қоздыру тогы.

 

3.4 Қысқа тұйықталу сипаттамасы

 

Үш фазалы генератордың қысқа тұйықталу сипаттамасы генератордың қысқыштарындағы кернеу U=0  және қозқалтқыштың айналу жиілігі номинал  болған кездегі қалыптасқан қысқа тұйықталу тогының Iқт қоздыру тогына Iқ тәуелділігі, яғни

 кезіндегі   ,

Генератордың қысқа тұйықталған қысқыштарының санына қарай былай бөлінеді: үш фазалы (1.3а сурет), екі фазалы (1.3б сурет), бір фазалы (1.3в сурет).

Қысқа тұйықталу тәжірибесі статор орамасы жұлдызша жалғанған жағдайда жүргізіледі. Үш фазалы генератордың статоры орамының нөлдік нүктесі сыртқа шығарылмаған жағдайда (синхронды генератордың айналуында) қысқа тұйықталу тәжірибесін тек  үш фазалы және екі фазалы қысқа тұйықтаулар үшін жүргізеді.

 

1.3 Сурет - Қысқа тұйықталу тәжірибесінің сұлбасы

 

Қысқа тұйықталу тәжірибесін айналу жиілігінің nH номинал мәнінде жасайды. Тәжірибені статор тогының жоғарғы мәні  бастап, содан кейін  Iқ=0 дің сәйкес мәніне дейін азайтады (Р2 қосқышы ажыратылған). Тәжірибеден алынған нәтижені 1.5 кестеге жазамыз.

 

1.5 К е с т е

№

Бақылау

Есептеу

Ескерту

үш фазалы қ.т.

екі фазалы қ.т.

бір фазалы қ.т.

Қысқа тұйықталу қатынасы

1.

...

...

7.

Iк3

Iқоз3

Iк2

Iқоз2

Iк1

Iқоз1

қанығу

қанықпау

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қысқа тұйықталу сипаттамасы координаттар басына өтпейді, өйткені қоздыру тогы Iқ=0 болған кезде қалдық электр қозғаушы күшінің әсерінен статор орамдары арқылы қысқа тұйықталу тогы ағады. Қалдық электр қозғаушы күшінсіз қысқа тұйықталу сипаттамасын алу үшін қысқа тұйықталу сипаттамасын координаттар басынан өтетіндей етіп өзіне-өзін параллель ығыстыру керек.

Бос жүріс сипаттамасы мен үш фазалы қысқа тұйықталу сипаттамасының көмегімен, синхронды генератордың өте маңызды параметрлерінің бірін қысқа тұйықталу қатынасы арқылы анықтауға болады, синхронды генератор тораппен параллель жұмыс істеу кезінде оның орнықты жұмыс істеуіне генератордың ауқымына және құнына үлкен ықпал етеді.

 

 

1.4 Сурет - Қысқа тұйықталу қатынасын анықтауға арналған сұлба

 

Қысқа тұйықталу қатынасы бос жүріс кезіндегі номинал кернеуге сәйкес келетін қоздыру тогының симметриялы үш фазалы қысқа тұйықталу кезіндегі генератордың статор орамының номинал тогына сәйкес қоздыру тогының қатынасымен өрнектеледі.

Қысқа тұйықталу тәжірибесінің қаныққан және қанықпаған күйлерін 1.4 суретті пайдалана отырып формуламен өрнектейді

 

ҚТҚ (қаныққан)=  ҚТҚ (қанықпаған)=  

 

 

 

Қорытынды

 

Есептеуде зерттелген синхронды машинаға қорытынды жасау керек, яғни қанығу коэффициентіне, қысқа тұйықталу сипаттамасына, кернеудің пайыздық өзгеруіне, қысқа тұйықталу токтарына және т.б.

 

1.4 Бақылау сұрақтар

 

1.4.1 Синхронды генератордың құрылымы мен жұмыс істеу принципі.

1.4.2 Қанығу коэффициенті синхронды генератордың сипаттамаларына қалай әсер етеді?

1.4.3 Синхронды генератордың сыртқы сипаттамасының әртүрлі жүктеме кезіндегі сипаттамасын түсіндіріңіз (активті, индуктивті, активті-индуктивті, көлемдік, активті-көлемдік).

1.4.4 Генератордың реактивті үшбұрышын қандай сипаттамалардың көмегімен және қалай тұрғызуға болады.

1.4.5 Якорь реакциясының реттемелік сипаттамаларға  қуат коэффициенттерінің әртүрлі мәндердегі әсері, яғни 

  және 

1.4.6 Генератордың қоздыру тогы бірдей болған жағдайда оның қысқа тұйықталу (1,2 және 3 фазалы) токтары бір-біріне тең болмайды?

1.4.7 Синхронды генератордың қысқа тұйықталу қатынасы оның орнықтылығына, ауқымына және құнына қалай әсер етеді?

  

2 зертханалық жұмыс

Синхронды генератордың қуаты үлкен тораппен жұмыс істеуі

 

2.1 Жұмыстың мақсаты: синхронды генераторды параллель жұмысқа қосудың негізгі тәсілдерін тәжірибе жүзінде зерттеу, синхронды генератордың негізгі жұмыс режимдерімен, активті және реактивті қуатын өзгерту тәсілдерімен танысу.

 

 

2.2 Жалпы мағлұматтар

Қазіргі заман электр станцияларында тораппен параллель жұмыс істейтін бірнеше генератор орнатылған. Жүктеме графигі уақыт бойынша біршама тербелістер болатындығымен, электр станцияларының негізгі жабдықтарын ұтымды жүктеу, апаттық режимдерде резервті тездетіп іске қосу, энергетикалық жүйенің сенімді әрі орнықты жұмыс істеуін қамтамасыз ету қажеттілігін түсіндіреді.

Үш фазалы генератордың тораппен параллель жұмысқа қосу кезіндегі қолайлы шарттары, келесі талаптарды сақтай отырып жетеді:

а) қосылған генератор кернеуі торап кернеуіне сәйкес болуы керек  

б) генератор жиілігі торап жиілігіне сәйкес болуы керек ;

в) генератордағы және тораптағы кезектесу фазалары бірдей болуы керек  және ;

г) UГ және UT   қарсы фазада болуы керек.

Кернеулер теңдігіне синхронды генератордың қоздыру тогын реттеу арқылы қол жеткізеді, оны вольтметр арқылы анықтайды. Жиілік пен кернеу фазасын біріншілік қозғалтқыштың айналу жиілігін мына формулаға сәйкес реттеу арқылы өзгертеді

,

мұндағы - генератор жиілігі, Гц;

n- айналу жиілігі, айн/мин;

р – қос полюстер саны.

 

2.3 Жұмыстың бағдарламасы

2.3.1 Синхронды генератордың төлқұжаттық деректерімен, жүргізу реттеу аппараттарымен, сынақ жүргізу әдісімен және сұлбасымен танысу.

2.3.2 Генераторды параллель жұмысқа келесі тәсілдермен қосады:

а) «жарықтың сөнуі» бойынша дәл сиинхрондау

б) «жарықтың айналуы» бойынша дәл сиинхрондау

в) (оқытушының ұсынысы бойынша) нұсқама тілді синхроноскоптың көмегімен сиинхрондау

13

г) (оқытушының ұсынысы бойынша) өздігінен синхрондау әдісімен

2.3.3 Генератордың активті жүктемесін нөлден номинал мәнге дейін өзгерте отырып жүзеге асырады  

2.3.4 Синхронды генератордың V – тәріздес сипаттамасын түсіріп алу .

2.3.5 Синхронды генераторды қозғалтқыш режиміне ауыстыру.

2.3.6 Негізгі қорытындылар.

2.4. Жұмыстың орындалу тәртібі.

2.4.1 Генераторды параллель жұмысқа қосу.

2.4.1.1 Дәл синхрондау әдісі.

 

а) «жарықтың сөнуі».

Генераторды «жарықтың сөнуі» бойынша дәл синхрондау әдісімен қосу үшін 2.2 суретте көрсетілген сұлбаны жинайды, содан кейін генераторды айналдырып кернеу мен жиілікті орнатады, Р3 қосқышын торапқа қосады. Одан әрі шамдардың жану және сөну жиіліктері минимал (периоды 3-5С-тен кем болмасын) болуы керек.

 

б) «жарықтың айналуы»

Генераторды «жарықтың айналуы» бойынша дәл синхрондау тәсілімен қосу үшін 2.3 суреттегі сұлбаны жинау керек және  fГ – fТ -ға тең болатын айналу жиілігі мүмкіндігінше аз болуына көз жеткіземіз.

Р4 автоматын іске қосу кезіндегі иін күші былай болады: генератор мен тораптың бірдей фазаларына қосылған шам (Ш1) сөнеді, ал әртүрлі фазада қосылған және сызықты кернеуде болатын қалған екі шам (Ш2,Ш3) олар бірдей жарқырайды.

Ескерту – егер синхроноскоптың шамдары «сөну» сұлбасы бойынша жалғанған жағдайда олар жарықтың айналу құбылысын берсе және керісінше болса, онда торап пен генератордың фазаларының кезектесуі дұрыс болмағаны. Фазалар кезектесуінің бірдей болуын алу үшін генератордағы немесе тораптағы фазалардың кез келген екі сымның орнын ауыстыру керек. Тораптың шиналары Мем.Ст. бойынша фазаланғандықтан, генератордан шығатын екі сымның орнын ауыстырған қолайлы.

 

в) электромагниттік синхроноскоптың көмегімен

Қуаты үлкен синхронды генераторды параллель жұмысқа қосқан кезде электромагниттік синхроноскопты пайдаланады, оған генератор мен тораптың кернеуі беріледі. Бұл аспап айналмалы магнит өрісінде жұмыс істейді,  жағдайында оның нұсқама тілі  жиілігімен сағат тілі бағытымен немесе кері бағытта, синхроноскоптың нұсқама тілі «ақырындап-тездетіп» аймақтарын бөліп тұрған қызыл белдеуден ақырындап өтетін сәтке тәуелді.

 

Подпись: 15

 

2.1 Сурет – Тәжірибе сұлбасы


Бұған жетекші қозғалтқыштың айналу жиілігін өзгерту арқылы қол жеткізеді. Синхронизациялық шамдары (Ш1 Ш2 Ш3) толық сөнген кезде Р4 қосқышын қосып, синхронды генераторды параллель жұмысқа қосады.

 

 

2.2 Сурет - Генераторды «жарықтың сөнуі» бойынша дәл синхрондау сұлбасы арқылы қосу

 

 

2.3 Сурет - Генераторды «жарықтың айналуы» бойынша дәл синхрондау сұлбасы арқылы қосу

 

 

2.4.1.2     Өздігінен синхрондалу әдісі

Дәл синхрондау әдісі арқылы жұмысқа қосу 5-10 минутқа созылады, бұл көптеген апаттық жағдайларда тіптен болмайтын жай.

Синхрондау уақытын ең аз мерзімге қысқарту үшін өздігінен синхрондалу әдісі қолданылады. Өздігінен синхрондалу әдісінің мәні мынада: қоздырылмаған  генераторды келтірілген қозғалтқыш жылдамдығын шамамен синхронды жиілікке тең етіп айналдырады да, қоздыру орамасын қосымша кедергі арқылы тұйықтап торапқа қосады.

Қоздырылғаннан кейінгі генератор өздігінен синхрондалуға тартылады, яғни синхронды қозғалтқышты асинхронды жүргізіп жіберудегі сияқты.

Өздігінен синхрондалу кезінде ток түрткісі пайда болады.

 

 

2.4.2 Генератордың активті жүктемесінің өзгеруі  

Синхронда генератордың негізгі электр магниттік қуаты мына өрнекпен анықталады

,

мұндағы m – фазалар саны;

 Е0 – генератордың ЭҚК;

U -  тораптың кернеуі;

 Хd -  генератордың бойлық өстік индуктивті кедергісі;

θ – генератордың ЭҚК-і мен кернеуі арасындағы ығысу бұрышы.

Бұл теңдеуде тұрақты ток кезінде барлық өлшемдер қоздырылған, тек sinθ тұрақты болады. Сондай-ақ бұл шартта РЭМ тек sinθ-ға пропорционал. Жетектеуші қозғалтқыштың айналу моментін біртіндеп өзгерту кезінде, қозғалтқыш генератордағы механикалық қуатты арттырғанда, ротор статор өрісінің алдына шығып кетеді, бұл кезде θ бұрышы өседі. Жетектеуші қозғалтқыштың иін күшін М өзгерту параллель қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының қоздырылу тізбегінде реттеуіш реостаты арқылы іске асырылады. (RҚҚ)

 

Тәжірибе келесідей реттілікпен алынады

Жүргізу реостаты Rn «жүргізу» қалпында тұрғанына көз жеткізіп, Р2 автоматымен жетектеуші қозғалтқышты қосады да, жүргізу реостатының кедергісін біртіндеп азайтады. Генераторды номинал кернеуіне дейін қоздырады да номинал жиілікті орнатады (Р2 және Р3 қосқыштары қосылған).

Электр магниттік синхроноскоптың көмегімен синхронды генераторды параллель жұмысқа қосады. Жетектеуші қозғалтқыштың қоздыру тізбегіндегі кедергіні өзгерте отырып, синхронды геренатордың активті қуаты нөлге тең Р2 =0 (бос жүріс режимі). Ары қарай синхронды генератордың қоздыру тогын IқГ, статор тогы нөлге тең болғанша реттейді I=0.  Генератордағы қоздыру тогын  тұрақты етіп ұстайды IқГ=const.  Жетектеуші қозғалтқыштың айналу иін күшін өзгерте отырып, генераторды бос жүріс режимінен (Р2 =0) номинал активті қуатына дейін жүктемелейді. Р2 = Р2Н аспап көрсеткішінің 5-6 мәнін жазып аламыз.

Тәжірибеден алынған нәтижені 2.1 кестеге енгіземіз.

2.1 К е с т е

 

№

Бақылау

Есептеу

Ескертпе

Р2, Вт

U, В

I, A

cosφ

 

1.

...

...

7.

 

 

 

 

Тәжірибе нәтижесінен тәуелділіктерін тұрғызу керек.

 

2.4.3 U –тәріздес сипаттаманы алу

U –тәріздес сипаттама генератордың активті қуаты Р2, кернеуі U және жиілігі f тұрақты болған жағдайдағы статор тогының I қоздыру тогына IқозГ тәуелділігін көрсетеді, яғни кезіндегі

U –тәріздес сипаттаманы алу екі режимдегі жұмысқа байланысты

а) бос жүріс Р2 =0;

б) жүктеме кезінде Р2 = 0.5Р2Н.

Бос жүріс Р2 =0 кезіндегі U –тәріздес сипаттаманы алу үшін синхронды генератордың иін күшімен мен қоздыру тогын IқГ генератор беретін активті қуат Р2 пен статор тогы I нөлге тең болатындай етіп реттейді. Содан кейін жетектеуші қозғалтқыштың иін күшін өзгертпей отырып , генератордың қоздыру тогын біртіндеп өсіреміз IқГ  статор тогы номинал мәнге жеткенге дейін I, U –тәріздес сипаттаманың оң жақ тармағы үшін аспап көрсеткішінің 5-6 нүктесін жазып аламыз (асқын қоздыру режимінде).

Ары қарай, бастапқы бірінші есептеу нүктесіне келеді де (Р2 = 0, I= 0), М=const кезіндегі генератордың қоздыру тогын азайта отырып, статор тогы номинал мәнге жеткенге дейін өзгертеді I= IН, U –тәріздес сипаттаманың сол жақ тармағы үшін аспап көрсеткішінің 5-6 нүктесін жазып аламыз. (жеткіліксіз қоздыру режимінде).

Екінші жұмыс режимі үшін Р2 = 0.5 Р2Н U –тәріздес сипаттама дәл осылай алынады. Мұнда бастапқы бірінші есептеу нүктесінде генератордың қоздыру тогын IқГ  статор тогы минимал болатындай етіп қояды I= Imin.

Статор тогы U –тәріздес сипаттаманың минимал тогына сәйкес келеді, генератор қуатының коэффициенті cosφ=1 кездегі нағыз активті ток болып табылады. Тәжірибеден алынған нәтижені 2.2 кестеге енгіземіз.

 

2.2 К е с т е

№

Бақылау

Есептеу

Ескерту

Р2 =0

Р2 = 0.5Р2Н

Р2 =0

Р2 = 0.5Р2Н

IқозГ, A

I, A

IқозГ, A

I, A

cosφ

cosφ

1.

...

...

7.

 

 

 

 

 

 

 

Тәжірибе нәтижесінен U – тәріздес сипаттаманың  тәуелділіктерін тұрғызу керек.

 

2.4.3 Синхронды генераторды қозғалтқыш режиміне көшіру

Бұл тәжірибе синхронды машиналардың қайтымдылық принципі, яғни синхронды генератордың синхронды қозғалтқыш режимінде жұмыс істеу мүмкіндігі тексеріледі. Параллель қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының қоздыру тогын  реостат көмегімен өзгертеді де RКҚ, синхронды генератордың активті қуаты мен статор тогы нөлге тең болуына қол жеткізеді Р2 = 0, I= 0.

Р4 қосқышы мен жетектеуші қозғалтқышты тораптан ажыратып тастайды (Р2, Р,3 Р4 қосқыштары тұйықталған). Осы кезде синхронды генератор торапқа активті қуат бермейді, оны тораптан тұтынады, яғни ол қозғалтқыш режиміне көшеді (киловаттметрдің нұсқама тілі нөлден қарама-қарсы жағына ауытқиды). Осымен тәжірибе аяқталады.

 

Қорытынды

Есептеуде негізгі жасалған тәжірибелерге синхронизация әдістерімен салыстырмалы анализ жасап, сипаттамаларды анализдеу керек.

 

2.5 Бақылау сұрақтары

2.5.1 Синхронды генераторды торапқа параллель қосу қажеттілігін түсіндіру

2.5.2 Синхронды генераторды өздігінен синхрондау әдісі кезінде, әсіресе апаттық режимде неге келешегі зор?

2.5.3 Дәл синхрондау шарттарын орындамау қандай жағдайға әкеп соғады:

а) генератор мен тораптың жиіліктері тең емес;

б) генератор мен тораптың кернеулері тең емес;

в) фазалар кезектесуі бұзылған болса.

2.5.4 Тораппен параллель жұмыс істеуші синхронды генератор қандай себептерден синхрондылықтан шығып қалуы мүмкін?

2.5.5 Синхронды генераторының асқын жүктелушілік қабілеті неге тәуелді?

2.5.6 Тораппен параллель жұмыс істеуші синхронды генераторының активті қуатын қалай өзгертуге болады?

2.5.7 Тораппен параллель жұмыс істеуші синхронды генератордың cosφ қуат коэффициенті өзгерсе қандай себептерге байланысты өзгереді:

а) жетектеуші қозғалтқыштың иін күші өзгертсе;

б) синхронды генератордың қоздыру тогын өзгертсе.

2.5.8 Синхронды генератордың активті қуатын Р2 өсірген кезде U – тәріздес сипаттамалардың минимумға сәйкес келетін нүктелері неге оң жаққа ығысады?

2.5.9 Тораппен параллель жұмыс істеуші синхронды генераторының активті қуатын оның қоздыру тогын өзгерту арқылы  неге өзгертуге болмайды?

 2.5.10 Синхронды генераторды өздігінен қоздыру кезіндегі ток түрткісі неге үлкен болады?

2.5.11 Өздігінен синхрондау кезінде ток түрткілерін қандай тәсілдермен азайтуға болады?

  

Әдебиеттер тізімі 

1. Копылов И.П. Электрические машины: Учебник для вузов. – 3-е изд. испр. – М.: Высшая школа, 2002. – 608с.

2. Копылов И.П. Электрические машины: Учебник для вузов. – 2-е изд. перераб. – М.: Логос. 2000. – 608с.

3. Иванов - Смоленский А.В. Электрические машины. – 1990.

4. Вольдек А.И. Электрические машины переменного тока. Учебник для вузов. СПб.: Питер, 2007. – 352с.

5. Вольдек А.И. Электрические машины. Введение в электромеханику М.ПТ и тр-ры.: учебник. – СПб.: Питер, 2007. – 320с.

6. Беспалов В.Я. Электрические машины. Учебное пособие. – М.: Издательский центр «Академия». 2006 – 320с.

7. Токарев Б.Ф. Электрические машины. 1989. - М.: Энергоатомиздат.