Исследование характеристик трехфазного синхронного генератора
- Добавлен: 26.04.2026
- Размер: 17 MB
- Закачек: 0
Подписаться на ежедневные обновления каталога:
Описание
Исследование характеристик трехфазного синхронного генератора
Состав проекта
|
АД с кз (2).doc
|
h=112 мм.cdw
|
|
ГПТНВ лаба №1.doc
|
ЛБ2 АД с КЗ Ротором Кадыров.docx
|
|
ИССЛЕД ХАР-К ТРЕХФ СИН ГЕН-РА.doc
|
Книга1 (3).xlsx
|
|
таблички.docx
|
Диаграмма1.frw
|
|
ДПТ параллельного возбуждения .doc
|
|
Асинхроник с короткозамкнутым ротором готова (2).doc
|
|
ЭМА л.б..doc
|
|
я.doc
|
|
Лабаккер.doc
|
|
№1 - 717.doc
|
|
Контакторы постоянного тока(лб).doc
|
|
Асинхроник с короткозамкнутым ротором.doc
|
|
EMA3LAB.docx
|
|
Фазный ротор асинхронника.DOC
|
|
Иссл. работы дпт с нез.возб.(лб).doc
|
|
Лаба №1.doc
|
|
Исследование синхронного реактивного двигателя.doc
|
|
ИСПЫТАНИЕ СИНХРОННОГО РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ 5.DOC
|
|
Содержание хх и кз.doc
|
|
3 синх ген 1 (лаб).doc
|
ПРЕСС (ПРИНЦ. ЭЛ. СХЕМА).dwg
|
|
Министерство образования Российской Федерации.doc
|
|
ЭМА лаба ПТ.docx
|
|
Лаба №1синхсделано (2).doc
|
|
однофазный трансформатор.doc
|
|
EMA5LAB.xlsx
|
|
пылесос 22.doc
|
|
лб2 распечатать.doc
|
|
отчёт.docx
|
|
EMA2LABGRAff.xlsx
|
|
генер.пост.тока.xlsx
|
|
Лба №2.doc
|
|
фаз ротор.doc
|
|
(моё ).doc
|
|
лб2.doc
|
|
синхронн двигат Ден.doc
|
формулы.wmf
|
|
Лаба №1синхсделано.doc
|
|
характеристики.xlsx
|
|
Генератор пост.тока.doc
|
|
111111111111 (2).doc
|
|
таблички (2).docx
|
|
Лаба №4.doc
|
|
Расчет двигателя постоянного тока.xlsx
|
|
ИССЛ. БЕЗРЕОСТ. ПУСКА ДПТ(лб).DOC
|
|
парал. раб. тр.alex.doc
|
|
Титул №2.doc
|
|
Тр5.doc
|
|
ЭМА хар-ки синх.генератора (лаб).doc
|
|
3-х фазный и однофазный режим.doc
|
|
хар-ки.xlsx
|
|
Исследование генератора постоянного тока параллельного возбуждения.doc
|
|
Несеметричная работа трансформаторов.docx
|
|
парал. раб. тр..doc
|
|
Х.Х и К.З асинхроника - короткозамкн. ротор.DOC
|
|
111111111111.doc
|
|
Титульник.doc
|
|
ЭМА ЛБ.docx
|
|
Документ Microsoft Word.doc
|
|
EMA4LAB.docx
|
|
вывод (2).docx
|
|
Титул №2 (2).doc
|
|
Асинхроник с короткозамкнутым ротором готова.doc
|
|
Хар-ки синх.генератора Вад.doc
|
|
исследование АД в трехфазном, однофазном и конденсаторном режиме.doc
|
|
Параллельн работа синхр.Вад.doc
|
|
Книга1.xlsx
|
|
Титул №4.doc
|
|
Двигатель пост тока сделано.doc
|
|
Титульник2.doc
|
|
Трансформаторы(параллельная работа) 1.doc
|
|
EMA1LAB1.1.docx
|
|
Лаба №2.doc
|
|
0.doc
|
|
выводы.docx
|
|
фазный ротор.doc
|
|
ЭМА3 Трансформатор.docx
|
|
отчет ТР-тор 3.docx
|
|
5.Группы соединения обмоток трёхфазного трансформатора.doc
|
|
Лаба №3.doc
|
|
Отчет по ЭМА(Асинхронный двигатель)1.doc
|
|
АД с кз!!.doc
|
|
СМ2.docx
|
|
Асинхроник с короткозамкнутым ротором11.doc
|
|
EMA4LAB.xlsx
|
|
Лабораторная 2 АД.docx
|
|
А д.doc
|
|
EMA2LAB.docx
|
|
EMA3LAB.xlsx
|
|
ЭМА хар-ки синх.генератора (лаб) (2).doc
|
|
Несимметр. раб. 3фаз.тр-ра..doc
|
|
таблица.docx
|
|
Исследование двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.doc
|
|
Ас.двиг.с фазным рот(лб).docx
|
|
Исследование двигателя постоянного тока последовательного возбуждения.doc
|
|
характеристики (2).xlsx
|
|
диаграмма.frw
|
|
АД с КЗ.doc
|
|
АД с КЗ ротором1.docx
|
|
формулы (2).wmf
|
|
Асинхроник с короткозамкнутым ротором готова (3).doc
|
|
EMA2LAB.xmcd
|
|
отчет2010.docx
|
круговая диаграмма..vsd
|
|
Диаграмма.xlsx
|
|
ИССЛЕД ХАР-К ТРЕХФ СИН ГЕН-РА (2).doc
|
|
Титул №1 (2).doc
|
Лаба4.doc
|
|
Титул №3.doc
|
|
Документ Microsoft Office Visio.vsd
|
|
Двигатель пост тока парал возб123124.doc
|
|
Вывод.docx
|
|
ДПТ параллельного возбуждения.xlsx
|
|
Титулльный лист Аннотация.doc
|
|
Лаба№3сделал.doc
|
|
Выводы.doc
|
|
модел.законов распр. пок.кач.ас.дв.(лб).doc
|
|
кзр.doc
|
|
Испытание асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.doc
|
|
АД с КЗ ротором.docx
|
|
Определение групп обмоток трансформатора.doc
|
|
EMA5LAB.docx
|
|
EMA1LABGRAF.xlsx
|
|
ЛБ№2 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЁХФАЗНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА .doc
|
|
Группы соединения обмоток.docx
|
|
Книга1 (2).xlsx
|
|
Ген.нез.возб..doc
|
|
Лаба №4 Исследование двигателя последовательного возбуждения.doc
|
|
лб2 распечатать (2).doc
|
|
ТРАНСФОРМАТОРЫ.docx
|
|
ДПТ с последовательным возбуждением.docx
|
|
Отчет по лабороторной работе №1 АД с фазным ротором.doc
|
|
Определение параметров синхронного генератора.DOC
|
|
Лист Microsoft Office Excel.xlsx
|
|
ддд.doc
|
|
схемы.vsd
|
|
синхронн двигат вад.doc
|
Книга1.xls
|
|
Лаба №1 (2).doc
|
|
лаба гпв1.doc
|
|
Асинхронник.doc
|
|
Пар. раб одноф.транс.doc
|
|
Лаба №4 (2).doc
|
|
АД с Кз.xlsx
|
|
Титул №1.doc
|
|
Асинхр.doc
|
|
Диаграмма.bak
|
Материал представляет собой zip архив с файлами, которые открываются в программах:
- Microsoft Word
- Компас или КОМПАС-3D Viewer
- Microsoft Excel
- AutoCAD или DWG TrueView
- Visio
Дополнительная информация
Контент чертежей
АД с кз (2).doc
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым
Цель работы: Изучить устройство и принцип действия асинхронного двигателя
с короткозамкнутым ротором.
Получить практические навыки по определению и маркировке выводов
трехфазной обмотки статора машины переменного тока.
Получить практические навыки по проведению опытов холостого хода и
короткого замыкания.
Изучить пусковые рабочие свойства асинхронного двигателя.
Рис.1 Электрическая схема для испытания асинхронного двигателя с
короткозамкнутым ротором в режиме холостого хода и короткого замыкания.
[pic] [pic] [pic] [pic]
Таблица №2 Опыт холостого хода
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] Примечание
[pic] [pic] [pic] - [pic] [pic]
Таблица №3 Опыт короткого замыкания
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] Примечание
[pic] [pic] [pic] - [pic] [pic] [pic]
Построение круговой диаграммы и рабочих характеристик двигателя.
Данные для построения круговой диаграммы измеренные параметры
двигателя при холостом ходе и температуре 25°С Ом:
Z0 = U1 I0 = 210 035 = 600 (Ом);
r0 = Z0 cos((0) = 600 0231 = 138.6 (Ом);
Параметры холостого хода при температуре 75°C
r'0 = r0 (310 (235 + (0)) = 138.6 (310 (235 + 25)) = 165.25 (Ом);
cos(('0) = r'0 Z'0 = 165.25 606.7 = 0.272;
Фазные электрические величины нагретой машины при холостом ходе
I'0 = U1н Z'0 = 220 606.7 = 0363 (А);
P'0 = U1н I'0 cos(('0) = 220 0363 0272 = 21.7 (Вт);
Измеренные параметры холодной машины (при температуре (0) и при
испытательном напряжении в режиме короткого замыкания Ом
Zк = U1к I1к = 210 1 = 210 (Ом);
rк = Zк cos(( 1к) = 210 0429 = 901 (Ом);
Параметры и фазные электрические величины нагретой машины при
номинальном напряжении при режиме короткого замыкания.
cos(('к) = rк 75 С Z'к = 107.3 217.94 = 0.492;
I'1к = U1н Z'к = 210 217.94 = 0964 (А);
P'к = I'²1к rк 75 С = 0.928 107.3 = 99.6 (Вт);
mм = mр р (1 = 3.2 3 (2( 50) = 003 (Н*ммм);
Определение с круговой диаграммы величин характеризующих работу АD для
Р1 = DE mp = 55 32 = 1776 (Вт);
Р2 = СD mp = 39 32 = 128 (Вт);
М2 = СD mм = 39 003 = 0.39 (Нм);
( = СD DE = 39 55 = 072;
cos((1) = og of = 305 50 = 061;
S = QS QR = 65 190 = 0042;
n = n1 (1 - S) = (60 f1 p) (1 - S) = (60 50 3) (1 – 0042) =
Мm = FL mm = 52 003 = 161 (Н*м);
Кратность максимального момента
Мm* = Мm Мн = FL bD = 52 415 = 125 (Н*м);
№ I1 P1 P2 M2 cos φ1 S n Примечание А Вт Вт Нм
обмин 1 037 0 0 0 0 007 0 1000 I'0 = 036 А
обмин 2 0365 704 528 05115 075 031 0013 987
Построение рабочих характеристик.(Для всех характеристик U1 f1 постоянны)
Вывод: Так как с ротором P2 обороты уменьшаются то M2 растет быстрее
чем по прямопропорциональной зависимости.
Вывод: При P2=0 существует ток холостого хода I0. Так как при постоянном
напряжении ток идет на создание как полезной мощности так и переменных
потерь то с ростом P2 он увеличивается быстрей чем по
прямопропорциональной зависимости.
Вывод: При P2=0 существует коэффициент мощности холостого хода cosφ0. В
области от 0 до точки а преобладающее влияние на коэффициент мощности
оказывает Р1. поэтому с ростом P2 коэффициент мощности растет. В точке а
влияние мощностей P1 и Q1 одинаково коэффициент мощности максимальный. В
области справа от точки а из-за роста индуктивного сопротивления
рассеивания обмотки ротора растет скольжение и реактивная мощность Q1
поэтому с ростом Р2 коэфф. мощности уменьшается.
Вывод: В области от 0 до Р2=68Вт когда постоянные потери больше чем
переменные с ростом Р2 растет. В точке Р2=68Вт =max. Когда постоянные
потери становятся меньше переменных с ростом Р2 уменьшается.
Вывод: Так как с ростам P2 растет нагрузка на двигатель ротор
притормажевается и его обороты уменьшаются.
h=112 мм.cdw
Установочно-присоединительные размеры по ГОСТ 183-74
Площадку под болты заземления предохранить от покраски
Перед сборкой подшипники нагреть в масле до 80 С
Уровень шума и вибраций по ГОСТ 16372-77
Двигатель асинхронный с
короткозамкнутым ротором.
ГПТНВ лаба №1.doc
Томский политехнический университет
Факультет Автоматики и электромеханики
1300 – электротехника электромеханика и электротехнологии
Исследование генератора постоянного тока
независимого возбуждения
Отчёт по лабораторной работе №1
Изучить принцип действия и конструкцию генератора постоянного тока
повторить характеристики генераторов постоянного тока.
Экспериментальные исследования
Ознакомиться с лабораторным стендом установить переключатели
обмоток возбуждения в положение соответствующее схеме возбуждения
исследуемого генератора; произвести пробный пуск генератора;
проверить возможности регулирования напряжения и нагрузки
генератора. Записать паспортные данные исследуемого генератора в
Получить: характеристику холостого хода генератора Км lост% .
Получить нагрузочную характеристику генератора построить
характеристический треугольник определить ток Iba построить
зависимость Ib=f(Iba).
Получить внешнюю характеристику генератора при сбросе и возрастании
и убывании нагрузки. Определить процентное изменение напряжения при
возрастании и убывании нагрузки.
Получить регулировочную характеристику генератора; определить
процентное изменение тока возбуждения.
Расчётно – графическая часть
Построение нагрузочной характеристики генератора при
помощи характеристического треугольника и характеристики
Построение внешней характеристики генератора с помощью реактивного
треугольника и характеристики холостого хода.
Построение регулировочной характеристики с помощью реактивного
Выводы по проделанной работе
Отчёт по лабораторной работе с. 4 рис 4 табл. 3 источника.
Генератор постоянного тока характеристика холостого хода нагрузочная
характеристика регулировочная характеристика внешняя характеристика ток
возбуждения нагрузка характеристический треугольник.
Объектом исследования является генератор постоянного тока малой мощности.
Цель работы – получить практические навыки по работе с генератором
постоянного тока изучить методы построения различных зависимостей
характеризующих его работу.
Исследования проводились на лабороторном стенде содержащем генератор
постоянного тока асинхронный двигатель для пуска генератора различную
измерительную аппаратуру. Данные для анализа получали при помощи изменения
отдельных режимов работы генератора.
В результате исследования были получены данные подтверждающие
теоретические положения о машинах постоянного тока.
Экспериментальные исследования 6
1. Электрическая схема стенда
2. Характнристика ГПТНВ холостого хода
3. Характеристика ГПТНВ нагрузочная 7
4. Внешняя характеристика ГПТНВ 9
5. Регулировочная характеристика ГПТНВ 10
Расчётно – графическая часть 12
1. Построение нагрузочной характеристики 12
2. Построение внешней характеристики 12
3. Построение регулировочной характеристики 12
Цель работы: изучить принцип действия и конструкцию генераторов постоянного
тока приобрести практические навыки при получении опытных данных в
построении характеристик генератора с независимым возбуждением получить
экспериментальное подтверждение теоретическим сведениям о генераторе
Генераторы постоянного тока являются источниками питания для промышленных
установок потребляющих постоянный ток низкого напряжения а также для
питания обмоток возбуждения синхронных генераторов.
Особенностью генератора постоянного тока с независимым возбуждением (ГПТНВ)
является независимость тока возбуждения от тока якоря который в свою
очередь равен току нагрузки. Величина тока возбуждения определяется только
положением регулировочного реостата включённого в цепь обмотки
возбуждения. Обычно этот ток невелик и составляет 1-3 % от номинального
значения тока якоря.
Основными характеристиками определяющими свойства генераторов постоянного
тока является характеристики холостого тока нагрузочная внешняя и
1 Электрическая схема стенда
Марка 2ПН90L; UH = 220 B;
PH = 0.5 кВт; IH = 2 A;
nн = 1500 мин-1; Ra = 2.4 Ом.
2 Характеристика ГПТНВ холостого хода
№ Размагничивание № Намагничивание Примечание
Iв А U0 B Iв А U0 B
По результатам опыта построена табл. 1 куда внесены значения тока
возбуждения (Iв) ЭДС в обмотке якоря при холостом ходе (U0) номинальное
значение напряжения (Un) остаточная ЭДС (Еост).
Используя значения Iв и U0 построена характеристика U0 = f(Iв) 1 (Рис.1).
Далее определена расчётная характеристика холостого хода 2 (Рис. 1) как
средняя линия петли 1.
Процентное значение остаточной ЭДС:
Номинальное значение ЭДС:
Еон= Uн + Iн * Ra = 220+2*24 = 224.8 B.
Коэффициент насыщения:
К =abac=6.44.4=1.45 где ab и ac – отрезки полученные пересечением
касательной к расчётной ххх; линией характеризующей напряжение Еон ххх.
Размеры отрезков ab и ac в расчётах принимались в сантиметрах.
3 Характеристика ГПТНВ нагрузочная
По результатам опыта построена Табл. 2 куда внесены значения Iи U
(напряжение на клеммах обмотки якоря) Iва (составляющая тока возбуждения).
Используя значения Iв и U построена зависимость U = f(Iв) 3 (Рис. 1)
№ Iва А Iв А U В Примечания
0010 006 55 Iа=1А=const
Методом характеристического треугольника определён ток Iва.
m В1С1 = IaRa= 2.4*1=2.4 В;
Iва1 = miA1B1 = 0.05*0.9=0.045А
Этим же способом определены Iва для остальных точек функции U = f(Iв).
Построена функция Iв = f(Iва) (рис. 2а).
4 Внешняя характеристика ГПТНВ
Изменение № Ia A U B Примечание
По результатам опыта построена таблица 3 куда занесены данные по Iа (ток
обмотки якоря) U как при возрастании нагрузки так и при её сбросе.
Процентное изменение напряжения при возрастании нагрузки:
где UH =U0=145 B – начальные значения напряжения;
U= 125 В – напряжение при Iа=2 А.
Процентное значение напряжения при сбросе нагрузки:
где U0 – начальное значение напряжения U0=125 В;
Uк – конечное значение напряжения Uк= 140 В.
На рисунке 2.б. приведена графическая зависимость U = f(Iа) где кривая 1
показывает характер зависимости U = f(Iа) при возрастании нагрузки а
кривая 2 показывает характеристику U = f(Iа) при сбросе нагрузки.
5 Регулировочная характеристика ГПТНВ.
№ Iв A Ia A Примечание
По результатам опыта построена таблица 4 куда занесены данные по Iв Iа
На рисунке 2в представлена графическая зависимость Iв=f(Iа).
Процентное изменение тока возбуждения:
где Iв – конечное значение тока возбуждения в исследованиях
Iв0 – начальное значение тока возбуждения.
Расчётно – графическая часть.
1 Построение нагрузочной характеристики с помощью характеристического
треугольника используя ххх.
Графическое построение нагрузочной характеристики U = f(Iв)
(Рис. 3а) производится при заданном постоянном значении Iа. Этому току при
номинальном режиме соответствует характеристический треугольник А1В1С1
(Рис. 1). Подставляя вершину А1 в любую точку ххх так чтобы А1В1 была
параллельна оси абсцисс В1С1 параллельна оси ординат получаем точку С1
которая является точкой нагрузочной характеристики.
Для сравнения на рис. 3а приведена реальная нагрузочная
характеристика (линия 2).
2 Построение внешней характеристики с помощью характеристического
Иллюстрация построения приведена на рис. 3б.
Для начала возьмём характеристический треугольник А7В7С7
построенный при Iв=015 А на рис. 1. Катет В7С7 лежит на линии Iв=015 А.
Примём это значение за постоянное. Точка d1 полученная пересечением ххх и
Iв=015 А даст 1-ю точку характеристики. Вторая точка характеристики
получена как пересечение продолжения проекции точки С1 на ось ординат и
линии соответствующей току Iа при котором построен В1С1. Остальные точки
получены при увеличении треугольника в кратное число раз пересечением
продолжения проекций точек СN на ось ординат и линиями токов увеличенных в
3 Построение регулировочной характеристики с помощью характеристического
Для построения возьмём треугольник А8В8С8 построенный при U=150 В
(рис. 1). Иллюстрация построения приведена на рис. 4. Первая точка
регулировочной характеристики получается путём пересечения линии U=150 В и
графика ххх (Iа=0). Точка 2 получена продолжением проекции В1С1 на ось Iв и
линией Iа=1 (т.к. Δ А1В1С1 является копией Δ А8В8С8 в масштабе 1:1 а В8С8
построен при Iа=1). Увеличивая Δ А1В1С1 в определённое число раз и
увеличивая в это же число раз Iа можно получить любые точки внешней
характеристики. Точка СN должна всегда принадлежать прямой U=150 В.
– характеристика холостого хода; 2 – реальная нагрузочная характеристика;
– расчётная нагрузочная характеристика.
внешняя характеристика;
– реальная внешняя характеристика.
– ххх; 2 – расчётная регулировочная кривая
Перечень использованных источников
Брускин Д.Э. и др. Электрические машины: в 2-х ч. Ч.2.: Учеб. для
электротехнических спец. вузов. – 2-е изд. перераб. и доп. Д.Э.Брускин
А.Е. Зорохович В.С. Хвостов. – М.: Высш. шк. 1987. –
Иванов - Смоленский А.В. Электротехнические машины: Учебник для вузов.
– М.: Энергия 1980. – 928с.: ил.
Машины постоянного тока: методическое указание по выполн. лабораторных
работ по курсу «Электрические машины» для студентов электротехнических
специальностей ТПУ всех форм обучения. Томск: Изд. ТПУ 1996. – 56с.
ЛБ2 АД с КЗ Ротором Кадыров.docx
высшего профессионального образования
Национальный исследовательский
Томский политехнический университет
Отчет по лабораторной работе №2
«Исследование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором»
Совместно со студентами
Изучить устройство и принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Получить практические навыки по определению и маркировке выводов трёхфазной обмотки статора машины переменного тока.
Получить практические навыки по проведению опытов холостого хода и короткого замыкания.
Изучить пусковые и рабочие свойства асинхронного двигателя.
Ознакомиться с лабораторной установкой для исследования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Произвести маркировку выводов обмотки статора.
Измерить активное сопротивление фазы обмотки статора.
Осуществить пробный пуск и реверс двигателя
Провести опыты холостого хода и короткого замыкания.
Построить круговую диаграмму и использовать ее для построения рабочих характеристик двигателя.
Рис. 1. Электрическая схема для испытания асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Таблицы данных измерений и расчетов
Измерения активного сопротивления фазы обмотки статора:
Опыт холостого хода:
Опыт короткого замыкания:
Построение круговой диаграммы и рабочих характеристик двигателя.
Проведя оси (+1 +j) направляют вектор напряжения из начала координат по оси вещественных величин. Выбирают масштаб тока и рассчитывают масштаб мощности.
где m1 = 3 – число фаз обмотки статора
U1H – номинальное фазовое напряжение.
Определение из круговой диаграммы величин характеризующих работу асинхронного двигателя:
Расчёт рабочих характеристик АД:
Данные для построения рабочих характеристик определяют для 6 точек на окружности токов (между точками H и D)
– - соответствует точке холостого хода (точка Н).
- равномерно расположенные по дуге HD.
– - соответствует номинальному режиму (точка D).
– - соответствует работе двигателя с небольшой перегрузкой (она находится от точки D на таком же расстоянии как точки 234 между собой).
Подведенная мощность к АД:
Подведенная активная мощность в номинальном режиме:
Подведённая активная мощность ко всем режимам:
Полезная мощность АД:
Полезная мощность АД в остальных режимах:
Электромагнитная мощность:
Определение скольжения и частоты вращения ротора:
Скольжение для режима в точке 1:
Скольжение для режима в точке 2:
Скольжение для режима в точке 3:
Скольжение для режима в точке 4:
Скольжение для режима в точке 5:
Скольжение для режима в точке 6:
Определение моментов:
Электромагнитный момент:
Полезный момент на валу двигателя:
Полезный момент в каждой точке:
Максимальный момент:
Кратность максимального момента:
Определение коэффициентов полезного действия:
Коэффициент полезного действия:
Определение коэффициента мощности:
Построение рабочих характеристик:
Данные из круговой диаграммы:
Рис. 2. – Рабочая характеристика асинхронного двигателя с КЗ ротором
Рис. 3. – Рабочая характеристика асинхронного двигателя с КЗ ротором
Рис. 4. – Рабочая характеристика асинхронного двигателя с КЗ ротором
В ходе проделанной работы был изучен асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и его принцип действия. Получены навыки по проведению опытов при замыкании. В ходе выполнения опыта были сняты данные которые сошлись с аналитическими. Получен навык в построении круговой диаграммы и рабочих характеристик двигателя.
ИССЛЕД ХАР-К ТРЕХФ СИН ГЕН-РА.doc
Томский политехнический университет
Факультет: автоматики и электромеханики
Специальность: электромеханика
Кафедра: электрических машин и аппаратов
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕХФАЗНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
Цель работы Приобрести практические навыки при экспериментальном
определении и построении характеристик; получить экспериментальное
подтверждение теоретическим сведениям о синхронных генераторах.
Рис. 1. Схема для снятия характеристик синхронного генератора
Характеристика холостого хода
Характеристики холостого хода
№ пп Е [pic] ([pic]) Примечание
Рис.2 Характеристики холостого хода
Нагрузочная характеристика
№ пп U [pic] Примечание
Внешние характеристики
При увеличении При уменьшении
NN нагрузки нагрузки Примечание
110 0.28 115 1.4 [p
80 1 144 0.75 А;[pic]
70 1.12 150 0.6 [pic] %
[pic]=(165-127)127=30%
где U0 – напряжение генератора работающего в режиме холостого хода при
Регулировочные характеристики.
Регулировочные характеристики
[pic] %=(0.96-0.67)0.67*100%=43%
где [pic]- ток возбуждения генератора при номинальном токе якоря и
U=[p [pic] - ток возбуждения генератора на холостом ходу и
Характеристики короткого замыкания
-х фазное 2-х фазное 1 - фазное
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic]
1 0.32 1 0.21 1 0.15 [pic][pic] А
таблички.docx
Нагрузочная характеристика
Внешние характеристики
При увеличении нагрузки
При уменьшении нагрузки
Регулировочные характеристики
ДПТ параллельного возбуждения .doc
Государственное учреждение высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Направление специальность: электротехника электромеханика и
“ Исследование двигателя постоянного тока параллельного возбуждения”
Отчет по лабораторной работе №7
по дисциплине: электрические машины
Исполнители Хайруллин С.Г.
Цель работы: приобрести навыки при опытном исследовании двигателя для
получения его основных характеристик получить экспериментальное
подтверждения теоретическим сведениям о свойствах двигателей параллельного
Рис.1 Электрическая схема установки.
Рабочие и механические характеристики.
Опыт Расчет Примечание
Двигатель Генератор Генератор Двигатель
Выводы: уравнение скоростной характеристики для двигателя имеет вид:
Увеличение потока [pic]приводит к уменьшению скорости. С ростом [pic] n
уменьшается прямопропорционально.
Регулировочные характеристики:
а) [pic] при [pic] М=const.
[pic] А n обмин Примечание
С уменьшением [pic] согласно данному выражению скорость возрастает.
Данный способ позволяет регулировать скорость.
б) [pic] при [pic] n=nн.
[pic] А [pic] А Примечание
Эта характеристика описывает уравнение [pic]
Так как с ростом нагрузки [pic] увеличивается то обороты должны падать
для того что бы они оставались постоянными необходимо уменьшить [pic] т.е.
уменьшить ток возбуждения. Вследствие указанных причин характеристика имеет
выше приведенный вид.
Асинхроник с короткозамкнутым ротором готова (2).doc
Определить маркировку зажимов обмотки статора.
Запустить двигатель и изменить направления его вращения.
Определить сопротивление обмотки статора r1.
Проделать опыты холостого хода и короткого замыкания: построить круговую
По данным круговой диаграммы построить рабочие характеристики двигателя.
В результате анализа полученных характеристик сделать основные выводы.
Описание лабораторные установки.
Асинхронный двигатель состоит из двух основных узлов: неподвижной части
– статора и вращающейся части – короткозамкнутого ротора.
Выводы обмотки статора показаны на передней панели. При неизвестной
маркировке выводов питание в обмотку подается от сети переменного тока с
помощью магнитного пускателя включаемого кнопкой управления 7. При этом
переключатель П1 остается в положении 1. При опытах холостого хода и
короткого замыкания переключатель П1 переводят в положение 2 при котором в
систему включаются измерительные приборы 4 а обмотку статора присоединяют
В зависимости от проводимых опытов холостого
Проделать опыты холостого хода и короткого замыкания: построить
По данным круговой диаграммы построить рабочие характеристики
В зависимости от проводимых опытов холостого хода или короткого
замыкания переключатель П2 ставят в положение “хх” или “кз” с тем чтобы
включить трансформатор тока 5 в токовые цепи измерительных приборов при
Включатель “В” при пуске замыкают тем самым шунтируя амперметр и
токовую цепь ваттметра.
Для маркировки выводов обмотки статора используют вольтметр 2 и
лампочку 3. Для измерения сопротивления обмотки статора используют
измерительные приборы 2 добавочное сопротивление Rд и сеть постоянного
тока от которой питание подается с помощью магнитного пускателя
включаемого кнопкой управления 1.
Для проведения опыта короткого замыкания используют тормозной
электромагнит 10 обмотка которого включается в сеть с помощью кнопки
В правом верхнем углу расположено сигнальное табло 6 указывающее
на то что на пульт подано напряжение.
Рисунок 1 - Схема включения АД.
Таблицы данных измерений и расчетов
Опыт холостого хода:
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] Примечание
0 042 30 034 70 [pic]
Опыт короткого замыкания
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] Примечание:
0 12 125 047 517 868 [pic]
Построение круговой диаграммы и рабочих характеристик двигателя:
Параметры двигателя при холостом ходе и [pic]:
Фазные электрические величины нагретой машины при холостом ходе:
Измененные параметры холодной машины (при температуре [pic]) и при
испытательном напряжении [pic] в режиме короткого замыкания Ом:
Параметры и фазные электрические величины нагретой машины при
номинальном напряжении в режиме короткого замыкания:
[pic]- число фаз обмоток статора
Проводим перпендикуляр из точки D на ось абсцисс и получаем точку Е
Расчет рабочих характеристик асинхронного двигателя:
Данные для построения рабочих характеристик определяют для шести точек
на окружности токов:
- соответствует точке холостого хода (точка Н)
4 - равномерно распределенные по дуге HD
– соответствует номинальному режиму(точка D)
– соответствует работе двигателя с наибольшей перегрузкой (она
находитьсяот точки D на том же расстоянии как точки 234 между
Определение подведенной полезной и электромагнитной мощности.
Подведенная к асинхронному двигателю активная мощность:
Подведенная активная мощность в номинальном режиме:
Линия НС – линия полезной мощности (Р2=0)
Линия НВ – линия электромагнитной мощности (РЭМ=0).
Электромагнитная мощность:
Определение скольжения и частоты скольжения ротора.
Строим касательную HG к окружности токов из точки Н. Из произвольной
точки Q проводим прямую параллельную линии электромагнитной мощности до
пересечения с линией полезной мощности в точке R. Отрезок QR представляет
шкалу скольжения в режиме двигателя [pic]
В точке D скольжение определяется:
этому скольжению соответствует частота вращения ротора:
Определение моментов
Электромагнитный момент:
Величина полезного момента на валу двигателя:
Для определения максимального момента развиваемого двигателем из точки О1
проводим линию перпендикулярную линии электромагнитной мощности и
продолжают ее до пересечения с окружностью токов в точке F. Из точки F
опускаем перпендикуляр Fq на диаметр НА окружности токов. Отрезок FL
пропорционален максимальному моменту
перегрузочная способность двигателя (кратность максимального момента):
Определение коэффициента мощности
Данные для построения рабочих характеристик:
nn [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] s n Примечание A Вт
Вт Нм - - - [pic] [pic] 1 043 3772 0 0 0 0375 0 3000
Рисунок 2 - График зависимости [pic]
Вывод: : При P2 = 0 существует ток Х.Х. (I0). При постоянном напряжении
т. к. ток участвует в создании P2 и переменных потерь то с ростом P2 он
растет быстрее чем по прямой пропорциональной зависимости.
Вывод: Так как с ростом P2 обороты двигателя уменьшаются то М2 [pic]
Рисунок 3 - График зависимости [pic]
Вывод[pic] [pic] [pic]- коэффициент мощности.
При Р2 = 0 существует коэффициент мощности ХХ. В области от 0 до [pic]
когда подведенная активная мощность Р1 преобладает над подведенной
реактивной Q1. С ростом Р2 [pic] растет. В [pic] влияние Р1 и Q1 на
коэффициент мощности одинаково и [pic] максимальный. В области справа от
[pic] из-за роста скольжения растет реактивная мощность Q1 и поэтому
коэффициент мощности с ростом Р2 падает.
Формула для определения коэффициента мощности [pic]
Вывод: : [pic][pic][pic]
В области от 0 до [pic] когда постоянные потери меньше переменных потерь
с ростом [pic]растет. В [pic] постоянные потери равны переменным
[pic]максимально. В области с права от [pic] когда постоянные потери меньше
переменных потерь. С ростом [pic] КПД уменьшается. При [pic].
т. к. с ростом Р2 растет нагрузка на роторе двигателя. Ротор
притормаживается и обороты уменьшаются.
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
Томский Политехнический Университет
Лабораторная работа №3
Исследование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
Студент группы 7А74:
Совместно со студентами:
ЭМА л.б..doc
Отчет по лабораторной работе по дисциплине
“Электрические машины“
“Исследование двигателя параллельного возбуждения”
Электрические машины постоянного тока широко применяются в различных
отраслях промышленности.
Значительное распространение электродвигателей постоянного тока
объясняется их ценными качествами: высокими пусковым тормозным и
перегрузочным моментами сравнительно высоким быстродействием что важно
при реверсировании и торможении возможностью широкого и плавного
регулирования частоты вращения.
Электродвигатели постоянного тока используют для регулируемых приводов
например для приводов различных станков и механизмов. Мощности этих
электродвигателей достигают сотен киловатт. В связи с автоматизацией
управления производственными процессами и механизмами расширяется область
применения маломощных двигателей постоянного тока общего применения
мощностью от единиц до сотен ватт.
Генераторы постоянного тока общего применения в настоящее время
используются реже чем электродвигатели поскольку значительное
распространение получают ионные и полупроводниковые преобразователи.
Электродвигатели и генераторы постоянного тока составляют значительную
часть электрооборудования летательных аппаратов Генераторы постоянного
тока применяют в качестве источников питания; максимальная мощность их
достигает 30 КВт. Электродвигатели летательных аппаратов используют для
привода различных механизмов; мощность их имеет значительный диапазон – от
долей до десятков киловатт. На самолетах например устанавливается более
0 различных электродвигателей постоянного тока. Двигатели постоянного
тока широко используются в электрической тяге в приводе подъемных
устройств для привода металлорежущих станков. Мощные двигатели постоянного
тока применяются для привода прокатных станов и на судах для вращения
гребных винтов. Постоянный ток для питания двигателей получается с помощью
генераторов постоянного тока или выпрямительных установок преобразующих
переменный ток в постоянный.
Генераторы постоянного тока являются источником питания для
промышленных установок потребляющих постоянный ток низкого напряжения
(электролизные и гальванические установки). Питание обмоток возбуждения
мощных синхронных генераторов осуществляется во многих случаях от
генераторов постоянного тока (возбудителей).
В зависимости от схемы питания обмотки возбуждения машины постоянного
тока разделяются на несколько типов (с независимым параллельным
последовательным и смешанным возбуждением).
Цель работы: изучить принцип действия двигателя постоянного тока
приобрести практические навыки испытания и построения характеристик
двигателя с параллельным возбуждением получить экспериментальное
подтверждение теоретическим сведениям о двигателях постоянного тока.
Получить экспериментальные данные для расчета и построения рабочих
Получить экспериментальные данные для расчета и построения
естественной и искусственных механических характеристик для двух
значений сопротивления добавочного реостата в цепи якоря;
Получить скоростные характеристики двигателя при нескольких значениях
Осуществить регулирование частоты вращения двигателя изменением тока
возбуждения при неизменной нагрузке;
Получить регулировочную характеристику двигателя обеспечивающую
постоянную частоту вращения при изменениии нагрузки.
Описание лабораторной установки.
Электрическая схема лабораторной установки для исследования двигателя
параллельного возбуждения показана на Рисунке 1. Двигатель имеет
последовательно включенные обмотки якоря (Я) добавочных полюсов и
стабилизирующую последовательную обмотку возбуждения (ОВС). Параллельно
этим обмоткам включена обмотка параллельного возбуждения (ОВШ).
Электрическая схема содержит пусковой реостат Rп в цепи якоря и реостат
rв в цепи параллельной обмотки возбуждения. В цепь якоря и в цепь
возбуждения включены амперметры параллельно цепи якоря вольтметр. В цепи
якоря имеются клеммы 1-2 которые должны быть замкнуты перемычкой при
исследованиях двигателя параллельного возбуждения. Нагрузкой двигателя
служит генератор постоянного тока параллельного возбуждения. Изменения
момента нагрузки на валу двигателя осуществляется регулированием тока
возбуждения генератора при замкнутой цепи якоря генератора.
Рисунок 1 Электрическая схема лабораторной установки для
исследования двигателя параллельного возбуждения.
Рабочие характеристики двигателя
Рабочие характеристики представляют собой зависимости тока якоря
вращающего момента КПД и частоты вращения от полезной мощности на валу
двигателя при номинальных напряжений и тока возбуждения т.е. Iад М2
n=f(P2) при U=UH и IBД=IВН.
№ Данные опыта Данные расчета примеча-
двигатель генератор генератор двигатель
14 2600 IBД=IВН=0.24 А
09 3000 IBД=0.8IВН=0.2 А
07 2500 IBД=1.2IВН=2.8 А
Регулировочная характеристика
Двигатель параллельного возбуждения имеет регулировочные характеристики
Зависимость частоты вращения n от тока возбуждения IВД при неизменном
напряжении и нагрузки т.е. n=f(IВД) при UД=UH и М2=const.
Зависимость тока возбуждения от тока якоря при неизменном
напряжении и частоте вращения якоря т.е. IВД= f(IАД) при UД=UH и
№ IВД IАД примечание
Рабочие характеристики
Зависимость тока якоря от
Зависимость вращающего момента
от полезной мощности
Зависимость частоты вращения от
Механические характеристики
Скоростные характеристики
Рабочие характеристики представляют собой зависимости потребляемой
мощности Р1 потребляемого тока I скорости n момента М и к. п. д. ] от
полезной мощности Р2 при U = const и неизменных положениях регулирующих
реостатов. Рабочие характеристики двигателя параллельного возбуждения малой
мощности при отсутствии добавочного сопротивления в цепи якоря представлены
на рис. 1. Одновременно с увеличением мощности на валу Р2 растет и момент
Поскольку с увеличением Р2 и М скорость n несколько уменьшается то М =
Р2п растет несколько быстрее Р2. Увеличение Р2 и М естественно
сопровождается увеличением тока двигателя I. Пропорционально I растет также
потребляемая из сети мощность Р1. При холостом ходе (Р2 = 0) к. п. д. = 0
затем с увеличением Р2 сначала быстро растет но при больших нагрузках в
связи с большим ростом потерь в цепи якоря снова начинает уменьшаться.
Механическая характеристика если в цепь якорной обмотки введено
добавочное сопротивление то Коэффициент С2 возрастает. В результате
механическая характеристика располагается более наклонно рис. 2 хар. 2.И
следовательно скорость вращении прямо пропорциональна добавочному
По скоростным характеристикам рис. 3 мы видим что с возрастанием тока
якоря при увеличении механической нагрузки двигателя возникает увеличение
падения напряжения в якоре и уменьшение магнитного потока возбуждения
вследствие действия реакции якоря. Первая причина стремится уменьшить
скорость вращения двигателя вторая – увеличить. Действия падения напряжения
в якоре оказывает большее влияние поэтому скоростная характеристика
двигателя имеет слегка падающий характер.
Регулировочная характеристика показывает рис. 4 что до тех пор пока
сталь магнитопривода машины не насыщена поток Ф изменяется пропорционально
току возбуждения. В этом случае регулировочная характеристика является
гиперболической. По мере насыщения при больших токах характеристика
приближается к линейной. При малых значениях тока возбуждения скорость
вращения резко возрастает. Поэтому при обрыве цепи возбуждения двигателя с
параллельным возбуждением его поток падает до значение остаточного потока
и скорость вращения может достичь недопустимых пределов
Список используемой литературы:
Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины: Учебник для вузов.- М.:
Энергия 1980.- 928 с. ил.
Машины постоянного тока: Метод.указ.по выполнению лабораторных работ
по курсу «Электрические машины» для студентов электротехнических
специальностей ТПУ всех форм обучения.-Томск: Изд.ТПУ 1998.-56с.
Токарев Б.Ф. Электрические машины: Учеб. пособие для вузов. –
М.: Энергоатомиздат 1990.-624 с.: ил.
я.doc
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
1300- электротехника электромеханика и электротехнологии
Отчёт по лабораторной работе
Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения
Описание лабораторной установки
Рабочие характеристики двигателя
Механические характеристики двигателя
Скоростные характеристики
Регулировочная характеристика
Электрические машины постоянного тока широко применяются в различных
отраслях промышленности.
Значительное распространение электродвигателей постоянного тока
объясняется их ценными качествами: высокими пусковым тормозным и
перегрузочным моментами сравнительно высоким быстродействием что важно
при реверсировании и торможении возможностью широкого и плавного
регулирования частоты вращения.
Электродвигатели постоянного тока используют для регулируемых приводов
например для приводов различных станков и механизмов. Мощности этих
электродвигателей достигают сотен киловатт. В связи с автоматизацией
управления производственными процессами и механизмами расширяется область
применения маломощных двигателей постоянного тока общего применения
мощностью от единиц до сотен ватт.
Генераторы постоянного тока общего применения в настоящее время
используются реже чем электродвигатели поскольку значительное
распространение получают ионные и полупроводниковые преобразователи.
Электродвигатели и генераторы постоянного тока составляют значительную
часть электрооборудования летательных аппаратов Генераторы постоянного
тока применяют в качестве источников питания; максимальная мощность их
достигает 30 КВт. Электродвигатели летательных аппаратов используют для
привода различных механизмов; мощность их имеет значительный диапазон – от
долей до десятков киловатт. На самолетах например устанавливается более
0 различных электродвигателей постоянного тока. Двигатели постоянного
тока широко используются в электрической тяге в приводе подъемных
устройств для привода металлорежущих станков. Мощные двигатели постоянного
тока применяются для привода прокатных станов и на судах для вращения
гребных винтов. Постоянный ток для питания двигателей получается с помощью
генераторов постоянного тока или выпрямительных установок преобразующих
переменный ток в постоянный.
Генераторы постоянного тока являются источником питания для
промышленных установок потребляющих постоянный ток низкого напряжения
(электролизные и гальванические установки). Питание обмоток возбуждения
мощных синхронных генераторов осуществляется во многих случаях от
генераторов постоянного тока (возбудителей).
В зависимости от схемы питания обмотки возбуждения машины постоянного
тока разделяются на несколько типов ( с независимым параллельным
последовательным и смешанным возбуждением).
Цель работы: изучить принцип действия двигателя постоянного тока
приобрести практические навыки испытания и построения характеристик
двигателя с параллельным возбуждением получить экспериментальное
подтверждение теоретическим сведениям о двигателях постоянного тока.
Получить экспериментальные данные для расчета и построения рабочих
Получить экспериментальные данные для расчета и построения
естественной и искусственных механических характеристик для двух
значений сопротивления добавочного реостата в цепи якоря;
Получить скоростные характеристики двигателя при нескольких значениях
Осуществить регулирование частоты вращения двигателя изменением тока
возбуждения при неизменной нагрузке;
Получить регулировочную характеристику двигателя обеспечивающую
постоянную частоту вращения при изменениии нагрузки.
Описание лабораторной установки.
Электрическая схема лабораторной установки для исследования двигателя
параллельного возбуждения показана на Рисунке 1. Двигатель имеет
последовательно включенные обмотки якоря (Я) добавочных полюсов и
стабилизирующую последовательную обмотку возбуждения (ОВС). Параллельно
этим обмоткам включена обмотка параллельного возбуждения (ОВШ).
Электрическая схема содержит пусковой реостат Rп в цепи якоря и реостат
rв в цепи параллельной обмотки возбуждения. В цепь якоря и в цепь
возбуждения включены амперметры параллельно цепи якоря вольтметр. В цепи
якоря имеются клеммы 1-2 которые должны быть замкнуты перемычкой при
исследованиях двигателя параллельного возбуждения. Нагрузкой двигателя
служит генератор постоянного тока параллельного возбуждения. Изменения
момента нагрузки на валу двигателя осуществляется регулированием тока
возбуждения генератора при замкнутой цепи якоря генератора.
Рис.1 Электрическая схема лабораторной установки для
исследования двигателя параллельного возбуждения.
Рабочие характеристики представляют собой зависимости тока якоря
вращающего момента КПД и частоты вращения от полезной мощности на валу
двигателя при номинальных напряжений и тока возбуждения т.е. Iад М2
n=f(P2) при U=UH и IBД=IВН.
№ Данные опыта Данные расчета примеча-
двигатель генератор генератор двигатель
Iад n UГ IГ P2Г Г P1Д Р2Д Д М2
А обм В А Вт о.е. Вт Вт о.е. Нм
Полезная электрическая мощность генератора (Вт):
Потребляемая мощность генератора Р1Г численно равная полезной
мощности на валу двигателя Р2Д:
Потребляемая мощность двигателя Pд1
Полезный момент нагрузки на валу М2 (Нм):
КПД двигателя (о.е.):
Механическая характеристика представляет собой зависимость частоты вращения
от полезного момента на валу при неизменных: напряжений на клеммах
двигателя токе возбуждения и сопротивлении цепи якоря т.е. n=f(M2) при
U=UH IBД=IВН RA+RД=const.
Уменьшение частоты вращения якоря при RД=0 ΔnE=340 а при RД0 ΔnР=1400.
Рассчитываем относительное значение величены добавочного сопротивления в
Скоростная характеристика представляет собой зависимость частоты вращения
от тока якоря при неизменном напряжении на клеммах якоря при постоянном
сопротивлении в цепи якоря и постоянном токе возбуждения т.е.
n=f(IAД) при U=UH IBД=const RA+RД=const.
Двигатель параллельного возбуждения имеет регулировочные характеристики
Зависимость частоты вращения n от тока возбуждения IВД при неизменном
напряжении и нагрузки т.е. n=f(IВД) при UД=UH и М2=const.
Зависимость тока возбуждения от тока якоря при неизменном напряжении
и частоте вращения якоря т.е. IВД= f(IАД) при UД=UH и n=nH.
№ IВД IАД примечание
Рабочие характеристики
Рис 5 Зависимости тока якоря момента КПД от полезной мощности
Рис. 3 Зависимость частоты вращения от полезной мощности
Рис. 4 Механические характеристики
Рис. 5 Скоростные характеристики
Рис. 6 Регулировочная характеристика n=f(IВД)
Рис. 7 Регулировочная характеристика IВД= f(IАД)
Рабочие характеристики представляют собой зависимости потребляемой мощности
Р1 потребляемого тока I скорости n момента М и к. п. д. от полезной
мощности Р2 при U = const и неизменных положениях регулирующих реостатов.
Рабочие характеристики двигателя параллельного возбуждения малой мощности
при отсутствии добавочного сопротивления в цепи якоря представлены на рис.
Одновременно с увеличением мощности на валу Р2 растет и момент на валу
Поскольку с увеличением Р2 и М скорость n несколько уменьшается то М =
Р2п растет несколько быстрее Р2. Увеличение Р2 и М естественно
сопровождается увеличением тока двигателя I. Пропорционально I растет также
потребляемая из сети мощность Р1. При холостом ходе (Р2 = 0) к. п. д. = 0
затем с увеличением Р2 сначала быстро растет но при больших нагрузках в
связи с большим ростом потерь в цепи якоря снова начинает уменьшаться.
Механическая характеристика если в цепь якорной обмотки введено добавочное
сопротивление то Коэффициент С2 возрастает. В результате механическая
характеристика располагается более наклонно рис.6. И следовательно скорость
вращении прямо пропорциональна добавочному сопротивлению
По скоростным характеристикам рис.7 мы видим что с возрастанием тока якоря
при увеличении механической нагрузки двигателя возникает увеличение падения
напряжения в якоре и уменьшение магнитного потока возбуждения вследствие
действия реакции якоря. Первая причина стремится уменьшить скорость
вращения двигателя вторая – увеличить. Действия падения напряжения в якоре
оказывает большее влияние поэтому скоростная характеристика двигателя
имеет слегка падающий характер.
Регулировочная характеристика показывает рис.89 что до тех пор пока сталь
магнитопривода машины не насыщена поток Ф изменяется пропорционально току
возбуждения. В этом случае регулировочная характеристика является
гиперболической. По мере насыщения при больших токах характеристика
приближается к линейной. При малых значениях тока возбуждения скорость
вращения резко возрастает. Поэтому при обрыве цепи возбуждения двигателя с
параллельным возбуждением его поток падает до значение остаточного потока
и скорость вращения может достичь недопустимых пределов
Список используемой литературы:
Машины постоянного тока: Метод.указ.по выполнению лабораторных работ
по курсу «Электрические машины» для студентов электротехнических
специальностей ТПУ всех форм обучения.-Томск: Изд.ТПУ 1998.-56с.
Игнатович В.М. Ройз Ш.С. Электрические машины и трансформаторы.
Учебное пособие. – Томск: Изд. ТПУ 1999. – 147с.
Лабаккер.doc
Томский политехнический университет
Факультет Автоматики и электромеханики
1300 – электротехника электромеханика и электротехнологии
Исследование синхронного реактивного
Отчёт по лабораторной работе №2
Лабораторная работа 10 с. 1 рис. 2 таблицы 2 источника 9 графиков.
Цель работы: изучить принцип действия синхронного реактивного
двигателя получить основные характеристики и проанализировать их.
В данной лабораторной работе проводится опыт холостого хода и снимаются
рабочие характеристики.
Исследования проводились на лабороторном стенде содержащем синхронный
реактивный двигатель электромагнитный тормоз различную измерительную
аппаратуру. Данные для анализа получали при помощи изменения отдельных
Схема лабораторной установки
Эксперементальные и расчетные данные
Список использованных источников
Явнополюсный синхронный двигатель не имеющий обмотку возбуждения на
роторе называется синхронным реактивным двигателем (СРД). Электромагнитный
момент вращения СРД возникает за счет разницы магнитных проводимостей по
продольной и по поперечной осям ротора.
Статор СРД аналогичен статору асинхронной машины. Сердечник ротор
отличается от сердечника ротора АД лишь наличием впадин – вырезов на
наружной цилиндрической поверхности образующих явновыраженные полюсные
выступы. Короткозамкнутая пусковая обмотка выполненная в виде беличьей
клетке обеспечивает асинхронный пуск СРД.
Необходимым условием для возникновения синхронного реактивного момента
является неравенство индуктивных сопротивлений обмотки статора по
Xd и поперечной Xq осям причем Xd > Xq что имеет место лишь при
явнополюсном роторе. Впадины на наружной поверхности ротора СРД увеличивает
эквивалентный воздушный зазор по сравнению АД при одинаковом диаметре
роторов. Поэтому намагничивающий ток в СРД больше а коэффициент мощности и
КПД ниже чем в асинхронном двигателе той же мощности.
Ознакомиться с лабораторной установкой для исследования синхронного
реактивного генератора.
Провести опыт холостого хода.
Получить рабочие характеристики двигателя методом нагрузки.
Провести анализ полученных характеристик и сделать по ним вывод.
Схемы лабораторной установки
Рисунок 1 Принципиальная электрическая схема для испытания СРД.
Экспериментальные и расчетные данные.
Таблица №1 Опыт холостого хода
U0 I0 P0 cos (0 Примечани
7 21 60 0.13 U1н=127 В
Характеристики холостого хода
Таблица №2 Получение рабочих характеристик
№ Результаты опытов Результаты расчетов Примечание
I1 U1 P1 n P2 M2 cos(
2.6127 240 1500 534 34 2.23 0.42 U1=127 В
Рабочие характеристики
Список используемой литературы
Вольдек А.И. Электрические машины. – Л.: Энергия 1978. – 832 с.
Синхронные машины: Метод. указ. по выполн. лаб. раб. по курсу
«Электрические машины» для студентов электротехнических специальностей
ТПУ всех форм обучения. – Томск: Изд. ТПУ 1998. – 40 с.
№1 - 717.doc
с короткозамкнутым ротором.
Получить практические навыки по определению и маркировке выводов
трехфазной обмотки статора машины переменного тока.
Получить практические навыки по проведению опытов холостого хода и
короткого замыкания.
Изучить пусковые рабочие свойства асинхронного двигателя.
Рис.1 Электрическая схема для испытания асинхронного двигателя с
короткозамкнутым ротором в режиме холостого хода и короткого замыкания.
[pic] [pic] [pic] [pic]
Таблица №2 (Опыт холостого хода)
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] Примечание
[pic] [pic] [pic] - [pic] [pic]
Таблица №3 Опыт короткого замыкания
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] Примечание
[pic] [pic] [pic] - [pic] [pic] [pic]
Построение круговой диаграммы и рабочих характеристик двигателя.
Данные для построения круговой диаграммы измеренные параметры
двигателя при холостом ходе и температуре 25°С Ом:
Параметры холостого хода при температуре 75°C
Фазные электрические величины нагретой машины при холостом ходе
Измеренные параметры холодной машины (при температуре (0) и при
испытательном напряжении в режиме короткого замыкания Ом
Параметры и фазные электрические величины нагретой машины при
номинальном напряжении при режиме короткого замыкания.
Определение с круговой диаграммы величин характеризующих работу АД для
Кратность максимального момента
№ I1 P1 P2 M2 cos φ1 S n Примечание А Вт Вт Нм
обмин 1 037 0 0 0 0 007 0 1000 I'0 = 036 А
n1 = 1000 обмин 2 0365 704 528 05115 075 031 0013 987
42 0063 9368 Построение рабочих характеристик.(Для всех
характеристик U1 f1 постоянны)
Вывод: Так как с ротором P2 обороты уменьшаются то M2 растет быстрее
чем по прямой пропорциональной зависимости.
Вывод: При P2=0 существует ток холостого хода I0. Так как при постоянном
напряжении ток идет на создание как полезной мощности так и переменных
потерь то с ростом P2 он увеличивается быстрей чем по
прямопропорциональной зависимости.
Вывод: При P2=0 существует коэффициент мощности холостого хода cosφ0. В
области от 0 до точки а преобладающее влияние на коэффициент мощности
оказывает Р1. поэтому с ростом P2 коэффициент мощности растет. В точке а
влияние мощностей P1 и Q1 одинаково коэффициент мощности максимальный. В
области справа от точки а из-за роста индуктивного сопротивления
рассеивания обмотки ротора растет скольжение и реактивная мощность Q1
поэтому с ростом Р2 коэфф. мощности уменьшается.
Вывод: В области от 0 до Р2=68Вт когда постоянные потери больше чем
переменные с ростом Р2 растет. В точке Р2=68Вт =max. Когда постоянные
потери становятся меньше переменных с ростом Р2 уменьшается.
Вывод: Так как с ростам P2 растет нагрузка на двигатель ротор
притормаживается и его обороты уменьшаются.
Контакторы постоянного тока(лб).doc
Реверсивный пускатель с блок контактной блокировкой:
Реверсивный магнитный пускатель с кнопочной блокировкой:
Министерство образования Российской Федерации
Томский политехнический университет
Контакторы постоянного тока.
Кривенцов Леонид Александрович
Конорев Олег Сергеевич
Борисов Константин Александрович
Абишев Руслан Булатович
Нереверсивный пускатель.
Реверсивный пускатель с блок контактной блокировкой.
Реверсивный магнитный пускатель с кнопочной блокировкой.
Асинхроник с короткозамкнутым ротором.doc
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования РФ
Томский политехнический университет.
Лабораторная работа №1
«Исследование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором»
студент группы Э7А40
Ознакомиться с лабораторной установкой.
Определить маркировку зажимов обмотки статора.
Запустить двигатель и изменить направления его вращения.
Определить сопротивление обмотки статора r1.
Проделать опыты холостого хода и короткого замыкания: построить круговую
По данным круговой диаграммы построить рабочие характеристики двигателя.
В результате анализа полученных характеристик сделать основные выводы.
Описание лабораторные установки.
Асинхронный двигатель состоит из двух основных узлов: неподвижной части
– статора и вращающейся части – короткозамкнутого ротора.
Выводы обмотки статора показаны на передней панели. При неизвестной
маркировке выводов питание в обмотку подается от сети переменного тока с
помощью магнитного пускателя включаемого кнопкой управления 7. При этом
переключатель П1 остается в положении 1. При опытах холостого хода и
короткого замыкания переключатель П1 переводят в положение 2 при котором в
систему включаются измерительные приборы 4 а обмотку статора присоединяют
В зависимости от проводимых опытов холостого
Проделать опыты холостого хода и короткого замыкания: построить
По данным круговой диаграммы построить рабочие характеристики
В зависимости от проводимых опытов холостого хода или короткого
замыкания переключатель П2 ставят в положение “хх” или “кз” с тем чтобы
включить трансформатор тока 5 в токовые цепи измерительных приборов при
Включатель “В” при пуске замыкают тем самым шунтируя амперметр и
токовую цепь ваттметра.
Для маркировки выводов обмотки статора используют вольтметр 2 и
лампочку 3. Для измерения сопротивления обмотки статора используют
измерительные приборы 2 добавочное сопротивление Rд и сеть постоянного
тока от которой питание подается с помощью магнитного пускателя
включаемого кнопкой управления 1.
Для проведения опыта короткого замыкания используют тормозной
электромагнит 10 обмотка которого включается в сеть с помощью кнопки
В правом верхнем углу расположено сигнальное табло 6 указывающее
на то что на пульт подано напряжение.
Таблицы данных измерений и расчетов
Опыт холостого хода:
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] Примечание
Опыт короткого замыкания
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] Примечание:
Построение круговой диаграммы и рабочих характеристик двигателя:
Параметры двигателя при холостом ходе и [pic]:
Фазные электрические величины нагретой машины при холостом ходе:
Измененные параметры холодной машины (при температуре [pic]) и при
испытательном напряжении [pic] в режиме короткого замыкания Ом:
Параметры и фазные электрические величины нагретой машины при
номинальном напряжении в режиме короткого замыкания:
[pic]- число фаз обмоток статора
Проводим перпендикуляр из точки D на ось абсцисс и получаем точку Е
Расчет рабочих характеристик асинхронного двигателя:
Данные для построения рабочих характеристик определяют для шести точек
на окружности токов:
- соответствует точке холостого хода (точка Н)
4 - равномерно распределенные по дуге HD
– соответствует номинальному режиму(точка D)
– соответствует работе двигателя с наибольшей перегрузкой (она
находитьсяот точки D на том же расстоянии как точки 234 между
Определение подведенной полезной и электромагнитной мощности.
Подведенная к асинхронному двигателю активная мощность:
Подведенная активная мощность в номинальном режиме:
Линия НС – линия полезной мощности (Р2=0)
Линия НВ – линия электромагнитной мощности (РЭМ=0).
Электромагнитная мощность:
Определение скольжения и частоты скольжения ротора.
Строим касательную HG к окружности токов из точки Н. Из произвольной
точки Q проводим прямую параллельную линии электромагнитной мощности до
пересечения с линией полезной мощности в точке R. Отрезок QR представляет
шкалу скольжения в режиме двигателя [pic]
В точке D скольжение определяется:
этому скольжению соответствует частота вращения ротора:
Определение моментов
Электромагнитный момент:
Величина полезного момента на валу двигателя:
Для определения максимального момента развиваемого двигателем из точки О1
проводим линию перпендикулярную линии электромагнитной мощности и
продолжают ее до пересечения с окружностью токов в точке F. Из точки F
опускаем перпендикуляр Fq на диаметр НА окружности токов. Отрезок FL
пропорционален максимальному моменту
перегрузочная способность двигателя (кратность максимального момента):
Определение коэффициента мощности
Данные для построения рабочих характеристик:
nn [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] s n Примечание A Вт
Вт Нм - - - [pic] [pic] 1 042 264 0 0 0 01 0 3000
График зависимости [pic]
Вывод: : При P2 = 0 существует ток Х.Х. (I0). При постоянном напряжении
т. к. ток участвует в создании P2 и переменных потерь то с ростом P2 он
растет быстрее чем по прямой пропорциональной зависимости.
Вывод: Так как с ростом P2 обороты двигателя уменьшаются то М2 [pic]
Вывод[pic] [pic] [pic]- коэффициент мощности.
При Р2 = 0 существует коэффициент мощности ХХ. В области от 0 до [pic]
когда подведенная активная мощность Р1 преобладает над подведенной
реактивной Q1. С ростом Р2 [pic] растет. В [pic] влияние Р1 и Q1 на
коэффициент мощности одинаково и [pic] максимальный. В области справа от
[pic] из-за роста скольжения растет реактивная мощность Q1 и поэтому
коэффициент мощности с ростом Р2 падает.
Формула для определения коэффициента мощности [pic]
Вывод: : [pic][pic][pic]
В области от 0 до [pic] когда постоянные потери меньше переменных потерь
с ростом [pic]растет. В [pic] постоянные потери равны переменным
[pic]максимально. В области с права от [pic] когда постоянные потери меньше
переменных потерь. С ростом [pic] КПД уменьшается. При [pic].
т. к. с ростом Р2 растет нагрузка на роторе двигателя. Ротор
притормаживается и обороты уменьшаются.
EMA3LAB.docx
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Направление - Электромеханика
Исследование асинхронного двигателя с
Отчет по лабораторной работе №3.
Цель работы: Изучить конструкцию трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором приобрести практические навыки пуска двигателя с применением пускового реостата и провести опыты холостого хода и непосредственной нагрузки двигателя.
Асинхронной называется такая машина переменного тока ротор которой вращается несинхронно по отношению к вращающемуся магнитному полю чем обусловлено название этих машин.
В асинхронных двигателях большой мощности и в некоторых специальных машинах малой мощности с целью получения большого пускового момента широкого регулирования скорости вращения а так же для использования машин в качестве преобразователей применяют фазные роторы.
В пазах фазного ротора укладывается не стержень а изолированные проводники катушек трехфазной обмотки выполненные аналогично обмотке статора и соединенных в звезду. Концы фаз обмоток ротора присоединяют к изолированным друг от друга и от вала двигателя контактным кольцам по которым при вращении ротора скользят укрепленные в щеткодержателях щетки. С помощью контактных колец и щеток обмотка ротора соединяется с пусковым или регулировочным реостатом.
Ознакомиться с лабораторной установкой и произвести пуск двигателя с помощью пускового реостата.
При номинальных значениях напряжения и частоты питающей сети произвести опыт непосредственной нагрузки и по опытным данным построить рабочие характеристики асинхронного двигателя.
По результатам исследований сделать основные выводы.
Схема рабочей установки.
Рис 1 Схема рабочей установки
Таблица 1 Экспериментальные и расчётные данные
Примечание:; R1=2 Ом; U1н=200 В;
Расчётов на примере опыта №8:
Рис 2 График зависимости P1=f(P2)
Подводимая мощность определяется по формуле Р1 = РПС + Р ПЕР где РПС – постоянные потери Р ПЕР – переменные потери. С ростом Р2 растут переменные потери РПЕР следовательно Р1 растет быстрее чем по прямой пропорциональной зависимости.
Рис 3 График зависимости М2=f(P2)
т. к. м ростом Р2 обороты уменьшаются то полезный момент растет быстрее чем по прямой пропорциональной зависимости.
Рис 4 График зависимости cosφ=f(P2)
Вывод: - коэффициент мощности.
При Р2 = 0 существует коэффициент мощности ХХ. В области от 0 до когда подведенная активная мощность Р1 преобладает над подведенной реактивной Q1. С ростом Р2 растет. В влияние Р1 и Q1 на коэффициент мощности одинаково и максимальный. В области справа от из-за роста скольжения растет реактивная мощность Q1 и поэтому коэффициент мощности с ростом Р2 падает.
Рис 5 График зависимости n=f(P2)
т. к. с ростом Р2 растет нагрузка на роторе двигателя. Ротор притормаживается и обороты уменьшаются.
Рис 6 График зависимости =f(P2)
В области от 0 до когда постоянные потери меньше переменных потерь с ростом растет. В постоянные потери равны переменным максимально. В области с права от когда постоянные потери меньше переменных потерь. С ростом КПД уменьшается. При .
Рисунок 7 График зависимости I1=f(P2)
При постоянном напряжении ток идет на создание как полезной мощности так и переменных потерь. При существует ток холостого хода. Так как ток участвует в создании полезной мощности и переменных потерь то с ростом он увеличивается быстрее сем по прямой пропорциональной зависимости.
Фазный ротор асинхронника.DOC
Томский политехнический университет
1300 – Электротехника электромеханика и электротехнологии
Отчет по лабораторной работе
«Испытание асинхронного двигателя
Результаты исследования 3
Рабочие характеристики .4-5
Цель работы: Провести исследования асинхронного двигателя с фазным ротором
режиме холостого хода и при изменении нагрузки.
[pic] - тахогенератор. [pic]
Рисунок 1. Схема лабораторной установки
Результаты исследования
I1 P1 N t f2 S n P2 M2 cosφ примечание
А КВт - с 1c - 1мин Вт Н·м - - 3.8
32·3 7 5 14 0.028 972 397.7 3.8 0.38 0.41 U1=Uн 4
37·3 10 5 2 0.04 960 502.4 4.8 0.42 0.45 f1= 50 Гц
2 0.42·3 11 5 21 0.044 956 512.9 4.9 0.46 0.41 n1=
00 1мин 4.3 0.46·3 13 5 26 0.052 948 544.3 5.2
49 0.39 2p=6 4.4 0.53·3 15 5 3 0.06 940 847.8 8.1
По данным таблиц 1 строим рабочие характеристики асинхронного двигателя
Рисунок 2. Зависимость потребляемой от полезной
Рисунок 3. Зависимость скольжения от полезной мощности
Рисунок 4. Зависимость коэффициента мощности от полезной
Рисунок 5. Зависимость К.П.Д. от полезной
Рисунок 6. Зависимость частоты вращения ротора от полезной
Иссл. работы дпт с нез.возб.(лб).doc
Отчет по лабораторной работе №1
«Исследование работы двигателя постоянного тока с независимым возбуждением»
Цель работы : Исследование электромеханических характеристик (=f(I) и
механических характеристик (=f(М) в двигательных и тормозных режимах работы
двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.
Принципиальная электрическая схема стенда.
Определение коэффициента С1 = К1Ф1 исследуемого двигателя М1.
IВ1 (А) 13 12 11 1 075 05
(01 (с-1) 179 181 183 188 202 210
U1 (В) 24 24 24 24 23 22
С1 (Вс) 0134 0133 0131 0127 011 01
С1 = U1(01 = 24179 = 0.134 (Вс).
По данным таблицы 1 строим характеристику С1 = f (IВ1).
Рис. 2. Характеристика С1 = f (IВ1).
Регулирование скорости вращения М1 добавочным сопротивлением.
(01 146 142 137 133 128 122 RД =
I1 (А) 5 55 6 8 10 11 13
М1 (Нм) 067 0737 0804 1072 134 1474 1742
(01 745 72 70 68 66 62 U1 =
I1 (А) 35 45 55 65 75 95
М1 (Нм) 0469 0603 0737 0871 1005 1273
Регулирование скорости вращения М1 ослаблением магнитного потока .
(01 (с-1)158 154 150 142 135 125
I1 (А) 6 7 8 10 12 15
М1 (Нм) 0804 0938 1072 134 1608 201
(01 (с-1)228 220 212 205 198 173
I1 (А) 7 8 9 10 11 15
М1 (Нм) 0938 1072 1206 134 1474 201
Рекуперативное торможение М1.
(01 (с-1)161 168 170 178 182 RД = 0 Ом
I1 (А) 0 -2 -3 -5 -6
М1 (Нм) 0 -0268 -0402 -067 -0804
(01 (с-1)161 172 186 192 209 RД = 3
I1 (А) 0 -05 -1 -15 -2
М1 (Нм) 0 -0067 -0134 -0201 -0268
Противовключение М1.
(01 (с-1) 0 -15 -87 -88 RД = 05
I1 (А) 107 11 14 145
М1 (Нм) 143 147 188 194
(01 (с-1) 0 -21 -38 -80 -95 RД = 45
I1 (А) 57 65 7 85 9
М1 (Нм) 0764 0871 0938 114 1206
Динамическое торможение М1.
(01 (с-1)147 119 103 83 71 62 RД = 45
I1 (А) -4 -35 -3 -2 -18 -15
М1 (Нм) -0536 -0469 -0402 -0268 -024 -0201
(01 (с-1)136 98 68 54 50 19 RД = 2
I1 (А) -8 -55 -4 -3 -28 -1
М1 (Нм) -1072 -0737 -0536 -0402 -0375 -0134
Расчетные характеристики (1=f(I1) в двигательном режиме.
Естественная характеристика.
Искусственная характеристика.
Регулирование скорости изменением магнитного потока .
Сравнительная оценка жескости характеристик (1=f(М1) при различных способах
регулирования скорости.
Добавочным сопротивлением:
При Rд=0 [pic] - естественная
При Rд=25 Ом [pic] -искусственная
При Rд=45 Ом [pic] -искусственная
[pic] - постоянна для всех U1
т.к. RД = 0 и IВ1 = const
Сравнительная оценка жесткости опытных и расчетных характеристик (1=f(I1)
Вывод : 1. Естественные характеристики ДПТ независимого возбуждения это
характеристики снятые при номинальных данных; График имеет линейный
характер; она снята при Rд=0 (добавочное сопротивление).
Из графиков видно что при регулировании скорости изменением Rд все
искусственные характеристики пересекаются на оси ( в точке с координатой
(=(0 I1=0 M1=0 то есть (0 не зависит от Rд. Наклон характеристик
пропорционален изменению полного сопротивления якорной цепи: по мере
увеличения Rд наклон характеристик увеличивается они становятся более
мягкими. При этом ток короткого замыкания уменьшается. Регулирование этим
способом возможно только вниз от естественной характеристики. Наклон
характеристик увеличивается вследствии увеличения падения напряжения в
якорной цепи и по этому при больших Rд регулирование не целесообразно.
Диапазон регулирования небольшой.
Регулирование скорости изменением магнитного потока возможно только
вверх от естественной характеристики. При уменьшении Iв (потока) скорость
увеличивается при этом скорость холостого хода увеличивается а ток
короткого замыкания уменьшается жесткость также уменьшается. Это
экономичный способ регулирования так как регулирование производится в
маломощной цепи возбуждения. Регулирование производится только в сторону
уменьшения потока (увеличения скорости) так как увеличение потока
возбуждения не допустимо так как это вызовет перегрев двигателя.
При регулировании ( изменением подводимого напряжения искусственные
характеристики идут ниже естественной. При изменении напряжения
пропорционально изменяется скорость холостого хода. Искусственные
характеристики параллельны естественной вследствии отсутствия Rд в цепи
якоря. Достоинством этого способа является большой диапазон регулирования
его плавность. Характеристики жесткие.
Рекуперативное торможение.
Характеристики этого процесса находятся во втором квадранте и при Rl=0
представляет собой продолжение естественной характеристики на этом участке
(>(0 то есть только момент меняет свое направление на противоположное. При
увеличении Rд жесткость уменьшается а характеристики исходят также из
одной точки. При снятии процесса машины включены согласно.
Динамическое торможение.
Графики уходят из начала координат. А при увеличении Rд жесткость также
уменьшается то есть при одном и том же токе при увеличении Rд скорость
увеличивается. Электрическая энергия вырабатываемая за счет механической
энергии поступающей с вала рассеивается в виде тепла в резисторах якорной
Режим торможения противовключением наступает при (0 (четвертый
квадрант) и при Rд равен 4.5 Ома является продолжением резистивной
характеристики. При снятии процесса машины включены встречно.
Сравнительная оценка жесткости характеристик (=f(M1) при различных
способах регулирования:
- добавочным сопротивлением
с увеличением Rд от нуля значение коэффициента жесткости уменьшается
следовательно жесткость уменьшается;
коэффициент жесткости const следовательно жесткость не изменяется;
с уменьшением Iв1 (потока) значение коэффициента жесткости уменьшается
значит жесткость уменьшается причем в меньшей степени чем при
регулировании добавочным сопротивлением так как зависимость в данном
случае прямо пропорциональна а во втором случае (добавочным
сопротивлением) зависимость обратно пропорциональна следовательно
характеристики мягче при регулировании добавочным сопротивлением.
Различие между опытными и расчетными характеристиками объясняются
погрешностью измерений.
Лаба №1.doc
определении и построении характеристик; получить экспериментальное
подтверждение теоретическим сведениям о синхронных генераторах.
Рис.1 Схема для снятие характеристик синхронного генератора.
Характеристика холостого хода:
№ пп E В If А Примечание
Вывод: При токе возбуждения = 0 существует ЭДС от потока остаточного
намагничивания (Eост). При небольших значениях тока возбуждения
когда магнитная система не насыщена зависимость му E и If
линейная. С дальнейшим увеличением If магнитная система насыщается
и линейная зависимость му E и If нарушается.
Нагрузочная характеристика:
№ пп U В If А Примечание
Вывод: Для одного и того же тока возбуждения нагрузочная характеристика
идет ниже характеристики холостого хода из-за размагничивающегося
действия реакции якоря (-jIqxaq -jIdxad) и падения напряжения на
активном и индуктивном сопротивлении рассеивания.
Внешние характеристики:
№ пп При увеличении нагрузки При уменьшении нагрузки Примечание
U В I А U В I А If0=1 А
Вывод: С ростом тока нагрузки U уменьшается из-за размагничивающегося
действия реакции якоря и падения напряжения на активном и
индуктивном сопротивлении рассеивания.
[pic] - изменение напряжения.
Регулировочная характеристика:
№ пп cos φ=0 Примечание
I А If А U=Uн=127 В
Вывод: Так как с ростом тока нагрузки напряжения на зажимах генератора
уменьшается то для того что бы его поддерживать постоянным током
возбуждение необходимо увеличивать.
Характеристики короткого замыкания:
№ пп 3-х фазное 2-х фазное 1-х фазное Примечание
Iк А If А Iк А If А Iк А If А
Зависимость Iк=f(If)
Вывод: При If=0 существует IК0 от потока остаточного намагничивания.
Имеет линейный характер так как система ненасыщенна (потому что
If мал) из-за размагничивающегося действия реакции якоря.
При 1-х фазном К.З. [pic] [pic]
При 2-х фазном К.З. [pic] [pic]
При 3-х фазном К.З. [pic] где [pic]
Исследование синхронного реактивного двигателя.doc
Томский политехнический университет
Факультет автоматики и электромеханики
Направление 551300 – «Электротехника электромеханика
Отчет по лабораторной работе
Исследование синхронного реактивного двигателя
Руководитель преподаватель Големгрейн В.В.
Результаты исследований
Построение характеристик холостого хода
Построение рабочих характеристик
Список используемых источников
Цель работы: изучить принцип действия и устройство синхронного
реактивного двигателя приобрести практические навыки при получении опытных
данных и построение характеристик синхронного реактивного двигателя
получить экспериментальное подтверждение практическим сведениям о
синхронном реактивном двигателе.
Ознакомиться с лабораторной установкой для исследования синхронного
реактивного двигателя.
Провести опыт холостого хода.
Получить рабочие характеристики двигателя методом нагрузки.
Провести анализ полученных характеристик и сделать по ним
№ Результаты опытов Результаты
В А Вт Вт Н*М - Обмин
Построение характеристик холостого хода СРД
Построение рабочих характеристик СРД
Вывод: Из результатов опытов видночто при увеличении напряжения ток
нелинейно возрастает что связано с увеличением мощности холостого хода.
Нелинейный рост тока объясняется насыщением магнитной цепи о чём
свидетельствует постепнное уменьшение коэффициента мощности: при
возрастании напряжения подводимого к двигателю на холостом ходу характер
нагрузки постепенно изменяется. Иными словами чем выше напряжение питания
СРД тем угол сдвига фаз между током напряжением будет приближаться к 90
Так как в данной электрической машине частота вращения поля статора
равна частоте вращения поля ротора (при разумном значении величины момента
нагрузки и напряжения питания) то частота вращения ротора независит от
полезной мощности на валу.
Из сказанного выше следует что момент при возрастании мощности на
валу будет линейно увеличиваться (что и происходит на опыте).
При работе на холостом ходу двигатель потребляет из сети мощность
называемою мощностью холостого хода. При появлении и дальнейшем увеличении
нагрузки на валу потребляемая мощность начинает линйно возрастать что
объясняется необходимостью расхода энергии на преодоление момента нагрузки.
Ток потребляемый двигателем на холостом ходу называется током
холостого хода. Нелинейный рост тока при увеличении полезной мощности на
валу объясняется тем что мощность фазы обмотки статора пропорциональна
При увеличении нагрузки происходит рост потребляемой активной мощности что
обуславливает увеличение коэффициента мощности. Абсолютный минимум
коэффициента мощности наблюдается на холостом ходу но при этом значение
коэффициента мощности никогда не будет равно нулю и не станет равным 90 эл.
град. Такие значения коэффициента мощности возможны лишь теоретически.
Вид кривой зависимости КПД от мощности на валу аналогичен виду
соответствующей кривой для асинхронного двигателя и приведён на рис.5.
Очевидно что на холостом ходу КПД равен нулю так как полезная мощность на
валу двигателя отсутствует при появлении момента нагрузки на валу КПД
начинает увеличиваться достигая своего максимума в определённой точке
далее происходит постепенное уменьшение величины КПД связанное с
увеличением электрических потерь в роторе двигателя на данном режиме
ИСПЫТАНИЕ СИНХРОННОГО РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ 5.DOC
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Отчёт по лабораторной работе №6
«Исследование характеристик трёхфазного синхронного двигателя»
Принял преподаватель:
Провести опыт холостого хода построить характеристики холостого хода
получить и построить рабочие характеристики синхронного реактивного
Краткие теоретические сведения
Явнополюсный синхронный двигатель не имеющий обмотки возбуждения на
роторе называется синхронным реактивным двигателем. Электромагнитный момент
вращения СРД возникает за счет разницы магнитных проводимостей по
продольной и поперечной осям ротора. Статор синхронного реактивного
двигателя аналогичен статору асинхронного двигателя.
Необходимым условием для возникновения синхронного реактивного момента
является неравенство индуктивных сопротивлений обмотки статора по
продольной и поперечной осям причем Xd > Xq что имеет место лишь при
явнополюсном роторе. Названные впадины на наружной поверхности сердечника
ротора СРД увеличивают эквивалентный воздушный зазор по сравнению с
асинхронным двигателем при одинаковом диаметре роторов. Поэтому
намагничивающий ток в СРД намного больше а коэффициент мощности и КПД
значительно ниже чем в асинхронном двигателе той же мощности.
Разработаны усовершенствованные СРД в которых разница индуктивных
сопротивлений по продольной и по поперечной осям достигается не за счет
увеличения глубины впадин а за счет устройства внутренних вырезов.
Ознакомиться с лабораторной установкой для исследования синхронного
реактивного двигателя.
Провести опыт холостого хода.
Получить рабочие характеристики двигателя методом нагрузки.
Провести анализ полученных характеристик и сделать по ним выводы.
Рисунок 1. Схема лабораторной установки.
U0 I P0 Cos((0) Примечания
Cos((0)=Po1.73U0I0=501.73(2.4(127=0.095
Рисунок 2. Характеристики холостого хода
РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Результаты опыта Рез. расчетов Примечания
I1 U1 P1 n M2 P2 ( Cos((1) А В Вт Обмин Н(м Вт ------ --
p=4 32 127 275 1500 33 51832 053 039 35 127 325
6 55 127 570 1500 76 86387 066 047 Пример расчета
М2=955(Р2n ( Р2=n(М2955=1500(33955=51832 Вт.
(=P1P2=275518.32=0.53
cos((1)=P11.73U1I1=2751.73(127(3.2=0.39
Рисунок 3. Рабочие характеристики
Зависимость М2=((Р2) имеет линейный характер. Это объясняется тем что
М(U а у асинхронных двигателей М(U2. Этот факт является большим
преимуществом синхронного двигателя.
Частота вращения ротора остается неизменной и не зависит от нагрузки
поэтому график зависимости n=((Р2) имеет вид прямой параллельной оси
Зависимость тока I1 от полезной мощности Р2 имеет значение при Р2=0
т.к. существует ток холостого хода.
При холостом ходе ток в обмотке якоря равен нулю. Поле в воздушном зазоре
создается током возбуждения протекающем в обмотке возбуждения при этом
при вращении ротора в обмотке якоря наводится ЭДС.
В неявнополюсных синхронных машинах воздушный зазор равномерный
синусоидальное распределение поля обмотки возбуждения достигается за счет
Опытным путем характеристику холостого хода снимают при постоянной
номинальной частоте вращения при изменении I( и разомкнутой обмотке якоря
Одной из важных характеристик синхронной машины является характеристика
короткого замыкания – зависимость тока якоря от тока возбуждения Iк=((I()
при симметричном коротком замыкании на выводах якоря при номинальной
Зависимость тока короткого замыкания от тока возбуждения снимается при
закороченной амперметрами обмотке якоря при постепенном повышении тока
возбуждения от нуля до значения Iк примерно равного номинальному значению.
Содержание хх и кз.doc
Графики зависимостей - 7
Список использованной литературы - 13
Министерство образования Российской Федерации
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
1300- электротехника электромеханика и электротехнологии
«Исследование трехфазного двухобмоточного трансформатора в режимах
холостого хода и короткого замыкания»
3 синх ген 1 (лаб).doc
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет автоматики и электромеханики
Направление: 55.13.00- электротехника электромеханика и электротехнологии
Кафедра: Электрических машин и аппаратов
ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕХФАЗНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
Работа дает основные сведения необходимые для качественного и
количественного анализа эксплуатационных свойств синхронного генератора.
Исследуется трехфазный синхронный генератор с явно выраженными полюсами.
Ротор синхронного генератора приводится во вращение асинхронным двигателем
обмотка возбуждения синхронного генератора подключается к генератору
постоянного тока установленному на валу синхронного генератора. В качестве
плавно регулируемого индуктивного сопротивления используется фазная
асинхронная машина с заторможенным ротором.
Ключевые слова: ОБМОТКА ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЛОСТОГО ХОДА НАГРУЗОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВНЕШНИЕ И
РЕГУЛИРОВОЧНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ТОК
Устройство и принцип действия синхронных машин.
Статор синхронной машины имеет такое же устройство как и статор
асинхронной машины. Трехфазная или в общем случае m-фазная обмотка статора
синхронной машины выполняется с таким же числом полюсов как и ротор и
называется также обмоткой якоря.
Ротор синхронной машины имеет обмотку возбуждения питаемую через два
контактных кольца и щетки постоянным током от постороннего источника. В
качестве источника чаще всего служит генератор постоянного тока
относительно небольшой мощности (03-30 % от мощности синхронной машины)
который называется возбудителем и устанавливается обычно на одном валу с
синхронной машиной. Назначение обмотки возбуждения – создание в машине
первичного магнитного поля. Ротор вместе со своей обмоткой возбуждения
называется также индуктором. При изготовлении синхронных машин принимают
меры к тому чтобы распределение индукции поля вдоль окружности статора
было по возможности близко к синусоидальному.
Если ротор синхронной машины привести во вращение с некоторой частотой n
и возбудить его то поток возбуждения Фf будет пересекать проводники
обмотки статора и в фазах последней будет индуктироваться э.д.с. с частотой
Э.д.с. статора составляют симметричную трехфазную систему э.д.с. и при
подключении к обмотке статора симметричной нагрузки эта обмотка нагружается
симметричной системой токов. Машина при этом будет работать в режиме
При нагрузке обмотка статора создает такое же по своему характеру поле
как и обмотка статора асинхронной машины. Это поле статора вращается в
направлении вращения ротора со скоростью
Если подставить сюда значение f1 то получим
т. е. поля статора и ротора вращаются с одинаковой скоростью и образуют
общее вращающееся поле.
Синхронная машина может работать и в качестве двигателя если подвести к
обмотке ее статора трехфазный ток из сети. При этом ротор вращается в ту же
сторону и с той же скоростью как и поле статора.
изучить принцип действия и устройство трехфазного синхронного генератора
приобрести практические навыки при получении опытных данных и построении
рабочих характеристик синхронных генераторов получить экспериментальное
подтверждение теоретическим сведениям о синхронном генераторе построить
Ознакомиться с лабораторным стендом.
Получить экспериментальные характеристики генератора: холостого хода
внешнюю регулировочную нагрузочную.
Проанализировать полученные характеристики и сделать основные
Рис. 1. Электрическая схема лабораторной установки для исследования
синхронного генератора
Данные полученные при исследовании синхронного генератора в режиме
холостого хода представлены в таблице 1.
№пп E If If+ΔIf Примечание
50 0.12 0.22 Eос=25 В
По данным представленным в таблице 1 построена характеристика холостого
. Данные полученные при снятии нагрузочной характеристики синхронного
генератора представлены в таблице 2.
№пп U If Примечание
По данным представленным в таблице 2 построена нагрузочная характеристика
. Данные полученные при снятии внешних характеристик синхронного
генератора представлены в таблице3.
№пп Нисходящая Восходящая Примечание
По данным представленным в таблице 3 построены внешние характеристики
. Данные полученные при снятии регулировочных характеристик синхронного
генератора представлены в таблице4.
№№ Cosφ=0 Cosφ=1 Примечание
0 0.72 0.4 0.75 U=Uн=220 В
По данным представленным в таблице 4 построены внешние характеристики
Данные полученные при снятии характеристик короткого замыкания
синхронного генератора представлены в таблице 5.
-х фазное 2-х фазное 1 фазное Примечание
Iк3 If Iк2 If Iк1 If
0 0 0 0 0 0 Iн=10 А
По данным представленным в таблице 5 построены характеристики короткого
замыкания на рисунке 6.
Список использованной литературы
Электрические машины. М.-Л. Издательство «Энергия» 1966
Костенко М. П.Плотровский Л. М.
Электрические машины. В 2-х ч. 1-Машины постоянного тока. Трансформаторы.
Учебник для студентов высш. техн. учеб. заведений. Изд. 3-е перераб. Л.:
Машины постоянного тока: Метод. указ. по выполн. лабораторных работ по
курсу “Электрические машины” для студентов электротехнических
специальностей ТПУ всех форм обучения.-Томск: Изд. ТПУ 1998.-56 с.
Электрические машины. Учеб. пособие для вузов.-М.: Энергоатомиздат 1990
Схема лабораторной установки 4
Список использованной литературы .10
ПРЕСС (ПРИНЦ. ЭЛ. СХЕМА).dwg
Article No.Reference
Модернизация электрическойnсхемы пресса типа 250-604Э
ДП. ОФ. 270116.51 ГЧ. Э3
Название наименование материал размеры и т.п..
Рис.2. Принципиальная электрическая схема на переменном напряжении.
Рис.3. Принципиальная электрическая схема на постоянном напряжении.
Рис.4. Принципиальная электрическая схема.
Внешняя ВАХ nэквивалентного генератора
Пятая плита включена
Четвертая плита включена
Третья плита включена
Вторая плита включена
Первая плита включена
Электромагнит гидрораспределителя
Реле "начало второй подпрессовки
Реле времени подпрессовки
Реле времени выдержки под давлением при подпрессовке
Реле "начало первой подпрессовки
Количество подпрессовок
Реле "конец первой подпрессовки
Реле "конец второй подпрессовки
Реле включения гидрораспределителя
Реле времени вулканизаций
Пускатель электро- двигателя насоса
Реле высокого давления
Реле низкого давления
Министерство образования Российской Федерации.doc
Томский Политехнический Университет
Испытания Асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
Ознакомиться с лабораторной установкой.
Определить маркировку зажимов обмотки статора.
Запустить двигатель и изменить направления его вращения.
Определить сопротивление обмотки статора r1.
Проделать опыты холостого хода и короткого замыкания: построить круговую
По данным круговой диаграммы построить рабочие характеристики двигателя.
В результате анализа полученных характеристик сделать основные выводы.
Описание лабораторные установки.
Асинхронный двигатель состоит из двух основных узлов: неподвижной части
– статора и вращающейся части – короткозамкнутого ротора.
Выводы обмотки статора показаны на передней панели. При неизвестной
маркировке выводов питание в обмотку подается от сети переменного тока с
помощью магнитного пускателя включаемого кнопкой управления 7. При этом
переключатель П1 остается в положении 1. При опытах холостого хода и
короткого замыкания переключатель П1 переводят в положение 2 при котором в
систему включаются измерительные приборы 4 а обмотку статора присоединяют
В зависимости от проводимых опытов холостого хода или короткого
замыкания переключатель П2 ставят в положение “хх” или “кз” с тем чтобы
включить трансформатор тока 5 в токовые цепи измерительных приборов при
Включатель “В” при пуске замыкают тем самым шунтируя амперметр и
токовую цепь ваттметра.
Для маркировки выводов обмотки статора используют вольтметр 2 и
лампочку 3. Для измерения сопротивления обмотки статора используют
измерительные приборы 2 добавочное сопротивление Rд и сеть постоянного
тока от которой питание подается с помощью магнитного пускателя
включаемого кнопкой управления 1.
Для проведения опыта короткого замыкания используют тормозной
электромагнит 10 обмотка которого включается в сеть с помощью кнопки
В правом верхнем углу расположено сигнальное табло 6 указывающее
на то что на пульт подано напряжение.
Опыт холостого хода.
Uн I0 Р0 Cos(0 (0 Примечание
На двух фазах двигатель не запускается.
Если поменять начало и конец фазы то приборы зашкаливают.
Опыт короткого замыкания.
№пп I1k Pk Cos(k (k rk Примечание
Сопротивление обмотки статора r10 = 688 Ом
ЭМА лаба ПТ.docx
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Направление- Электротехника электромеханика и электротехнологии
Кафедра – Электрические машины
ПОВОРОТНОГО ТРАНСФОРМАТОРА.
Масштабная характеристика
На основании данных таблицы построили зависимости Uа=f(Us)
Рис 1-Масштабная характеристика
Синус-косинусная характеристика
Характеристики несимметрированного поворотного трансформатора(ПТ)
Характеристики симметрированного ПТ
На основании полученных характеристик строим синус-косинусную характеристику ПТ
Рис 2-Синус-косинусная характеристика
Рис 3-Синус-косинусная характеристика
Линейная характеристика
Линейная характеристика несимметрированного ПТ
Линейная характеристика симметрированного ПТ
Строим зависимости симметрированного и несимметрированного ПТ
Рис 4-Характеристики симметрированного и несимметрированого ПТ
Аналогичные зависимости для ПТ с первичным симметрированием
Определение класса точности поворотного трансформатора
В ходе данной лабораторной работы ознакомились с принципом действия и конструктивными типами ПТ экспериментально определили возможности функционального преобразования синус-косинусного малогобаритного ПТ типа ВТМ-1 а также увидели что зависимость Uа=f(Us) имеет линейный вид и при определении синус-косинусных характеристик напряжение в синусной обмотке изменяется по закону синуса а в косинусной соответственно по закону косинуса.
Лаба №1синхсделано (2).doc
определении и построении характеристик; получить экспериментальное
подтверждение теоретическим сведениям о синхронных генераторах.
Рисунок 1- Схема для снятие характеристик синхронного генератора.
Характеристика холостого хода:
№ пп E В If А Примечание
Рисунок 2 - Характеристики Х.Х. E=f(If)
Вывод: При токе возбуждения = 0 существует ЭДС от потока остаточного
намагничивания (Eост). При небольших значениях тока возбуждения
когда магнитная система не насыщена зависимость му E и If
линейная. С дальнейшим увеличением If магнитная система насыщается
и линейная зависимость му E и If нарушается.
Нагрузочная характеристика:
№ пп U В If А Примечание
Рисунок 3 - Зависимость U=f(If)
Вывод: Для одного и того же тока возбуждения нагрузочная характеристика
идет ниже характеристики холостого хода из-за размагничивающегося
действия реакции якоря (-jIqxaq -jIdxad) и падения напряжения на
активном и индуктивном сопротивлении рассеивания.
Внешние характеристики:
№ пп При увеличении нагрузки При уменьшении нагрузки Примечание
U В I А U В I А If0=1 А
Рисунок 4 - Зависимость U=f(I)
Вывод: С ростом тока нагрузки U уменьшается из-за размагничивающегося
действия реакции якоря и падения напряжения на активном и
индуктивном сопротивлении рассеивания.
[pic] - изменение напряжения.
Регулировочная характеристика:
№ пп cos φ=0 Примечание
I А If А U=Uн=127 В
Рисунок 5 - Зависимость If=f(I)
Вывод: Так как с ростом тока нагрузки напряжения на зажимах генератора
уменьшается то для того что бы его поддерживать постоянным током
возбуждение необходимо увеличивать.
Характеристики короткого замыкания:
№ пп 3-х фазное 2-х фазное 1-х фазное Примечание
Iк А If А Iк А If А Iк А If А
030 010 020 005 02 005 Iн=1 А
Рисунок 6 - Зависимость Iк=f(If)
Вывод: При If=0 существует IК0 от потока остаточного намагничивания.
Имеет линейный характер так как система ненасыщенна (потому что
If мал) из-за размагничивающегося действия реакции якоря.
При 1-х фазном К.З. [pic] [pic]
При 2-х фазном К.З. [pic] [pic]
При 3-х фазном К.З. [pic] где [pic]
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Отчет по Лабораторной работе
«Исследование характеристик трехфазного
синхронного генератора»
Совместно со студентами:
однофазный трансформатор.doc
Томский политехнический Университет
Отчет по лабораторной работе
“Исследование параллельной работы однофазных трансформаторов”
Изучить условия которые позволяют включать трансформаторы на
параллельную работу и исследовать распределение нагрузки между
трансформаторами при выполнении всех условий а так же при нарушении
Ознакомиться с лабораторной установкой.
Проверить выполнение условий включения на параллельную работу
Исследовать распределение нагрузки у параллельно работающих
трансформаторов при выполнении всех условий.
трансформаторов при неодинаковых коэффициентов трансформации.
трансформаторов при неодинаковых номинальных напряжениях короткого
Сделать основные выводы по результатам исследований.
Проверка принадлежности трансформаторов к одной и той же группе соединения
Начало и конец однофазной обмотки высокого напряжения обозначают
прописными латинскими буквами соответственно А и Х. начало и конец
однофазной обмотки низкого напряжения обозначаются строчными латинскими
буквами соответственно а и х.
При подаче напряжения на первичные обмотки вольтметр зафиксировал
напряжение равное нулю. Это соответствует одноимённости
(однопотенциальности) пары произвольно выбранных клемм и клемм к которым
подключён вольтметр следовательно трансформаторы принадлежат к одной и
той же группе соединения обмоток.
Проверка равенства коэффициента трансформации:
Для проверки равенства коэффициента трансформации измерено напряжение на
первичных и вторичных обмотках каждого трансформатора.
I-ый трансформатор: U1=125В; U2=64В; K=[pic].
II-ой трансформатор: U1=125В; U2=64В; K=[pic].
Исследование распределения у параллельно работающих трансформаторов при
выполнении всех условий.
U1 U2 Тр 1 Тр 2 Нагрузка
I21 P21 I22 P22 IC PC B B A Вт А Вт А Вт 1
30 0 0 0 0 0 0 UK1UK2 2 30 28 0.4 10 1.3 80 1 90
Неравенство напряжений короткого замыкания. В этом случае при
повышении нагрузки номинальной мощности прежде всего достигнет
трансформатор с меньшим напряжением короткого замыкания. Другой
трансформатор при этом будет еще недогружен и в то же время дальнейшее
увеличение общей нагрузки недопустимо так как первый трансформатор будет
перегружаться. Установленная мощность трансформаторов останется таким
образом недоиспользованной. Трансформаторы обладающие разными
напряжениями короткого замыкания нагружаются обратно пропорционально
значениям напряжений короткого замыкания:
пылесос 22.doc
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
на тему «Исследование характеристик
трёхфазного синхронного генератора»
Изучить принцип действия и устройство трехфазного синхронного генератора
приобрести практические навыки при получении опытных данных и построении
рабочих характеристик синхронных генераторов получить экспериментальное
подтверждение теоретическим сведениям о синхронном генераторе построить
Изучить принцип действия и конструкцию генератора постоянного тока;
повторить теоретический материал: реакция якоря характеристики
генераторов постоянного тока.
Подготовить заготовку отчета по лабораторной работе в которой
изложить принцип действия генератора дать описание конструкции машины
постоянного тока с соответствующими эскизами привести электрическую
схему установки и таблицы необходимые для выполнения программы
Экспериментальные исследования
Ознакомиться с лабораторным стендом произвести пробный пуск
генератора; проверить возможности регулирования напряжения и нагрузки
генератора. Записать паспортные данные исследуемого генератора.
Получить характеристики генератора параллельного возбуждения: а)
внешнюю б) регулировочную в) нагрузочную.
Обработка экспериментальных данных.
Построить полную и расчетную характеристики холостого хода.
Определить коэффициент насыщения и выразить в процентах величину
Построить внешнюю характеристику генератора. Определить по ним
процентное изменение напряжения ΔU
Построить регулировочную характеристику генератора. Определить по ним
процентное изменение тока возбуждения ΔIв.
Расчетно-графическая часть.
По расчетной ХХХ и характеристическому треугольнику полученному для
номинальной нагрузки построить внешнюю характеристику.
Построить нагрузочную характеристику генератора параллельного
Анализ экспериментальных данных.
Рис. 1. Электрическая схема лабораторной установки для исследования
синхронного генератора
Характеристика холостого хода
№№ E If If+ΔIf Примечание
140 075 065 Eос=0 В
Рис. 2. Характеристики Х.Х. E=f(If)
Нагрузочная характеристика
Нагрузочная характеристика U=f(If)
Внешние характеристики
№№ Индуктивная нагрузка cosφ =Примечание
Рис. 4. Внешние характеристики U=f(I)
Регулировочная характеристика
№№ cosφ = 0 Примечание
Рис. 5. Регулировочная характеристика If=f(I)
Вывод: В ходе проделанной работы был изучен принцип работы синхронных
генераторов их конструкция а также проведены исследования синхронного
генератора в результате которых получены графики: характеристики холостого
хода и короткого замыкания внешний характеристики и регулировочной
Характеристика холостого хода:
Очевидно что в режиме Х.Х U=E. Если характеристики Х.Х различных
синхронных генераторов изобразить в относительных единицах то эти
характеристики будут мало отличаться друг от друга. Поэтому при расчетах
различных режимов работы энергетических систем в которых работает много
генераторов для упрощения расчетов принимается что Х.Х. всех
турбогенераторов а также гидрогенераторов выраженные в относительных
единицах одинаковы и соответствуют некоторым средним данным реальных
характеристик генераторов.
Внешняя характеристика:
вид внешней характеристики синхронного генератора объясняется характером
действия реакции якоря. При отстающем токе существует значительная
продольная размагничивающая реакция якоря которая растет с увеличением
тока нагрузки и поэтому U c увеличением I уменьшается. При чисто активной
нагрузке также уменьшается продольная размагничивающая реакция якоря но
угол между E и I меньше чем в предыдущем случае поэтому продольная
размагничивающая реакция якоря слабее и уменьшение U с увеличением I
происходит медленнее.
Регулировочная характеристика:
Вид регулировочных характеристик также объясняется характером действия
реакции якоря. При отсутствующем токе продольная реакция якоря является
размагничивающей и для компенсации ее влияния на величины Ф и U с
увеличением I необходимо значительно увеличивать ток возбуждения if. При
опережающем токе продольная реакция якоря стремиться увеличивать Ф и U
вследствие чего сохранения U необходимо с увеличением I уменьшать If.
Нагрузочная характеристика:
Из числа разнообразных нагрузочных характеристик наибольший практический
интерес имеет так называемая индукционная нагрузочная характеристика
которая соответствует чисто индуктивной нагрузке когда cos φ=0.
Она снимается при номинальном токе. В режиме индукционной нагрузки
существует чисто продольная размагничивающая реакция якоря. Поэтому
индукционная характеристика идет ниже характеристики Х.Х.
лб2 распечатать.doc
Томский Политехнический Университет
Электротехнический университет
Отчет по лабораторной работе №2
Исследование двухобмоточного трехфазного трансформатора
при симметричной нагрузке
Совместно со студентами:
Цель работы: Изучить основные элементы конструкции. принцип действия
трансформатора; исследовать зависимости коэффициента полезного действия.
напряжения вторичной обмотки от величины и характера нагрузки. изменение
напряжения вторичной обмотки от характера нагрузки при неизменной её
Провести опыт холостого хода для:
определения коэффициентов трансформации и мощности;
построения характеристик холостого хода и определения их
номинальных значений;
определения параметров схемы замещения при холостом ходе.
Провести опыт короткого замыкания для:
определения коэффициентов мощности.
построения характеристик короткого замыкания и определения их
номинальных значений.
определения параметров схемы замещения при коротком замыкании.
Опыт холостого хода.
Рис. 1 Схема опыта ХХ.
Режим холостого хода трансформатора – такой режим. когда к первичной
обмотке подводится напряжение. а вторичная обмотка разомкнута.
№ Измерения Расчёты
U1 U20 I0 Pоф P0 cos(0
Определение коэффициента трансформации.
U1 – фазное значение напряжение в первичной обмотке;
U20 - фазное значение напряжение во вторичной обмотке.
Определение коэффициента мощности.
Pоф – активная мощность фазы. потребляемая при холостом ходе;
U1. I0 – фазные значения напряжения и тока в первичной обмотке.
Используя построенные характеристики холостого хода Io = f(U1).
Po = f(U1). cos(0Н= f (U1) определим номинальные значения тока холостого
хода Iон. мощности Pон. коэффициент мощности cos(0Н.
Номинальное значение тока холостого хода iон рассчитывается
Схема замещения при холостом ходе.
Рис. 2 Определение параметров схемы замещения при холостом ходе.
Определяем результирующее суммарное сопротивление - Zм:
Определяем активное сопротивление ветви намагничивания - RM:
Определяем индуктивное сопротивление ветви намагничивания - Xм:
Характеристики холостого хода.
Зависимость I0= f(U1) при I2=0; Zн=(.
Рис. 3 С ростом U1 индукционное сопротивление XM из-за насыщения
уменьшается. то ток холостого хода растет быстрее. чем по прямой
пропорциональной зависимости.
Зависимость P0=f(U1) при I2=0; f1=const.
Рис. 4 С ростом напряжения потери холостого хода растут примерно в
квадратичной зависимости от напряжения.
Зависимость cos((0)=f(U1) при I2=0; f1=const.
Рис.5 С ростом напряжения из-за насыщения растет реактивная
составляющая тока холостого хода. следовательно растет реактивная
составляющая мощности. поэтому коэффициент мощности уменьшается.
Опыт короткого замыкания.
Короткое замыкание – это такой режим. когда к первой обмотке
подведено напряжение. а вторая обмотка замкнута накоротко.
При опыте короткого замыкания подводят номинальное напряжение – такое
наименьшее напряжение при котором в первой и второй обмотке протекают
номинальные токи. Номинальный ток известен.
Схема опыта короткого замыкания.
№ пп Измерения Расчеты
U1К I1К PКФ РКН= 0.25 Вт
PК cos(к UК%= 0.8 %
Определим коэффициент мощности.
где РКФ – активная мощность одноименных фаз первичной и вторичной
обмоток. потребляемой при коротком замыкании. Вт;
U1К. I1К – фазные значения напряжения и тока первичной обмотки при
коротком замыкании. В. А.
Определение номинальных значений характеристик короткого
Используя построенные характеристики холостого хода IК= f(U1К). PК =
f(U1К). cos(К= f (U1К) определим номинальные значения напряжения U1КН.
мощности Pкн. коэффициент мощности cos(К.
Значение номинального напряжения короткого замыкания в процентах
рассчитывается относительно номинального напряжения фазы первичной обмотки:
Схема замещения короткого замыкания.
Определение параметров схемы замещения при холостом ходе.
Определяем результирующее суммарное сопротивление фаз первичной и вторичной
обмоток при КЗ - ZК:
Определяем RK суммарное активное сопротивление одноименных фаз первичной и
вторичной обмоток при КЗ - RK:
Определяем суммарное индуктивное сопротивление рассеивания одноименных фаз
первичной и вторичной обмоток при КЗ - XK:
Характеристики короткого замыкания.
Зависимость IК= f(U1К)
Зависимость PК=f(U1К) .
Зависимость cos((К)=f(U1К)
Расчет зависимостей коэффициента полезного действия от величины и характера
№ Cos(2=1 cos(2=0.8
(U.% U2% (U.% U2% (U.% U2%
(U.% % -5.4 -4.2 -1.8 1.1 3.6 5.2 5.4
Рис.12 Зависимость (U=f(φНГ)
отчёт.docx
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Направление - Электромеханика
Исследование асинхронного двигателя с фазным ротором
Отчет по лабораторной работе №1.
Цель работы: изучить схемы переключения трехфазной обмотки статора АД для работы его от однофазной сети изучить способы пуска АД при работе от однофазной сети сравнить рабочие характеристики и оценить энергетические показатели двигателя при работе в трехфазном конденсаторном и однофазном режимах.
Ознакомиться с лабораторной установкой для испытания АД с к.з. ротором в трехфазном однофазном конденсаторном режимах.
Ознакомиться с некоторыми способами переключения трехфазной обмотки статора АД для работы в однофазном и конденсаторном режимах.
Ознакомиться с принципом действия однофазного и конденсаторного АД изучить способы их пуска.
Получить рабочие характеристики АД в трехфазном конденсаторном и однофазном режимах.
Провести анализ полученных характеристик и сделать выводы.
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 1 Электрическая схема лабораторной установки для исследования асинхронной двигателя в трехфазном однофазном и конденсаторном режимах.
Трехфазный режим двигателя
Для испытания трехфазном режиме по схеме рис.1 перед подключением его к сети необходимо:
переключатель режимов работы S1 установить в положение «Трёх фазный»;
выключатели S2 и S3 установить в положение «Выключено»;
выключатель S4 (нагрузочный генератор) поставить в положение «Выключено».
Пуск двигателя производится с помощью пускателя (Start-Stop).
После этого необходимо раз воз будить нагрузочный генератор с помощью регулирования сопротивления RB так чтобы вольтметр V2 показывал напряжение близкое к нулю. Рабочие характеристики получают методом непосредственной нагрузки. Опыт необходимо начинать с режима холостого хода. Затем замыкают выключатель S4 и плавно нагружают двигатель с помощью нагрузочного генератора так чтобы частота вращения двигателя от одного измерения до другого изменялась не более чем на 10 ÷15 обмин. Результаты измерений и вычислений записывают в табл.1 на основании данных которой потом строят рабочие характеристики.
Однофазный режим двигателя
Для испытания трехфазного двигателя в однофазном режиме в схеме рис.1 необходимо сделать следующие переключения (при отключенной схеме):
переключатель режимов работы S1 установить в положение «Однофазный»;
выключатель S2 установить в положение «Включено»;
выключатели S3 и S4установить в положение «Выключено»;
Пуск двигателя производится с помощью пускателя на холостим ходу. После разгона двигателя пусковая емкость СS должна быть отключена т.е. выключатель S2 разомкнут. Затем развозбудить нагрузочный генератор на холостом ходу насколько это возможно. Определение рабочих характеристик двигателя производится так же как и для трехфазного режима. При увеличении нагрузки необходимо следить чтобы не произошла остановка двигателя из-за чрезмерной перегрузки. Результаты измерений и вычислений описывают в табл.1.
Конденсаторный режим двигателя
Для испытания трехфазною двигателя в конденсаторном режиме к схеме рис.1 необходимо сделать следующие переключения:
переключатель режимов работы S1 установить в положение «Конденсаторный»;
выключатели S2 и S3 установить в положение «Включено»;
выключатель S4 установить в положение «Выключено»:
Пуск двигателя производится на холостом ходу с помощью пускателя. После завершения процесса пуска двигателя емкость СS отключают путем размыкания выключателя S2. затем развозбуждают нагрузочный генератор на холостом ходу. Замыкают выключатель S4 и плавно нагружают двигатель производя измерения как в предыдущем опыте. Результаты измерений и вычислений записывают в табл.1
Результаты измерений
Результаты вычислений
Пример расчета 1-й строки таблицы:
где -КПД нагрузочного генератора .
f- частота питающей сети f=50 Гц.
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 2 График зависимости P1=f(P2)
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 3 График зависимостей n=f(P2)
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 4 График зависимостей M2=f(P2)
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 5 График зависимостей cosφ=f(P2)
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 6 График зависимостей =f(P2)
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 7 График зависимостей I1=f(P2)
Лба №2.doc
№ U10 I0 3P0 cosφ0 3Ior1 Pcт+Pмех Примечание
140 25 375 021 375 1875 P2Н=1 кВт
Зависимость I0=f(U10)
Вывод: Двигатель начнет вращаться только при U10=60 В I0=08 А. С ростом
U10 индуктивное сопротивление из-за насыщения уменьшается и ток ХХ растет
быстрей чем по прямой пропорциональной зависимости.
Зависимость P0=f(U10)
Вывод: С ростом напряжения потери холостого хода растут примерно в
квадратичной зависимости от напряжения.
Зависимость cosφ0=f(U10)
Вывод: С ростом напряжения из – за насыщения растет реактивная составляющая
тока холостого хода и растет реактивная составляющая мощности поэтому
коэффициент мощности уменьшается.
Исследование рабочих характеристик двигателя при номинальных значениях
частоты и напряжения питания.
№ Результаты опытов Результаты расчетов Примечание
I1 3P1 n M2 P2 Cosφ1 А Вт обмин Нм Вт - - 1
362 1500 0 0 022 0 U1=U1Н
U1Н =127 В 2 27 240 1500 3 465 071 065 3 28 278 1500
5 066 9 42 500 1500 65 1034 094 068 Выход из
синхронизма 6 615 1400 66 968 081 052 Вход в синхронизм 32
0 1520 47 748 086 071 Пример расчета:
Зависимость I1=f(P2)
Вывод: При P2 = 0 существует ток холостого хода. Так как при постоянном
напряжении ток идет на создание как полезной мощности так и переменных
потерь то с ростом P2 он увеличивается быстрее чем по прямой
пропорциональной зависимости.
Зависимость M2=f(P2)
Вывод: Так как частота синхронного двигателя постоянна то момент на якоре
изменяется по линейному закону.
Вывод: При P2 = 0 КПД = 0. В области от 0 до точки А когда PС> PПер с
ростом P2 КПД растет. В т. А PС = PПер КПД = max. В области справа т. А
когда PС PПер с ростом P2 КПД уменьшается.
Зависимость n =f(P2)
Вывод: Частота вращения синхронного двигателя не изменяется при увеличении
или уменьшении нагрузки.
Зависимость Cosφ1 =f(P2)
Вывод: [pic] Влияние P1 и Q1 в точке А совпадет. До т. А P1 преобладает
над Q1. После т. А Q1 преобладает над P1 и cosφ уменьшается.
Зависимость P1 =f(P2)
Вывод: При P2 = 0 существует ток холостого хода Р0 так как с ростом Р2
растут переменные потери то Р1 увеличатся быстрее чем по прямой
фаз ротор.doc
Произвести пуск асинхронной машины с фазным ротором в режиме двигателя.
Произвести опыт холостого хода двигателя с целью:
- получение характеристик холостого хода;
- определение коэффициента насыщения магнитной цепи;
- разделение потерь холостого хода.
Исследовать работу двигателя при изменении нагрузки для построения
рабочих характеристик при номинальных значениях напряжения и частоты.
По результатам проведенных исследований сделать основные выводы.
Харрактеристики определяют по опыту холостого хода.
Под холостым ходом понимают работу двигателя когда полезная нагрузка
на его валу отсутствует.
U10 I10 P10 cos(0 I10p sin(0 I10 б
В Вт Вт Вт Вт Вт R1=2 Ом
N I1 P1 N f2 t S n Pэл1 Рэл2 Рэм Рд (Р Р2 ( Мэм cos( A
Bт - 1с С - Ом Вт Вт Вт Вт Вт Вт - Мн - 1 425 410
Примечание: R2=40 Ом ; R2=2 Ом; I1н=8715 А;
U1н=380220 В; Рн=11 кВт;
Cos(0 = P10 (3U10I10 = 150 (3* 203*41 = 0104
I10P = I10* Sin(0 = 41* 09946 = 408 А
Ороеделяем I10б и I10c
I10б = 408 А I10c = 0
КМ = I10P I10б = 408 408 = 1
Рст + Рмех = Р10 – 3I102* r1 = 150 – 3* 412 = 491 Вт
По графику: Рст = 0 Вт
f2 = N T = 20 10 = 2 Гц
S = f2 f1 = N 50I = 20 50*10 = 004
Рэл1 = 3I12* r1 = 3* 4252* 2 = 1084 Вт
Рэм = Р1( Рэл1 + Рст) = 410 – (1084 + 0) =3016 Вт
Рэл2 = S* Рэм = 004* 3016 = 121 Вт
Рд = 0005* Р1 = 0005* 410 =205 Вт
(Р = Рэл1+ Рэл2+ Рст+ Рмех+ Рд = 1084+121+0+491+205=1717 Вт
Р2 = Р1 - (Р = 410 – 1717 = 2383 Вт
Cos( = Р1 (3I1U1H = 410 (3*425*220 = 0253
( = (1-(РР1)=11717410=058
Построение рабочих характеристик.
График зависимости мощности Р1 от Р2.
График зависимости оборотов n от Р2
График зависимости соs( от Р2
График зависимости S от Р2
График зависимости М от Р2
График зависимости (от Р2
Выводы по диаграммам :
подводимая мощность определяется по формуле Р1 = Р0 + РПС + Р ПЕР где
Р0 = const – мощность (потери) холостого хода при Р2 = 0 РПС – постоянные
потери Р ПЕР – переменные потери. С ростом Р2 растут переменные потери
РПЕР следовательно Р1 растет быстрее чем по прямой пропорциональной
Так как с ростом нагрузки Р2 уменьшаются обороты двигателя и
следовательно n растёт быстрее чем по прямой пропорциональной зависимости.
Формула для определения коэффициента мощности
где Q1 – подводимая реактивная мощность. Сначала cos( увеличивается с
ростом нагрузки т.к. увеличивается Р1. Начиная с определённой точки
коэффициент мощности уменьшается из-за того что реактивная мощность Q1
растёт быстрее чем Р1.
Из формулы скольжения s = 1-nn1 (n1 =60f1t – синхронная частота
вращения магнитного поля статора) видно что обороты уменьшаются с
увеличением Р2 следовательно скольжение s увеличивается.
Зависимость электромагнитного момента двигателя М от Р2 имеет нелинейный
возрастающий характер и определяется по формуле М = М0 + М2 где М0 –
момент холостого хода М2 = Р2(2(((n) – полезный момент двигателя.
Коэффициент полезного действия ( увеличивается пока потери стали PСТ
больше чем механические потери PМЕХ. Когда PСТ = PМЕХ имеем максимум КПД.
Если PСТ PМЕХ ( уменьшается с ростом Р2.
Асинхронной называется такая машина переменного тока ротор которой
вращается несинхронно по отношению к вращающемуся магнитному полю чем
обусловлено название этих машин.
В асинхронных двигателях большой мощности и в некоторых специальных
машинах малой мощности с целью получения большего пускового момента
широкого регулирования скорости вращения а так же для использования машин
в качестве преобразователей применяются фазные роторы.
В пазах фазного ротора укладывается не стержень а изолированные
проводники катушек трехфазной обмотки выполненные аналогично обмотке
статора и соединенных в звезду. Концы фаз обмотки ротора присоединяют к
изолированным друг от друга и от вала двигателя к контактным кольцам по
которым при вращении ротора скользят укрепленные в щеткодержателях щетки. С
помощью контактных колец и щеток обмотка ротора соединяется с пусковым или
регулировочным реостатом.
Электрические машины и трансформаторы.
(В.М. Игнатович Ш.С. Ройз)
Электрические машины.
Руководство по лабораторным работам по курсу электрические машины.
Министерство образования Российской Федерации
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
1300- электротехника электромеханика и электротехнологии
Отчёт по лабораторной работе
Исследование асинхронного двигателя с фазным ротором.
(моё ).doc
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Отчёт по лабораторной работе №5
«Исследование характеристик трёхфазного синхронного генератора»
Принял преподаватель:
Цель работы: Приобрести практические навыки при экспирементальном
определении и построении характеристик получить экпериментальное
подтверждение теоретическим сведениям о синхронных генераторах.
Ознакомится с лабораторной установкой.
Получить экспериментальные характеристики: холостого хода нагрузочную
внешние регулировочные короткого замыкания.
Проанализировать полученные характеристики и сделать основные выводы.
Краткая теоретическая часть.
Электрический генератор – электрическая машина которая преобразует
механическую энергию в электрическую
Синхронный генератор – такой электрический генератор частота напряжения на
зажимах которого строго пропорциональна частоте вращения его ротора.
Режим холостого хода – такой режим работы генератора при котором
отсутствет ток в цепи нагрузки.
Режим короткого замыкания – такой режим работы генератора при котором
сопротивление в цепи его нагрузки равно нулю
Предмет исследования:
Работа дает основные сведения необходимые для качественного и
количественного анализа эксплуатационных свойств синхронного генератора.
Электрическая схема лабораторной установки приведена на рис.1. Исследуется
трехфазный синхронный генератор с явновыраженными полюсами.
Рис.1 Схема для снятия характеристик холостого хода.
Таблица №1 Характеристика холостого хода.
№№ E If If+ΔIf Примечание
80 0.35 0.4 Eос=0 В
Таблица №2 Нагрузочная характеристика.
Рис.2: Характеристики холостого хода Е = f(I1) при I = 0 n = const.
Нагрузочная характеристика U = f(If) при I = IН n = const cosφ = 0.
Таблица №3 Характеристики короткого замыкания
№№ 3-х фазное 2-х фазное 1 фазное Примечание
Iк3 If Iк2 If Iк1 If
025 011 03 008 03 005 Iн=1 А
Рис.5: Характеристики КЗ
Рис.3 Характеристики короткого замыкания. Iкз123 = f(If) при n = const U
Вывод: в ходе проделанной работы был изучен принцип работы синхронного
генератора его конструкция а также проведены исследования синхронного
генератора в результате которых получены графики: характеристики холостого
хода и короткого замыкания нагрузочную характеристику.
Характеристика холостого хода:
Очевидно что в режиме Х.Х U=E. Если Х.Х.Х различных синхронных генераторов
изобразить в относительных единицах то эти характеристики будут мало
отличаться друг от друга. Поэтому при расчетах различных режимов работы
энергетических систем в которых работает много генераторов для упрощения
расчетов принимается что Х.Х. всех турбогенераторов а также
гидрогенераторов выраженные в относительных единицах одинаковы и
соответствуют некоторым средним данным реальных характеристик генераторов.
Характеристика короткого замыкания:
Если пренебречь весьма незначительным активным сопротивлением якоря (ra=0)
то сопротивление якоря в режиме короткого замыкания будет чисто
индуктивным. Поэтому φ=90 Id=I Iq=0 E=jxdI.
При коротком замыкании реакция якоря является чисто размагничивающей
Э.Д.С. от результирующего потока воздушного зазора равная
весьма мала вследствие чего и поток Ф мал. Поэтому при К.З. магнитная цепь
не насыщена и Х.К.З. I=f(If) прямолинейна.
Нагрузочная характеристика:
Из числа разнообразных нагрузочных характеристик наибольший практический
интерес имеет так называемая индукционная нагрузочная характеристика
которая соответствует чисто индуктивной нагрузке когда cos φ=0.
Она снимается при номинальном токе. В режиме индукционной нагрузки
существует чисто продольная размагничивающая реакция якоря. Поэтому
индукционная характеристика идет ниже Х.Х.Х.
лб2.doc
построении характеристик; получить экспериментальное подтверждение
теоретическим сведениям о синхронных генераторах.
Ознакомиться с лабораторной установкой.
Получить экспериментальные характеристики: холостого хода нагрузочную
внешние регулировочные короткого замыкания.
Проанализировать полученные характеристики и сделать
Краткая теоретическая часть.
Электрический генератор – электрическая машина которая преобразует
механическую энергию в электрическую.
Синхронный генератор – такой электрический генератор частота напряжения на
зажимах которого строго пропорциональна частоте
вращения его ротора.
Режим холостого хода – такой режим работы генератора при котором
отсутствует ток в цепи нагрузки.
Режим короткого замыкания – такой режим работы генератора при котором
сопротивление в цепи его нагрузки равно
Схема электроустановки
Рис.1 Схема снятия характеристик синхронного генератора
Таблица 1 – Характеристика холостого хода
№ E В If А (If + If Примечание
Рис.3 характеристика холостого хода E=f(If)
Таблица 2 -Нагрузочная характеристика
Рис.4 Нагрузочная характеристика
Таблица 3 - Внешние характеристики
Рис.5 Внешние характеристики
Таблица 4 – Регулировочная характеристика
№ Cos φ=1 Примечание
Таблица 5 – Характеристика короткого замыкания
№ 3-Х ФАЗНОЕ 2-Х ФАЗНОЕ 1-О ФАЗНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ
IКЗ If IКЗ If IКЗ If IН=2А
Вывод: в режиме холостого хода характеристика прямолинейна т. к. магнитная
система не насыщена. Это объясняется тем что ЭДС не достигает
своего номинального значения.
В режиме нагрузки для одного и того же тока возбуждения
нагрузочная характеристика идёт ниже ХХ из-за падения напряжения на
активном и индуктивном сопротивлении рассеяния и размагничивающего
действия реакции якоря:[pic] где
[pic] – падение напряжения на индуктивном сопротивлении рассеяния
[pic] – падение напряжения на активном сопротивлении якоря.
Во внешней характеристика имеет спадающий характер из-за
падения напряжения на активном и индуктивном сопротивлении рассеяния
и размагничивающего действия реакции якоря. Восходящая ветвь должна
идти выше нисходящей из-за потока остаточного намагничивания. При
отстающем токе существует значительная продольная размагничивающая
реакция якоря которая растет с увеличением тока нагрузки и поэтому
U c увеличением I уменьшается.
В регулировочной характеристике с ростом тока нагрузки
напряжение на выходе генератора падает то чтобы поддерживать его
постоянным ток возбуждения необходимо увеличивать.
В характеристике холостого хода при токе возбуждения
равном 0 существует ток от остаточной ЭДС. С ростом тока
возбуждения ток короткого замыкания растёт линейно. Это объясняется
тем что магнитная система машины ненасыщенна(реакция якоря
оказывает размагничивающее влияние КЗ проводят при небольших токах
возбуждения). Характеристика при двухфазном коротком замыкании
вследствие уменьшения величины реакции якоря [pic] проходит выше
характеристики трёхфазного короткого.
Федеральное агентство по образованию.
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования.
“Томский политехнический университет.”
Лабораторная работа №2
Тема: «ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕХФАЗНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА».
студентка группы 733Т
синхронн двигат Ден.doc
двигателя провести опыты холостого хода и непосредственной нагрузки
двигателя приобрести практические навыки по исполнению рабочих свойств
синхронного двигателя.
Ознакомиться с лабораторной установкой для исследования синхронного
реактивного двигателя.
Провести опыт холостого хода.
Получить рабочие характеристики двигателя методом нагрузки.
Провести анализ полученных характеристик и сделать по ним выводы.
Опыт холостого хода.
№ U10 I0 3P0 cosφ0 3Ior1 Pcт+Pмех Примечание
140 25 375 021 375 1875 P2Н=1 кВт
Зависимость I0=f(U10)
Вывод: Двигатель начнет вращаться только при U10=60 В I0=08 А. С
ростом U10 индуктивное сопротивление из-за насыщения уменьшается и ток ХХ
растет быстрей чем по прямой пропорциональной зависимости.
Зависимость P0=f(U10)
Вывод: С ростом напряжения потери холостого хода растут примерно в
квадратичной зависимости от напряжения.
Зависимость cosφ0=f(U10)
Вывод: С ростом напряжения из – за насыщения растет реактивная
составляющая тока холостого хода и растет реактивная составляющая
мощности поэтому коэффициент мощности уменьшается.
Исследование рабочих характеристик двигателя при номинальных значениях
частоты и напряжения питания.
№ Результаты опытов Результаты расчетов Примечание
I1 3P1 n M2 P2 Cosφ1 А Вт обмин Нм Вт - - 1
362 1500 0 0 022 0 U1=U1Н
U1Н =127 В 2 27 240 1500 3 465 071 065 3 28 278
Выход из синхронизма 6 615 1400 66 968 081 052 Вход в
синхронизм 32 350 1520 47 748 086 071
Зависимость I1=f(P2)
Вывод: При P2 = 0 существует ток холостого хода. Так как при постоянном
напряжении ток идет на создание как полезной мощности так и переменных
потерь то с ростом P2 он увеличивается быстрее чем по прямой
пропорциональной зависимости.
Зависимость M2=f(P2)
Вывод: Так как частота синхронного двигателя постоянна то момент на
якоре изменяется по линейному закону.
Вывод: При P2 = 0 КПД = 0. В области от 0 до точки А когда PС> PПер с
ростом P2 КПД растет. В т. А PС = PПер КПД = max. В области справа т.
А когда PС PПер с ростом P2 КПД уменьшается.
Зависимость n =f(P2)
Вывод: Частота вращения синхронного двигателя не изменяется при
увеличении или уменьшении нагрузки.
Зависимость Cosφ1 =f(P2)
Вывод: [pic] Влияние P1 и Q1 в точке А совпадет. До т. А P1 преобладает
над Q1. После т. А Q1 преобладает над P1 и cosφ уменьшается.
Зависимость P1 =f(P2)
Вывод: При P2 = 0 существует ток холостого хода Р0 так как с ростом Р2
растут переменные потери то Р1 увеличатся быстрее чем по прямой
Федеральное агентство по образованию
Государственное учреждение высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Лабораторная работа №3
“Исследование синхронного реактивного двигателя.”
Лаба №1синхсделано.doc
определении и построении характеристик; получить экспериментальное
подтверждение теоретическим сведениям о синхронных генераторах.
Рис.1 Схема для снятие характеристик синхронного генератора.
Характеристика холостого хода:
№ пп E В If А Примечание
Рис. 2. Характеристики Х.Х. E=f(If)
Вывод: При токе возбуждения = 0 существует ЭДС от потока остаточного
намагничивания (Eост). При небольших значениях тока возбуждения
когда магнитная система не насыщена зависимость му E и If
линейная. С дальнейшим увеличением If магнитная система насыщается
и линейная зависимость му E и If нарушается.
Нагрузочная характеристика:
№ пп U В If А Примечание
Вывод: Для одного и того же тока возбуждения нагрузочная характеристика
идет ниже характеристики холостого хода из-за размагничивающегося
действия реакции якоря (-jIqxaq -jIdxad) и падения напряжения на
активном и индуктивном сопротивлении рассеивания.
Внешние характеристики:
№ пп При увеличении нагрузки При уменьшении нагрузки Примечание
U В I А U В I А If0=1 А
Вывод: С ростом тока нагрузки U уменьшается из-за размагничивающегося
действия реакции якоря и падения напряжения на активном и
индуктивном сопротивлении рассеивания.
[pic] - изменение напряжения.
Регулировочная характеристика:
№ пп cos φ=0 Примечание
I А If А U=Uн=127 В
Вывод: Так как с ростом тока нагрузки напряжения на зажимах генератора
уменьшается то для того что бы его поддерживать постоянным током
возбуждение необходимо увеличивать.
Характеристики короткого замыкания:
№ пп 3-х фазное 2-х фазное 1-х фазное Примечание
Iк А If А Iк А If А Iк А If А
030 010 020 005 02 005 Iн=1 А
Зависимость Iк=f(If)
Вывод: При If=0 существует IК0 от потока остаточного намагничивания.
Имеет линейный характер так как система ненасыщенна (потому что
If мал) из-за размагничивающегося действия реакции якоря.
При 1-х фазном К.З. [pic] [pic]
При 2-х фазном К.З. [pic] [pic]
При 3-х фазном К.З. [pic] где [pic]
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Отчет по Лабораторной работе
«Исследование характеристик трехфазного
синхронного генератора»
Совместно со студентами:
Генератор пост.тока.doc
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
“НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”
Лабораторная работа № 7.
Исследование генераторов постоянного тока.
Совместно со студентами:
Цель работы: Приобретение практических навыков получения опытных
данных для построения характеристик генераторов с различными способами
возбуждения; экспериментальное подтверждение теоретических сведений о
генераторах постоянного тока.
Рис. 1. Электрическая схема установки.
Характеристика холостого хода
(U0 = f(iв) при Ia=0 n = const)
ХХХ снимается при разомкнутой цепи якоря.
Таблица 1 – Данные по характеристике холостого хода
№ пп Размагничивание Номер Намагничивание Примечание
0 005 IА = IAH = 2 =
Рис. 3. Нагрузочная характеристика независимого возбуждения
Внешняя характеристика
(U = f(IA) при iв = const n = const)
Снимается два вида характеристик: при возрастании нагрузки и при сбросе
Таблица 3 – Данные по внешней характеристике
№ IA A U B Примечание
Рис. 4. Внешняя характеристика независимого возбуждения
Найдем процентное изменение напряжения при возрастании нагрузки:
Найдем процентное изменение напряжения при сбросе нагрузки:
Регулировочная характеристика
(iв = f(I) при U = const п = const)
Начинают снимать с точки соответствующей холостому ходу генератора.
Таблица 4 – Данные по регулировочной характеристике
№ ПП IB AI AПримечание
Рис. 5. Регулировочная характеристика независимого возбуждения
Найдем процентное изменение тока возбуждения:
где: IВ – ток возбуждения при I =
IВ0 – ток возбуждения при I = 0;
Характеристика короткого замыкания
(I=f(IB) U=0 n=const)
Первую точку характеристики короткого замыкания получают при IB=0.
Таблица 5 – Данные по характеристике короткого замыкания.
№ ПП IB A I A Примечание
Рис. 6. Характеристика короткого замыкания независимого возбуждения
111111111111 (2).doc
Холостой ход трансформатора – работа трансформатора при разомкнутой
Опыт короткого замыкания:
Опыт короткого замыкания – работа трансформатора при замкнутой накоротко
вторичной обмотке когда к первичной обмотке подведено такое пониженное
напряжение что ток в обмотке не превышает ( 11 ( 12 ) I1Н.
Это значение тока является исходным при проведении опыта. Далее
напряжение постепенно уменьшается. Результаты измерений записываем в
( Показания ваттметра записывать сразу утроенным ).
Записываем показания приборов для напряжения фазы в диапазоне
( 06 ( 12 )U1Н в таблицу 1. ( Показания
ваттметра записывать сразу утроенным ).
Ознакомиться с лабораторной установкой для испытания трансформатора.
Провести опыт холостого хода с целью:
- определения коэффициента трансформации К;
- построения характеристик холостого хода
I10 P10 cos(0 = f ( U10 );
- определения номинальных значений параметров холостого хода:
тока холостого хода I10н i10 потерь Р10н коэффициента мощности cos(0н
- определения параметров схемы замещения при холостом ходе
Провести опыт короткого замыкания с целью:
- построения характеристик короткого замыкания
I1k Pk cos(k = f ( U1k );
- определения номинальных значений характеристик короткого замыкания:
потерь РkH напряжения Uk % коэффициента мощности cos(k;
- определения параметров схемы замещения при коротком замыкании
Рассчитать и построить зависимости ( = f ( kнг ) при U1 = U1н const f1
= const для двух значений cos(;
- определить коэффициент нагрузки при котором ( = (max.
Рассчитать и построить при U1 = U1н const f1 = const kнг = 1 = const
внешние характеристики U2 = f ( kнг ) для трех значений cos( и (U2 = f (
Сделать основные выводы по выполненной работе.
Таблицы данных и расчетов.
Таблица № 1. Режим холостого хода.
№ U10B I10A U20В P10Bт cos(0 Примечание
50 00225 11 105 031 К=U1НU20=2
К = U1Н U20 = 127 63 = 2
cos(0 = P10 3 U10 I10 = 105 3*50*00225 = 031
Р10 – активная суммарная мощность потребляемая трансформатором при
U10 I10 – фазные значения напряжения и тока В А;
i10 = I10Н * 100% I1Н = 205 %
I10H = 00615 3 = 00205 А
Р20Н = 465 3 = 155 В
№ U1KA I1KA PK cos(K Примечание
3 3 30 089 U1Н = 127 B;
UK = U1KH *100 U1H = 3 *100 127 = 236 %
Определение параметров схемы замещения при коротком замыкании
Zk = U1kH I1H = 31 = 3 Ом
rk = PkH 3I21H = 8 3 *12 = 267 Ом
xk = ( Zk2 - rk2 = 137 Ом
Расчет и построение зависимости ( = f ( kнг ):
( = Р2 * 100 Р1 = ( Р1 - (Р )* 100 Р1 % где
Р1 = 3 I1 U1H cos( ( 3 kнг I1H U1H cos(;
(Р = P10Н + Рk ( P10H + k2нг Р
КНГ = I’2 I’2H = I1 I1H = 00075 1 = 00075
P10H ( PСТ – потери холостого хода практически равные потерям в стали с
учетом малости электрических потерь в первичной обмотке.
Изменение коэффициента нагрузки принять в пределах ( 05 ( 12 )
результаты расчетов для двух значений cos( представить в таблице 3.
КНГ I1A (PВт Примеч.
(U1% (U2% (U1% (U2% (U1% (U2%
1 21 9790 333 9770 103 9897 UK% = 236
(U% = КНГ( UKA%* cos( + UKР%* Sin()
UKA% = I1H* rK* 100 U1H = 1* 267 * 100 127 = 21%
UKР% = (U2K – U2KA = ( 2362 – 212 = 1077В
cos( = 08 * (U% = КНГ ( 21* 08 + 108(-06)) = КНГ* 233
cos( = -08* (U% = КНГ ( 21* 08 + 108(-06)) = КНГ* 103
( град -90 -60 -30 0 30 60 90
(U% % -108 011 129 21 237 199 108
(U%(() при КНГ = const = 1
при ( = -90%; (U% = 21* 0 + 108 (-1) = -108%
при ( = -30%; (U% = 21* 067 + 108 (-05) = 129%
при ( = 30%; (U% = 21* 087 + 108 (05) = 237%
при ( = 90%; (U% = 21* 0 + 108* 1 = 108%
Характеристики холостого хода:
Характеристики короткого замыкания:
Зависимость U2 (КНГ)
Характеристика I0 = f (U10). На графике видно что при возрастании
напряжения ток холостого хода I0 растет сначала линейно а затем
быстрее чем напряжение U10. Это объясняется тем что вследствие
насыщения уменьшается индуктивное сопротивление xм а поэтому ток
растёт быстрее чем по прямой пропорциональной зависимости.
Характеристика Р10 = f(U10). Потери холостого хода Р10 изменяются
примерно пропорционально (U10)2. Такой закон изменения Р10 следует из
того что магнитные потери в сердечнике при f1 = const пропорциональны
В2 а так как В ( Ф ( U10 то следовательно Р10 ( (U10)2.
Характеристика cos(0 = f(U10). С ростом напряжения растёт реактивная
составляющая тока холостого хода реактивная мощность и насыщение а
следовательно cos(0 уменьшается.
Характеристика I1K = f(U1K). С ростом напряжения ток I1K растёт
линейно (магнитная система ненасыщенна т.к. подводимое напряжение
Характеристика P1K = f(U1K). Потери при коротком замыкании P1K =
((I1K)2(rк. Так как I1K ( U1K то потери будут пропорциональны
(U1K)2 то есть потери изменяются по параболе.
Характеристика cos(к = f(U1К). С ростом напряжения коэффициент
мощности остаётся постоянным т.к. магнитная система ненасыщенна.
Характеристика (U% = f((). На графике видно что при активно-
индуктивной нагрузке вторичное напряжение трансформатора падает ((U (
) а в случае активно-емкостной нагрузки при достаточно большом угле
сдвига фаз оно повышается ((U ( 0). Это обусловлено тем что при
протекании через индуктивное сопротивление индуктивный ток вызывает
понижение напряжения а емкостной ток – повышение его. Чем выше
номинальное напряжение трансформатора тем больше рассеяние
трансформатора и напряжение короткого замыкания и поэтому тем больше
изменение напряжения трансформатора.
Список использованной литературы:
Вольдек А. И. Электрические машины. Учебник для студентов высших
технических учебных заведений. – 3-е изд. перераб. – Л.: Энергия
В.М. Игнатович Ш.С. Ройз Электрические машины и трансформаторы.
Учебное пособие. – Томск: Изд. ТПУ 1999. – 147 с.
Трансформаторы: Метод. указ. по выполн. лабораторных работ по курсу
«Электрические машины» для студентов электротехнических специальностей
ТПУ всех форм обучения. – Томск: Изд.ТПУ1998.– 28 с.
таблички (2).docx
Скоростные характеристики: при Rд=0
Регулировочные характеристики:
Лаба №4.doc
Государственное учреждение высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Направление специальность: электротехника электромеханика и
“ Исследование генераторов постоянного тока”
Отчет по лабораторной работе №8
по дисциплине: электрические машины
Исполнители Хайруллин С.Г.
Цель работы: приобретение практических навыков получение опытных данных для
построения характеристик генератора с параллельным возбуждением;
экспериментальное подтверждения сведений о генераторах постоянного тока.
Электрическая схема лабораторной установки для исследования генератора
Характеристика холостого хода.
№ Размагничивание № Намагничивание Примечание
0.46 250 1 -0.45 -250 UН=220В;
Вывод: При токе возбуждения = 0 существует ЭДС от потока остаточного
При небольших значениях тока возбуждения когда магнитная система не
насыщена зависимость между ЭДС и током возбуждения линейна. С дальнейшим
увеличением тока возбуждения магнитная система насыщается и линейня
зависимость между ЭДС и током возбуждения нарушается. Восходящая и
нисходящая ветви характеристики ХХ не совпадают из-за потока остаточного
Нагрузочная характеристика: U=f(IB) при IA=const n=const
№ IBA UВ Примечание
Вывод: U=E-IRH -изменение основного потока из-за влияния потока обмотки
якоря (реакции якоря). Для одного и того же тока возбуждения нагрузочная
характеристика идёт ниже характеристики ХХ из-за размагничивающего действия
реакции якоря (уменьшение Е) и падения напряжения в якорной цепи (IRа)
Внешняя характеристика: U=f(IА) при IB=const n=const
Возрастающие 0.4 112 IB=012А
Сброс нагрузки 1 108 IB=012А
Вывод: с ростом тока нагрузки напряжение на зажимах генератора
уменьшается из–за размагничивающего действия реакции якоря падение
напряжения в якорной цепи.
Регулировочная характеристика: IВ=f(I) при U=const n=const
Вывод: Так как сростом тока нагрузочное напряжение падает то для того
чтобы его поддержать постоянным ток возбуждения необходимо увеличивать.
Так как IВ и Raia малы то падение напряжения в цепи якоря практически не
оказывает влияния на напряжение на зажимах генератора.
ИССЛ. БЕЗРЕОСТ. ПУСКА ДПТ(лб).DOC
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
ПО ПРЕДМЕТУ: ”СПЕЦИАЛЬНЫЙ КУРС ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ”.НА
ТЕМУ:“ИССЛЕДОВАНИЕ БЕЗРЕОСТАТНОГО
ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА”.
ВЫПОЛНИЛ: СТУДЕНТ ГРУППЫ 7362
ПРОВЕРИЛ: ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
Цель работы: Исследование пуска двигателя постоянного тока – определение
кратности пускового тока характера переходного процесса при пуске
длительность времени пуска при различных значениях момента нагрузки и
момента инерции на валу двигателя.
Введение: Расчеты на ПЭВМ проводятся в последовательности. Изменения
значений момента инерции J и момента расчета сопротивления нагрузки Мс на
валу двигателя проводятся в диалогах программы расчета. В первых расчетах
в исходных данных двигателя момент инерции J=Ja остается без изменения
а в диалоге программы мо-менту Мс нагрузки на валу двигателя задаются в
о.е. значения соответствующие таблице.
Исследовать влияние момента сопротивления на валу двигателя Мс и момента
инерции на валу двигателя на безреостатный пуск двигателя постоянного
Исследовать влияние магнитного потока возбуждения Фla на безреостатный
№ Р2н Uан Nн ( ra rд La( p Ja Q
вар. КВт В Обмин о.е. Ом Ом мГн Кг*м2 0C
Где Р2н – номинальная мощность на валу двигателя; Uан – среднее
номинальное значение напряжения цепи якоря; nн – номинальная частота
вращения якоря ( - коэффициент полезного действия двигателя; р – число пар
полюсов; ra rд ro – омические сопротивления обмоток якоря добавочного
полюса и обмоток возбуждения двигателя при t= 15 град. La( - общая
индуктивность обмоток цепи якоря Ja – момент инерции якоря.
Мс Imax nmax Iуст nуст tпуска Ра Примеч.
о.е. о.е. о.е. о.е. о.е. о.е. Вт
10.06 1.08 0.05 1.09 0.17 2737 J=Ja=259.5
0 10.85 1.08 0.05 1.01 0.364 2569.9 J=2Ja=518.9
0 11.42 1.08 0.05 1.09 0.745 2511 J=4Ja=1037
Psi Imax Iуст nmax nуст tпуска p1 p Tm
о.е. о.е. о.е. о.е. о.е. о.е.
К таблице № 2 Рис.2.1 Рис.2.2
К таблице № 3. Рис.3.1
Вывод: Рис.2.1: Сростом момента сопротивления Мс значения Imax так как
двигателю приходится преодолеть большое начальное сопротивление вращения
при пуске. С увеличением Ja характеристики располагаются выше параллельно
самим себе. Это объясняется тем что двигателю приходится преодолевать
сопротивления и момент инерции.
Рис.2.2. и 2.4: С увеличением момента частота вращения уменьшается.
Ia=М12Сn12*ko т.е. с ростом М ток растет с увеличением Рsi левая часть
увеличивается тогда по уравнению ток необходимо снижать.
Рис.2.3. С увеличением момента инерции на валу двигателю приходится
преодолевать большие вращающиеся массы и он не может набрать предыдущей
максимальной частоты вращения поэтому характеристика практически
Графики повторяют друг друга но при Мс=1 график расположен ниже т.к.
двигателю приходится преодолевать не только момент инерции но и момент
Рис.2.5.С увеличением момента инерции на валу Ja время пуска увеличивается
так как двигателю приходится преодолевать все большие вращающиеся массы.
Из графика видно что трехкратное увеличение момента инерции при моменте
сопротивления Мс=0 и Мс=1 практически не сказывается на времени пуска.
Рис.2.6. Р=wэфtn. Снижение потерь Р связано с тем что tn растет быстрее
электрических потерь wэф.
Рис. 3.1. При Psi =012 – комплексные корни характер процесса
колебательный а данные последовательно. График не отражает истинную
Рис.3.2. n = U*Ia*Ra Ce*Ф с ростом Psi поток Ф возрастает а
следовательно частота вращения будет убывать по парабалическому закону.
Рис.3.3.С ростом Psi обороты двигателя снижается поэтому чтобы разогнать
его до меньшей скороти нужно меньше времени следовательно время пуска
парал. раб. тр.alex.doc
выполнение условий включения на параллельную работу трансформаторов и
включив на параллельную работу два однофазных трансформатора обеспечив
выполнение всех условий включения на параллельную работу и затем
невыполнение одного из этих условий.
Ознакомиться с лабораторной установкой для испытания однофазных
трансформаторов при параллельной работе.
Проверить выполнение условий включения на параллельную работу
Включить на параллельную работу два однофазных трансформатора
обеспечив выполнение всех условий включения на параллельную работу
нагрузить их и получить внешние характеристики U2 = f (I21)U2 =
f(I22) где U2 – напряжение на зажимах вторичных обмоток
трансформаторов (напряжение на зажимах нагрузки); I21 I22 – токи
нагрузки соответственно первого и второго трансформаторов.
Нагрузить параллельно работающие трансформаторы при неодинаковых
коэффициентах трансформации получить внешние характеристики.
номинальных напряжениях короткого замыкания получить внешние
Проанализировать полученные результаты и сделать основные выводы.
Электрическая схема для определения однопотенциальности зажимов
Электрическая схема для определения всех условий включения трансформаторов
на параллельную работу а также для снятия внешних характеристик
Результаты исследований
Трансформатор 1Трансформатор 2Нагрузка Примечание
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic]
В В А КВт А КВт А кВт
120 67 0 0 0 0 0 0 Все условия
120 64 0 0 0 0 0 0 К1 ( К2
120 65 0 0 0 0 0 0 U1k = U2k
Внешние характеристики U2=f(I21) U2=f(I22) и U2=f(Iс) трансформаторов
при выполнении всех условий
Внешние характеристики U2=f(I21) U2=f(I22) и U2=f(Iс) трансформаторов при
неодинаковых коэффициентах трансформации
Внешние характеристики U2=f(I21) и U2=f(I22) трансформаторов при
разных напряжениях короткого замыкания
В результате выполнения лабораторной работы изучили включение
трансформаторов на параллельную работу и построили внешние характеристики.
Выполнение всех условий включения трансформатора на параллельную
работу обеспечивается при одинаковых группах соединения обмоток и
равенстве коэффициентов трансформации вторичные напряжения
соответствующих фаз параллельно включенных трансформаторов на холостом
ходу когда вторичные обмотки разомкнуты будут равны по значению и по
фазе. Поэтому при включении вторичных обмоток на общие шины в этих
обмотках при отсутствии нагрузки не возникает уравнительных токов. При
равных напряжениях короткого замыкания обеспечивается равномерное
распределение нагрузки между трансформаторами.
Неравенство коэффициентов трансформации. В этом случае Е21 ( Е22. В
замкнутом контуре вторичных обмоток действует разность этих ЭДС и
возникает уравнительный ток. Этот ток имеет во вторичных обмотках
трансформаторов различные относительно действующих в них ЭДС
направления то есть один из трансформаторов отдает уравнительный ток
другой трансформатор потребляет этот уравнительный ток. Падения
напряжения вызываемые уравнительными токами в обмотках
трансформаторов выравнивают вторичные напряжения обмоток. При
включении нагрузки в трансформаторах возникают токи нагрузки.
Складываясь с ними уравнительные токи вызывают неравенство
результирующих токов и неравномерную нагрузку трансформаторов.
Неравенство напряжений короткого замыкания. В этом случае при
повышении нагрузки номинальной мощности прежде всего достигнет
трансформатор с меньшим напряжением короткого замыкания. Другой
трансформатор при этом будет еще недогружен и в то же время
дальнейшее увеличение общей нагрузки недопустимо так как первый
трансформатор будет перегружаться. Установленная мощность
трансформаторов останется таким образом недоиспользованной.
Трансформаторы обладающие разными напряжениями короткого замыкания
нагружаются обратно пропорционально значениям напряжений короткого
(S1 S1H) (S2 S2H) = Uk2 Uk1
Список использованной литературы:
Вольдек А. И. Электрические машины. Учебник для студентов высших
технических учебных заведений. – 3-е изд. перераб. – Л.: Энергия
В.М. Игнатович Ш.С. Ройз Электрические машины и трансформаторы.
Учебное пособие. – Томск: Изд. ТПУ 1999. – 147 с.
Трансформаторы: Метод. указ. по выполн. лабораторных работ по курсу
«Электрические машины» дла студентов электротехнических специальностей
ТПУ всех форм обучения. – Томск: Изд.ТПУ1998.– 28 с.
Министерство образования Российской Федерации
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
1300- электротехника электромеханика и электротехнологии
Отчёт по лабораторной работе
Параллельная работа однофазных трансформаторов.
Титул №2.doc
Государственное учреждение высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Лабораторная работа №2
Исследование синхронного реактивного двигателя.
Ивченко П.В. совместно с
Тр5.doc
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет автоматики и электромеханики
Отчет по лабораторной работе
Параллельная работа однофазных трансформаторов
Описание хода работы.
Электрические схемы лабораторной установки.
Полученные характеристики.
Выводы о проделанной работе.
Список используемой литературы.
Испытать однофазные трансформаторы при параллельной работе проверив
выполнение условий включения на параллельную работу трансформаторов и
включив на параллельную работу два однофазных трансформатора обеспечив
выполнение всех условий включения на параллельную работу и затем
невыполнение одного из этих условий.
Проверить выполнение условий включения на параллельную работу
Включить на параллельную работу два однофазных трансформатора
обеспечив выполнение всех условий включения на параллельную работу
нагрузить их и получить внешние характеристики U2 = f (I21)U2 =
f(I22) где U2 – напряжение на зажимах вторичных обмоток
трансформаторов (напряжение на зажимах нагрузки); I21 I22 – токи
нагрузки соответственно первого и второго трансформаторов.
Нагрузить параллельно работающие трансформаторы при неодинаковых
коэффициентах трансформации получить внешние характеристики.
номинальных напряжениях короткого замыкания получить внешние
Проанализировать полученные результаты и сделать основные выводы.
Электрические схемы лабораторной установки
Рис. 1. Электрическая схема для определения однопотенциальности зажимов
I. Определим правильность включения трансформаторов собрав схему рис. 1
II. После проверки собрали схему рис. 2 произвели эксперименты и сняли
соответствующие показания приборов заполнили таблицу 1.
Трансформатор 1Трансформатор 2Нагрузка Примечание
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] В В А кВт А КВт
А кВт 1 124 65 0 0 0 0 0 0 Все условия
[pic]( [pic] 2 123 64 012 20 084 60 1 80 3 122 63 036
По данным таблицы построим внешние характеристики
рис. 3. Внешние характеристики U2=f(I21) U2=f(I22) U2=f(Iс)
трансформаторов при выполнении
всех условий включения на параллельную работу
рис. 4. Внешние характеристики U2=f(I21) U2=f(I22) U2=f(Iс)
неодинаковых коэффициентах трансформации
Рис. 5. Внешние характеристики U2=f(I21) U2=f(I22) U2=f(Iс)
неодинаковых номинальных напряжениях короткого замыкания
В результате выполнения лабораторной работы изучили включение
трансформаторов на параллельную работу и построили внешние характеристики.
Выполнение всех условий включения трансформатора на параллельную
работу обеспечивается при одинаковых группах соединения обмоток и
равенстве коэффициентов трансформации вторичные напряжения
соответствующих фаз параллельно включенных трансформаторов на холостом
ходу когда вторичные обмотки разомкнуты будут равны по значению и по
фазе. Поэтому при включении вторичных обмоток на общие шины в этих
обмотках при отсутствии нагрузки не возникает уравнительных токов. При
равных напряжениях короткого замыкания обеспечивается равномерное
распределение нагрузки между трансформаторами.
Неравенство коэффициентов трансформации. В этом случае К21 ( К22. В
замкнутом контуре вторичных обмоток действует разность этих ЭДС и
возникает уравнительный ток. Этот ток имеет во вторичных обмотках
трансформаторов различные относительно действующих в них ЭДС
направления то есть один из трансформаторов отдает уравнительный ток
другой трансформатор потребляет этот уравнительный ток. Падения
напряжения вызываемые уравнительными токами в обмотках
трансформаторов выравнивают вторичные напряжения обмоток. При
включении нагрузки в трансформаторах возникают токи нагрузки.
Складываясь с ними уравнительные токи вызывают неравенство
результирующих токов и неравномерную нагрузку трансформаторов.
Неравенство напряжений короткого замыкания. В этом случае при
повышении нагрузки номинальной мощности прежде всего достигнет
трансформатор с меньшим напряжением короткого замыкания. Другой
трансформатор при этом будет еще недогружен и в то же время
дальнейшее увеличение общей нагрузки недопустимо так как первый
трансформатор будет перегружаться. Установленная мощность
трансформаторов останется таким образом недоиспользованной.
Трансформаторы обладающие разными напряжениями короткого замыкания
нагружаются обратно пропорционально значениям напряжений короткого
Список использованных источников
Вольдек А. И. Электрические машины. Учебник для студентов высших
технических учебных заведений. – 3-е изд. перераб. – Л.: Энергия
Токарев Б.Ф.Электрические машины:Учебное пособие для
вузов.–М.:Энергоатомиздат1990.– 624 с.: ил.
Трансформаторы: Метод. указ. по выполн. лабораторных работ по курсу
«Электрические машины» дла студентов электротехнических специальностей
ТПУ всех форм обучения. – Томск: Изд.ТПУ1998.– 28 с.
Рис. 2. Электрическая схема для определения всех условий включения
трансформаторов на параллельную работу а также для снятия внешних
ЭМА хар-ки синх.генератора (лаб).doc
Томский политехнический университет
Факультет Автоматики и Электромеханики
Направление: 551300 «Электротехника электромеханика и электротехнологии»
на тему «Исследование характеристик
трёхфазного синхронного генератора»
Изучить принцип действия и устройство трехфазного синхронного генератора
приобрести практические навыки при получении опытных данных и построении
рабочих характеристик синхронных генераторов получить экспериментальное
подтверждение теоретическим сведениям о синхронном генераторе построить
Изучить принцип действия и конструкцию генератора постоянного тока;
повторить теоретический материал: реакция якоря характеристики
генераторов постоянного тока.
Подготовить заготовку отчета по лабораторной работе в которой
изложить принцип действия генератора дать описание конструкции машины
постоянного тока с соответствующими эскизами привести электрическую
схему установки и таблицы необходимые для выполнения программы
Экспериментальные исследования
Ознакомиться с лабораторным стендом произвести пробный пуск
генератора; проверить возможности регулирования напряжения и нагрузки
генератора. Записать паспортные данные исследуемого генератора.
Получить характеристики генератора параллельного возбуждения: а)
внешнюю б) регулировочную в) нагрузочную.
Обработка экспериментальных данных.
Построить полную и расчетную характеристики холостого хода.
Определить коэффициент насыщения и выразить в процентах величину
Построить внешнюю характеристику генератора. Определить по ним
процентное изменение напряжения ΔU
Построить регулировочную характеристику генератора. Определить по ним
процентное изменение тока возбуждения ΔIв.
Расчетно-графическая часть.
По расчетной ХХХ и характеристическому треугольнику полученному для
номинальной нагрузки построить внешнюю характеристику.
Построить нагрузочную характеристику генератора параллельного
Анализ экспериментальных данных.
Рис. 1. Электрическая схема лабораторной установки для исследования
синхронного генератора
Характеристика холостого хода
№№ E If If+ΔIf Примечание
140 075 065 Eос=0 В
Рис. 2. Характеристики Х.Х. E=f(If)
Нагрузочная характеристика
Нагрузочная характеристика U=f(If)
Внешние характеристики
№№ Индуктивная нагрузка cosφ =Активная нагрузка cosφПримечание
127 0 125 015 Нисходящая
Рис. 4. Внешние характеристики U=f(I)
Регулировочная характеристика
№№ cosφ = 1 cosφ = 0 Примечание
0 065 0 065 U=Uн=127 В
ΔIf1% =[pic] [pic] = [pic]
Рис. 5. Регулировочная характеристика If=f(I)
Характеристики короткого замыкания
-х фазное 2-х фазное 1 фазное Примечание
Iк3 If Iк2 If Iк1 If
03 015 03 01 03 005 Iн=1 А
Рис. 6. Характеристики короткого замыкания Iк=f(If)
Вывод: В ходе проделанной работы был изучен принцип работы синхронных
генераторов их конструкция а также проведены исследования синхронного
генератора в результате которых получены графики: характеристики холостого
хода и короткого замыкания внешний характеристики и регулировочной
Характеристика холостого хода:
Очевидно что в режиме Х.Х U=E. Если характеристики Х.Х различных
синхронных генераторов изобразить в относительных единицах то эти
характеристики будут мало отличаться друг от друга. Поэтому при расчетах
различных режимов работы энергетических систем в которых работает много
генераторов для упрощения расчетов принимается что Х.Х. всех
турбогенераторов а также гидрогенераторов выраженные в относительных
единицах одинаковы и соответствуют некоторым средним данным реальных
характеристик генераторов.
Характеристика короткого замыкания:
Если пренебречь весьма незначительным активным сопротивлением якоря (ra=0)
то сопротивление якоря в режиме короткого замыкания будет чисто
индуктивным. Поэтому φ=90 Id=I Iq=0 E=jxdI.
При коротком замыкании реакция якоря является чисто размагничивающей
Э.Д.С. от результирующего потока воздушного зазора равная
весьма мала вследствие чего и поток Ф мал. Поэтому при К.З. магнитная цепь
не насыщена и характеристика К.З. I=f(If) прямолинейна.
Внешняя характеристика:
вид внешней характеристики синхронного генератора объясняется характером
действия реакции якоря. При отстающем токе существует значительная
продольная размагничивающая реакция якоря которая растет с увеличением
тока нагрузки и поэтому U c увеличением I уменьшается. При чисто активной
нагрузке также уменьшается продольная размагничивающая реакция якоря но
угол между E и I меньше чем в предыдущем случае поэтому продольная
размагничивающая реакция якоря слабее и уменьшение U с увеличением I
происходит медленнее.
Регулировочная характеристика:
Вид регулировочных характеристик также объясняется характером действия
реакции якоря. При отсутствующем токе продольная реакция якоря является
размагничивающей и для компенсации ее влияния на величины Ф и U с
увеличением I необходимо значительно увеличивать ток возбуждения if. При
опережающем токе продольная реакция якоря стремиться увеличивать Ф и U
вследствие чего сохранения U необходимо с увеличением I уменьшать If.
Нагрузочная характеристика:
Из числа разнообразных нагрузочных характеристик наибольший практический
интерес имеет так называемая индукционная нагрузочная характеристика
которая соответствует чисто индуктивной нагрузке когда cos φ=0.
Она снимается при номинальном токе. В режиме индукционной нагрузки
существует чисто продольная размагничивающая реакция якоря. Поэтому
индукционная характеристика идет ниже характеристики Х.Х.
Список использованной литературы
Электрические машины. М.-Л. Издательство «Энергия» 1966
Костенко М. П.Плотровский Л. М.
Электрические машины. В 2-х ч. 1-Машины постоянного тока. Трансформаторы.
Учебник для студентов высш. техн. учеб. заведений. Изд. 3-е перераб. Л.:
Машины постоянного тока: Метод. указ. по выполн. лабораторных работ по
курсу “Электрические машины” для студентов электротехнических
специальностей ТПУ всех форм обучения.-Томск: Изд. ТПУ 1998.-56 с.
Электрические машины. Учеб. пособие для вузов.-М.: Энергоатомиздат 1990
3-х фазный и однофазный режим.doc
Изучить способы пуска трехфазного двигателя в режиме однофазного.
Рассчитать рабочую и пусковую емкости.
Снять опытные данные и построить рабочие характеристики:
а). в трехфазном режиме
б). в однофазном режиме.
В результате полученных характеристик сделать основные выводы.
Описание лабораторной установки.
На переднюю панель лабораторной установки выведены зажимы обмотки статора
асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Обмотка статора 2
При работе в трехфазном режиме двигатель получает питание от сети
переменного тока. Включение производят с помощью пускателя кнопка которого
расположена в левой стороне панели. При этом рубильник Р1 замкнут Р2 Р3
и Р4 (в цепи генератора) – разомкнуты а переключатель цепи напряжения
ваттметра П ставят в положение 1. В этом случае асинхронный трехфазный
двигатель работает в режиме холостого хода.
Для снятия рабочих характеристик используют генератор постоянного тока
параллельно возбуждения.
При использовании асинхронного трехфазного двигателя в режиме
однофазного рубильник Р1 размыкают а отключенную фазу через пусковую и
рабочую емкости (рубильники Р1 и Р2 замкнут) подключают на соседнюю фазу.
Переключатель П ставят в положение 2.
При этом схема подготовлена для пуска двигателя в однофазном режиме.
На схеме в правой части показан Тахогенератор ТГ расположенный на
одном валу с ротором асинхронного двигателя и якорем нагрузочного
Тахогенератор служит для измерения скорости вращения двигателя. В левом
верхнем углу сигнальное табло 3 указывающее на то что напряжение подано!
Определение данных и построение рабочих характеристик.
). S = [(n1 – n)n1](100%;
где n – скорость вращения ротора;
n1 = 60f P – скорость вращения магнитного поля статора;
). Cos( = P1 (3UI1 – коэффициент мощности;
). M2 = 955*(P2 2n) - полезный момент двигателя;
). P2 = Uг* Iг (г - полезная мощность двигателя;
(г – к. п. д. генератора
). (( = Р2 (3Р1 – к. п. д. двигателя.
Режим № Измерения Вычисления Примеч
I1 P1 n Ir Ur M2 Cos( P2 S ((
Р = 2 2 048 63 2895 045 52 0048 034 293 35 027
Однофазный 1 054 110 2680 014 15 00047 053 263 106 0014
f = 50 гц 2 057 111 2670 016 17 0006 051 34 11 0017
конденсаторный 1 056 110 2780 015 16 0005 051 3 73 0016
График 1. Зависимость мощности Р1 от Р2
График 2. Зависимость тока I1 от мощности Р2
График 3. Зависимость числа оборотов n от мощности Р2
Выводы: В ходе данной лабораторной работы мы рассмотрели три режима работы
двигателя. По результатам расчетов построили рабочие характеристики этих
По зависимостям Р1 = f (Р2) видно что графики выходят не из начал
координат что объясняется потерями внутри машины эти потери
пропорциональны квадрату тока. Т.к. мощность двигателя в однофазном и
конденсаторном режимах составляют 60% от мощности двигателя в трехфазном
режиме то для покрытия этой разницы требуется большой ток по сравнению с
трехфазным режимом следовательно потерь больше.
Таким же образом можно объяснить зависимость I1 = f(P2). В отличие от
трехфазного и конденсаторного режимов в однофазном режиме действует
эллипсоидальное поле поэтому для поддержания нужной мощности ему требуется
больший ток чем в конденсаторном а тем более трехфазном режимах.
Т.к. мощность двигателя в трехфазном режиме больше конденсаторного и
однофазного режимов частота вращения изменяется слабо. При конденсаторном
и однофазном режимах из – за малой мощности скольжение увеличивается
сильней в результате чего зависимости n = f(Р2) становиться более круче
чем при трехфазном режиме.
Министерство образования Российской Федерации.
Томский политехнический университет
Факультет автоматики и электромеханики.
“Электротехника электромеханика и электротехнологии.”
-х фазный однофазный и конденсаторный режим асинхронного двигателя
Отчет по лабораторной работе по курсу
«Электрические машины».
Исследование генератора постоянного тока параллельного возбуждения.doc
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет автоматики и электромеханики
Кафедра электрических машин и аппаратов
Электрические машины
Отчёт по лабораторной работе
« Исследование генератора постоянного тока параллельного возбуждения»
Цель работы: изучить принцип действия и устройство генератора параллельного
возбуждения приобрести практические навыки при получении опытных данных и
построении характеристик получить экспериментальное подтверждение
практическим сведениям о генераторе постоянного тока.
Ознакомиться с лабораторным стендом установить переключатели обмоток
возбуждения в положение соответствующее схеме возбуждения исследуемого
генератора; произвести пробный пуск генератора; проверить возможности
регулирования напряжения и нагрузки генератора.
Получить характеристики генератора параллельного возбуждения: а)
внешнюю б) регулировочную в) нагрузочную.
Построить в одних осях координат характеристику холостого хода и
нагрузочную характеристику генератора параллельного возбуждения.
Построить регулировочную характеристику генератора.
Построить внешние характеристики генератора при росте и спаде нагрузки.
Произвести анализ полученных данных и сделать выводы.
Лабораторная установка
Рисунок 1. Электрическая схема лабораторной установки для исследования
генератора постоянного тока.
На рис.1 приведена электрическая схема лабораторной установки для
исследования генератора постоянного тока. Включением или выключением
соответствующих переключателей установленных на стенде можно получить
различные схемы возбуждения генератора. Регулирование тока возбуждения
осуществляется реостатом регулирование тока нагрузки – реостатом RH.
Клеммы обмоток на схеме обозначены: Ш1 – Ш2 – параллельные обмотки
возбуждения (ОВШ); С1 – С2 – последовательные обмотки возбуждения (ОВС);
Я1 – Я2 – обмотки якоря и Д1 – Д2 – обмотки добавочных полюсов.
Характеристики генератора постоянного тока параллельного возбуждения
Таблица 1. Характеристика холостого хода.
iВ A UГ В Примечание
Рисунок 2. Характеристика холостого хода
Таблица 2. Внешняя характеристика.
iВ A U B IЯ А Примечание
Возрастание IB = 0.32 A
Рисунок 3. Внешняя характеристика при возрастании нагрузки
Рисунок 4. Внешняя характеристика при сбросе нагрузки
Таблица 3. Регулировочная характеристика.
IЯ A iB A Примечание
Рисунок 5. Регулировочная характеристика
Таблица 4. Нагрузочная характеристика.
iB A U B Примечание
Рисунок 6. Нагрузочная характеристика.
Характеристика холостого хода: E=f(iв) при Ia=I=0 n=const.
При токе iв=0 существует ЭДС от потока остаточного намагничивания. При
небольших значениях iв когда магнитная система не насыщена зависимость
между ЭДС и iв линейная. С дальнейшим увеличением iв магнитная система
насыщается и линейная зависимость между током возбуждения и ЭДС нарушается.
Внешняя характеристика: U=f(I) при n=const Rв=const.
Напряжение на зажимах генератора с увеличением тока снижается:
а) из-за размагничивающего действия реакции якоря
б) падения напряжения в якорной цепи
Регулировочная характеристика: iв=f(I) при U=const n=const.
Т.к. с ростом тока нагрузки напряжение падает то для того чтобы его
поддержать постоянным ток возбуждения нужно увеличивать.
Нагрузочная характеристика: U=f(iв) при Iн=Ia=I=const n=const.
Для одного и того же тока возбуждения нагрузочная характеристика идет ниже
характеристики холостого хода из-за размагничивающего действия реакции
якоря (уменьшения Е) и падения напряжения в якорной цепи (IRa).
Несеметричная работа трансформаторов.docx
высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
Направление (специальность) – Электромеханик
Исследование двухобмоточных трехфазных трансформаторов
при несимметричной работе
Лабораторная работа № 2
по дисциплине «Электромеханические преобразователи энергии»
Цель работы: Изучить типы магнитных систем схемы соединения обмоток и исследовать их влияние на искажение вторичных фазных напряжений при несимметричной нагрузке получив экспериментальное подтверждение теоритических данных
Ознакомится с лабораторной установкой
Испытать двухобмоточный трехфазный трансформатор со стержневой магнитной системой при несимметричной нагрузке:
При соединении обмоток 0
При соединении обмоток Δ 0
Испытать двухобмоточный трехфазный трансформатор с групповой магнитной системой при несимметричной нагрузке:
Сделать выводы по результатам исследований
Рисунок 1 – исследование при схемах соединений обмоток 0
Рисунок 2 – исследование при схемах соединений обмоток Δ 0
Несимметричная нагрузка трансформатора с групповой магнитной системой при разных схемах соединений первичной обмотки
Рисунок 3 – Векторная диаграмма напряжений с групповой магнитной системой при соединении обмоток 0
Рисунок 4 – Векторная диаграмма напряжений с групповой магнитной системой при соединении обмоток Δ 0
Несимметричная нагрузка трансформатора со стержневой магнитной системой при разных схемах соединений первичной обмотки
Рисунок 5 – Векторная диаграмма напряжений со стержневой магнитной системой при соединении обмоток 0
Рисунок 6 – Векторная диаграмма напряжений со стержневой магнитной системой при соединении обмоток Δ0
парал. раб. тр..doc
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет автоматики и электромеханики
Направление 551300 электромеханика электротехника электротехнологии.
Отчет по лабораторной работе
ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ОДНОФАЗНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Испытать однофазные трансформаторы при параллельной работе проверив
выполнение условий включения на параллельную работу трансформаторов и
включив на параллельную работу два однофазных трансформатора обеспечив
выполнение всех условий включения на параллельную работу и затем
невыполнение одного из этих условий.
Ознакомиться с лабораторной установкой для испытания однофазных
трансформаторов при параллельной работе.
Проверить выполнение условий включения на параллельную работу
Включить на параллельную работу два однофазных трансформатора
обеспечив выполнение всех условий включения на параллельную работу
нагрузить их и получить внешние характеристики U2 = f (I21)U2 =
f(I22) где U2 – напряжение на зажимах вторичных обмоток
трансформаторов (напряжение на зажимах нагрузки); I21 I22 – токи
нагрузки соответственно первого и второго трансформаторов.
Нагрузить параллельно работающие трансформаторы при неодинаковых
коэффициентах трансформации получить внешние характеристики.
номинальных напряжениях короткого замыкания получить внешние
Проанализировать полученные результаты и сделать основные выводы.
Электрическая схема для определения однопотенциальности зажимов
Электрическая схема для определения всех условий включения трансформаторов
на параллельную работу а также для снятия внешних характеристик
Результаты исследований
Трансформатор 1Трансформатор 2Нагрузка Примечание
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic]
В В А КВт А КВт А кВт
120 65 0 0 0 0 0 0 Все условия
120 63 0 0 0 0 0 0 К1 ( К2
120 64 0 0 0 0 0 0 U1k = U2k
Внешние характеристики U2=f(I21) и U2=f(I22) трансформаторов при выполнении
Внешние характеристики U2=f(I21) и U2=f(I22) трансформаторов при
неодинаковых коэффициентах трансформации
разных напряжениях короткого замыкания
В результате выполнения лабораторной работы изучили включение
трансформаторов на параллельную работу и построили внешние характеристики.
Выполнение всех условий включения трансформатора на параллельную
работу обеспечивается при одинаковых группах соединения обмоток и
равенстве коэффициентов трансформации вторичные напряжения
соответствующих фаз параллельно включенных трансформаторов на холостом
ходу когда вторичные обмотки разомкнуты будут равны по значению и по
фазе. Поэтому при включении вторичных обмоток на общие шины в этих
обмотках при отсутствии нагрузки не возникает уравнительных токов. При
равных напряжениях короткого замыкания обеспечивается равномерное
распределение нагрузки между трансформаторами.
Неравенство коэффициентов трансформации. В этом случае Е21 ( Е22. В
замкнутом контуре вторичных обмоток действует разность этих ЭДС и
возникает уравнительный ток. Этот ток имеет во вторичных обмотках
трансформаторов различные относительно действующих в них ЭДС
направления то есть один из трансформаторов отдает уравнительный ток
другой трансформатор потребляет этот уравнительный ток. Падения
напряжения вызываемые уравнительными токами в обмотках
трансформаторов выравнивают вторичные напряжения обмоток. При
включении нагрузки в трансформаторах возникают токи нагрузки.
Складываясь с ними уравнительные токи вызывают неравенство
результирующих токов и неравномерную нагрузку трансформаторов.
Неравенство напряжений короткого замыкания. В этом случае при
повышении нагрузки номинальной мощности прежде всего достигнет
трансформатор с меньшим напряжением короткого замыкания. Другой
трансформатор при этом будет еще недогружен и в то же время
дальнейшее увеличение общей нагрузки недопустимо так как первый
трансформатор будет перегружаться. Установленная мощность
трансформаторов останется таким образом недоиспользованной.
Трансформаторы обладающие разными напряжениями короткого замыкания
нагружаются обратно пропорционально значениям напряжений короткого
(S1 S1H) (S2 S2H) = Uk2 Uk1
Список использованной литературы:
Вольдек А. И. Электрические машины. Учебник для студентов высших
технических учебных заведений. – 3-е изд. перераб. – Л.: Энергия
В.М. Игнатович Ш.С. Ройз Электрические машины и трансформаторы.
Учебное пособие. – Томск: Изд. ТПУ 1999. – 147 с.
Трансформаторы: Метод. указ. по выполн. лабораторных работ по курсу
«Электрические машины» дла студентов электротехнических специальностей
ТПУ всех форм обучения. – Томск: Изд.ТПУ1998.– 28 с.
Х.Х и К.З асинхроника - короткозамкн. ротор.DOC
Томский политехнический университет
1300 – Электротехника электромеханика и электротехнологии
Отчет по лабораторной работе
«Испытание асинхронного двигателя
с короткозамкнутым ротором»
Описание лаб. установки и схема .3
Результаты опытов ..4
Построение векторной диаграммы 4
Построение зависимостей .5
Цель работы: исследование работы асинхронного двигателя с короткозамкнутым
ротором в режимах холостого хода и короткого замыкания.
Описание лаб. установки и схема
Асинхронный двигатель состоит из неподвижной части - статора и
вращающейся части - ротора. Необозначенные выводы фаз обмотки статора
выведены на переднюю панель управления лабораторной установки которые
необходимо замаркировать в работе; обмотка ротора – короткозамкнутая.
- клеммы обмотки статора выведенные на переднюю панель;
- клеммы для подключения к сети переменного напряжения;
- кнопка включающая магнитный пускатель и приборы 4;
Рисунок 1. Схема лабораторной установки
Таблица 1 Опыт холостого хода
U1 В I0 А P0 Вт cos(0 (0 прим.
0 072 45 0284 735( U1н=220
Таблица 2 Опыт короткого замыкания
U1к В I1к А Pк Вт cos(к (к град rk Ом прим. 220 35 645
Построение векторной диаграммы:
) Определение величин характеризующих работу асинхронного двигателя:
) Определение точки соответствующей номинального режима работы:
Номинальный фазный ток статора
Номинальный приведенный ток в обмотке ротора
Активная составляющая номинального тока обмотки статора
Реактивная составляющая номинального тока обмотки статора
) Расчет рабочих характеристик двигателя:
Мощность подведенная к АД
P1=3( U1ф(I1а( cos(1
Где U1ф= U1н= 220 В; I1а= I1( cos(1=12 А;
Электромагнитная мощность
Pэм=вД(mp=58(99=574 Вт
) Определение скольжения:
) Определение моментов:
mМ=mp(p(1=9.9(6(2((50)=0.19 H(ммм;
Полезный момент на валу двигателя
M2=ciД(mм или M2=(P2 где (=(1-S)((1p
MMAX=FL(mм=72·0.19=13.68 H(м;
Перегрузочная способность двигателя
МмМн= FL вД =7258=124;
(=P2P1=cДЕД=5080=0625;
) Определение коэффициента мощности:
cos(=OgOf=92.5124=074;
) Определение частоты вращения ротора:
n=n1((1-S)=60(f1((1-S)p=60(50((1-S)6=430обмин
Приведены расчёты для точки Д (номинальный режим) для остальных точек
расчеты аналогичны. По этим данным заполняем таблицу.
N OD DE CD CDDE OgOf QSQR 1 48
N I1 A P1 Вт P2 Вт M2 H(м ( cos(1 S n обмин Примечание
072 134 0 0 0 0278 0 500 I0=072 2 087 317 17325 33
5 055 003 485 I1k=35 3 108 485 307 59 063 0674
6 470 2p=12 4 1335 6435 411 79 064 0727 0098 451
По этой таблице строим зависимости М2 I1 cos(1 ( n=f(P2) при
неизменных напряжениях токах.
111111111111.doc
Режимом ХХ трансформатора называется такой режим когда к первичной обмотке
подведено напряжение а вторичная обмотка разомкнута.
Опыт короткого замыкания:
Опыт короткого замыкания – работа трансформатора при замкнутой накоротко
вторичной обмотке когда к первичной обмотке подведено такое пониженное
напряжение что ток в обмотке не превышает ( 11 ( 12 ) I1Н.
Это значение тока является исходным при проведении опыта. Далее
напряжение постепенно уменьшается. Результаты измерений записываем в
Записываем показания приборов для напряжения фазы в диапазоне
( 06 ( 12 )U1Н в таблицу 1.
Ознакомиться с лабораторной установкой для испытания трансформатора.
Провести опыт холостого хода с целью:
- определения коэффициента трансформации К;
- построения характеристик холостого хода
I10 P10 cos(0 = f ( U10 );
- определения номинальных значений параметров холостого хода:
тока холостого хода I10н i10 потерь Р10н коэффициента мощности cos(0н
- определения параметров схемы замещения при холостом ходе
Провести опыт короткого замыкания с целью:
- построения характеристик короткого замыкания
I1k Pk cos(k = f ( U1k );
- определения номинальных значений характеристик короткого замыкания:
потерь РkH напряжения Uk % коэффициента мощности cos(k;
- определения параметров схемы замещения при коротком замыкании
Рассчитать и построить зависимости ( = f ( kнг ) при U1 = U1н const f1
= const для двух значений cos(;
- определить коэффициент нагрузки при котором ( = (max.
Рассчитать и построить при U1 = U1н const f1 = const kнг = 1 = const
внешние характеристики U2 = f ( kнг ) для трех значений cos( и (U2 = f (
Сделать основные выводы по выполненной работе.
Таблицы данных и расчетов.
Таблица № 1. Режим холостого хода.
№ U10B I10A U20В P10Bт cos(0 Примечание
50 00225 11 0.35 031 К=U1НU20=2
К = U1Н U20 = 127 63 = 2
cos(0 = P10 U10 I10 = 0.35 *50*00225 = 031
Р10 – активная суммарная мощность потребляемая трансформатором при
U10 I10 – фазные значения напряжения и тока В А;
№ U1KB I1KA PK cosK Примечание
32 124 35 0088 U1Н = 127 B;
UK = U1KH *100 U1H = 32*100 127 = 25.1%;
Определение параметров схемы замещения при коротком замыкании:
Zk = U1kH I1H = 321 = 32 Ом ;
rk = PkH 3I21H = 7503 *12 = 250 Ом ;
xk = ( Zk2 - rk2 = ( 62500-1024 =247 Ом .
Расчет и построение зависимости ( = f ( kнг ):
( = Р2 * 100 Р1 = ( Р1 - (Р )* 100 Р1 % где
Р1 = 3 I1 U1H cos( ( 3 kнг I1H U1H cos(;
(Р = P10Н + Рk ( P10H + k2нг Р
КНГ = I’2 I’2H = I1 I1H = 00025 1 = 00025.
P10H ( PСТ – потери холостого хода практически равные потерям в стали с
учетом малости электрических потерь в первичной обмотке.
Изменение коэффициента нагрузки принять в пределах ( 05 ( 12 )
результаты расчетов для двух значений cos( представить в таблице 3.
КНГ I1A (PВт Примеч.
(U1% (U2% (U1% (U2% (U1% (U2%
(U% % -108 011 129 21 237 199 108
(U%(() при КНГ = const = 1
при ( = -90%; (U% = 21* 0 + 108 (-1) = -108%
при ( = -30%; (U% = 21* 067 + 108 (-05) = 129%
при ( = 30%; (U% = 21* 087 + 108 (05) = 237%
при ( = 90%; (U% = 21* 0 + 108* 1 = 108%
Характеристики холостого хода:
Характеристика cos(0 = f(U10). С ростом напряжения из-за
насыщения растёт реактивная составляющая тока холостого хода
реактивная мощность и насыщение а следовательно cos(0
Характеристика I0 = f (U10). На графике видно что при
возрастании напряжения ток холостого хода I0 растет сначала
линейно а затем быстрее чем напряжение U10. Это объясняется
тем что вследствие насыщения уменьшается индуктивное
сопротивление xм а поэтому ток растёт быстрее чем по прямой
пропорциональной зависимости.
Характеристика Р10 = f(U10). Потери холостого хода Р10
изменяются примерно в квадратичной зависимости от напряжения (U10)2
[pic]. Такой закон изменения Р10 следует из того что магнитные
потери в сердечнике при f1 = const пропорциональны В2 а так как В (
Ф ( U10 то следовательно Р10 ( (U10)2.
Характеристики короткого замыкания:
Характеристика P1K = f(U1K). Потери при коротком замыкании
P1K = 3((I1K)2(rк. Так как I1K ( U1K то потери будут
пропорциональны (U1K)2 то есть потери изменяются по параболе.
Характеристика cos(к = f(U1К). С ростом напряжения коэффициент мощности
остаётся постоянным т.к. магнитная система ненасыщенна
Характеристика I1K = f(U1K). С ростом напряжения ток I1K растёт
линейно (магнитная система ненасыщенна т.к. подводимое напряжение
Зависимость U2 (КНГ)
lХарактеристика (U% = f((). На графике видно что при активно-
индуктивной нагрузке вторичное напряжение трансформатора падает ((U
( 0) а в случае активно-емкостной нагрузки при достаточно большом
угле сдвига фаз оно повышается ((U ( 0). Это обусловлено тем что
при протекании через индуктивное сопротивление индуктивный ток
вызывает понижение напряжения а емкостной ток – повышение его. Чем
выше номинальное напряжение трансформатора тем больше рассеяние
трансформатора и напряжение короткого замыкания и поэтому тем
больше изменение напряжения трансформатора.
Список использованной литературы:
Вольдек А. И. Электрические машины. Учебник для студентов высших
технических учебных заведений. – 3-е изд. перераб. – Л.: Энергия
В.М. Игнатович Ш.С. Ройз Электрические машины и трансформаторы.
Учебное пособие. – Томск: Изд. ТПУ 1999. – 147 с.
Трансформаторы: Метод. указ. по выполн. лабораторных работ по курсу
«Электрические машины» для студентов электротехнических специальностей
ТПУ всех форм обучения. – Томск: Изд.ТПУ1998.– 28 с.
Титульник.doc
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
Томский Политехнический Университет
Наименование выпускающей кафедры: Электропривода и электрооборудования
Наименование учебной дисциплины: Электрический привод
Лабораторная работа № 3
Статические характеристики и режимы работы
электропривода с асинхронным короткозамкнутым двигателем
ЭМА ЛБ.docx
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Лабораторная работа №1
Исследование двухобмоточного трехфазного трансформатора
при симметричной нагрузке
Студент группы 738Т
Цель работы: Изучить основные элементы конструкции принцип действия трансформатора исследовать зависимости коэффициента полезного действия напряжения вторичной обмотки от величины и характера нагрузки изменение напряжения вторичной обмотки от характера нагрузки при неизменной её величине.
Опыт холостого хода.
Рисунок 1- Схема опыта ХХ.
Режим холостого хода трансформатора – такой режим. когда к первичной обмотке подводится напряжение. а вторичная обмотка разомкнута.
Определение коэффициента трансформации.
U1 – фазное значение напряжение в первичной обмотке;
U20 - фазное значение напряжение во вторичной обмотке.
Определение коэффициента мощности.
Pоф – активная мощность фазы. потребляемая при холостом ходе;
U1. I0 – фазные значения напряжения и тока в первичной обмотке.
Используя построенные характеристики холостого хода Io = f(U1). Po = f(U1). cos0Н= f (U1) определим номинальные значения тока холостого хода Iон. мощности Pон. коэффициент мощности cos0Н.
Номинальное значение тока холостого хода iон рассчитывается следующим образом:
Определение параметров схемы замещения при холостом ходе
Рисунок 2 - Схема замещения при холостом ходе.
Определяем результирующее суммарное сопротивление - Zм:
Определяем активное сопротивление ветви намагничивания - RM:
Определяем индуктивное сопротивление ветви намагничивания - Xм:
Характеристики холостого хода.
Рисунок 3 - Зависимость I0= f(U1) при I2=0; ZН=.
Рисунок 4 - Зависимость P0=f(U1) при I2=0; f1=const.
Рисунок 5 - Зависимость cos(0)=f(U1) при I2=0; f1=const.
Опыт короткого замыкания.
Короткое замыкание – это такой режим. когда к первой обмотке подведено напряжение. а вторая обмотка замкнута накоротко.
При опыте короткого замыкания подводят номинальное напряжение – такое наименьшее напряжение при котором в первой и второй обмотке протекают номинальные токи. Номинальный ток известен.
Рисунок 6 - Схема опыта короткого замыкания.
Определим коэффициент мощности.
где: РКФ – активная мощность одноименных фаз первичной и вторичной обмоток. потребляемой при коротком замыкании. Вт;
U1К. I1К – фазные значения напряжения и тока первичной обмотки при коротком замыкании. В. А.
Определение номинальных значений характеристик короткого
Используя построенные характеристики холостого хода IК= f(U1К). PК = f(U1К). cosК= f (U1К) определим номинальные значения напряжения U1КН. мощности Pкн. коэффициент мощности cosК.
Значение номинального напряжения короткого замыкания в процентах рассчитывается относительно номинального напряжения фазы первичной обмотки:
Рисунок 7 - Схема замещения короткого замыкания.
Определение параметров схемы замещения при холостом ходе.
Определяем результирующее суммарное сопротивление фаз первичной и вторичной обмоток при КЗ - ZК:
Определяем RK суммарное активное сопротивление одноименных фаз первичной и вторичной обмоток при КЗ - RK:
Определяем суммарное индуктивное сопротивление рассеивания одноименных фаз первичной и вторичной обмоток при КЗ - XK:
Характеристики короткого замыкания.
Рисунок 8 - Зависимость IК= f(U1К)
Рисунок 9 - Зависимость PК=f(U1К) .
Рисунок 10 - Зависимость cos(К)=f(U1К)
Расчет зависимостей коэффициента полезного действия от величины и характера нагрузки.
P0Н=3.5ВтPKH=0.25 Вт
Коэффициент полезного действия:
Рисунок 11 - Зависимость =f(kНГ)
Расчет зависимостей напряжения вторичной обмотки от величины нагрузки при неизменном ее характере (внешних характеристик).
Расчёт для cos2=0.8:
Расчёт для cos2= -0.8;
Для других углов производим аналогичный расчёт.
Рис.12 Зависимость U2=f(kнг)
Расчет зависимости изменения напряжения вторичной обмотки трансформатора от характера нагрузки при неизменной ее величине.
Рис.12 Зависимость U=f(φНГ)
Вывод: В процессе лабораторной работе изучили основные элементы конструкции принцип действия трансформатора исследовали зависимость коэффициента полезного действия от величины и характера нагрузки напряжение вторичной обмотки от величины и характера нагрузки изменение напряжения вторичной обмотки от характера нагрузки при неизменной её величине.
Документ Microsoft Word.doc
Продолжение табл. 3.1.
пп Схема соединения UАВ=
EMA4LAB.docx
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Направление - Электромеханика
Исследование характеристик трёхфазного
асинхронного генератора
Отчет по лабораторной работе №4.
Изучить принцип действия и устройство трехфазного синхронного генератора приобрести практические навыки при получении опытных данных и построении рабочих характеристик синхронных генераторов получить экспериментальное подтверждение теоретическим сведениям о синхронном генераторе построить его характеристики.
Устройство и принцип действия синхронных машин.
Статор синхронной машины имеет такое же устройство как и статор асинхронной машины. Трехфазная или в общем случае m-фазная обмотка статора синхронной машины выполняется с таким же числом полюсов как и ротор и называется также обмоткой якоря.
Ротор синхронной машины имеет обмотку возбуждения питаемую через два контактных кольца и щетки постоянным током от постороннего источника. В качестве источника чаще всего служит генератор постоянного тока относительно небольшой мощности (03-30 % от мощности синхронной машины) который называется возбудителем и устанавливается обычно на одном валу с синхронной машиной. Назначение обмотки возбуждения – создание в машине первичного магнитного поля. Ротор вместе со своей обмоткой возбуждения называется также индуктором. При изготовлении синхронных машин принимают меры к тому чтобы распределение индукции поля вдоль окружности статора было по возможности близко к синусоидальному.
Если ротор синхронной машины привести во вращение с некоторой частотой n и возбудить его то поток возбуждения Фf будет пересекать проводники обмотки статора и в фазах последней будет индуктироваться э.д.с. с частотой
Э.д.с. статора составляют симметричную трехфазную систему э.д.с. и при подключении к обмотке статора симметричной нагрузки эта обмотка нагружается симметричной системой токов. Машина при этом будет работать в режиме генератора.
При нагрузке обмотка статора создает такое же по своему характеру поле как и обмотка статора асинхронной машины. Это поле статора вращается в направлении вращения ротора со скоростью
Если подставить сюда значение f1 то получим
т. е. поля статора и ротора вращаются с одинаковой скоростью и образуют общее вращающееся поле.
Синхронная машина может работать и в качестве двигателя если подвести к обмотке ее статора трехфазный ток из сети. При этом ротор вращается в ту же сторону и с той же скоростью как и поле статора.
Изучить принцип действия и конструкцию генератора постоянного тока; повторить теоретический материал: реакция якоря характеристики генераторов постоянного тока.
Подготовить заготовку отчета по лабораторной работе в которой изложить принцип действия генератора дать описание конструкции машины постоянного тока с соответствующими эскизами привести электрическую схему установки и таблицы необходимые для выполнения программы работы.
Экспериментальные исследования
Ознакомиться с лабораторным стендом произвести пробный пуск генератора; проверить возможности регулирования напряжения и нагрузки генератора. Записать паспортные данные исследуемого генератора.
Получить характеристики генератора параллельного возбуждения: а) внешнюю б) регулировочную в) нагрузочную.
Обработка экспериментальных данных.
Построить полную и расчетную характеристики холостого хода. Определить коэффициент насыщения и выразить в процентах величину остаточной ЭДС.
Построить внешнюю характеристику генератора. Определить по ним процентное изменение напряжения ΔU
Построить регулировочную характеристику генератора. Определить по ним процентное изменение тока возбуждения ΔIв.
Расчетно-графическая часть.
По расчетной ХХХ и характеристическому треугольнику полученному для номинальной нагрузки построить внешнюю характеристику.
Построить нагрузочную характеристику генератора параллельного возбуждения.
Анализ экспериментальных данных.
Рис.1 Схема для снятие характеристик синхронного генератора.
Характеристика холостого хода:
Таблица 1 Экспериментальные данные
Рис SEQ Рисунок * ARABIC 1 Зависимость E=f(If)
Вывод: При токе возбуждения = 0 существует ЭДС от потока остаточного намагничивания (Eост). При небольших значениях тока возбуждения когда магнитная система не насыщена зависимость му E и If линейная. С дальнейшим увеличением If магнитная система насыщается и линейная зависимость му E и If нарушается.
Нагрузочная характеристика:
Таблица 2 Экспериментальные данные
Рис SEQ Рисунок * ARABIC 2 Зависимость U=f(If)
Вывод: Для одного и того же тока возбуждения нагрузочная характеристика идет ниже характеристики холостого хода из-за размагничивающегося действия реакции якоря (-jIqxaq -jIdxad) и падения напряжения на активном и индуктивном сопротивлении рассеивания.
Внешние характеристики:
Таблица 3 Экспериментальные данные
При увеличении нагрузки
При уменьшении нагрузки
Рис SEQ Рисунок * ARABIC 3 Зависимость U=f(I)
Вывод: С ростом тока нагрузки U уменьшается из-за размагничивающегося действия реакции якоря и падения напряжения на активном и индуктивном сопротивлении рассеивания.
- изменение напряжения.
Регулировочная характеристика:
Таблица 4 Экспериментальные данные
Рис SEQ Рисунок * ARABIC 4 Зависимость If=f(I)
Вывод: Так как с ростом тока нагрузки напряжения на зажимах генератора уменьшается то для того что бы его поддерживать постоянным током возбуждение необходимо увеличивать.
Характеристики короткого замыкания:
Таблица 5 Экспериментальные данные
Рис SEQ Рисунок * ARABIC 5 Зависимость Iк=f(If)
Вывод: При If=0 существует IК0 от потока остаточного намагничивания. Имеет линейный характер так как система ненасыщенна (потому что If мал) из-за размагничивающегося действия реакции якоря.
При 1-х фазном К.З.
При 2-х фазном К.З.
При 3-х фазном К.З. где
вывод (2).docx
На основании опыта холостого хода построили зависимости тока мощности потерь и коэффициента мощности от напряжения первичной обмотки. Ток холостого хода возрастает не по линейному закону а быстрее чем напряжение первичной обмотки так как индуктивное сопротивление самоиндукции уменьшается по мере насыщения магнитной системы.
Потерями холостого хода трансформатора принято называть электрические и магнитные потери первичных обмоток и в магнитопроводе. Эти потери зависят от квадрата индукции магнитного потока. Поэтому мощность потерь холостого хода возрастает по квадратичному закону.
Коэффициент мощности характеризует отношение между активной и полной мощностью. (1). С повышением первичного напряжения возрастает как активная так и реактивная мощность потерь. Следовательно коэффициент мощности уменьшается по мере увеличения напряжения первичной обмотки согласно выражению 1.
Номинальными значениями характеристик холостого хода называются такие значения данных характеристик при номинальном значении первичного напряжения.
При опыте короткого замыкания ток изменяется линейно так как магнитная система не достигает своего насыщения и параметры схемы замещения практически не меняются (опыт проводится при напряжении (5-10)% от номинального напряжения).
График потерь короткого замыкания имеет вид подобный графику потерь холостого хода так как мощность потерь так же пропорциональна квадрату индукции магнитного потока.
Коэффициент мощности при коротком замыкании теоретически постоянен так как при токах короткого замыкания не меняются параметры схемы замещения трансформатора но на практике коэффициент мощности убывает по мере повышения напряжения первичной обмотки.
Номинальными значениями характеристик при опыте короткого замыкания принято называть значения этих характеристик которые соответствуют номинальному току первичной обмотки.
В процессе трансформирования электрической энергии теряется в трансформаторе в виде электрических и магнитных потерь которые расходуются на нагревание элементов трансформаторов и окружающей среды. КПД трансформатора определяется как отношение мощности вторичного напряжения к мощности первичного напряжения. Значит КПД зависит как от величины так и от характера нагрузки. Коэффициент полезного действия достигает своего максимального значения когда постоянные потери равны переменным.
Зависимость вторичного напряжения от величины нагрузки при её разных постоянных характерах имеет линейный вид (рис. 12) так как зависимость изменения вторичного напряжения от величины нагрузки линейна.
Зависимость изменения вторичного напряжения от характера нагрузки при постоянной её величине имеет вид похожий на синусоидальный. Вторичное напряжение увеличивается ( ) при емкостной и активно-емкостной нагрузке. Вторичное напряжение остаётся постоянным при ( активно-емкостная нагрузка). Максимальное изменение вторичного напряжения наблюдается при (активно-индуктивная нагрузка).
Титул №2 (2).doc
Государственное учреждение высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Лабораторная работа №2
Исследование двигателя постоянного тока параллельного возбуждения
Ивченко П.В. совместно с
Асинхроник с короткозамкнутым ротором готова.doc
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Отчет по Лабораторной работе
«Исследование характеристик трехфазного
синхронного генератора»
Совместно со студентами:
Ознакомиться с лабораторной установкой.
Определить маркировку зажимов обмотки статора.
Запустить двигатель и изменить направления его вращения.
Определить сопротивление обмотки статора r1.
Проделать опыты холостого хода и короткого замыкания: построить круговую
По данным круговой диаграммы построить рабочие характеристики двигателя.
В результате анализа полученных характеристик сделать основные выводы.
Описание лабораторные установки.
Асинхронный двигатель состоит из двух основных узлов: неподвижной части
– статора и вращающейся части – короткозамкнутого ротора.
Выводы обмотки статора показаны на передней панели. При неизвестной
маркировке выводов питание в обмотку подается от сети переменного тока с
помощью магнитного пускателя включаемого кнопкой управления 7. При этом
переключатель П1 остается в положении 1. При опытах холостого хода и
короткого замыкания переключатель П1 переводят в положение 2 при котором в
систему включаются измерительные приборы 4 а обмотку статора присоединяют
В зависимости от проводимых опытов холостого
Проделать опыты холостого хода и короткого замыкания: построить
По данным круговой диаграммы построить рабочие характеристики
В зависимости от проводимых опытов холостого хода или короткого
замыкания переключатель П2 ставят в положение “хх” или “кз” с тем чтобы
включить трансформатор тока 5 в токовые цепи измерительных приборов при
Включатель “В” при пуске замыкают тем самым шунтируя амперметр и
токовую цепь ваттметра.
Для маркировки выводов обмотки статора используют вольтметр 2 и
лампочку 3. Для измерения сопротивления обмотки статора используют
измерительные приборы 2 добавочное сопротивление Rд и сеть постоянного
тока от которой питание подается с помощью магнитного пускателя
включаемого кнопкой управления 1.
Для проведения опыта короткого замыкания используют тормозной
электромагнит 10 обмотка которого включается в сеть с помощью кнопки
В правом верхнем углу расположено сигнальное табло 6 указывающее
на то что на пульт подано напряжение.
Таблицы данных измерений и расчетов
Опыт холостого хода:
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] Примечание
0 042 30 034 70 [pic]
Опыт короткого замыкания
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] Примечание:
0 12 125 047 517 868 [pic]
Построение круговой диаграммы и рабочих характеристик двигателя:
Параметры двигателя при холостом ходе и [pic]:
Фазные электрические величины нагретой машины при холостом ходе:
Измененные параметры холодной машины (при температуре [pic]) и при
испытательном напряжении [pic] в режиме короткого замыкания Ом:
Параметры и фазные электрические величины нагретой машины при
номинальном напряжении в режиме короткого замыкания:
[pic]- число фаз обмоток статора
Проводим перпендикуляр из точки D на ось абсцисс и получаем точку Е
Расчет рабочих характеристик асинхронного двигателя:
Данные для построения рабочих характеристик определяют для шести точек
на окружности токов:
- соответствует точке холостого хода (точка Н)
4 - равномерно распределенные по дуге HD
– соответствует номинальному режиму(точка D)
– соответствует работе двигателя с наибольшей перегрузкой (она
находитьсяот точки D на том же расстоянии как точки 234 между
Определение подведенной полезной и электромагнитной мощности.
Подведенная к асинхронному двигателю активная мощность:
Подведенная активная мощность в номинальном режиме:
Линия НС – линия полезной мощности (Р2=0)
Линия НВ – линия электромагнитной мощности (РЭМ=0).
Электромагнитная мощность:
Определение скольжения и частоты скольжения ротора.
Строим касательную HG к окружности токов из точки Н. Из произвольной
точки Q проводим прямую параллельную линии электромагнитной мощности до
пересечения с линией полезной мощности в точке R. Отрезок QR представляет
шкалу скольжения в режиме двигателя [pic]
В точке D скольжение определяется:
этому скольжению соответствует частота вращения ротора:
Определение моментов
Электромагнитный момент:
Величина полезного момента на валу двигателя:
Для определения максимального момента развиваемого двигателем из точки О1
проводим линию перпендикулярную линии электромагнитной мощности и
продолжают ее до пересечения с окружностью токов в точке F. Из точки F
опускаем перпендикуляр Fq на диаметр НА окружности токов. Отрезок FL
пропорционален максимальному моменту
перегрузочная способность двигателя (кратность максимального момента):
Определение коэффициента мощности
Данные для построения рабочих характеристик:
nn [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] s n Примечание A Вт
Вт Нм - - - [pic] [pic] 1 043 3772 0 0 0 0375 0 3000
График зависимости [pic]
Вывод: : При P2 = 0 существует ток Х.Х. (I0). При постоянном напряжении
т. к. ток участвует в создании P2 и переменных потерь то с ростом P2 он
растет быстрее чем по прямой пропорциональной зависимости.
Вывод: Так как с ростом P2 обороты двигателя уменьшаются то М2 [pic]
Вывод[pic] [pic] [pic]- коэффициент мощности.
При Р2 = 0 существует коэффициент мощности ХХ. В области от 0 до [pic]
когда подведенная активная мощность Р1 преобладает над подведенной
реактивной Q1. С ростом Р2 [pic] растет. В [pic] влияние Р1 и Q1 на
коэффициент мощности одинаково и [pic] максимальный. В области справа от
[pic] из-за роста скольжения растет реактивная мощность Q1 и поэтому
коэффициент мощности с ростом Р2 падает.
Формула для определения коэффициента мощности [pic]
Вывод: : [pic][pic][pic]
В области от 0 до [pic] когда постоянные потери меньше переменных потерь
с ростом [pic]растет. В [pic] постоянные потери равны переменным
[pic]максимально. В области с права от [pic] когда постоянные потери меньше
переменных потерь. С ростом [pic] КПД уменьшается. При [pic].
т. к. с ростом Р2 растет нагрузка на роторе двигателя. Ротор
притормаживается и обороты уменьшаются.
Хар-ки синх.генератора Вад.doc
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Лабораторная работа №1
«Исследование характеристик
трёхфазного синхронного генератора»
Изучить принцип действия и устройство трехфазного синхронного генератора
приобрести практические навыки при получении опытных данных и построении
рабочих характеристик синхронных генераторов получить экспериментальное
подтверждение теоретическим сведениям о синхронном генераторе построить
Ознакомиться с лабораторной установкой
Получить экспериментальные характеристик: холостого хода
нагрузочную внешние регулировочные короткого замыкания.
Проанализировать полученные характеристики и сделать основные выводы.
Рис. 1. Электрическая схема лабораторной установки для исследования
синхронного генератора
Характеристика холостого хода
Рис. 2. Характеристики Х.Х. E=f(If)
Характеристика холостого хода вывод:
Очевидно что в режиме Х.Х U=E. Если характеристики Х.Х различных
синхронных генераторов изобразить в относительных единицах то эти
характеристики будут мало отличаться друг от друга. Поэтому при расчетах
различных режимов работы энергетических систем в которых работает много
генераторов для упрощения расчетов принимается что Х.Х. всех
турбогенераторов а также гидрогенераторов выраженные в относительных
единицах одинаковы и соответствуют некоторым средним данным реальных
характеристик генераторов.
Нагрузочная характеристика
[pic] Рис. 3. Нагрузочная характеристика U=f(If)
Нагрузочная характеристика вывод :
Из числа разнообразных нагрузочных характеристик наибольший практический
интерес имеет так называемая индукционная нагрузочная характеристика
которая соответствует чисто индуктивной нагрузке когда cos φ=0.
Она снимается при номинальном токе. В режиме индукционной нагрузки
существует чисто продольная размагничивающая реакция якоря. Поэтому
индукционная характеристика идет ниже характеристики Х.Х.
Внешние характеристики
№№ Индуктивная нагрузка cosφ =Примечание
Рис. 4. Внешние характеристики U=f(I)
Внешняя характеристика вывод:
вид внешней характеристики синхронного генератора объясняется характером
действия реакции якоря. При отстающем токе существует значительная
продольная размагничивающая реакция якоря которая растет с увеличением
тока нагрузки и поэтому U c увеличением I уменьшается. При чисто активной
нагрузке также уменьшается продольная размагничивающая реакция якоря но
угол между E и I меньше чем в предыдущем случае поэтому продольная
размагничивающая реакция якоря слабее и уменьшение U с увеличением I
происходит медленнее.
Регулировочная характеристика
№№ cosφ = 0 Примечание
Рис. 5. Регулировочная характеристика If=f(I)
Регулировочная характеристика вывод:
Вид регулировочных характеристик также объясняется характером действия
реакции якоря. При отсутствующем токе продольная реакция якоря является
размагничивающей и для компенсации ее влияния на величины Ф и U с
увеличением I необходимо значительно увеличивать ток возбуждения if. При
опережающем токе продольная реакция якоря стремиться увеличивать Ф и U
вследствие чего сохранения U необходимо с увеличением I уменьшать If.
исследование АД в трехфазном, однофазном и конденсаторном режиме.doc
Томский политехнический университет
1300 – Электротехника электромеханика и электротехнологии
Отчет по лабораторной работе
«Испытание асинхронного двигателя
в однофазном трехфазном и конденсаторном
Электрическая схема 3
Рабочие характеристики ..4-5
Исследовать асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором в трехфазном
однофазном и конденсаторном режимах. Получить рабочие характеристики
двигателя в трех режимах и провести их анализ
Электрическая схема лабораторной установки
Результаты исследований и расчетов
для трехфазного режима
для однофазного и конденсаторного режима
Режим № Результаты измерений Результаты вычислений Примечани
I1 P1 n Ir Ur P2 M2 cos1 S д A
Вт обмин A В Вт Н*м о.е. Трёхфазный
044 25 2938 0 30 0 0 0447 002 0 r=085
0 1326 0465 0588 0092 0884 Однофазный
По данным таблицы1 построим рабочие характеристики
Параллельн работа синхр.Вад.doc
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Лабораторная работа №2
на тему: “Параллельная работа синхронного генератора с мощной сетью”
Цель работы: изучить способы и условия синхронизации синхронного генератора
с мощной сетью при включении его на параллельную работу. Изучить режимы
Ознакомиться с лабораторной установкой для исследования работы
синхронного генератора параллельно с мощной сетью.
Включить генератор на параллельную работу с сетью.
Осуществить изменение активной нагрузки генератора от нуля до
Получить U-образные характеристики.
Рассчитать и построить зависимость. Cos( = f ( If )
Используя результаты анализа полученных характеристик сделать
Схема электрической цепи
Изменение активной нагрузки генератора
По данным таблицы 1 строим график зависимости I=f(P2).
Вывод:При постоянном напряжении т.к. ток участвует в создании полезной
мощности и переменных потерь то с ростом мощности Р2 он возрастает быстрее
чем по прямой пропорциональной зависимости. При мощности Р2 равной нулю
существует ток холостого хода.
Получение U-образных характеристик синхронного генератора
№ P2=0 P2=0.25P2Н=37.5 P2=0.5P2Н=75 Примечание
I If I If cos( I If cos( А А А А о. е. А А о. е.
Пример расчета cos( 1. (P2=0.25P2Н=37.5 Вт I=1 А Ia=0.1 А)
Для определения cos( воспользуемся следующей формулой.
Пример расчета cos( 2. (P2=0. 5P2Н=75 Вт I=0.4 А Ia=0.25 А)
Определим cos( по известной формуле.
По данным таблицы 1 построим U-образные характеристики.
График зависимости I=f(If)
Вывод: Правые части кривых соответствуют
перевозбужденной машине и отдаче в сеть индуктивного тока и реактивной
мощности а левая часть-недовозбужденной машине отдаче в сеть емкостного
тока и потреблению реактивной мощности
Вывод: При Р2 равной нулю существует коэффициент мощности холостого хода
[pic] в области от нуля до точки А преобладающее влияние на коэффициент
мощности оказывает Р1 поэтому с ростом Р1 коэффициент мощности в точке А.
Влияние Р1 и Q1 одинаково. Коэффициент мощности максимален в области
справа от точки А преобладающим влиянием на него оказывает Q1 т.к при
больших нагрузках ток становится реактивным.
зависимости cos(=f(If)
Вывод: Т.к с ростом тока нагрузки напряжение на зажимах генератора то для
того чтобы его поддержать ток возбуждения необходимо увеличить.
Титул №4.doc
Государственное учреждение высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Лабораторная работа №4
Исследование генератора постоянного тока параллельного возбуждения
Ивченко П.В. совместно с
Двигатель пост тока сделано.doc
приобрести практические навыки испытания и построения характеристик
двигателя с параллельным возбуждением получить экспериментальное
подтверждение теоретическим сведениям о двигателях постоянного тока.
Рисунок 1- Электрическая схема лабораторной установки для
исследования двигателя параллельного возбуждения.
Рабочие характеристики двигателя
Рабочие характеристики представляют собой зависимости тока якоря
вращающего момента КПД и частоты вращения от полезной мощности на валу
двигателя при номинальных напряжений и тока возбуждения т.е. Iад М2
n=f(P2) при U=UH и IBД=IВН.
№ Данные опыта Данные расчета
двигатель генератор генератор двигатель
Зависимость вращающего момента от полезной мощности:
[pic] [pic]при [pic] [pic]
т. к. с ростом полезной
мощности обороты уменьшаются
то полезный момент растет
быстрее чем по прямой
пропорциональной зависимости.
Рисунок 3- Зависимость вращающего момента
от полезной мощности
Зависимость КПД от полезной мощности: [pic]при [pic]
В области от 0 до [pic] когда
постоянные потери меньше переменных
потерь с ростом [pic]растет. В [pic]
постоянные потери равны переменным
[pic]максимально. В области с права
от [pic] когда постоянные потери
меньше переменных потерь. С ростом
[pic] КПД уменьшается. При [pic].
Рисунок 4- Зависимость КПД от полезной мощности
Зависимость частоты вращения от полезной мощности:
Т. к. с ростом полезной мощности
растет нагрузка на ротор двигателя.
Ротор притормаживается и обороты
Рисунок 5- Зависимость частоты вращения
Механические характеристики двигателя.
Механическая характеристика представляет собой зависимость частоты вращения
от полезного момента на валу при неизменных: напряжений на клеммах
двигателя токе возбуждения и сопротивлении цепи якоря т.е. n=f(M2) при
U=UH IBД=IВН RA+RД=const.
Уменьшение частоты вращения якоря при RД=0 ΔnE=340 а при RД0 ΔnР=1400.
Рассчитываем относительное значение величены добавочного сопротивления в
Зависимость частоты вращения двигателя от электромагнитного момента на валу
двигателя: n=f(M2) при U=UH IBД=IВН RA+RД=const.
Если в цепь якорной обмотки введено
добавочное сопротивление то
коэффициент С2 возрастает. В результате
механическая характеристика
располагается более наклонно. И
следовательно скорость вращения прямо
пропорциональна добавочному
Рисунок 6- Зависимость частоты вращения
двигателя от электромагнитного момента
Скоростные характеристики
Скоростная характеристика представляет собой зависимость частоты вращения
от тока якоря при неизменном напряжении на клеммах якоря при постоянном
сопротивлении в цепи якоря и постоянном токе возбуждения т.е.
n=f(IAД) при U=UH IBД=const RA+RД=const.
14 2600 IBД=IВН=0.24 А
09 3000 IBД=0.8IВН=0.2 А
07 2500 IBД=1.2IВН=2.8 А
Зависимость частоты вращения от тока якоря: n=f(IAД) при U=UH IBД=const
Рисунок 6- Зависимость частоты вращения Вывод: По скоростным
от тока якоря характеристикам мы видим что с
возрастанием тока якоря при
увеличении механической нагрузки
двигателя возникает увеличение
падения напряжения в якоре и
уменьшение магнитного потока
возбуждения вследствие действия
реакции якоря. Первая причина
стремится уменьшить скорость
вращения двигателя вторая –
увеличить. Действия падения
напряжения в якоре оказывает
большее влияние поэтому
скоростная характеристика
двигателя имеет слегка падающий
Регулировочная характеристика
Двигатель параллельного возбуждения имеет регулировочные характеристики
Зависимость частоты вращения n от тока возбуждения IВД при неизменном
напряжении и нагрузки т.е. n=f(IВД) при UД=UH и М2=const.
Зависимость частоты вращения n от тока возбуждения IВД n=f(IВД) при
Рисунок 7- Зависимость частоты вращенияВывод:
n от тока возбуждения IВД Регулировочная характеристика
показывает что до тех пор пока сталь
Зависимость тока возбуждения от токамагнитопривода машины не насыщена
якоря при неизменном напряжении и поток Ф изменяется пропорционально току
частоте вращения якоря т.е. IВД= возбуждения. В этом случае
f(IАД) при UД=UH и n=nH. регулировочная характеристика является
Таблица 4 гиперболической. По мере насыщения при
№ больших токах характеристика
пп приближается к линейной. При малых
IВД значениях тока возбуждения скорость
А вращения резко возрастает. Поэтому при
IАД обрыве цепи возбуждения двигателя с
А параллельным возбуждением его поток
примечание падает до значение остаточного потока
и скорость вращения может достичь
недопустимых пределов.
Рисунок 6- Зависимость частоты вращения
от тока возбуждения IВД
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
Томский Политехнический Университет
Лабораторная работа №4
Исследование двигателя постоянного тока параллельного возбуждения
Студент группы 7А74:
Совместно со студентами:
Титульник2.doc
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
Томский Политехнический Университет
Наименование выпускающей кафедры: Электропривода и электрооборудования
Наименование учебной дисциплины: Электрический привод
Лабораторная работа № 2
Статические характеристики и режимы работы
электропривода с электродвигателем постоянного тока последовательного
Трансформаторы(параллельная работа) 1.doc
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет автоматики и электромеханики
Направление 551300 электромеханика электротехника электротехнологии.
Отчет по лабораторной работе
ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ОДНОФАЗНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Испытать однофазные трансформаторы при параллельной работе проверив
выполнение условий включения на параллельную работу трансформаторов и
включив на параллельную работу два однофазных трансформатора обеспечив
выполнение всех условий включения на параллельную работу и затем
невыполнение одного из этих условий.
Ознакомиться с лабораторной установкой для испытания однофазных
трансформаторов при параллельной работе.
Проверить выполнение условий включения на параллельную работу
Включить на параллельную работу два однофазных трансформатора
обеспечив выполнение всех условий включения на параллельную работу
нагрузить их и получить внешние характеристики U2 = f (I21)U2 =
f(I22) где U2 – напряжение на зажимах вторичных обмоток
трансформаторов (напряжение на зажимах нагрузки); I21 I22 – токи
нагрузки соответственно первого и второго трансформаторов.
Нагрузить параллельно работающие трансформаторы при неодинаковых
коэффициентах трансформации получить внешние характеристики.
номинальных напряжениях короткого замыкания получить внешние
Проанализировать полученные результаты и сделать основные выводы.
Электрические схемы лабораторной установки
Рисунок 1. Электрическая схема для определения однопотенциальности зажимов
Рисунок 2. Электрическая схема для определения всех условий включения
трансформаторов на параллельную работу а также для снятия внешних
Результаты исследований
Таблица 1. Экспериментально снятые данные
Трансформатор 1Трансформатор 2Нагрузка Примечание
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic]
В В А кВт А КВт А кВт
185 100 0 0 0 0 0 0 Все условия
По данным таблицы 1. построим внешние характеристики которые приведены на
Рисунок 3. Внешние характеристики U2=f(I21) и U2=f(I22) трансформаторов
всех условий включения на параллельную работу
Рисунок 4. Внешние характеристики U2=f(I21) и U2=f(I22) трансформаторов при
неодинаковых коэффициентах трансформации
Рисунок 5. Внешние характеристики U2=f(I21) и U2=f(I22) трансформаторов при
неодинаковых номинальных напряжениях короткого замыкания
В результате выполнения лабораторной работы изучили включение
трансформаторов на параллельную работу и построили внешние характеристики.
Выполнение всех условий включения трансформатора на параллельную
работу обеспечивается при одинаковых группах соединения обмоток и
равенстве коэффициентов трансформации вторичные напряжения
соответствующих фаз параллельно включенных трансформаторов на холостом
ходу когда вторичные обмотки разомкнуты будут равны по значению и по
фазе. Поэтому при включении вторичных обмоток на общие шины в этих
обмотках при отсутствии нагрузки не возникает уравнительных токов. При
равных напряжениях короткого замыкания обеспечивается равномерное
распределение нагрузки между трансформаторами.
Неравенство коэффициентов трансформации. В этом случае Е21 ( Е22. В
замкнутом контуре вторичных обмоток действует разность этих ЭДС и
возникает уравнительный ток. Этот ток имеет во вторичных обмотках
трансформаторов различные относительно действующих в них ЭДС
направления то есть один из трансформаторов отдает уравнительный ток
другой трансформатор потребляет этот уравнительный ток. Падения
напряжения вызываемые уравнительными токами в обмотках
трансформаторов выравнивают вторичные напряжения обмоток. При
включении нагрузки в трансформаторах возникают токи нагрузки.
Складываясь с ними уравнительные токи вызывают неравенство
результирующих токов и неравномерную нагрузку трансформаторов.
Неравенство напряжений короткого замыкания. В этом случае при
повышении нагрузки номинальной мощности прежде всего достигнет
трансформатор с меньшим напряжением короткого замыкания. Другой
трансформатор при этом будет еще недогружен и в то же время
дальнейшее увеличение общей нагрузки недопустимо так как первый
трансформатор будет перегружаться. Установленная мощность
трансформаторов останется таким образом недоиспользованной.
Трансформаторы обладающие разными напряжениями короткого замыкания
нагружаются обратно пропорционально значениям напряжений короткого
Список использованных источников
Вольдек А. И. Электрические машины. Учебник для студентов высших
технических учебных заведений. – 3-е изд. перераб. – Л.: Энергия
Токарев Б.Ф.Электрические машины:Учебное пособие для
вузов.–М.:Энергоатомиздат1990.– 624 с.: ил.
Трансформаторы: Метод. указ. по выполн. лабораторных работ по курсу
«Электрические машины» дла студентов электротехнических специальностей
ТПУ всех форм обучения. – Томск: Изд.ТПУ1998.– 28 с.
EMA1LAB1.1.docx
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Направление - Электромеханика
Исследование параллельной работы однофазных трансформаторов.
Отчет по лабораторной работе №1.
Изучить условия которые позволяют включать трансформаторы на параллельную работу и исследовать распределение нагрузки трансформаторами при выполнении всех условий а так же при нарушении отдельных условий.
Ознакомиться с лабораторной установкой.
Проверить выполнение условий включения на параллельную работу трансформаторов.
Исследовать распределение нагрузки у параллельно работающих трансформаторов при выполнении всех условий.
Исследовать распределение нагрузки у параллельно работающих трансформаторов при неодинаковых коэффициентах трансформации.
Исследовать распределение нагрузки у параллельно работающих трансформаторов при неодинаковых номинальных напряжениях короткого замыкания.
Сделать основные выводы по результатам исследований.
ИССЛЕДУЕМЫЕ СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 1 Схема проверки включения трансформаторов на параллельную работу.
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 2 Схема исследования распределения нагрузки у параллельно работающих трансформаторов при выполнении всех условий и с неодинаковыми коэффициентами трансформации.
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 3 Схема для исследований параллельно работающих трансформаторов с распределенной нагрузкой с неодинаковыми номинальными напряжениями короткого замыкания.
Таблица 1 Экспериментальные и расчётные данные
Все условия выполнены
Вывод: В результате выполнения лабораторной работы изучили включение трансформаторов на параллельную работу и построили внешние характеристики:
Выполнение всех условий включения трансформатора на параллельную работу обеспечивается при одинаковых группах соединения обмоток и равенстве коэффициентов трансформации вторичные напряжения соответствующих фаз параллельно включенных трансформаторов на холостом ходу когда вторичные обмотки разомкнуты будут равны по значению и по фазе. Поэтому при включении вторичных обмоток на общие шины в этих обмотках при отсутствии нагрузки не возникает уравнительных токов. При равных напряжениях короткого замыкания обеспечивается равномерное распределение нагрузки между трансформаторами.
Неравенство коэффициентов трансформации. В этом случае Е21 Е22. В замкнутом контуре вторичных обмоток действует разность этих ЭДС и возникает уравнительный ток. Этот ток имеет во вторичных обмотках трансформаторов различные относительно действующих в них ЭДС направления то есть один из трансформаторов отдает уравнительный ток другой трансформатор потребляет этот уравнительный ток. Падения напряжения вызываемые уравнительными токами в обмотках трансформаторов выравнивают вторичные напряжения обмоток. При включении нагрузки в трансформаторах возникают токи нагрузки. Складываясь с ними уравнительные токи вызывают неравенство результирующих токов и неравномерную нагрузку трансформаторов.
Неравенство напряжений короткого замыкания. В этом случае при повышении нагрузки номинальной мощности прежде всего достигнет трансформатор с меньшим напряжением короткого замыкания. Другой трансформатор при этом будет еще недогружен и в то же время дальнейшее увеличение общей нагрузки недопустимо так как первый трансформатор будет перегружаться. Установленная мощность трансформаторов останется таким образом недоиспользованной. Трансформаторы обладающие разными напряжениями короткого замыкания нагружаются обратно пропорционально значениям напряжений короткого замыкания:
Лаба №2.doc
получения его основных характеристик получить экспериментальное
подтверждения теоретическим сведениям о свойствах двигателей параллельного
Рис.1 Электрическая схема установки.
Рабочие и механические характеристики.
Опыт Расчет Примечание
Двигатель Генератор Генератор Двигатель
Выводы: Уравнение скоростной характеристики для двигателя имеет вид:
Имея ток возбуждения например при его увеличении [pic] и тем самым
уменьшает n при одном и том же [pic] что и видно из графика. И как видно
из формулы с ростом [pic] n уменьшается прямопропорционально.
Регулировочные характеристики:
а) [pic] при [pic] М=const.
[pic] А n обмин Примечание
С уменьшением [pic] согласно данному выражению скорость возрастает.
Данный способ позволяет регулировать скорость вверх от номинальной.
б) [pic] при [pic] n=nн.
[pic] А [pic] А Примечание
Эта характеристика описывает уравнение [pic]
Так как с ростом нагрузки [pic] увеличивается то обороты должны падать
для того что бы они оставались постоянными необходимо уменьшить [pic] т.е.
уменьшить ток возбуждения. Вследствие указанных причин характеристика имеет
выше приведенный вид.
0.doc
Принцип действия синхронного двигателя
В соответствии с принципом обратимости синхронная машина может
работать не только в режиме генератора но и в режиме двигателя.
Если вал синхронного генератора работающего параллельно с сетью
отсоединить от первичного двигателя не отключая цепей статора и ротора то
синхронная машина будет работать в режиме двигателя. В этом случае
трехфазный ток в обмотке статора синхронной машины создает вращающееся
магнитное поле которое взаимодействуя с магнитным полем ротора
заставляет вращаться ротор с синхронной скоростью.
Для уяснения принципа работы синхронного двигателя обратимся к его
модели (рис.1) состоящей из внешней и внутренней магнитных систем с явно
выраженными полюсами разделенных зазором. Обе системы могут вращаться
относительно общей оси при этом внутренняя система (ротор) расположена на
Рис.1. Модель синхронного двигателя
Если к внешней магнитной системе приложить вращающий момент М то она
начнет вращаться и создаст вращающееся поле аналогичное вращающемуся
магнитному полю обмотки статора при подключении ее к сети трехфазного тока.
Благодаря магнитной связи между разноименными полюсами магнитных систем
вращение внешней системы полюсов передается внутренней системе. В
результате ротор начинает вращаться в ту же сторону что и поле внешней
системы. Если пренебречь трением то можно считать что в режиме холостого
хода момент противодействующий вращению равен нулю. Тогда полюсы
магнитных систем вращаясь в одну сторону с одинаковой скоростью
располагаются соосно друг относительно друга (рис.1 а). Если же к валу
приложить тормозящее усилие в виде противодействующего момента M2 то
внутренняя система полюсов сместится относительно внешней системы на угол б
(рис.16) значение которого определяется величиной противодействующего
В синхронном двигателе в отличие от рассматриваемой модели
вращающееся поле создается не вращением магнитной системы а трехфазным
током в обмотке статора. При этом мощность развиваемая на валу двигателя
компенсируется мощностью поступающей из сети.
Таким образом в синхронном двигателе (так же как и в генераторе)
взаимодействием тока статора с магнитным полем ротора создается
электромагнитный момент но в отличие от генератора этот момент в двигателе
При изменениях нагрузки на валу синхронного двигателя происходят
изменения угла и между вектором н. с. ротора и вектором н. с. обмотки
статора что сопровождается соответствующим изменением электромагнитного
вращающего момента. Но если в синхронном генераторе увеличение нагрузки
сопровождается увеличением угла 6 в направлении вращения ротора т. е.
вектор н. с. ротора (ось полюсов ротора) генератора опережает вектор
намагничивающая сила статора то в двигателе увеличение нагрузки на вал
сопровождается увеличением угла 6 в направлении противоположном вращению
Зависимость электромагнитного момента синхронного двигателя М от угла
б (угловая характеристика) аналогична угловой характеристике синхронного
генератора включенного на параллельную работу но располагается в третьем
квадранте системы координат (рис.2 кривая 3) т. е. эта зависимость
выражается отрицательными значениями момента М и угла 6. Таким образом
угловая характеристика синхронной машины представляет собой две полуволны:
положительную соответствующую генераторному режиму работы и
отрицательную соответствующую двигательному режиму (рис. 2). Область
устойчивой работы синхронного двигателя ограничивается значениями угла 9
величина которого должна быть меньше критического кр
Рис.2. Угловая характеристика электромагнитного момента и мощности
синхронного двигателя
Понятия о перегрузочной способности удельной синхронизирующей
мощности и удельном синхронизирующем моменте выведенные для генераторного
режима применимы и для двигательного режима синхронной машины.
Следует отметить что ротор синхронного двигателя может вращаться
только со скоростью равной скорости вращения поля статора т. е. с
синхронной скоростью:[pic]
Чтобы убедиться в этом обратимся опять к модели синхронного
двигателя (рис.1). Предположим что ротор двигателя при вращении отстает от
внешней системы полюсов. Тогда в какой-то момент времени полюса ротора
расположатся против одноименных полюсов внешней системы. В этом случае
нарушится магнитная связь между магнитными системами так как их полюса
будут взаимно отталкиваться; ротор перестанет испытывать действие
электромагнитного момента и остановится. Вращение ротора только с
синхронной скоростью составляет характерную особенность синхронных
При изменениях нагрузки синхронного двигателя меняется угол 0. При
этом ротор вследствие инерции вращающихся масс агрегата не сразу занимает
положение соответствующее новой нагрузке а некоторое время совершает
колебательные движения. Таким образом в синхронном двигателе также как и
в генераторе имеют место колебания.
U-образные кривые синхронного двигателя.
В процессе работы синхронного двигателя в обмотке статора
индуктируется э. д. с. E1 величина которой приблизительно равна
подведенному к обмотке статора напряжению U1. Э. д. с. обмотки статора
создается результирующим магнитным потоком вызванным совместным действием
двух намагничивающих сил: н. с. ротора и н. с. статора.
Рис. 3. U-образные кривые синхронного двигателя
При постоянном напряжении [pic]результирующий поток Ф остается
постоянным. А поэтому при изменении одной -из намагничивающих сил
создающих результирующий поток Ф другая намагничивающая сила изменяется в
противоположном направлении так что их совместное действие остается
Из сказанного следует что при увеличении тока возбуждения Iв
возрастает намагничивающая сила ротора при этом намагничивающая сила
статора уменьшается. Уменьшение намагничивающей силы статора может
произойти только за счет уменьшения намагничивающей составляющей тока
статора так как число витков в обмотке статора остается неизменным.
Уменьшение намагничивающего тока статора являющегося по своей природе
индуктивным ведет к повышению коэффициента мощности двигателя.
Дальнейшее увеличение тока в обмотке возбуждения будет сопровождаться
уменьшением тока в статорной обмотке (за счет реактивной составляющей) и
наконец при некотором значении тока возбуждения Iв ток I1 достигает
минимальной величины (рис.3) при данной нагрузке двигателя. При этом ток
статора становится чисто активным а коэффициент мощности cosφ1 = l.
Увеличение тока возбуждения сверх величины I'в т. е. перевозбуждение
двигателя вызовет увеличение тока I1 но теперь этот ток будет
опережающим (емкостным) по отношению к напряжению U1. Таким образом при
недовозбуждении синхронный двигатель работает с отстающим током а при
перевозбуждении — с опережающим. Зависимость тока статора от тока
возбуждения Iв для синхронного двигателя представлена U – образными кривыми
(рис.3). Ток возбуждения Iв` соответствует работе синхронного двигателя при
коэффициенте мощности cosφ1 = l. При перевозбуждении двигателя (Iв > Iв`)
цепи статора появляется опережающий ток; иначе говоря включение в сеть
перевозбужденного синхронного двигателя эквивалентно включению в эту сеть
некоторой емкости. Указанная особенность синхронных двигателей является их
ценным качеством которое используется для повышения коэффициента мощности
электрических установок. Обычно синхронные двигатели работают при
коэффициенте мощности равном единице так как при этом двигатель имеет
минимальные потери и наибольший к. п. д.
Рабочие характеристики синхронного двигателя
Рабочие характеристики синхронного двигателя представляют собой
зависимость скорости вращения ротора n2 тока в обмотке статора I1
мощности на входе двигателя P1 полезного момента M2 и коэффициента
мощности cosφ1 от полезной мощности двигателя P2 (рис.4).
Скорость вращения ротора n2 всегда равна синхронной скорости [pic] а
поэтому график [pic]имеет вид прямой параллельной оси абсцисс. Полезный
момент на валу синхронного двигателя находится в следующей зависимости от
Так как рабочие характеристики снимаются при условии 1=const то
график M2 = f(P2) имеет вид прямой выходящей из начала координат.
Мощность на входе двигателя
С увеличением нагрузки P2 увеличиваются также и потери p поэтому
мощность P1 растет несколько быстрее мощности P2 и график P1 = f(P2) имеет
несколько криволинейный вид. Кривая cosφ1 = f(Р2) зависит от характера
возбуждения двигателя в режиме холостого хода. Если при холостом ходе cosφ1
= 1 то при увеличении нагрузки он уменьшается (см. рис.3).
Величина тока в обмотке статора двигателя равна:
Из этого выражения видно что ток I1 с увеличением нагрузки P2 растет
быстрее чем мощность P1 вследствие уменьшения cosφ1.
Так как ротор синхронного двигателя вращается в ту же сторону что и
поле статора то направление вращения ротора определяется порядком
следования фаз в обмотке статора и порядком расположения фазных обмоток
статора. Для изменения направления вращения трехфазного синхронного
двигателя необходимо переключить два линейных провода подведенных из сети
Рис. 4. Рабочие характеристики синхронного двигателя
Пуск в ход синхронных двигателей
Пуск в ход синхронного двигателя непосредственным включением в сеть
невозможен так как ротор из-за своей значительной инерции не может быть
сразу увлечен вращающимся полем статора скорость которого устанавливается
мгновенно. В результате магнитная связь между статором и ротором не
возникает. Для пуска синхронного двигателя приходится применять специальные
способы сущность которых состоит в предварительном приведении ротора во
вращение до синхронной или близкой к ней скорости при которой между
статором и ротором устанавливается магнитная связь.
Практическое применение имеют два способа пуска в ход синхронных
двигателей: пуск посредством вспомогательного двигателя и асинхронный пуск.
Пуск в ход синхронного двигателя посредством вспомогательного
двигателя. Процесс пуска при этом протекает аналогично процессу включения
синхронного генератора на параллельную работу. Ротор возбужденного
двигателя приводится во вращение до синхронной скорости и с помощью
синхронизирующего устройства подключается к сети. Затем вспомогательный
двигатель отключают. Обычно мощность пускового двигателя составляет 5—15%
от мощности синхронного двигателя. Это позволяет пускать в ход синхронный
двигатель только без нагрузки или при малой нагрузке на валу. Применение
пускового двигателя мощностью достаточной для пуска синхронного двигателя
под нагрузкой нецелесообразно так как при этом установка получается
громоздкой и неэкономичной.
В качестве пускового (вспомогательного) двигателя обычно применяют
асинхронный двигатель с фазным ротором с числом полюсов на два меньше чем
число полюсов синхронного двигателя. Это делается для того чтобы можно
было ротор синхронного двигателя привести во вращение со скоростью близкой
к синхронной. Для регулировки скорости вращения в цепь ротора асинхронного
двигателя включают регулировочный реостат. В настоящее время описанный
способ пуска применяется лишь для мощных синхронных компенсаторов.
Рис. 5. Схема асинхронного пуска синхронного двигателя
Асинхронный пуск синхронных двигателей. Этот способ возможен при
наличии в полюсных наконечниках ротора пусковой обмотки аналогичной
успокоительной обмотке синхронного генератора. Схема включения двигателя
при этом способе пуска приведена на рис.5. Невозбужденный синхронный
двигатель подключается к сети трехфазного тока. Вращающееся магнитное поле
статора при этом индуктирует в пусковой обмотке ротора э. д. с. которая
создает в замкнутых стержнях обмотки токи. Взаимодействием этих токов с
полем статора создается момент приводящий ротор двигателя во вращение. При
достижении скорости вращения ротора составляющей примерно 95% синхронной
скорости подается питание в обмотку возбуждения и двигатель начинает
работать синхронно. В этом случае пусковая обмотка не влияет на работу
двигателя так как в ее стержнях э. д. с. не наводятся. В процессе
асинхронного пуска обмотку возбуждения оставлять разомкнутой нельзя так
как магнитный поток статора пересекающий ее в начальный период пуска с
синхронной скоростью индуктирует в ней э. д. с. Вследствие большого числа
витков обмотки возбуждения эта э. д. с. достигает 3000—4000 в и более что
представляет опасность как для целости самой обмотки так и для
обслуживающего персонала. Для предотвращения этого обмотку возбуждения на
период разгона ротора замыкают на активное сопротивление r1 примерно в
десять раз большее сопротивления обмотки возбуждения. Переключение зажимов
И1 и И2 обмотки возбуждения с сопротивления r1 на клеммы возбудителя
осуществляется посредством переключателя П рис. 5).
Непосредственное подключение синхронных двигателей к сети
переменного тока применяется только при достаточной мощности сети
способной выдерживать большие пусковые токи достигающие пяти-
семикратного значения по сравнению с номинальным значением тока двигателя.
При недостаточной мощности сети для ограничения пусковых токов применяют
пуск двигателя при пониженном напряжении: автотрансформаторный или
Реактивный синхронный двигатель
Ротор реактивного двигателя в отличие от обычных синхронных
двигателей с явнополюсным ротором не имеет обмотки возбуждения.
Для выяснения принципа действия реактивного двигателя обратимся к
выражению электромагнитного момента явнополюсной машины:
из. которого следует что если машину лишить возбуждения (Eo = 0) то
первое слагаемое представляющее основную составляющую электромагнитного
момента становится равным нулю. Тогда на ротор такого не возбужденного
двигателя будет действовать лишь реактивная момента:
Следовательно возможно осуществить синхронный двигатель без обмотки
возбуждения при условии что xq xd т. е. если ротор имеет явновыраженные
полюса. Таким двигателем является реактивный синхронный двигатель. Вращение
ротора реактивного двигателя можно объяснить физически (рис.6): при
включении обмотки статора в сеть создается вращающееся магнитное поле
которое намагничивает ротор. При этом ротор стремится занять положение в
поле статора соответствующее минимальному магнитному сопротивлению. А так
как поле статора вращается то с такой же скоростью начинает вращаться и
Рис. 6. Реактивный синхронный двигатель
Из выражения реактивного момента видно что величина вращающего
момента реактивного двигателя пропорциональна квадрату напряжения
подведенного к двигателю т. е. Мр == U21 что имеет большое значение при
колебаниях напряжений в сети.
Мощность реактивного синхронного двигателя определяется выражением
которое получается из выражения мощности синхронной явнополюсной
машины если в ней принять E0 = 0.
Из этого следует что мощность реактивного двигателя меньше мощности
синхронного двигателя таких же габаритов но. с обмоткой возбуждения.
Электромагнитный момент реактивного двигателя пропорционален синусу
двойного угла 0. Угловая характеристика этого. двигателя представлена
Максимальное значение момента реактивного двигателя соответствует
углу др = 45° а по своей величине оно в несколько раз меньше
максимального момента двигателя с обмоткой возбуждения.
К недостаткам реактивных двигателей следует также отчести низкий
коэффициент мощности величина которого зависит от конструкции ротора т.
е. от величины отношения xdxq.
Так например при xdxq = 4 наибольшее значение коэффициента
мощности cosφ1 составляет 06 а при xdxq =5 cosφ1 = 067. Учитывая все
особенности реактивных синхронных двигателей применять их в приводах
средней а тем более большой мощности экономически нецелесообразно. Обычно
эти двигатели изготовляются на небольшие мощности (десятки ватт) и
применяются в автоматике.
Для возможности самостоятельного пуска в ход реактивные двигатели
снабжаются пусковой клеткой на роторе позволяющей осуществлять асинхронный
Наряду с трехфазными применяются однофазные реактивные двигатели.
Обмотка статора такого двигателя делается однофазной и включается в
однофазную сеть переменного тока по таким же схемам что и однофазные
асинхронные двигатели.
Достоинство реактивных синхронных двигателей состоит в том что они
просты по конструкции надежны в работе (отсутствие скользящих контактов) и
удобны в эксплуатации так как для их включения не требуется постоянного
напряжения. В то же время реактивные синхронные двигатели обладают важным
свойством синхронных машин - их ротор вращается с постоянной скоростью
независимо от нагрузки на валу.
выводы.docx
: при Р2Д=0 существуют потери холостого хода т. к. с ростом Р2Д растут добавочные потери (описание выше) то Р1Д увеличивается быстрее чем по прямопропорциональной зависимости.
: так как с ростом Р2Д растет нагрузка на двигатель при этом увеличивается ток в обмотке якоря и падение напряжения то в соответствии с формулой : Частота вращения уменьшается.
При Р2=0 существует момент холостого хода М0. Так как с ростом Р2Д частота вращения двигателя то М растет быстрее чем по прямопропорцональной зависимости.
При Р2 =0. В области от 0 до точки Р2Д =5573 Вт когда постоянные потери больше переменных потерь с ростом Р2Д КПД растет. В точке Р2Д =5573 постоянные потери равны переменным и КПД достигает максимума. В области правее при дальнейшем росте Р2Д постоянные потери меньше переменных и КПД падает.
Ввиду того что изменения относительно мало механические характеристики двигателя параллельного возбуждения при совпадают по виду с характеристиками по этойже причини они практически прямолинейны.
При включении Rд характеристики становятся менее жесткими а при больших Rд-круто падающими или мягкими. Чем больше Rд тем меньше n и нижи КПД.
Выводы: Уравнение скоростной характеристики для двигателя имеет вид:
Имея ток возбуждения например при его увеличении и тем самым уменьшает n при одном и том же что и видно из графика. И как видно из формулы с ростом n уменьшается прямопропорционально.
С уменьшением согласно данному выражению скорость возрастает. Данный способ позволяет регулировать скорость вверх от номинальной.
Эта характеристика описывает уравнение
Так как с ростом нагрузки увеличивается то обороты должны падать для того что бы они оставались постоянными необходимо уменьшить т.е. уменьшить ток возбуждения. Вследствие указанных причин характеристика имеет выше приведенный вид.
фазный ротор.doc
Таблица измерений и вычислений 3
Построение зависимостей .. 4-5
Список используемой литературы 6
Исследовать двигатель с фазным ротором:
Произвести пуск асинхронной машины с фазным ротором
Исследовать работу двигателя при изменении нагрузки
Построить рабочие характеристики при номинальных значениях напряжения и
Схема рабочей установки
Примечание к таблице
f1 = 50 Гц; U1H = U = 220 B.
Полезная мощность двигателя
Коэффициент мощности
Суммарные потери в двигателе
Коэффициент полезного действия
На основании таблицы 1 строим рабочие характеристики P1 = f(P2);
n = f(P2); S = f(P2); ( = f(P2)
Выводы по диаграммам :
подводимая мощность определяется по формуле Р1 = Р0 + РПС + Р ПЕР где Р0
= const – мощность (потери) холостого хода при Р2 = 0 РПС – постоянные
потери Р ПЕР – переменные потери. С ростом Р2 растут переменные потери
РПЕР следовательно Р1 растет быстрее чем по прямой пропорциональной
так как с ростом нагрузки Р2 уменьшаются обороты двигателя следовательно
растёт М2 и М(1 быстрее чем по прямой пропорциональной зависимости.
формула для определения коэффициента мощности
где Q1 – подводимая реактивная мощность. Сначала cos( увеличивается с
ростом нагрузки т.к. увеличивается Р1. Начиная с определённой точки
коэффициент мощности уменьшается из-за того что реактивная мощность Q1
растёт быстрее чем Р1.
из формулы скольжения s = 1-nn1 (n1 =60f1t – синхронная частота вращения
магнитного поля статора) видно что обороты уменьшаются с увеличением Р2
следовательно скольжение s увеличивается.
коэффициент полезного действия ( увеличивается пока потери Pпс больше чем
механические потери Pпер. Когда Pпс = Pпер имеем максимум КПД. Если Pпс
Pпер ( уменьшается с ростом Р2.
Список используемой литературы:
В.М. Игнатович Ш.С.Ройз – Электрические машины и трансформаторы.
А.И. Вольдек – Электрические машины.
ЭМА3 Трансформатор.docx
Государственное учреждение высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Направление специальность: электротехника электромеханика и электротехнологии
“Исследование трансформатора в режиме короткого замыкания и холостого хода”
Отчет по лабораторной работе №3
по дисциплине: электрические машины
Цель работы: Изучить основные элементы конструкции принцип действия трансформатора; исследовать зависимости коэффициента полезного действия напряжения вторичной обмотки от величины и характера нагрузки изменение напряжения вторичной обмотки от характера нагрузки при неизменной её величине.
Опыт холостого хода.
Холостым ходом трансформатора называется такой режим при котором к первичной обмотке подведено напряжение а вторичная обмотка разомкнута.
Рис.1. Схема опыта холостого хода
Таблица №1 Результаты опыта холостого хода.
Определение коэффициента трансформации:
где: – фазное значение напряжение в первичной обмотке;
– фазное значение напряжение во вторичной обмотке.
Определение коэффициента мощности:
где:– активная мощность фазы потребляемая при холостом ходе;
– фазные значения напряжения и тока в первичной обмотке.
Используя построенные характеристики холостого хода: определим номинальные значения тока холостого хода мощности и коэффициент мощности
Номинальное значение тока холостого хода:
Рисунок. 2 Зависимость I10 =f(U1) в режиме х.х.
Так как с ростом напряжения из-за насыщения индуктивное сопротивление уменьшается то ток холостого хода растет быстрее чем по прямой пропорциональной зависимости.
Рисунок. 3 Зависимость в режиме х.х.
С ростом напряжения потери х. х. растут приблизительно в квадратичной зависимости от напряжения первичной обмотки.
Рисунок. 4 Зависимость в режиме х.х.
Так как с ростом напряжения из-за насыщения растет реактивная составляющая тока х. х. растет реактивная мощность то коэффициент мощности уменьшается.
Определение параметров схемы замещения при холостом ходе.
Схема замещения при холостом ходе.
- активное сопротивление фазы первичной обмотки.
- индуктивное сопротивление рассеяние фазы первичной обмотки.
- активное и индуктивное сопротивление ветви намагничивания.
По результатам опыта холостого хода для можно найти:
так как >> и >> то можно считать
Опыт короткого замыкания.
Коротким замыканием называется такой режим когда к первичной обмотке подведено напряжение а вторичная обмотка замкнута накоротко.
Рисунок. 5 Схема опыта короткого замыкания
Таблица №2. Результаты опыта короткого замыкания.
Характеристики короткого замыкания:
Рисунок 6. Зависимость I1k =f(U1k) в режиме к.з.
Так как индуктивное сопротивление и определяются потоками рассеяния которые в основном замыкаются по воздуху или маслу то можно принять что . Активные сопротивления обмоток и также постоянны. Поэтому и .Отсюда следует чтозависимость должна иметь линейный характер. (магнитная цепь трансформатора не насыщена)
Рисунок 7. Зависимость P1k =f(U1k) в режиме к.з.
С ростом напряжения потери короткого замыкания растут в квадратичной зависимости от
Потери короткого замыкания состоят из основных электрических потерь в обмотках и добавочных потерь от вихревых токов в обмотках крепежных деталях а в масляных трансформаторах еще и в стенках бака.
Рисунок 8. Зависимость cosk =f(U1k) в режиме к.з.
С ростом напряжения коэффициент мощности остается постоянным так как система не насыщена и параметры трансформатора остаются постоянными.
Определения параметров схемы замещения при коротком замыкании.
Приближенно можно принять:
- результирующее сопротивление фазы первичной обмотки;
- приведенное сопротивление фазы вторичной обмотки;
- результирующее суммарное сопротивление фаз первичной и вторичной обмоток при коротком замыкании;
- приведенное активное сопротивление одноименных фаз вторичной обмотки при коротком замыкании;
- приведенное индуктивное сопротивление фазы вторичной обмотки;
- суммарное активное сопротивление одноименных фаз первичной и вторичной обмоток при коротком замыкании;
- суммарное индуктивное сопротивление рассеяния одноименных фаз первичной и вторичной обмоток при коротком замыкании;
Расчет зависимостей коэффициента полезного действия от величины и характера нагрузки.
Полагая коэффициент нагрузки
Коэффициент полезного действия трансформатора при и заданном характере нагрузки определяется используя результаты опытов холостого хода и короткого замыкания.
Таблица №3 Зависимость КПД
Рисунок 9. Зависимость =f(Кнг)
Потери активной мощности в трансформаторе подразделяются на электрические потери в обмотках и магнитные потери в сердечнике. Добавочные потери на вихревые токи в обмотках включаются в электрические потери. Кроме того возникают потери на вихревые токи от полей рассеяния так же в стенках бака и в крепежных деталях. Так как эти потери пропорциональны квадрату тока то они относятся к электрическим потерям. Магнитные потери определяются из опыта холостого хода. Электрические потери включая добавочное при номинальном токе принимаются равные мощности короткого замыкания при этом же токи КПД трансформатора имеют max значение при такой нагрузке при которой переменные потери равны постоянным потерям т.е. при . Таки образом при . С повышением КПД увеличивается так как при этом возрастает полезная и активная мощность.
Расчет зависимостей напряжения вторичной обмотки от величины нагрузки при неизвестном ее характере (внешних характеристик).
Внешняя характеристика – зависимость
- активная и реактивная составляющие номинальных напряжений короткого замыкания.
Таблица №4 Внешние характеристики.
Рисунок 10. Зависимость U2=f(Кнг)
Кривая - индуктивная.
Под внешней характеристикой трансформатора понимается зависимость напряжения на выходах вторичной обмотки от тока этой обмотки при условии что первичное напряжение и частота постоянны. При холостом ходе когда напряжение на вторичной обмотки ровно ЭДС этой обмотки . Это напряжение для вторичной обмотки принимается за номинальное: . При нагрузки трансформатора появляется ток во вторичной обмотки и увеличивается ток в первичной обмотки. Эти токи вызывают падение напряжения в результате чего напряжение будет изменяться. Изменение вторичного напряжения зависит от характера нагрузки
Расчет зависимости изменения напряжения вторичной обмотки трансформатора от характера нагрузки при не изменой ее величине.
Таблица №5 Изменение напряжения вторичной обмотки
Рисунок 11. Зависимость U=f(Кнг)
Из выражения следует что изменения напряжения трансформатора зависит от нагрузки (коэффициента ) ее характеристика (угла ) и составляющих напряжение короткого замыкания (). Правый квадрат соответствует смешанной активно – индуктивной нагрузке а левый квадрат активно – емкостной нагрузке. При имеет положительное значение т.к. вторичное напряжение с ростом тока уменьшается. В случи активно – емкостной нагрузки () при достаточно больших углах имеет отрицательное значение. В следствии повышения напряжения на нагрузке зависимость . В области активно – индуктивных нагрузок имеет max (). Чем больше значение будет иметь трансформатор тем сильнее у него будет изменяться вторичное напряжение при нагрузке. Что видно из выражения . Чем выше номинальное напряжение трансформатора тем больше рассеяние трансформатора и напряжение короткого замыкания и по этому тем больше изменение напряжения трансформатора.
Вывод: Изучили основные элементы конструкции принцип действия трансформатора; исследовали зависимости коэффициента полезного действия напряжения вторичной обмотки от величины и характера нагрузки изменение напряжения вторичной обмотки от характера нагрузки при неизменной её величине.
Криволинейность характеристик холостого хода обусловлена состоянием магнитного насыщения магнитопровода которое наступает при некотором значении U1.
Чем выше номинальное напряжение трансформатора тем больше рассеяние трансформатора. Максимальное значение КПД соответствует нагрузке при которой магнитные потери равны электрическим.
Из зависимости I0(U1) видно что с ростом напряжения U1 из-за насыщения индуктивное сопротивление уменьшается следовательно и ток холостого хода растет быстрее чем по прямой зависимости.
Из зависимости P0(U1) видно что с ростом напряжения U1 потери холостого хода растут в квадратичной зависимости от напряжения. Так как Pк= I1к2r1 + I1к2r21.
Из зависимости cosφ=f(U1) видно что с ростом напряжения U1 растет насыщение то и следовательно растет реактивная составляющая тока холостого хода поэтому коэффициент мощности с ростом U1 уменьшается.
Из зависимости PК(UК) видно что с ростом напряжения UК короткого замыкания потери растут в квадратичной зависимости от напряжения.
С ростом напряжения UК короткого замыкания коэффициент мощности короткого замыкания остается постоянным так как магнитная система трансформатора не насыщена.
отчет ТР-тор 3.docx
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Национальный исследовательский Томский Политехнический Университет.
Отчёт по лабораторной работе №3
«Группы соединений обмоток трехфазного трансформатора».
Совместно со студентами:
Отчёт принял преподаватель:
Цель работы: изучить что такое группа соединений обмоток методы её определения и исследовать влияние схем соединений и маркировки клемм обмоток на группу соединений обмоток в трёхфазном трансформаторе.
Группа соединения обмоток определяется методом вольтметра.напряжения во всех диаграммах
5.Группы соединения обмоток трёхфазного трансформатора.doc
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
Томский политехнический университет.
«Группы соединения обмоток трёхфазного трансформатора»
Изучить сто такое группа соединений обмоток методы её определения и
исследовать влияние схем соединений и маркировки клемм обмоток на группу
соединений обмоток в трёхфазном трансформаторе.
Трёхфазные обмотки трансформаторов имеют три схемы соединения: звезда (Y)
треугольник (Δ) зигзаг (Z).
При включении на параллельную работу трансформаторов очень важное значение
имеет взаимное расположение одноимённых линейных векторов вторичных
напряжений на нагрузке. Это обеспечивается соблюдением требования
одинаковости групп соединения обмоток трансформаторов включаемых на
параллельную работу.
Группа соединений обмоток трансформатора определяется углом сдвига между
одноимёнными первичными и вторичными линейными напряжениями измеренным от
вектора высокого напряжения по направлению часовой стрелки. За единицу
группы принимается угол в 30º.
Группа соединений обмоток трансформатора зависит от направления намотки от
маркировки клемм от схемы соединения фаз обмоток.
Схемы соединений экспериментальные данные группы соединений
№ пп Схема соединения UAB=
Uca UBb UBc UCb UCc Гр. соед - - В В В В В В - 1 [pic]
0 75 65 125 125 65 YY
2 [pic] 150 75 225 150 195 120 YY
3 [pic] 150 75 200 125 225 180 YY
4 [pic] 150 80 225 200 200 225 YY
5 [pic] 150 75 60 125 100 190 YY
6 [pic] 150 75 100 200 60 125 YY
7 [pic] 150 40 120 120 155 120 YΔ
8 [pic] 150 40 150 150 150 120 YΔ
9 [pic] 150 40 150 150 180 150 YΔ
10 [pic] 150 40 200 200 150 200 YΔ
11 [pic] 150 40 150 120 150 105 YΔ
12 [pic] 150 40 150 150 100 150 YΔ
Определение групп соединений обмоток трансформатора.
Проводится с использованием метода вольтметра и графических построений.
Вывод и анализ полученных результатов.
Я изучил группы соединений обмоток трансформатора методы их определения и
влияние на них разных факторов. Группа соединений обмоток трансформатора
зависит от направления намотки от маркировки клемм от схемы соединения
При смене маркировки клемм трёхфазной обмотки необходимо учитывать что
меняется маркировка клемм всех трёх фаз сохраняя одинаковым чередование
фаз первичной и вторичной обмоток. Из графических построений видно что у
трёхфазного трансформатора можно получить 12 групп соединений обмоток.
Также из построений можно видеть что чётные группы соединений обмоток
получаются в схемах YY а нечётные – в схемах YΔ.
Наибольшее применение на практике имеют схемы соединения в звезду и в
треугольник. Из групп соединения обмоток стандартизированы две: YY-0 и YΔ
со сдвигом 0º и 330º. В эксплуатации вполне достаточно иметь две группы
соединений и не выпускать 10 остальных групп которые могут являться
производными от двух данных путём различных перестановок и перемен.
Лаба №3.doc
получения его основных характеристик получить экспериментальное
подтверждения теоретическим сведениям о свойствах двигателей
последовательного возбуждения.
Электрическая схема установки:
Рабочие и механические характеристики.
Опыт Расчет Примечание
Двигатель Генератор Генератор Двигатель
5 195 n =1650 обмин
Вывод: Так как [pic]
При уменьшении нагрузки мы уменьшаем полезный момент на валу
двигателя М2 а так как мы увеличиваем обороты двигателя и
для того чтобы поддерживать их постоянными нам необходимо
уменьшать напряжение и ток потому что n ~ U I.
Скоростные характеристики: n = f(IАД); UД = UН.
IАД А IШ А IВД А n обмин Примечание
0 25 1800 IАД = IВД IШ = 0
14 44 1750 Шунтирование
5 09 185 2000 Шунтирование
Выводы: При шунтировании обмотки возбуждения ток возбуждения с величины I
уменьшается до [pic] и скорость n соответственно увеличивается.
Характеристика становится более мягкой.
При шунтировании якоря ток и поток возбуждения возрастают а скорость
уменьшается. Так как падение напряжения RBI мало и RB 0 то
сопротивление RША практически находится под полным напряжением сети его
величина должна быть значительной потери в нем будут велики и КПД сильно
уменьшатся. Характеристика становится более жесткой.
Отчет по ЭМА(Асинхронный двигатель)1.doc
Томский политехнический университет
Факультет автоматики и электромеханики.
“Электротехника электромеханика и электротехнологии.”
Испытание асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Отчет
по лабораторной работе по курсу «Электрические машины».
Ознакомиться с лабораторной установкой для исследования асинхронного
двигателя с короткозамкнутым ротором.
Провести маркировку выводов обмотки статора.
Осуществить пробный пуск двигателя и убедиться в возможности изменения
направления вращения ротора.
Измерить активное сопротивление фазы обмотки статора.
Провести опыты холостого хода и короткого замыкания.
Построить круговую диаграмму и использовать ее для построения рабочих
характеристик двигателя.
Таблицы данных измерений и расчетов
Опыт короткого замыкания
U1k I1k Pk cosφk φk Rk
Построение круговой диаграммы.
Выбирем масштаб тока [pic] и расчитываем масштаб мощности [pic]
U1Н – номинальное напряжение;
Подведенная мощность к АД.
Полезная мощность АД.
Для точки Д коэффициент мощности
Коэффициент полезного действия
При P2 равном нулю возникает ток холостого хода I0. Так как ток участвует в
возникновении P2 и переменных потерь то при постоянном напряжении с ростом
P2 ток растет быстрее чем по прямой пропорциональной зависимости.
Область от 0 до максимума функции: преобладающее влияние на коэффициент
мощности cosφ оказывает мощность P1 поэтому с ростом P2 коэффициент
мощности растет. В точке максимума функции влияние на cosφ P1 реактивную
мощность одинаково поэтому коэффициент мощности максимальный. Область
справа от точки максимума функции: преобладающее влияние на коэффициент
мощности оказывает реактивная мощность следовательно с ростом P2 cosφ
Значительный рост реактивной мощности в области справа от максимума функции
обусловлен ростом индуктивного сопротивления
С ростом P2 нагрузка на ротор двигателя увеличивается при этом ротор
притормаживается и его скорость уменьшается то есть уменьшается частота
вращения ротора двигателя.
Список используемой литературы:
А.И. Вольдек – Электрические машины.
В.М. Игнатович Ш.С.Ройз – Электрические машины и трансформаторы.
АД с кз!!.doc
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым
Цель работы: Изучить устройство и принцип действия асинхронного двигателя
с короткозамкнутым ротором.
Получить практические навыки по определению и маркировке выводов
трехфазной обмотки статора машины переменного тока.
Получить практические навыки по проведению опытов холостого хода и
короткого замыкания.
Изучить пусковые рабочие свойства асинхронного двигателя.
Рис.1 Электрическая схема для испытания асинхронного двигателя с
короткозамкнутым ротором в режиме холостого хода и короткого замыкания.
[pic] [pic] [pic] [pic]
Таблица №2 Опыт холостого хода
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] Примечание
[pic] [pic] [pic] - [pic] [pic]
Таблица №3 Опыт короткого замыкания
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] Примечание
[pic] [pic] [pic] - [pic] [pic] [pic]
Построение круговой диаграммы и рабочих характеристик двигателя.
Данные для построения круговой диаграммы измеренные параметры
двигателя при холостом ходе и температуре 25°С Ом:
Z0 = U1 I0 = 210 035 = 600 (Ом);
r0 = Z0 cos((0) = 600 0231 = 138.6 (Ом);
Параметры холостого хода при температуре 75°C
r'0 = r0 (310 (235 + (0)) = 138.6 (310 (235 + 25)) = 165.25 (Ом);
cos(('0) = r'0 Z'0 = 165.25 606.7 = 0.272;
Фазные электрические величины нагретой машины при холостом ходе
I'0 = U1н Z'0 = 220 606.7 = 0363 (А);
P'0 = U1н I'0 cos(('0) = 220 0363 0272 = 21.7 (Вт);
Измеренные параметры холодной машины (при температуре (0) и при
испытательном напряжении в режиме короткого замыкания Ом
Zк = U1к I1к = 210 1 = 210 (Ом);
rк = Zк cos(( 1к) = 210 0429 = 901 (Ом);
Параметры и фазные электрические величины нагретой машины при
номинальном напряжении при режиме короткого замыкания.
cos(('к) = rк 75 С Z'к = 107.3 217.94 = 0.492;
I'1к = U1н Z'к = 210 217.94 = 0964 (А);
P'к = I'²1к rк 75 С = 0.928 107.3 = 99.6 (Вт);
mм = mр р (1 = 3.2 3 (2( 50) = 003 (Н*ммм);
Определение с круговой диаграммы величин характеризующих работу АD для
Р1 = DE mp = 55 32 = 1776 (Вт);
Р2 = СD mp = 39 32 = 128 (Вт);
М2 = СD mм = 39 003 = 0.39 (Нм);
( = СD DE = 39 55 = 072;
cos((1) = og of = 305 50 = 061;
S = QS QR = 65 190 = 0042;
n = n1 (1 - S) = (60 f1 p) (1 - S) = (60 50 3) (1 – 0042) =
Мm = FL mm = 52 003 = 161 (Н*м);
Кратность максимального момента
Мm* = Мm Мн = FL bD = 52 415 = 125 (Н*м);
№ I1 P1 P2 M2 cos φ1 S n Примечание А Вт Вт Нм
обмин 1 037 0 0 0 0 007 0 1000 I'0 = 036 А
обмин 2 0365 704 528 05115 075 031 0013 987
Построение рабочих характеристик.(Для всех характеристик U1 f1 постоянны)
Вывод: Так как с ротором P2 обороты уменьшаются то M2 растет быстрее
чем по прямопропорциональной зависимости.
Вывод: При P2=0 существует ток холостого хода I0. Так как при постоянном
напряжении ток идет на создание как полезной мощности так и переменных
потерь то с ростом P2 он увеличивается быстрей чем по
прямопропорциональной зависимости.
Вывод: При P2=0 существует коэффициент мощности холостого хода cosφ0. В
области от 0 до точки а преобладающее влияние на коэффициент мощности
оказывает Р1. поэтому с ростом P2 коэффициент мощности растет. В точке а
влияние мощностей P1 и Q1 одинаково коэффициент мощности максимальный. В
области справа от точки а из-за роста индуктивного сопротивления
рассеивания обмотки ротора растет скольжение и реактивная мощность Q1
поэтому с ростом Р2 коэфф. мощности уменьшается.
Вывод: В области от 0 до Р2=68Вт когда постоянные потери больше чем
переменные с ростом Р2 растет. В точке Р2=68Вт =max. Когда постоянные
потери становятся меньше переменных с ростом Р2 уменьшается.
Вывод: Так как с ростам P2 растет нагрузка на двигатель ротор
притормажевается и его обороты уменьшаются.
СМ2.docx
Параллельная работа синхронной машины с мощной сетью. PAGEREF _Toc219128211 h 4
Характеристики синхронного генератора. PAGEREF _Toc219128212 h 5
Угловые характеристики синхронного генератора. PAGEREF _Toc219128213 h 7
Векторные диаграммы синхронного генератора. PAGEREF _Toc219128214 h 9
Векторная диаграмма синхронного двигателя PAGEREF _Toc219128215 h 11
Втягивание в синхронизм синхронного двигателя. PAGEREF _Toc219128216 h 12
Отношение кз в синхронной машине. Опытное определение полного синхронного сопротивления. PAGEREF _Toc219128217 h 13
Способы пуска синхронных двигателей. PAGEREF _Toc219128218 h 14
Потери мощности в синхронном двигателе. КПД двигателя. PAGEREF _Toc219128219 h 15
Принцип действия синхронного двигателя. PAGEREF _Toc219128220 h 16
Синхронный генератор. PAGEREF _Toc219128221 h 17
Реакция якоря в синхронной машине.
В процессе работы нагруженного синхронного генератора в нем одновременно действует МДС возбуждения Fв0 и МДС статора (якоря) F1 при этом МДС статора (якоря) воздействует на МДС возбуждения усиливая или ослабляя поле возбуждения или искажая его форму. Воздействие МДС обмотки статора (якоря) на МДС обмотки возбуждения называется реакцией якоря. Реакция якоря оказывает влияние на рабочие свойства синхронной машины т.к. изменение магнитного поля машины сопровождается изменением ЭДС наведенной в обмотке статора а следовательно изменением и ряда других величин связанных с этой ЭДС. Влияние реакции якоря на работу синхронной машины зависит от величины и характера нагрузки. Рассмотрим предельные случаи различных нагрузок.
Активная нагрузка (1=0). Рис а. В рассматриваемый момент времени ротор занимает вертикальное положение что соответствует мах ЭДС Е0 в фазной обмотке. Т.к. ток при активной нагрузке совпадает по фазе с ЭДС то указанное положение соответствует и мах тока. Изобразив линии магнитной индукции видим что МДС статора F1 направлена перпендикулярно МДС возбуждения Fв0.
Вызывает искажение результирующего поля машины: магнитное поле машины ослабляется под набегающим краем полюса и усиливается под сбегающим.
Индуктивная нагрузка (1=90). Рис б. При чисто индуктивной нагрузке генератора ток статора I1 отстает по фазе от ЭДС Е0 на 90 градусов. Поэтому он достигает мах значения лишь при повороте ротора вперед на 90 град. При этом МДС статора (якоря) F1 действует вдоль оси полюсов ротора встречно МДС возбуждения Fв0.
Реакция якоря оказывает продольно – размагничивающее действие.
Емкостная нагрузка (1=-90). Рис в. Ток статора I1 опережает по фазе ЭДС Е0 на 90 град. что значит что его мах значение он достигнет раньше чем ЭДС. Магнитодвижущая сила статора действует вдоль оси полюсов но теперь согласно с возбуждением. Реакция якоря оказывает продольно – намагничивающее действие. Магнитное поле искажается.
64024765Реакция якоря СГ при активно-индуктивной нагрузке.
При смешанной нагрузке когда 0 и ±900 ток можно разложить на две составляющие .
Одна из этих составляющих Iq совпадает по фазе с ЭДС и носит название поперечного тока а другая составляющая перпендикулярна ЭДС и носит название продольного тока.
-157162519050 Реакция якоря СГ при активно-емкостной нагрузке.
Параллельная работа синхронной машины с мощной сетью.
74565897890На каждой электрической станции обычно установлено несколько генераторов которые включаются на параллельную работу. В современных энергосистемах на параллельную работу включены целый ряд электростанций чем достигается высокая надежность энергоснабжения потребителей возможность маневрирования энергоресурсами.
Условия включения генератора на параллельную работу
ЭДС включаемого генератора ЕГ должна быть равна напряжению сети UС
Частота генератора fГ должна быть равной частоте сети fС
ЕГ и UС должны быть в фазе;
Чередования фаз генератора и сети должны быть одинаковыми.
При указанных условиях векторы генератора и сети совпадают и вращаются с одинаковой частотой разности ЭДС и напряжений между одноименными контактами выключателя при включении генератора равны нулю
Приведение генератора в состояние удовлетворяющее всем условиям включения на параллельную работу называется синхронизацией.
40590550Равенство ЭДС и напряжений достигается путем регулирования тока возбуждения генератора а контролируется с помощью вольтметра. Изменение частоты и фазы ЭДС генератора достигается изменением частоты вращения ротора генератора. Правильность чередования фаз проверяется только при первом включении генератора. Способы синхронизаций:1) С помощью лампового синхроноскопа (на погасание или вращение света) 2) С помощью нулевого вольтметра 3) Электромагнитным синхроноскопом 4) Методом грубой синхронизаций(самосинхронизация)
41625998220Рассмотрим процесс синхронизации генераторов с применением лампового синхроноскопа который состоит из трех ламп 2 3 расположенных в вершинах равностороннего треугольника. При включении ламп по схеме «на погасание» момент синхронизации соответствует одновременному погасанию всех ламп.
Зависимость тока статора I1 от тока в обмотке возбуждения iв при неизменной активной нагрузке генератора выражается графически U-образной кривой. U-образные кривые синхронного генератора показывают что любой нагрузке генератора соответствует такое значение тока возбуждения iв при котором ток статора I1 становится минимальным и равным только активной составляющей. Правые части кривых соответствуют перевозбужденной машине и отдаче в сеть индуктивного тока и реактивной мощности а левые части – недовозбужденной машине и отдаче в сеть емкостного тока и потреблению реактивной мощности.
Характеристики синхронного генератора.
Важнейшие характеристики СГ: характеристика ХХ трехфазного КЗ внешняя нагрузочная регулировочная.
Рабочая точка 2 располагается на участке перегиба ХХХ. При использовании точки 1 имеется недоиспользование машины; при использовании в качестве рабочей точки 3 происходит насыщение машины и резкий рост тока возбуждения.
Характеристика 3-х фазного КЗ:
Пренебрегая активным сопротивлением якоря уравнение в режиме КЗ имеет вид:
Так как на индуктивном сопротивлении рассеяния фазы падение напряжения мало (ЭДС от результирующего магнитного потока индуцируется магнитным потоком малой величины) магнитная цепь не насыщена и характеристика имеет линейный характер
Отношение КЗ – это отношение установившегося тока КЗ на 3 фазы IKO при токе возбуждения if0 который при ХХ создает ЭДС равную номинальному напряжению к номинальному току якоря.
Внешняя характеристика несет информацию о том как изменияется напряжения генератора при изменении тока нагрузки.
При индуктивной нагрузке существует большая продольная размагничивающая реакция якоря; при чисто активной нагрузке она тоже есть только слабее а при емкостной нагрузке существует продольная намагничивающая реакция якоря.
Регулировочные характеристики: Они показывают как нужно регулировать ток возбуждения для того чтобы при изменении нагрузки напряжение на выходе генератора оставалось неизменным.
Индукционная нагрузочная характеристика используется для определения размагничивающего действия реакции якоря и показывает как измениться напряжения генератора с изменением тока возбуждения при условии постоянства величины и вида нагрузки.
Угловые характеристики синхронного генератора.
Зависимости представленные графически называются угловыми характеристиками синхронной машины.
Данная характеристика активной мощности получена при условии:
- основная составляющая эм момента (изменяется пропорционально синусу )
- реактивная составляющая момента (изменяется пропорционально синусу 2)
- итоговая (результирующая) кривая момента и соответственно эм мощности.
Значения составляющих тока якоря исходя из векторной диаграммы:
Подставляя это в ранее определенное выражения для мощности получим:
Уравнение для угловой характеристики активной мощности явнополюсной СМ имеет две составляющие. Первая составляющая зависит как от напряжения так и от ЭДС созданной магнитодвижущей силой обмотки возбуждения. Вторая составляющая не зависит от возбуждения машины. Она возникает вследствие различия в индуктивных сопротивлениях по продольной и поперечной осям. За счет этой составляющей явнополюсный генератор может работать параллельно с сетью и при отсутствии тока возбуждения когда Е=0. В этом случае магнитный поток будет создаваться только реакцией якоря. При номинальном возбуждении амплитуда второй составляющей мощности составляет 20-35% амплитуды первой основной составляющей.
Максимальная мощность которая определяет статическую перегружаемость в явнополюсной машине будет иметь место при 2. Отношение максимального электромагнитного момента Ммах к номинальном Мном называют перегрузочной способностью см или коэффициентом статической перегруженности.
Неявнополюсная машина. Из выражения активной мощности
учитывая что получим:
При увеличении Р от нуля угол будет расти от = 0° и при критическом угле нагрузке кр = 90° достигается максимальная мощность Р = Рmax которую способен развить генератор. При дальнейшем увеличении (более 90°) активная мощность генератора уменьшается. Таким образом область 0 90° -область устойчивой работы область 90° 180° - неустойчивой работы. В двигательном режиме кривые аналогичны(отображаются относительно 0 ).
Векторные диаграммы синхронного генератора.
Воспользовавшись уравнением ЭДС можно построить векторную диаграмму явнополюсного синхронного генератора работающего на активно – индуктивную активно – емкостную нагрузку.
Векторную диаграмму строят на основании следующих данных: ЭДС генератора в режиме хх Е0; тока нагрузки I1 и его угла фазного сдвига 1 относительно ЭДС; продольного хаd и поперечного активного сопротивления фазной обмотки статора r1.
Используя векторную диаграмму ЭДС построим векторную диаграмму напряжения генератора при активно-индуктивной нагрузке просуммировав с вектором Е векторы падений напряжения на активном () и индуктивном (ra) сопротивлениях фазы обмотки якоря. Угол между векторами Е и U называется углом нагрузки. В генераторном режиме работы Е опережает U и угол имеет всегда положительное значение машина отдает активную мощность в сеть.
По оси ординат откладываем Е это ЭДС наводимая в фазе статора потоком обмотки возбуждения. Т.к. нагрузка активно-индуктивная то ток в фазе статора отстает от ЭДС на угол . Ток раскладывается на продольную и поперечную составляющие.
Е-это вектор ЭДС наведенной основным магнитным потоком в фазе обмотки якоря;
Еad-это вектор ЭДС наведенной потоком магнитодвижущей силы продольной составляющей тока;
Еaq-это вектор ЭДС наведенной потоком магнитодвижущей силы поперечной составляющей тока;
Е-это вектор ЭДС наведенной результирующим магнитным потоком;
Еа-это вектор ЭДС рассеяния фазы обмотки якоря;
-Irа-это вектор падения напряжения на активном сопротивлении фазы обмотки якоря;
Id- это вектор продольной составляющей тока;
Iq-это вектор поперечной составляющей тока.
Векторную диаграмму синхронного неявнополюсного генератора строят на основании ниже представленного уравнения при этом вектор тока I1 откладывают под углом 1 к вектору ЭДС Е0.
Векторная диаграмма синхронного двигателя
Втягивание в синхронизм синхронного двигателя.
Пуск синхронного двигателя непосредственным включением в сеть невозможен т.к. ротор из-за своей значительной инерции не может быть сразу увлечен вращающимся полем статора частота вращения которого устанавливается мгновенно. В результате устойчивая магнитная связь между статором и ротором не возникает. Для пуска синхронного двигателя приходится применять специальные способы сущность которых состоит в предварительном приведении ротора во вращение до синхронной или близкой к ней скорости при которой между статором и ротором устанавливается устойчивая магнитная связь.
асинхронный пуск (в индукторе лежит короткозамкнутая обмотка которая при подключении к якорю источника питания сцепляется с создаваемым вращающимся магнитным потоком и приводит в движение индуктор);
частотный пуск (с помощью преобразователя частоты в обмотке якоря создаются в начале малые частоты тока которые генерирует медленно вращающееся магнитное поле увлекающее за собой индуктор);
пуск посредством разгонного двигателя (посредством приводного двигателя ротор приводиться во вращение до подсинхронной частоты. Далее приводной механизм отключается и так как разность частот вращения мала у поля и индуктора последний втягивается в синхронную частоту вращения) .
После разгона ротора до частоты вращения близкой к синхронной обмотку возбуждения подключают к источнику постоянного тотка. Образующийся при этотм синхронный момент втягивает ротор двигателя в синхронизм.
Чем меньше нагрузка на валу двигателя тем легче его вхождение в синхронизм. Явнополюсные двигатели малой мощности пускаемые без нагрузки на валу иногда входят в синхронизм лишь за счет реактивного момента т.е. даже без включения обмотки возбуждения.
С увеличением нагрузочного момента на валу вхождение двигателя в синхронизм затрудняется. Наибольший нагрузочный момент при котором ротор синхронного двигателя еще втягивается в синхронизм называют моментом входа двигателя в синхронизм Мвх.
Отношение кз в синхронной машине. Опытное определение полного синхронного сопротивления.
Один из важнейших параметров синхронной машины – отношение короткого замыкания ОКЗ которое представляет собой отношение тока возбуждения Iв0ном соответствующего номинальному напряжению при хх к току возбуждения Iв.к.ном соответствующему номинальному току статора при опыте кз. Для турбогенераторов ОКЗ = 04-10; для гидрогенераторов ОКЗ = 08-18.
Знание ОКЗ имеет большое практическое значение при оценке свойств синхронной машины: генераторы с малым ОКЗ менее устойчивы при параллельной работе имеют значительные колебания напряжения при изменениях нагрузки но такие генераторы имеют меньшие габариты следовательно дешевле генераторов с большим ОКЗ.
Способы пуска синхронных двигателей.
В настоящее время практическое применение имеет способ пуска получивший название асинхронного.
Потери мощности в синхронном двигателе. КПД двигателя.
Преобразование энергии в синхронной машине связано с потерями энергии. Все виды потерь в см разделяются на основные и добавочные.
Основные потери в см слагаются из электрических потерь в обмотке статора потерь на возбуждение магнитных и механических потерь.
Электрические потери в обмотке статора: где r1 – активное сопротивление одной фазы обмотки статора при расчетной рабочей температуре.
Потери на возбуждение:
При возбуждении от отдельного возбудительного устройства
где rв – активное сопротивление обмотки возбуждения - падение напряжения в контакте щеток.
При возбуждении от генератора постоянного тока сочлененного с валом см.
Магнитные потери синхронной машины происходят в сердечнике статора который подвержен перемагничиванию вращающимся магнитным полем. Эти потери состоят из потерь от гистерезиса Рг и вихревых токов Рв.т.
Механические потери равные сумме потерь на трение в подшипниках и потерь на вентиляцию. где v2 – окружная скорость на поверхности полюсного наконечника ротора l1 – конструктивная длинна сердечника статора.
Добавочные потери в синхронных машинах разделяются на два типа: пульсационные потери в полюсных наконечника ротора и потери при нагрузке.
Добавочные потери при нагрузке Рдоб в синхронных машинах определяют в % от подводимой мощности двигателей или от полезной мощности генераторов. Для синхронных машин мощностью до 1000 кВт добавочные потери 05% а для см мощностью > 1000 кВт – от 025 до 04%.
Добавочные пульсационные потери Рп в полюсных наконечниках ротора обусловлены пульсацией магнитной индукции в зазоре из-за зубчатости внутренней поверхности статора.
Суммарные потери в синхронной машине
Коэффициент полезного действия:
для синхронного генератора
где - активная мощность отбираемая от генератора при его номинальной нагрузке.
для синхронного двигателя
Принцип действия синхронного двигателя.
Статор машины выполнен аналогично статору асинхронной машины. На нем расположена -фазная (обычно трехфазная) обмотка. Обмотка ротора 4 состоит из одной или нескольких катушек образующих многополосную систему с тем же числом пар полюсов р что и обмотка статора 3. Обмотка ротора соединяется с внешним источником питания Uв посредством контактных колец 5 и щеток 6.
Принцип действия СД: Обмотка статора (якоря) трехфазного СГ состоит из 3-х однофазных обмоток смещенных в пространстве под углом 120 эл градусов и соединены звездой или треугольником. На роторе (индукторе) расположена обмотка возбуждения при подключении которой к источнику постоянного тока возникаем магнитное поле возбуждения. Посредством приводного двигателя ротор приводиться во вращение до подсинхронной частоты. Далее приводной механизм отключается. И трехфазная система токов наведенная в замкнутой обмотке статора создающая вращающееся магнитное поле взаимодействия с магнитным полем индуктора заставляет его вращаться с синхронной скоростью.
Постоянство скорости вращения ротора а в качестве двигателей в тех случаях когда необходимо постоянство скорости вращения выходного вала машины.
Синхронный генератор.
Важным отличием синхронной машины от асинхронной является то что главный магнитный поток в ней создается НС постоянного тока возбуждения Iв который машина получает от источника Uв т. е. в машине имеет место раздельное питание обмоток статора и ротора.
Принцип действия синхронного генератора: Обмотка статора (якоря) трехфазного СГ состоит из 3-х однофазных обмоток смещенных в пространстве под углом 120 эл градусов и соединены звездой или треугольником. На роторе (индукторе) расположена обмотка возбуждения при подключении которой к источнику постоянного тока возникаем магнитное поле возбуждения. Посредством приводного двигателя ротор вращается с чистотой n1. При этом магнитное поле ротора также вращается и индуктирует трехфазную симметричную систему ЭДС. Эти ЭДС создают 3-х фазный тока статора который передается во внешнюю сеть (на потребителя).
Постоянство скорости вращения ротора синхронной машины обусловливает область ее применения: в качестве генераторов промышленной частоты на подстанциях или в дизель – генераторах
Таким образом синхронная машина имеет следующие особенности:
- ротор машины как в двигательном так и в генераторном режимах вращается с постоянной скоростью равной скорости вращения магнитного поля;
- частота изменения ЭДС Е1 индуктируемой в обмотке статора пропорциональна скорости вращения ротора;
- в обмотке ротора ЭДС не индуктируется а магнитное поле создается постоянным током подводимым от внешнего источника или постоянными магнитами.
Схемы возбуждения СГ:
Независимое возбуждение СГ
При независимом возбуждении для питания обмотки возбуждения используется генератор постоянного тока (возбудитель). Реостаты r1 и r2 предназначены для регулирования величины тока возбуждения СГ. Мощность возбудителя обычно составляет от 2 до 5 % мощности СГ.
При самовозбуждении питание обмотки возбуждения осуществляется от СГ с применением выпрямителей.
Также возбуждение СГ малой мощности может осуществляться от постоянных магнитов. Этот способ позволяет получить машину без контактных колец следовательно уменьшаются потери и растет КПД. Вместе с тем усложняется регулирование величины генерируемой ЭДС.
Асинхроник с короткозамкнутым ротором11.doc
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования РФ
Томский политехнический университет.
Лабораторная работа №1
«Исследование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором»
студент группы Э7А40
Ознакомиться с лабораторной установкой.
Определить маркировку зажимов обмотки статора.
Запустить двигатель и изменить направления его вращения.
Определить сопротивление обмотки статора r1.
Проделать опыты холостого хода и короткого замыкания: построить круговую
По данным круговой диаграммы построить рабочие характеристики двигателя.
В результате анализа полученных характеристик сделать основные выводы.
Описание лабораторные установки.
Асинхронный двигатель состоит из двух основных узлов: неподвижной части
– статора и вращающейся части – короткозамкнутого ротора.
Выводы обмотки статора показаны на передней панели. При неизвестной
маркировке выводов питание в обмотку подается от сети переменного тока с
помощью магнитного пускателя включаемого кнопкой управления 7. При этом
переключатель П1 остается в положении 1. При опытах холостого хода и
короткого замыкания переключатель П1 переводят в положение 2 при котором в
систему включаются измерительные приборы 4 а обмотку статора присоединяют
В зависимости от проводимых опытов холостого
Проделать опыты холостого хода и короткого замыкания: построить
По данным круговой диаграммы построить рабочие характеристики
В зависимости от проводимых опытов холостого хода или короткого
замыкания переключатель П2 ставят в положение “хх” или “кз” с тем чтобы
включить трансформатор тока 5 в токовые цепи измерительных приборов при
Включатель “В” при пуске замыкают тем самым шунтируя амперметр и
токовую цепь ваттметра.
Для маркировки выводов обмотки статора используют вольтметр 2 и
лампочку 3. Для измерения сопротивления обмотки статора используют
измерительные приборы 2 добавочное сопротивление Rд и сеть постоянного
тока от которой питание подается с помощью магнитного пускателя
включаемого кнопкой управления 1.
Для проведения опыта короткого замыкания используют тормозной
электромагнит 10 обмотка которого включается в сеть с помощью кнопки
В правом верхнем углу расположено сигнальное табло 6 указывающее
на то что на пульт подано напряжение.
Таблицы данных измерений и расчетов
Опыт холостого хода:
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] Примечание
0 042 30 034 70 [pic]
Опыт короткого замыкания
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] Примечание:
0 12 125 047 517 868 [pic]
Построение круговой диаграммы и рабочих характеристик двигателя:
Параметры двигателя при холостом ходе и [pic]:
Фазные электрические величины нагретой машины при холостом ходе:
Измененные параметры холодной машины (при температуре [pic]) и при
испытательном напряжении [pic] в режиме короткого замыкания Ом:
Параметры и фазные электрические величины нагретой машины при
номинальном напряжении в режиме короткого замыкания:
[pic]- число фаз обмоток статора
Проводим перпендикуляр из точки D на ось абсцисс и получаем точку Е
Расчет рабочих характеристик асинхронного двигателя:
Данные для построения рабочих характеристик определяют для шести точек
на окружности токов:
- соответствует точке холостого хода (точка Н)
4 - равномерно распределенные по дуге HD
– соответствует номинальному режиму(точка D)
– соответствует работе двигателя с наибольшей перегрузкой (она
находитьсяот точки D на том же расстоянии как точки 234 между
Определение подведенной полезной и электромагнитной мощности.
Подведенная к асинхронному двигателю активная мощность:
Подведенная активная мощность в номинальном режиме:
Линия НС – линия полезной мощности (Р2=0)
Линия НВ – линия электромагнитной мощности (РЭМ=0).
Электромагнитная мощность:
Определение скольжения и частоты скольжения ротора.
Строим касательную HG к окружности токов из точки Н. Из произвольной
точки Q проводим прямую параллельную линии электромагнитной мощности до
пересечения с линией полезной мощности в точке R. Отрезок QR представляет
шкалу скольжения в режиме двигателя [pic]
В точке D скольжение определяется:
этому скольжению соответствует частота вращения ротора:
Определение моментов
Электромагнитный момент:
Величина полезного момента на валу двигателя:
Для определения максимального момента развиваемого двигателем из точки О1
проводим линию перпендикулярную линии электромагнитной мощности и
продолжают ее до пересечения с окружностью токов в точке F. Из точки F
опускаем перпендикуляр Fq на диаметр НА окружности токов. Отрезок FL
пропорционален максимальному моменту
перегрузочная способность двигателя (кратность максимального момента):
Определение коэффициента мощности
Данные для построения рабочих характеристик:
nn [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] s n Примечание A Вт
Вт Нм - - - [pic] [pic] 1 043 3772 0 0 0 0375 0 3000
График зависимости [pic]
Вывод: : При P2 = 0 существует ток Х.Х. (I0). При постоянном напряжении
т. к. ток участвует в создании P2 и переменных потерь то с ростом P2 он
растет быстрее чем по прямой пропорциональной зависимости.
Вывод: Так как с ростом P2 обороты двигателя уменьшаются то М2 [pic]
Вывод[pic] [pic] [pic]- коэффициент мощности.
При Р2 = 0 существует коэффициент мощности ХХ. В области от 0 до [pic]
когда подведенная активная мощность Р1 преобладает над подведенной
реактивной Q1. С ростом Р2 [pic] растет. В [pic] влияние Р1 и Q1 на
коэффициент мощности одинаково и [pic] максимальный. В области справа от
[pic] из-за роста скольжения растет реактивная мощность Q1 и поэтому
коэффициент мощности с ростом Р2 падает.
Формула для определения коэффициента мощности [pic]
Вывод: : [pic][pic][pic]
В области от 0 до [pic] когда постоянные потери меньше переменных потерь
с ростом [pic]растет. В [pic] постоянные потери равны переменным
[pic]максимально. В области с права от [pic] когда постоянные потери меньше
переменных потерь. С ростом [pic] КПД уменьшается. При [pic].
т. к. с ростом Р2 растет нагрузка на роторе двигателя. Ротор
притормаживается и обороты уменьшаются.
Лабораторная 2 АД.docx
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Национальный исследовательский Томский Политехнический Университет.
Отчёт по лабораторной работе №1
«Исследование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором».
Совместно со студентами:
Отчёт принял преподаватель:
Изучить устройство и принцип действия Асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Получить практические навыки по определению и маркировке выводов трехфазной обмотки статора машины переменного тока.
Получить практические навыки по проведению и опытов холостого хода и короткого замыкания.
Изучить пусковые рабочие свойства асинхронного двигателя.
Электрическая схема для испытаний асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в режимах холостого хода и короткого замыкания.
Измерение активного сопротивления фазы обмотки статора.
Измерение сопротивления фазы обмотки статора произволится при неподвижном роторе с помощью цифрового омметра встроенного в стенд.
При дальнейших расчётах и построении круговой диаграммы используют сопротивление фазы приведённое к расчётной температуре :
Опыт холостого хода.
Схема включения двигателя для проведения опыта представлена на рис 1. С помощью приборов измеряют следующие величины: ток холостого хода мощность потерь холостого хода и напряжение .
Коэффициент мощности при холостом ходе определяют по формуле:
Опыт короткого замыкания
Опыт короткого замыкания проводят при заторможенном роторе и питании обмотки статора номинальным напряжением . Опыт проводят по схеме рис 1. при нажатой кнопке “КЗ”.
Коэффициент мощности при коротком замыкании:
Активное сопротивление короткого замыкания:
Построение круговой диаграммы и рабочих характеристик двигателя:
Измеренные параметры двигателя при холостом ходе и температуре
Параметры холостого хода при температуре :
Фазные электрические величины нагретой машины при холостом ходе:
Измеренные параметры холодной машины и при испытательном напряжении в режиме короткого замыкания:
Параметры и фазные электрические величины нагретой машины при номинальном напряжении в режиме короткого замыкания:
Масштаб мощности: - число фаз обмотки статора
мм – расстояние от точки соответствующей работе двигателя на холостом ходу до оси абсцисс;
мм -начало координат;
мм – расстояние от точки соответствующей коротко замкнутому режиму работы двигателя до оси абсуисс;
является серединным перпендикуляром к принадлежит отрезку проведённому под углом к оси абсцисс;
Точка является центром окружности токов с радиусом следовательно мм - диаметр окружности токов;
Для определения точки скольжения необходимо знать угол :
проводим прямую под углом по отношению к диаметру окружности токов. Точка соответствовать скольжению . Прямая проходит через точки в которых магнитная мощность и моменты равны нулю.
Определение из круговой диаграммы величин характеризующих работу асинхронного двигателя:
мм точка на окружности соответствует номинальному режиму работы.
Треугольник - треугольник токов.
является перпендикуляром к оси абсцисс соответственно треугольник показывает активную и реактивную составляющие номинального тока.
Расчет рабочих характеристик асинхронного двигателя:
Для расчета рабочих точек необходимо определить 5 точек на одинаковом расстоянии между точками и и шестую точку характеризующую работу двигателя с перегрузкой.
Согласно построенной диаграмме на странице 7 строим рабочие характеристики:
P1 P2 – подведённая и активная мощности
M2 – полезный момент на валу
-коэффициент мощности
Построение рабочих характеристик:
Зависимости строятся как функции от полезной мощности.
А д.doc
Определить маркировку зажимов обмотки статора.
Запустить двигатель и изменить направления его вращения.
Определить сопротивление обмотки статора r1.
Проделать опыты холостого хода и короткого замыкания: построить круговую
По данным круговой диаграммы построить рабочие характеристики двигателя.
В результате анализа полученных характеристик сделать основные выводы.
Описание лабораторные установки.
Асинхронный двигатель состоит из двух основных узлов: неподвижной части
– статора и вращающейся части – короткозамкнутого ротора.
Выводы обмотки статора показаны на передней панели. При неизвестной
маркировке выводов питание в обмотку подается от сети переменного тока с
помощью магнитного пускателя включаемого кнопкой управления 7. При этом
переключатель П1 остается в положении 1. При опытах холостого хода и
короткого замыкания переключатель П1 переводят в положение 2 при котором в
систему включаются измерительные приборы 4 а обмотку статора присоединяют
В зависимости от проводимых опытов холостого хода или короткого
замыкания переключатель П2 ставят в положение “хх” или “кз” с тем чтобы
включить трансформатор тока 5 в токовые цепи измерительных приборов при
Включатель “В” при пуске замыкают тем самым шунтируя амперметр и
токовую цепь ваттметра.
Для маркировки выводов обмотки статора используют вольтметр 2 и
лампочку 3. Для измерения сопротивления обмотки статора используют
измерительные приборы 2 добавочное сопротивление Rд и сеть постоянного
тока от которой питание подается с помощью магнитного пускателя
включаемого кнопкой управления 1.
Для проведения опыта короткого замыкания используют тормозной
электромагнит 10 обмотка которого включается в сеть с помощью кнопки
В правом верхнем углу расположено сигнальное табло 6 указывающее
на то что на пульт подано напряжение.
Таблицы данных измерений и расчетов
Cos(0 = P0 U1н I0 = 79 220* 0345 = 0104
Опыт короткого замыкания
U1k I1k Pk cosφk φk rk
Cos(к = Pk U1k* I1k = 45 220* 1 = 0204
rk = Pk I1k2 = 45 1 = 45 Oм
rk75 = (235+75 235+t) * rk = (235+75 235+24)*45 = 5386 Ом
Построение круговой диаграммы и рабочих характеристик.
Выбирем масштаб тока mi = 0005 (Амм) и расчитываем масштаб мощности
mp = m1* U1н* mi = 3* 220* 0005 = 33 (Втмм)
U1Н – номинальное напряжение;
P0 mp = 3* 79 33 = 718 (мм)
OH = I0 mi = 0345 0005 = 69 (мм)
OC = I1k mi = 1 0005 = 200 (мм)
rk75 r2’75 = CE1 CB1
r2’= rk75 – r175 = 5314 – 7829 = 2515 (Ом)
СЕ1 = 5314* СВ1 2515 = 211* СВ1
СВ1 = СЕ1 211 = 48 211 = 2275 (мм)
OD = I1н mi = 056 0005 = 112 (мм)
I’2н = HD* mi = 60* 0005 = 03 (A)
I1a = DE* mi = 031 (A)
I1p = OE* mi = 0475 (A)
P1 = m1*U1*I1*cos(1 = mi*I1a*U1k = 3*220*031 = 2046 (Вт)
P2 = CD*mp = 1518 (Вт)
Рэм = bD*mp = 50*33 = 165 (Вт)
S = QR-1*QS = 28 370 = 0076
M = Pэм (1 н*м где (1 = (1 p = 2(f1 p = 2*314*50 6 = 5233 (c-
mм = mp*p (1 = 33*6 314 = 0063 (н*ммм)
M = 50*0063 = 315 н*м = Мн
( = (1*(1-s) = (1 p* (1- s) = 314 6 (1 – 0076) = 48356 (c-1)
M2 = CD*mм = 61* 0063 = 3843 (н*м)
( = P2 P1 = CD ED = 46 61 = 075
Cos(1 = og of = og oh = 70 128 = 054
n = n1* (1- s) = 465* (1- 0076) = 42966
Данные для построения рабочих характеристик двигателя.
I1 P1 P2 M2 ( cos( S n Прим.
А Вт Вт н*м - - - обмин
95 627 0 0 0 0107 0 463 I0=0.345
1 726 396 078 0548 0262 002 455 I1k=1A
45 1155 759 146 0657 0423 004 446 I1н=0.56
95 1584 1056 202 0667 0464 006 438 2p=12
Зависимость I1 = f(P2). При P2 равном нулю возникает ток холостого хода
I0. Так как ток участвует в возникновении P2 и переменных потерь то при
постоянном напряжении с ростом P2 ток растет быстрее чем по прямой
пропорциональной зависимости.
Зависимость М = f(P2). Т.к. у асинхронного двигателя ( ( const то
реальная характеристика отличается от линейной.
Зависимость М = f(P2). Область от 0 до максимума функции: преобладающее
влияние на коэффициент мощности cosφ оказывает мощность P1 поэтому с
ростом P2 коэффициент мощности растет. В точке максимума функции влияние
на cosφ P1 реактивную мощность одинаково поэтому коэффициент мощности
максимальный. Область справа от точки максимума функции: преобладающее
влияние на коэффициент мощности оказывает реактивная мощность
следовательно с ростом P2 cosφ уменьшается. Значительный рост реактивной
мощности в области справа от максимума функции обусловлен ростом
индуктивного сопротивления.
Зависимость ( = f(P2). Эта зависимость достигает максимума при нагрузке
когда постоянные и переменные потери в двигателе будут равны.
Зависимость n = f(P2). С ростом P2 нагрузка на ротор двигателя
увеличивается при этом ротор притормаживается и его скорость
уменьшается то есть уменьшается частота вращения ротора двигателя.
Список используемой литературы:
А.И. Вольдек – Электрические машины. Учебник для студентов высших
технических учебных заведений. Изд. 2 – е перераб. и доп. Л.
“Энергия” 1974. 840 с . с ил.
В.М. Игнатович Ш.С.Ройз – Электрические машины и трансформаторы.
Учебное пособие. – Томск: Изд. ТПУ 1999. – 147 с.
А.И. Верхотуров – Руководство к лабораторным работам по электрическим
Министерство образования Российской Федерации
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
1300- электротехника электромеханика и электротехнологии
Отчёт по лабораторной работе
Исследование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
EMA2LAB.docx
Получить практические навыки по определению и маркировке выводов трехфазной обмотки статора машины переменного тока.
Получить практические навыки по проведению опытов холостого хода и короткого замыкания.
Изучить пусковые рабочие свойства асинхронного двигателя.
Рис.1 Электрическая схема для испытания асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в режиме холостого хода и короткого замыкания.
Таблица №2 Опыт холостого хода
Таблица №3 Опыт короткого замыкания
rк75 С =90*(235 + 75) (235 + 0) = 1073 (Ом);
Построение круговой диаграммы и рабочих характеристик двигателя.
Данные для построения круговой диаграммы измеренные параметры двигателя при холостом ходе и температуре 25°С Ом:
Параметры холостого хода при температуре 75°C
Фазные электрические величины нагретой машины при холостом ходе
Измеренные параметры холодной машины (при температуре 0) и при испытательном напряжении в режиме короткого замыкания Ом
Параметры и фазные электрические величины нагретой машины при номинальном напряжении при режиме короткого замыкания.
Определение с круговой диаграммы величин характеризующих работу АД для точки 5.
Максимальный момент
Кратность максимального момента
Построение рабочих характеристик.(Для всех характеристик U1 f1 постоянны)
Вывод: Так как с ротором P2 обороты уменьшаются то M2 растет быстрее чем по прямой пропорциональной зависимости.
Вывод: При P2=0 существует ток холостого хода I0. Так как при постоянном напряжении ток идет на создание как полезной мощности так и переменных потерь то с ростом P2 он увеличивается быстрей чем по прямопропорциональной зависимости.
Вывод: При P2=0 существует коэффициент мощности холостого хода cosφ0. В области от 0 до точки а преобладающее влияние на коэффициент мощности оказывает Р1. поэтому с ростом P2 коэффициент мощности растет. В точке а влияние мощностей P1 и Q1 одинаково коэффициент мощности максимальный. В области справа от точки а из-за роста индуктивного сопротивления рассеивания обмотки ротора растет скольжение и реактивная мощность Q1 поэтому с ростом Р2 коэфф. мощности уменьшается.
Вывод: В области от 0 до Р2=68Вт когда постоянные потери больше чем переменные с ростом Р2 растет. В точке Р2=68Вт =max. Когда постоянные потери становятся меньше переменных с ростом Р2 уменьшается.
Вывод: Так как с ростам P2 растет нагрузка на двигатель ротор притормаживается и его обороты уменьшаются.
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Направление - Электромеханика
Исследование асинхронного двигателя с
короткозамкнутым ротором
Отчет по лабораторной работе №2.
ЭМА хар-ки синх.генератора (лаб) (2).doc
Томский политехнический университет
Факультет Автоматики и Электромеханики
Направление: 551300 «Электротехника электромеханика и электротехнологии»
на тему «Исследование характеристик
трёхфазного синхронного генератора»
Изучить принцип действия и устройство трехфазного синхронного генератора
приобрести практические навыки при получении опытных данных и построении
рабочих характеристик синхронных генераторов получить экспериментальное
подтверждение теоретическим сведениям о синхронном генераторе построить
Изучить принцип действия и конструкцию генератора постоянного тока;
повторить теоретический материал: реакция якоря характеристики
генераторов постоянного тока.
Подготовить заготовку отчета по лабораторной работе в которой
изложить принцип действия генератора дать описание конструкции машины
постоянного тока с соответствующими эскизами привести электрическую
схему установки и таблицы необходимые для выполнения программы
Экспериментальные исследования
Ознакомиться с лабораторным стендом произвести пробный пуск
генератора; проверить возможности регулирования напряжения и нагрузки
генератора. Записать паспортные данные исследуемого генератора.
Получить характеристики генератора параллельного возбуждения: а)
внешнюю б) регулировочную в) нагрузочную.
Обработка экспериментальных данных.
Построить полную и расчетную характеристики холостого хода.
Определить коэффициент насыщения и выразить в процентах величину
Построить внешнюю характеристику генератора. Определить по ним
процентное изменение напряжения ΔU
Построить регулировочную характеристику генератора. Определить по ним
процентное изменение тока возбуждения ΔIв.
Расчетно-графическая часть.
По расчетной ХХХ и характеристическому треугольнику полученному для
номинальной нагрузки построить внешнюю характеристику.
Построить нагрузочную характеристику генератора параллельного
Анализ экспериментальных данных.
Рис. 1. Электрическая схема лабораторной установки для исследования
синхронного генератора
Характеристика холостого хода
№№ E If If+ΔIf Примечание
140 075 065 Eос=0 В
Рис. 2. Характеристики Х.Х. E=f(If)
Нагрузочная характеристика
Нагрузочная характеристика U=f(If)
Внешние характеристики
№№ Индуктивная нагрузка cosφ =Активная нагрузка cosφПримечание
127 0 125 015 Нисходящая
Рис. 4. Внешние характеристики U=f(I)
Регулировочная характеристика
№№ cosφ = 1 cosφ = 0 Примечание
0 065 0 065 U=Uн=127 В
ΔIf1% =[pic] [pic] = [pic]
Рис. 5. Регулировочная характеристика If=f(I)
Характеристики короткого замыкания
-х фазное 2-х фазное 1 фазное Примечание
Iк3 If Iк2 If Iк1 If
03 015 03 01 03 005 Iн=1 А
Рис. 6. Характеристики короткого замыкания Iк=f(If)
Вывод: В ходе проделанной работы был изучен принцип работы синхронных
генераторов их конструкция а также проведены исследования синхронного
генератора в результате которых получены графики: характеристики холостого
хода и короткого замыкания внешний характеристики и регулировочной
Характеристика холостого хода:
Очевидно что в режиме Х.Х U=E. Если характеристики Х.Х различных
синхронных генераторов изобразить в относительных единицах то эти
характеристики будут мало отличаться друг от друга. Поэтому при расчетах
различных режимов работы энергетических систем в которых работает много
генераторов для упрощения расчетов принимается что Х.Х. всех
турбогенераторов а также гидрогенераторов выраженные в относительных
единицах одинаковы и соответствуют некоторым средним данным реальных
характеристик генераторов.
Характеристика короткого замыкания:
Если пренебречь весьма незначительным активным сопротивлением якоря (ra=0)
то сопротивление якоря в режиме короткого замыкания будет чисто
индуктивным. Поэтому φ=90 Id=I Iq=0 E=jxdI.
При коротком замыкании реакция якоря является чисто размагничивающей
Э.Д.С. от результирующего потока воздушного зазора равная
весьма мала вследствие чего и поток Ф мал. Поэтому при К.З. магнитная цепь
не насыщена и характеристика К.З. I=f(If) прямолинейна.
Внешняя характеристика:
вид внешней характеристики синхронного генератора объясняется характером
действия реакции якоря. При отстающем токе существует значительная
продольная размагничивающая реакция якоря которая растет с увеличением
тока нагрузки и поэтому U c увеличением I уменьшается. При чисто активной
нагрузке также уменьшается продольная размагничивающая реакция якоря но
угол между E и I меньше чем в предыдущем случае поэтому продольная
размагничивающая реакция якоря слабее и уменьшение U с увеличением I
происходит медленнее.
Регулировочная характеристика:
Вид регулировочных характеристик также объясняется характером действия
реакции якоря. При отсутствующем токе продольная реакция якоря является
размагничивающей и для компенсации ее влияния на величины Ф и U с
увеличением I необходимо значительно увеличивать ток возбуждения if. При
опережающем токе продольная реакция якоря стремиться увеличивать Ф и U
вследствие чего сохранения U необходимо с увеличением I уменьшать If.
Нагрузочная характеристика:
Из числа разнообразных нагрузочных характеристик наибольший практический
интерес имеет так называемая индукционная нагрузочная характеристика
которая соответствует чисто индуктивной нагрузке когда cos φ=0.
Она снимается при номинальном токе. В режиме индукционной нагрузки
существует чисто продольная размагничивающая реакция якоря. Поэтому
индукционная характеристика идет ниже характеристики Х.Х.
Список использованной литературы
Электрические машины. М.-Л. Издательство «Энергия» 1966
Костенко М. П.Плотровский Л. М.
Электрические машины. В 2-х ч. 1-Машины постоянного тока. Трансформаторы.
Учебник для студентов высш. техн. учеб. заведений. Изд. 3-е перераб. Л.:
Машины постоянного тока: Метод. указ. по выполн. лабораторных работ по
курсу “Электрические машины” для студентов электротехнических
специальностей ТПУ всех форм обучения.-Томск: Изд. ТПУ 1998.-56 с.
Электрические машины. Учеб. пособие для вузов.-М.: Энергоатомиздат 1990
Несимметр. раб. 3фаз.тр-ра..doc
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
1300- электротехника электромеханика и электротехнологии
Отчёт по лабораторной работе
«Испытание трёхфазного двухобмоточного трансформатора при несимметричной
Схема электрической цепи.
Таблица полученных данных.
Внешние характеристики трансформаторов.
Список используемой литературы.
Ознакомиться с лабораторной установкой.
Испытать трёхфазный двухобмоточный трансформатор со стержневой и
групповой магнитной системами при несимметричной нагрузке
при соединении обмоток 0
при соединении обмоток Δ0.
Построить векторные диаграммы которые демонстрируют влияние схемы
соединения обмоток на искажение напряжений второй обмотки.
Сделать основные выводы по выполненной работе.
Несимметричная нагрузка фаз трансформатора возможна в следующих
при неравномерном распределении однофазных приёмников нагрузки
при аварийных режимах возникающих при 1-фазных и 2-фазных коротких
при обрыве одной из фаз линии электропередачи.
Возникающая при этом несимметрия вторичных напряжений
трансформатора неблагоприятно отражается как на потребителях так и на
самом трансформаторе. У двигателей переменного тока снижается допустимая
мощность нагрузки; у ламп накаливания при питании их пониженным
напряжением существенно уменьшается сила света а при питании повышенным
напряжением резко уменьшается срок службы. У трансформатора при
несимметричной нагрузке происходит перегрузка отдельных его фаз
чрезмерное повышение фазных напряжений и насыщение магнитной системы.
Схемы электрических цепей
Результаты опытов внесём в таблицу 1.
обмоток Примечание 1 110 110 110 65 65 65
СТЕРЖНЕВАЯ 0 IC2=0 2 107 112 108 45 82 62 IC2=27 A 3
6 187 185 110 110 110 Δ0 IC2=0 4 176 185 182 113
2 105 IC2=4 A 5 110 110 110 57 57 57
ГРУППОВАЯ 0 IC2=0 6 105 112 107 50 75 64 IC2=3 A
174 176 175 103 102 105 Δ0 IC2=0 8 169 175 175
Построим векторные диаграммы:
Верхотуров А.И. Трансформаторы. Методические указания к выполнению
лабораторных работ по курсу «Электрические машины» для студентов
электротехнических специальностей ТПУ всех форм обучения.
Костенко М.П. Пиотровский Л.М. «Электрические машины». В 2-х ч.
Ч.1-Машины постоянного тока. Трансформаторы. Учебник студентов высш.
Техн. Учеб. Заведений.
таблица.docx
Результаты вычислений
Исследование двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.doc
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
“НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”
Лабораторная работа № 5.
Исследование двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.
Совместно со студентами:
Цель работы: Приобрести навыки при опытном исследовании двигателя для
получения его основных характеристик получить экспериментальное
подтверждения теоретическим сведениям о свойствах двигателей параллельного
Рис.1 Электрическая схема установки.
Рабочие и механические характеристики.
Опыт Расчет Примечание
Двигатель Генератор Генератор Двигатель
Регулировочные характеристики (рис. 5 6):
а) [pic] при [pic] М=const.
[pic] А n обмин Примечание
б) [pic] при [pic] n=nн.
[pic] А [pic] А Примечание
Ас.двиг.с фазным рот(лб).docx
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
“НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”
Лабораторная работа № 6
Исследование асинхронного двигателя с фазным ротором.
Совместно со студентами
Провести исследования асинхронного двигателя с фазным ротором в
режиме холостого хода и при изменении нагрузки.
Ознакомиться с лабораторной установкой для исследования двигателя.
Произвести пуск асинхронной машины с фазным ротором в режиме двигателя.
Провести опыт холостого хода двигателя с целью:
- получения характеристик холостого хода;
- определения коэффициента насыщения магнитной цепи;
- разделения потерь холостого хода.
Исследовать работу двигателя при изменении нагрузки для построения рабочих характеристик при номинальных значениях напряжения и частоты.
По результатам проведенных исследований сделать основные выводы.
Рис. 1. Схема лабораторной установки.
- асинхронный двигатель с фазным ротором;
- нагрузка (балансирная машина);
Результаты исследования
Таблица 1 Опыт холостого хода
Изменяя момент валу двигателя повторяем опыт и заносим результаты в таблицу 2.
По данным таблиц 1 2 строим рабочие характеристики асинхронного двигателя:
Рис. 2. Зависимость потребляемой мощности от полезной.
Рис. 3. Зависимость скольжения от полезной мощности
Рис. 4. Зависимость коэффициента мощности от полезной мощности
Рисунок 5. Зависимость К.П.Д. от полезной мощности
Рисунок 6. Зависимость частоты вращения ротора от полезной мощности.
Рисунок 7. Зависимость момента вала от полезной мощности.
Рисунок 8. Зависимость I1 от полезной мощности.
Исследование двигателя постоянного тока последовательного возбуждения.doc
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Лабораторная работа №1
«Исследование двигателя постоянного тока последовательного возбуждения»
Цель работы: изучить принцип действия двигателя постоянного тока
последовательного возбуждения приобрести практические навыки испытания и
построения его характеристик получить экспериментальное подтверждение
теоретическим сведениям о двигателе.
Осуществить пуск двигателя.
Получить экспериментальные данные для расчета и построения рабочих
Получить экспериментальные данные для расчета и построения
механических характеристик при различных значениях подводимого
получить скоростные характеристики двигателя:
при шунтировании обмотки якоря
при шунтировании обмотки возбуждения.
Получить регулировочную характеристику двигателя
обеспечивающую неизменную частоту вращения при изменении
нагрузки за счет регулирования подводимого напряжения.
Схема лабораторной установки
Данные опыта Данные расчета
Двигатель Генератор Генератор Двигатель
[pic]n [pic][pic][pic]Вт[pic] [pic][pic][pic][pic]Нм
A обм B А [pic] Вт Вт
3.9 850 110 2.7 297 0.8 429 371.2 0.86 4.16 110В
3 850 90 2.2 250 0.76 270 190 0.7 2.13 88В
3.5 1200 120 2.8 308 0.82 455 252 0.56 2 132В
Таблица 2 Скоростные характеристики
[pic] А [pic] А [pic]А n обмин примечание
3 0 3 1100 [pic]= [pic]
28 0 28 1200 [pic]=0
29 095 385 1150 Шунтирование
3 095 395 1100 обмотки якоря
215 095 41 1050 [pic]= [pic] - [pic]
Таблица 3 Регулировочные характеристики
[pic] A [pic]B примечание
Полезная электрическая мощность генератора
P2г=U*I=110*2.7=297 Вт
По значениям находим КПД генератора (2 с.28)
Полезная мощность на валу двигателя
Р2г=Р2г(=29708=3712 Вт ;
Полезный момент нагрузки на валу
М=(955*Р)п =955*3712850=416 ;
Рисунок 2 Зависимость частоты вращения Рисунок 3 Зависимость
полезной мощности на
валу двигателя от тока якоря
Рисунок 4 Зависимость КПД двигателя Рисунок 5
Зависимость полезного момента от
тока якоря [pic][pic]
Рисунок 6 Регулировочная характеристика Рисунок 7 Скоростная
Программа работы . .3
Результаты исследования . .. .4
Рабочие характеристики .. ..6
АД с КЗ.doc
В А Вт - град P2H=120 Вт
опыт короткого замыкания
U1К I1К PК cos(1К (1К rK Примечания
В А Вт - град Ом P2H=120 Вт
АД с КЗ ротором1.docx
Асинхроник с короткозамкнутым ротором готова (3).doc
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования РФ
Томский политехнический университет.
Лабораторная работа №1
«Исследование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором»
студент группы Э7А40
Ознакомиться с лабораторной установкой.
Определить маркировку зажимов обмотки статора.
Запустить двигатель и изменить направления его вращения.
Определить сопротивление обмотки статора r1.
Проделать опыты холостого хода и короткого замыкания: построить круговую
По данным круговой диаграммы построить рабочие характеристики двигателя.
В результате анализа полученных характеристик сделать основные выводы.
Описание лабораторные установки.
Асинхронный двигатель состоит из двух основных узлов: неподвижной части
– статора и вращающейся части – короткозамкнутого ротора.
Выводы обмотки статора показаны на передней панели. При неизвестной
маркировке выводов питание в обмотку подается от сети переменного тока с
помощью магнитного пускателя включаемого кнопкой управления 7. При этом
переключатель П1 остается в положении 1. При опытах холостого хода и
короткого замыкания переключатель П1 переводят в положение 2 при котором в
систему включаются измерительные приборы 4 а обмотку статора присоединяют
В зависимости от проводимых опытов холостого
Проделать опыты холостого хода и короткого замыкания: построить
По данным круговой диаграммы построить рабочие характеристики
В зависимости от проводимых опытов холостого хода или короткого
замыкания переключатель П2 ставят в положение “хх” или “кз” с тем чтобы
включить трансформатор тока 5 в токовые цепи измерительных приборов при
Включатель “В” при пуске замыкают тем самым шунтируя амперметр и
токовую цепь ваттметра.
Для маркировки выводов обмотки статора используют вольтметр 2 и
лампочку 3. Для измерения сопротивления обмотки статора используют
измерительные приборы 2 добавочное сопротивление Rд и сеть постоянного
тока от которой питание подается с помощью магнитного пускателя
включаемого кнопкой управления 1.
Для проведения опыта короткого замыкания используют тормозной
электромагнит 10 обмотка которого включается в сеть с помощью кнопки
В правом верхнем углу расположено сигнальное табло 6 указывающее
на то что на пульт подано напряжение.
Таблицы данных измерений и расчетов
Опыт холостого хода:
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] Примечание
0 042 30 034 70 [pic]
Опыт короткого замыкания
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] Примечание:
0 12 125 047 517 868 [pic]
Построение круговой диаграммы и рабочих характеристик двигателя:
Параметры двигателя при холостом ходе и [pic]:
Фазные электрические величины нагретой машины при холостом ходе:
Измененные параметры холодной машины (при температуре [pic]) и при
испытательном напряжении [pic] в режиме короткого замыкания Ом:
Параметры и фазные электрические величины нагретой машины при
номинальном напряжении в режиме короткого замыкания:
[pic]- число фаз обмоток статора
Проводим перпендикуляр из точки D на ось абсцисс и получаем точку Е
Расчет рабочих характеристик асинхронного двигателя:
Данные для построения рабочих характеристик определяют для шести точек
на окружности токов:
- соответствует точке холостого хода (точка Н)
4 - равномерно распределенные по дуге HD
– соответствует номинальному режиму(точка D)
– соответствует работе двигателя с наибольшей перегрузкой (она
находитьсяот точки D на том же расстоянии как точки 234 между
Определение подведенной полезной и электромагнитной мощности.
Подведенная к асинхронному двигателю активная мощность:
Подведенная активная мощность в номинальном режиме:
Линия НС – линия полезной мощности (Р2=0)
Линия НВ – линия электромагнитной мощности (РЭМ=0).
Электромагнитная мощность:
Определение скольжения и частоты скольжения ротора.
Строим касательную HG к окружности токов из точки Н. Из произвольной
точки Q проводим прямую параллельную линии электромагнитной мощности до
пересечения с линией полезной мощности в точке R. Отрезок QR представляет
шкалу скольжения в режиме двигателя [pic]
В точке D скольжение определяется:
этому скольжению соответствует частота вращения ротора:
Определение моментов
Электромагнитный момент:
Величина полезного момента на валу двигателя:
Для определения максимального момента развиваемого двигателем из точки О1
проводим линию перпендикулярную линии электромагнитной мощности и
продолжают ее до пересечения с окружностью токов в точке F. Из точки F
опускаем перпендикуляр Fq на диаметр НА окружности токов. Отрезок FL
пропорционален максимальному моменту
перегрузочная способность двигателя (кратность максимального момента):
Определение коэффициента мощности
Данные для построения рабочих характеристик:
nn [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] s n Примечание A Вт
Вт Нм - - - [pic] [pic] 1 043 3772 0 0 0 0375 0 3000
График зависимости [pic]
Вывод: : При P2 = 0 существует ток Х.Х. (I0). При постоянном напряжении
т. к. ток участвует в создании P2 и переменных потерь то с ростом P2 он
растет быстрее чем по прямой пропорциональной зависимости.
Вывод: Так как с ростом P2 обороты двигателя уменьшаются то М2 [pic]
Вывод[pic] [pic] [pic]- коэффициент мощности.
При Р2 = 0 существует коэффициент мощности ХХ. В области от 0 до [pic]
когда подведенная активная мощность Р1 преобладает над подведенной
реактивной Q1. С ростом Р2 [pic] растет. В [pic] влияние Р1 и Q1 на
коэффициент мощности одинаково и [pic] максимальный. В области справа от
[pic] из-за роста скольжения растет реактивная мощность Q1 и поэтому
коэффициент мощности с ростом Р2 падает.
Формула для определения коэффициента мощности [pic]
Вывод: : [pic][pic][pic]
В области от 0 до [pic] когда постоянные потери меньше переменных потерь
с ростом [pic]растет. В [pic] постоянные потери равны переменным
[pic]максимально. В области с права от [pic] когда постоянные потери меньше
переменных потерь. С ростом [pic] КПД уменьшается. При [pic].
т. к. с ростом Р2 растет нагрузка на роторе двигателя. Ротор
притормаживается и обороты уменьшаются.
отчет2010.docx
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
“НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”
Отчет по лабораторной работе №4
«ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЁХФАЗНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА»
Совместно со студентами
Цель работы: Приобрести практические навыки при экспериментальном определении и построении характеристик; получить экспериментальное подтверждение теоретическим сведениям о синхронных генераторах.
Исследование характеристик трехфазного синхронного генератора будет производится по схеме представленной на рисунке 1.
М – асинхронный двигатель.
F-F – клеммы обмотки возбуждения.
VD1..4 – выпрямительный мост
Характеристика холостого хода
Таблица 1 – Характеристика холостого хода
Из графика находим ΔIf=003 А.
Рис. 2. Характеристики холостого хода E=f(If).
Нагрузочная характеристика
Таблица 2 – Нагрузочная характеристика
Рис. 3. Нагрузочная характеристика U=f(If).
Внешние характеристики
Таблица 3 – Внешняя характеристика при реактивной нагрузке
При увеличении нагрузки
При уменьшении нагрузки
Повышение напряжения на клеммах обмотки якоря генератора при уменьшении тока нагрузки от номинального тока до нуля при различном характере нагрузки
где U0 – напряжение генератора работающего в режиме холостого хода при .
Рис. 4. Внешняя характеристика при реактивной нагрузке U=f(I).
Таблица 3 – Внешняя характеристика при активной нагрузке
Рис. 5. Внешняя характеристика при активной нагрузке U=f(I).
Регулировочная характеристика
Таблица 4 – Регулировочная характеристика реактивной нагрузки
По регулировочной характеристике определяется процентное увеличение тока возбуждения генератора необходимое для поддержания неизменным напряжения на клеммах обмотки якоря при переходе от холостого хода к номинальной нагрузке
где - ток возбуждения генератора при номинальном токе якоря и U=; - ток возбуждения генератора на холостом ходу и Е=.
Рис. 6. Регулировочная характеристика реактивной нагрузки If=f(I).
Характеристики короткого замыкания
Таблица 5 – Характеристики короткого замыкания
Рис. 7. Характеристики короткого замыкания Iк=f(If).
ИССЛЕД ХАР-К ТРЕХФ СИН ГЕН-РА (2).doc
Томский политехнический университет
Факультет: автоматики и электромеханики
Специальность: электромеханика
Кафедра: электрических машин и аппаратов
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕХФАЗНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
Цель работы Приобрести практические навыки при экспериментальном
определении и построении характеристик; получить экспериментальное
подтверждение теоретическим сведениям о синхронных генераторах.
Рис. 1. Схема для снятия характеристик синхронного генератора
Характеристика холостого хода
Характеристики холостого хода
№ пп Е [pic] ([pic]) Примечание
Рис.2 Характеристики холостого хода
Нагрузочная характеристика
№ пп U [pic] Примечание
Внешние характеристики
При увеличении При уменьшении
NN нагрузки нагрузки Примечание
80 1 144 075 А;[pic]
70 112 150 06 [pic] %
[pic]=(165-127)127=30%
где U0 – напряжение генератора работающего в режиме холостого хода при
Регулировочные характеристики.
Регулировочные характеристики
[pic] %=(0.96-0.67)0.67*100%=43%
где [pic]- ток возбуждения генератора при номинальном токе якоря и
U=[p [pic] - ток возбуждения генератора на холостом ходу и
Характеристики короткого замыкания
-х фазное 2-х фазное 1 - фазное
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic]
1 0.32 1 0.21 1 0.15 [pic][pic] А
Титул №1 (2).doc
Государственное учреждение высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Лабораторная работа №1
Исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения
Ивченко П.В. совместно с
Титул №3.doc
Государственное учреждение высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Лабораторная работа №3
Исследование двигателя постоянного тока последовательного возбуждения
Ивченко П.В. совместно с
Двигатель пост тока парал возб123124.doc
Государственное образовательное учреждение
профессионального высшего образования РФ
Томский политехнический университет.
Лабораторная работа №3
«Исследование двигателя постоянного тока
параллельного возбуждения».
Совместно со студентами:
Цель работы: изучить принцип действия двигателя постоянного тока
приобрести практические навыки испытания и построения характеристик
двигателя с параллельным возбуждением получить экспериментальное
подтверждение теоретическим сведениям о двигателях постоянного тока.
Рисунок 1 Электрическая схема лабораторной установки для
исследования двигателя параллельного возбуждения.
Рабочие характеристики двигателя
Рабочие характеристики представляют собой зависимости тока якоря
вращающего момента КПД и частоты вращения от полезной мощности на валу
двигателя при номинальных напряжений и тока возбуждения т.е. Iад М2
n=f(P2) при U=UH и IBД=IВН.
№ Данные опыта Данные расчета
двигатель генератор генератор двигатель
Зависимость вращающего момента от полезной мощности:
[pic] [pic]при [pic] [pic]
т. к. с ростом полезной
мощности обороты уменьшаются
то полезный момент растет
быстрее чем по прямой
пропорциональной зависимости.
Зависимость КПД от полезной мощности: [pic]при [pic]
В области от 0 до [pic] когда
постоянные потери меньше переменных
потерь с ростом [pic]растет. В [pic]
постоянные потери равны переменным
[pic]максимально. В области с права от
[pic] когда постоянные потери меньше
переменных потерь. С ростом [pic] КПД
уменьшается. При [pic].
Зависимость частоты вращения от полезной мощности:
Т. к. с ростом полезной мощности
растет нагрузка на ротор двигателя.
Ротор притормаживается и обороты
Механические характеристики двигателя.
Механическая характеристика представляет собой зависимость частоты вращения
от полезного момента на валу при неизменных: напряжений на клеммах
двигателя токе возбуждения и сопротивлении цепи якоря т.е. n=f(M2) при
U=UH IBД=IВН RA+RД=const.
Уменьшение частоты вращения якоря при RД=0 ΔnE=340 а при RД0 ΔnР=1400.
Рассчитываем относительное значение величены добавочного сопротивления в
[pic]Зависимость частоты вращения двигателя от электромагнитного момента на
валу двигателя: n=f(M2) при U=UH IBД=IВН RA+RД=const.
Если в цепь якорной обмотки введено
добавочное сопротивление то
коэффициент С2 возрастает. В результате
механическая характеристика
располагается более наклонно. И
следовательно скорость вращения прямо
пропорциональна добавочному
Скоростные характеристики
Скоростная характеристика представляет собой зависимость частоты вращения
от тока якоря при неизменном напряжении на клеммах якоря при постоянном
сопротивлении в цепи якоря и постоянном токе возбуждения т.е.
n=f(IAД) при U=UH IBД=const RA+RД=const.
14 2600 IBД=IВН=0.24 А
09 3000 IBД=0.8IВН=0.2 А
07 2500 IBД=1.2IВН=2.8 А
Зависимость частоты вращения от тока якоря: n=f(IAД) при U=UH IBД=const
Вывод: По скоростным
характеристикам мы видим что с
возрастанием тока якоря при
увеличении механической нагрузки
двигателя возникает увеличение
падения напряжения в якоре и
уменьшение магнитного потока
возбуждения вследствие действия
реакции якоря. Первая причина
стремится уменьшить скорость
вращения двигателя вторая –
увеличить. Действия падения
напряжения в якоре оказывает
большее влияние поэтому
скоростная характеристика
двигателя имеет слегка падающий
Регулировочная характеристика
Двигатель параллельного возбуждения имеет регулировочные характеристики
Зависимость частоты вращения n от тока возбуждения IВД при неизменном
напряжении и нагрузки т.е. n=f(IВД) при UД=UH и М2=const.
Зависимость тока возбуждения от тока якоря при неизменном напряжении и
частоте вращения якоря т.е. IВД= f(IАД) при UД=UH и n=nH.
№ IВД IАД примечание
Зависимость частоты вращения n от тока возбуждения IВД n=f(IВД) при
Регулировочная характеристика
показывает что до тех пор пока сталь
магнитопривода машины не насыщена
поток Ф изменяется пропорционально току
возбуждения. В этом случае
регулировочная характеристика является
гиперболической. По мере насыщения при
больших токах характеристика
приближается к линейной. При малых
значениях тока возбуждения скорость
вращения резко возрастает. Поэтому при
обрыве цепи возбуждения двигателя с
параллельным возбуждением его поток
падает до значение остаточного потока
и скорость вращения может достичь
недопустимых пределов.
Титулльный лист Аннотация.doc
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет Автоматики и
Кафедра Электрические
Направление дисциплины Электрические машины
Синхронный реактивный двигатель
Реферат содержит: 10 страниц; 3 рисунка; 1 источник; 3 графических
СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ; СИНХРОННЫЙ РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Цель работы – принцип действия синхронного двигателя характеристики
синхронного двигателя (угловые U - образные рабочие) пуск в ход
синхронного двигателя.
В процессе работы проводились исследования отдельных составляющих
синхронного двигателя и общей погрешности установки.
Реферат выполнен в текстовом редакторе «Microsoft Word 2000» и
представлен в распечатанном виде.
Перечень использованных источников
М. М. Кацман «Электрические машины и трансформаторы» Москва.
Издательство «Высшая школа» 1970 г. – 415 с.
Принцип действия синхронного двигателя .. стр.3
U – образные характеристики синхронного двигателя стр.4
Рабочие характеристики синхронного двигателя ..стр.5
Пуск в ход синхронного двигателя . . стр.6
Реактивный синхронный двигатель . стр.7
Перечень использованных источников . .. .стр.9
Лаба№3сделал.doc
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
“ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”
Лабораторная работа №3
«Исследование сумматоров»
Цель работы: изучить логические основы и особенности работы многоразрядных
сумматоров а также получить практические навыки работы с ними.
При создании цифровых автоматов и специализированных микро - э.в.м. на
ряду с элементарными комбинационными логическими элементами широко
используются типичные комбинационные схемы такие как сумматор дешифратор
мультиплексор демультиплексор и т.д. Как правило они выполнены с помощью
интегральной технологии и представляют собой интегральные схемы средней
Сумматор предназначен для выполнения операции арифметического сложения
двух двоичных чисел. При сложении двух одноразрядных двоичных чисел А и В
вырабатываются двоичные значения суммы (S) и переноса (Р).
При сложении двоичных чисел имеющих более одного разряда необходимо кроме
всего учитывать значение переноса поступающего из соседнего младшего
В микропроцессорных системах широко используются интегральные схемы
являющиеся 4-разрядными сумматорами. Они как правило имеют по четыре
входа для каждого слагаемого А и В вход переноса из предыдущего разряда
четыре выхода суммы и выход переноса в следующий разряд . Типичными
представителями их являются К155ИМЗ К155ИМ6 К555ИМ7и т.д.
Сумматоры могут работать в двух режимах: в режиме сложения и в режиме
вычитания многоразрядных двоичных чисел. В первом случае на вход переноса
сумматора младшего разряда подается сигнал логического «О» а слагаемые -
поразрядно соответственно на входа Aj и В; Полученная сумма снимается с
выходов S; с учетом информации на выходе переноса в следующий разряд -
Pi+1. Режим вычитания двух многоразрядных чисел выполняется в зависимости
от соотношения операндов А- и В; . При вычитании из большего числа
меньшего на вход А; подается число в прямом коде а на вход bj - в
инверсном. На вход Р; подается сигнал соответствующей логической единицы.
То есть производится суммирование кода числа Aj с дополнительным кодом Bj
. Разностный сигнал снимается с выхода Sj в прямой форме при этом на
выходе Pi+l устанавливается значение логической единицы. Для вычитания из
меньшего числа большего входные сигналы на информационного входа АJ и ВJ;
подаются также как и в первом случае но на вход Pj подается сигнал
соответствующий логическому нулю. Выходной сигнал снимается с S; в
инверсной форме а на выходе Pi+l устанавливается значение логического
нуля. Таким образом при вычитании многоразрядных двоичных чисел выход
старшего разряда выступает как информационный выход показывающий ка- кой
из видов вычитания был выполнен в результате логических действий и в каком
виде представлена выходная информация
Данные эксперимента:
А Код В Код Код суммы А+В Код суммы А-В
Рассмотрим работу сумматора при помощи программы Electronic Workbench.
Рис.1.Схема сумматора с генератором двоичных слов
Временные диаграммы полученные в EWB:
Рис.2.Окно генератора и временные диаграммы
Получим временные диаграммы с помощью логического преобразователя
Рис.3.Схема сумматора на основе логического преобразователя
Рис.4. Временные диаграммы
Вывод: В ходе лабораторной работы были изучены логические основы и
особенности работы многоразрядных сумматоров а так же получены
практические навыки по работе с ними.
Выводы.doc
Естественные механические и электромеханические характеристики сняты при
номинальных параметрах двигателя. Представляют собой нелинейную
зависимость. Характерные точки электромеханической характеристики:
а) S=0 =0 I2`=0I1=I0 – точка идеального холостого хода.
б) S=1 =0 I1=Iкз`=Iп – точка короткого замыкания.
в) S=-R2`R1 =0(1-S1) I`2=Imax=UфXk – точка максимального значения
тока ротора лежащая в области отрицательных скольжений.
г) S± I2`I=Uф√(R12 +X2k) – асимптотическое значение тока ротора
при бесконечно большом увеличении скольжения и скорости.
Характерные точки механической характеристики:
а) S=0 =0 M=0 – точка идеального холостого хода.
б) S=1 =0 M=Mкз=Мп – точка короткого замыкания.
в) S=SклM=Mкд S=-Sk2 M=-Mk2 – точки экстремума.
г) S± M0 – асимптота механической характеристики которой является
Механическую характеристику можно разделить на два участка
-й участок – практически линейный (от скорости идеального холостого хода
-й участок – нелинейный (от скорости при Мк до скорости -).
Реостатное регулирование (введение добавочного сопротивления в цепь
статора). Этот способ применяется главным образом для регулирования
(ограничения) в переходных процессах тока и момента АД с короткозамкнутым
ротором. Включение R1д ведет к снижению токов статора и ротора т.е. все
искусственные электромеханические характеристики располагаются в первом
квадранте ниже и левее естественных. При этом скорость идеального х.х. 0
при включении R1д не изменяется. Координаты точки экстремума Мк Sk
изменяются при варьировании R1д в соответствии с формулами:
Данный способ обеспечивает небольшой диапазон изменения скорости; жесткость
характеристики АД и его перегрузочная способность характеризуемая
критическим моментом по мере увеличения R1д снижается. Плавность и
Режим торможения противовключением может быть получен при активном
моменте нагрузки. Этот режим характерен тем что направление моментов
испытуемого и нагрузочного двигателей различны. Т.е. происходит
переключение направления вращения испытуемого двигателя в противоположную
сторону и он из двигательного режима переходит в режим торможения
противовключением. Характеристика лежит в четвертом квадранте.
модел.законов распр. пок.кач.ас.дв.(лб).doc
Отчет по лабораторной работе
«Статистическое моделирование законов распределения показателей качества
асинхронных двигателей
методом Монте –Карло»
математическое ожидание 0.0003 м
среднее квадратическое отклонение 4%
Потери в стали и механические
математическое ожидание 204 Вт
Удельное сопротивление материала обмотки
математическое ожидание 3.9*10-8 (Ом*ммм2)
Статистическая обработка данных и оценка закона распределения
P[2] 6 0 13 15 13 11
P[3] 26 12 56 39 25 41
P[4] 60 26 128 82 68 98
P[5] 115 115 174 169 139 185
P[6] 147 171 183 190 171 206
P[7] 174 221 186 206 215 197
P[8] 198 216 128 160 175 146
P[9] 155 152 72 93 111 83
P[10] 85 63 43 33 59 25
P[11] 23 17 8 8 16 3
Max 0.87805 5.627352.45268 1.75741 0.86915 0.04529
Min 0.86883 5.356722.34321 1.46590 0.85709 0.03485
Мат. 0.87398 5.5093 2.39543 1.61107 0.86345 0.03992
С.кв. 0.00152 0.037380.01779 0.04410 0.00191 0.00155
Определяем размах варьирования косинуса фи (cos():
Выбираем шаг варьирования:
Нормированные середины интервалов:
Значение функции плотности вероятностей:
Теоретическое число наблюдений в каждом интервале:
Показатель разности частот:
Число степеней свободы: K=L-3=12-3=9 уровень значимости q=5% по
таблице определяем (2q=16.919
Так как (2(2q то гипотеза о нормальности принимается.
Проверка гипотезы о нормальности распределения
№ Pi grani-1gran Xi0 Zi f(Zi) (i (2i
кзр.doc
Томский Политехнический Университет
Испытания Асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
Ознакомиться с лабораторной установкой.
Определить маркировку зажимов обмотки статора.
Запустить двигатель и изменить направления его вращения.
Определить сопротивление обмотки статора r1.
Проделать опыты холостого хода и короткого замыкания: построить круговую
По данным круговой диаграммы построить рабочие характеристики двигателя.
В результате анализа полученных характеристик сделать основные выводы.
Описание лабораторные установки.
Асинхронный двигатель состоит из двух основных узлов: неподвижной части
– статора и вращающейся части – короткозамкнутого ротора.
Выводы обмотки статора показаны на передней панели. При неизвестной
маркировке выводов питание в обмотку подается от сети переменного тока с
помощью магнитного пускателя включаемого кнопкой управления 7. При этом
переключатель П1 остается в положении 1. При опытах холостого хода и
короткого замыкания переключатель П1 переводят в положение 2 при котором в
систему включаются измерительные приборы 4 а обмотку статора присоединяют
В зависимости от проводимых опытов холостого хода или короткого
замыкания переключатель П2 ставят в положение “хх” или “кз” с тем чтобы
включить трансформатор тока 5 в токовые цепи измерительных приборов при
Включатель “В” при пуске замыкают тем самым шунтируя амперметр и
токовую цепь ваттметра.
Для маркировки выводов обмотки статора используют вольтметр 2 и
лампочку 3. Для измерения сопротивления обмотки статора используют
измерительные приборы 2 добавочное сопротивление Rд и сеть постоянного
тока от которой питание подается с помощью магнитного пускателя
включаемого кнопкой управления 1.
Для проведения опыта короткого замыкания используют тормозной
электромагнит 10 обмотка которого включается в сеть с помощью кнопки
В правом верхнем углу расположено сигнальное табло 6 указывающее
на то что на пульт подано напряжение.
№№ ппU I r10 t0 r175 Примечание
220 037 688 24 8235 r175=
Опыт холостого хода.
№№ пп Uн I0 P0 Cos(0 (0 Примечание
220 037 09 00064 8963 Cos(0= P0(3 Uн I0
Обрыв 200 0375 48 03695 683
На двух фазах двигатель не запускается.
Если поменять начало и конец фазы то приборы зашкаливают.
Опыт короткого замыкания.
№№ ппI1k Pk Cos(k (k rk Примечание
1 85 0223 7711 2833 Cos(k= Pk(3UнI1k
Построение круговой диаграммы.
Выбираем масштаб тока mi = 0.03 Aмм
Расчитываем масштаб мощности
mp = m1* Uн* mi = 3* 220* 003 = 198 Втмм
Испытание асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.doc
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
1300- электротехника электромеханика и электротехнологии
Отчёт по лабораторной работе
«Испытание асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором»
Схема электрической цепи;
Таблицы с данными измерений и расчётов;
Рабочие характеристики двигателя;
Цель работы: исследование работы асинхронного двигателя с короткозамкнутым
ротором в режимах холостого хода и короткого замыкания.
Описание лаб. установки и схема
Асинхронный двигатель состоит из неподвижной части - статора и
вращающейся части - ротора. Необозначенные выводы фаз обмотки статора
выведены на переднюю панель управления лабораторной установки которые
необходимо замаркировать в работе; обмотка ротора – короткозамкнутая.
- клеммы обмотки статора выведенные на переднюю панель;
- клеммы для подключения к сети переменного напряжения;
- кнопка включающая магнитный пускатель и приборы 4;
Рисунок 1. Схема лабораторной установки
U I r10 t0 r1t Примечания
В А Ом град Ом n1=465 мин-1
Таблица 2 Опыт холостого хода
U1 I0 Р0 cos φ0 φ0 Примечания
Таблица 3 Опыт короткого замыкания
U1К I1К РК cos φК φК rК Примечания
В А Вт град Ом U1К=220 В
№ I1 Р1 Р2 М2 cos φ1 S n Примечания А Вт Вт Н*м
р=12 1 037 264 0 0 0 011 0 465 2 04 858 528
Построение рабочих характеристик
Построение круговой диаграммы
Выберем масштаб тока mi=0005 Амм тогда масштаб мощности
mp= mi*U1Н*m1=0005*220*3=33 кВтмм
*Р0 mp=3*933=818 мм;
*РКmp=3*9033=818 мм;
r275=rК75- r1 75=9924-8084=184 Ом;
rК75r275=СЕ1СВ1=9924184=54;
OE*mi= I1р=0465 А (реактивная составляющая I1Н).
Пример расчёта для номинального тока
mм=mр*р1=33*6314=0063 Н*ммм;
Р1=m1*U1*I1*cos φ1=DE* mр=63*33=2079 Вт;
Р2=сD* mр=42*33=1386 Вт;
Рэм=bD* mр=53*33=1749 Вт;
М=Рэм1=bD* mм=53*0063=334 Н*м;
М2=cD* mм=42*0063=264 Н*м;
Мm=FL*mм=81*0063=514 Н*м (максимальный момент);
Мm*=Мm МН=FLbD=8153=153 (перегрузочная способность);
n=n1*(1-s)=465*(1-022)=3627 обмин;
сos φ1=OgOh=67121=055.
АД с КЗ ротором.docx
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Направление (специальность) - электромеханика_
Наименование выпускающей кафедры
Исследование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
Отчет по лабораторной работе № _2_
по дисциплине __электрические машины_
наименование учебной дисциплины
Студенты группы 737Т Хайруллин С.Г.Смирнов А.П. к Вилков Р.В. Шайхутдинов Е.М.
Руководитель (должность
ученая степень звание) Д. Е. Шибаев
Цель работы: Изучить конструкцию трёхфазных асинхронных двигателей исследовать пусковые и рабочие характеристики экспериментальным путём и косвенным методом.
Ознакомиться с конструкцией асинхронного двигателя и записать в протокол основные данные исследуемого двигателя.
Осуществить прямой пуск двигателя и пуск со снижением пускового тока. Осуществить изменение направления движения ротора.
Провести опыт холостого хода.
Провести опыт короткого замыкания.
Провести опыт нагрузки синхронного двигателя для двух режимов (по указанию преподавателя).
Сопротивление фазы приведенное к расчетной температуре 750С.
r10-активное сопротивление фазы обмотки при температуре окружающей среды t0.
Опыт холостого хода.
Коэффициент мощности при холостом ходе.
Опыт короткого замыкания.
Коэффициент мощности при коротком замыкании.
Активное сопротивление короткого замыкания.
Сопротивление фазы при К.З приведенное к расчетной температуре 750С.
Коэффициент мощности при КЗ:
Активное сопротивление КЗ:
Измеренные параметры двигателя при ХХ и температуре :
Параметры ХХ при температуре (+75)С
Фазные электрические величины нагретой машины при ХХ:
Измеренные параметры холодной машины (при температуре ) и при номинальном напряжении U1k в режиме КЗ:
Параметры и фазные электрические нагретой машины при номинальном напряжении в режиме КЗ:
Для построения диаграммы выполним следующие расчеты:
Вывод: В процессе выполнения работы изучили устройство и принцип действия АД с КЗ ротором. Получили практические навыки по определению и маркировке выводов трехфазной обмотки статора. Провели опыт короткого замыкания и холостого хода. Активное сопротивление короткого замыкания приведенное к расчетной температуре составило 159 Ом.
Определение групп обмоток трансформатора.doc
высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
Направление (специальность) – Электромеханик
Группы соединений обмоток трехфазного трансформатора
Лабораторная работа № 3
по дисциплине «Электромеханические преобразователи энергии»
кафедры ЭМКМ (подпись)
Цель работы: Изучить что такое группа соединений обмоток методы ее
определения и исследовать влияние схем соединений и маркировки клемм
обмоток на группу соединений обмоток в трехфазном трансформаторе
Определение групп обмоток трансформатора.
Метод вольтметра может быть реализован только в случае симметрии
подводимого напряжения. Поэтому необходимо обязательно обратить внимание на
выполнение этого условия при проведении опытов.
№ Схема соединения UAB=
соединения В В В В В В 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
[pic] 100 50 50 87 87 50 0 2 [pic] 100 50 132 158 90 140
3 [pic] 100 50 135 85 155 135 8 4 [pic] 100 50 155
5 135 155 6 5 [pic] 100 50 85 47 140 87 10 6 [pic]
Таблица1- Продолжение
2 3 4 5 6 7 8 9 7 [pic] 100 25 80 80 105 80 11 8
[pic] 100 25 105 120 75 105 3 9 [pic] 100 25 125 105 125
0 7 10 [pic] 100 25 120 120 110 125 5 11 [pic] 100 25
100 80 80 1 12 [pic] 100 25 105 75 120 105 9
Группа соединений обмоток определяется графически. Для этого на
листке бумаги в соответствии с разумно выбранным масштабом строят
[pic]АВС линейных напряжений обмотки ВН. Построение [pic]аbc линейных
напряжений обмотки НИ делают следующим образом. Местонахождение точки a
совпадает с точкой А так как зажимы А и a электрически соединены. Точку b
находят на пересечении дуг окружностей проведенных из точек В и c как
«центров радиусами раинами соответственно UBb и UCb. Точку С находят на
пересечении дуг окружностей проведенных также из точек В и С радиусами
равными соответственно UBc и Uab - Группа соединений обмоток определяется
углом измеренным по часовой стрелке между одноименными линейными
напряжениями UAB Uab и поделённым на 30°.
Проводя исследования обмоток трансформатора мы опытным путем реализовали
метод вольтметра (который может быть реализован только в случае симметрии
подводимого напряжения) и пришли к выводу что этот способ весьма удобен для
определения групп обмоток трансформатора. На рисунках видно что по
измеренным напряжениям строят векторную диаграмму которые полностью
совпадают с методическими данными. После построения диаграмм выбирают
группу обмоток трансформатора путем отношения угла ЭДС между обмоток
трансформатора первичной и вторичной (по часовой стрелки) на угол в 300.
При включении трансформаторов на параллельную работу удобно соединять
начала обмоток одного трансформатора с началом обмоток другого и
стандартизовать обозначения. Чтобы не было ошибок при эксплуатации
трансформаторов введено понятие сдвига между напряжениями первичной и
вторичной обмоток. Принято сдвиг фаз между линейными напряжениями обмоток
характеризовать положением стрелок на циферблате часов. Электродвижущую
силу обмотки высшего напряжения совмещают с минутной стрелкой и
устанавливают на цифре 12. Часовая стрелка совмещается с напряжением
обмотки низшего напряжения.
Ответы на вопросы при допуске.
). Что характеризует группа соединения обмоток трехфазного трансформатора?
Группа соединения обмоток трехфазного трансформатора характеризует
относительный сдвиг фаз линейных ЭДС обмоток ВН и НН.
). Какие методы определения групп соединений обмоток трехфазных
трансформаторов рекомендуются ГОСТом?
Государственным стандартом рекомендуются два метода определения группы
соединения обмоток трансформатора: метод фазометра (прямой метод) и метод
). От чего зависит группа соединения обмоток трехфазного трансформатора?
Группа соединения обмоток трансформатора зависит от направления намотки от
маркировки клемм (зажимов) от схемы соединения фаз обмоток.
). Как принято обозначать клеммы обмоток ВН и НН?
Клеммы начала фаз обмоток ВН принято обозначать прописными латинскими
буквами А В С а клеммы концы фаз – Х У Z. Клеммы начала и концы фаз
обмоток НН обозначаются строчными латинскими буквами: соответственно a b
c и x y z. Клемма нулевой точки при соединении трехфазной обмотки в
звезду зигзаг с выведенной нейтралью обозначается в обмотке ВН прописной
латинской буквой О в обмотке НН строчной буквой о а схемы соединений
обмоток обозначаются соответственно Уо Zо.
). Поясните как выполняется построение векторной диаграммы при
определении группы соединения обмоток.
Группа соединений обмоток определяется графически. Для этого на листке
бумаги в соответствии с разумно выбранным масштабом строят [pic]АВС
линейных напряжений обмотки ВН. Построение [pic]аbc линейных напряжений
обмотки НН делают следующим образом. Местонахождение точки a совпадает с
точкой А так как зажимы А и a электрически соединены. Точку b находят
на пересечении дуг окружностей проведенных из точек В и С как из
центров радиусами равными соответственно UBb и UCb. Точку с находят
на пересечении дуг окружностей проведенных также из точек В и С но
радиусами равными соответственно UBc и UСс. Группа соединений обмоток
определяется углом измеренным по часовой стрелке между одноименными
линейными напряжениями UAB Uab и поделённым на 30°.
Ответы на вопросы при защите.
). Сколько и какие группы соединений обмоток можно получить у трехфазного
У трехфазного трансформатора возможно получить 12 групп соединений
обмоток: 012 11. Но по ГОСТу в России стандартизованы только две
группы: 0 и 11 – с выводом в случае необходимости нулевой точки звезды или
зигзага (УУн – 0 УнД – 11 УZн – 11).
). Когда можно получить только четные (нечетные) группы соединений обмоток
у трехфазных трансформаторов?
Схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов УУ ДД ДZ могут
образовать четные группы 2468100 а схемы соединения обмоток УД ДУ
УZ – нечетные группы 1357911.
). Как соединяется трехфазная обмотка по схеме зигзаг?
При соединении обмотки зигзагом соотношения между напряжениями и токами
получаются такими же как и при соединении обмотки звездой. Но для
выполнения соединения зигзагом при заданном фазном напряжении обмотки
необходимо на 16% увеличить число витков по сравнению с числом витков при
соединении звездой. Каждая фаза обмотки соединенной в зигзаг состоит из
двух одинаковых половин размещенных на разных стержнях магнитопровода и
соединенных последовательно так что сдвиг фаз между ЭДС наводимых в них
равен 60º. Положительной особенностью соединения обмоток трансформатора
зигзагом является то что при несимметричной нагрузке практически
отсутствует искажение фазных напряжений.
). Как определяется группа соединения обмоток однофазного трансформатора?
В данном случае возможны только две группы соединения обмоток. Если
направление намотки одинаковое – группа 0 если направления намотки разные
или изменена маркировка (на обратную) – группа 6.
). Изобразить электрическую схему трехфазной обмотки ВН (НН) соединенной
по схеме треугольник.
EMA5LAB.docx
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Направление - Электромеханика
Исследование генераторов постоянного тока
Отчет по лабораторной работе №5.
Цель работы: приобретение практических навыков получение опытных данных для построения характеристик генератора с параллельным возбуждением; экспериментальное подтверждения сведений о генераторах постоянного тока.
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 1 Электрическая схема лабораторной установки для исследования генератора ПТ
Характеристика холостого хода.
Таблица 1 Экспериментальные данные
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 2 Характеристика холостого хода
Нагрузочная характеристика: U=f(IB) при IA=const n=const
Таблица №2 Экспериментальные данные
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 3 Нагрузочная характеристика
Внешняя характеристика: U=f(IА) при IB=const n=const
Таблица 3 Экспериментальные данные
Возрастающие нагрузки
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 4 Внешняя характеристика
Регулировочная характеристика: IВ=f(I) при U=const n=const
Таблица 4 Экспериментальные данные
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 5 Регулировочная характеристика
ЛБ№2 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЁХФАЗНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА .doc
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
“НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”
Отчет по лабораторной работе №2
«ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЁХФАЗНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА»
Совместно со студентами
Приобрести практические навыки при экспериментальном определении и
построении характеристик; получить экспериментальное подтверждение
теоретическим сведениям о синхронных генераторах.
Ознакомиться с лабораторной установкой.
Получить экспериментальные характеристики: холостого хода
нагрузочную внешние регулировочные короткого замыкания.
Проанализировать полученные характеристики и сделать
Рис. 1.Схема для снятия характеристик синхронного генератора.
Характеристика холостого хода
Таблица 1 – Характеристика холостого хода
№пп E If If+ΔIf Примечание
Из графика находим ΔIf=003 А.
Рис. 2. Характеристики холостого хода E=f(If).
Нагрузочная характеристика
Таблица 2 – Нагрузочная характеристика
№пп U If Примечание
Рис. 3. Нагрузочная характеристика U=f(If).
Внешние характеристики
Таблица 3 – Внешняя характеристика при реактивной нагрузке
№пп При увеличении нагрузки При уменьшении нагрузки Примечание
127 0 105 15 cosφ = 0
Повышение напряжения на клеммах обмотки якоря генератора при
уменьшении тока нагрузки от номинального тока до нуля при различном
где U0 – напряжение генератора работающего в режиме холостого хода при
Рис. 4. Внешняя характеристика при реактивной нагрузке U=f(I).
Таблица 3 – Внешняя характеристика при активной нагрузке
127 0 125 1 Cosφ = 1
Рис. 5. Внешняя характеристика при активной нагрузке U=f(I).
Регулировочная характеристика
Таблица 4 – Регулировочная характеристика реактивной нагрузки
№ Cos φ=0 Примечание
По регулировочной характеристике определяется процентное
увеличение тока возбуждения генератора [pic] необходимое для поддержания
неизменным напряжения на клеммах обмотки якоря при переходе от холостого
хода к номинальной нагрузке
[pic] - ток возбуждения генератора на холостом ходу и Е=[pic].
Рис. 6. Регулировочная характеристика реактивной нагрузки If=f(I).
Характеристики короткого замыкания
Таблица 5 – Характеристики короткого замыкания
№пп 3-х фазное 2-х фазное 1 фазное Примечание
Iк3 If Iк2 If Iк1 If
08 025 06 015 03 005 Iн=1 А
Рис. 7. Характеристики короткого замыкания Iк=f(If).
Вывод: В ходе проделанной работы был изучен принцип работы синхронных
генераторов их конструкция а также проведены исследования синхронного
генератора в результате которых получены графики: характеристики холостого
хода и короткого замыкания внешний характеристики и регулировочной
Характеристика холостого хода:
В режиме холостого хода начало характеристики прямолинейно т. к.
магнитная система не насыщена. Это объясняется тем что ЭДС не достигает
своего номинального значения. Достигнув номинального значения
характеристика становится нелинейной это объясняется насыщением магнитной
В характеристике холостого хода при токе возбуждения равном 0
существует ток от остаточной ЭДС.
Нагрузочная характеристика:
Даная нагрузочная характеристика является индукционной она
соответствует чисто индуктивной нагрузке когда cos φ=0. Эта нагрузка
снимается при номинальном токе. В режиме индукционной нагрузки для одного и
того же тока возбуждения существует падения напряжения на активном и
индуктивном сопротивлении рассеяния и чисто продольная размагничивающая
реакция якоря. Поэтому индукционная характеристика идет ниже характеристики
Для получения одного и того же напряжения при нагрузке и при холостом
ходе требуется устанавливать разные токи возбуждения потому что меняется
характер нагрузки при отсутствии нагрузки необходим минимальный ток с
увеличением нагрузки ток нужно увеличивать.
Внешняя характеристика:
Вид внешней характеристики синхронного генератора объясняется
характером действия реакции якоря. При отстающем токе существует
значительная продольная размагничивающая реакция якоря которая растет с
увеличением тока нагрузки и поэтому U c увеличением I уменьшается. При
чисто активной нагрузке также уменьшается продольная размагничивающая
реакция якоря но угол между E и I меньше чем в предыдущем случае поэтому
продольная размагничивающая реакция якоря слабее и уменьшение U с
увеличением I происходит медленнее.
Регулировочная характеристика:
В регулировочной характеристике с ростом тока нагрузки напряжение на
выходе генератора падает чтобы поддерживать его постоянным ток
возбуждения необходимо увеличивать.
Вид регулировочных характеристик также объясняется характером действия
реакции якоря. При отсутствующем токе продольная реакция якоря является
размагничивающей и для компенсации ее влияния на величины Ф и U с
увеличением I необходимо значительно увеличивать ток возбуждения if. При
опережающем токе продольная реакция якоря стремиться увеличивать Ф и U
вследствие чего сохранения U необходимо с увеличением I уменьшать If.
Характеристика короткого замыкания:
Если пренебречь весьма незначительным активным сопротивлением якоря
(ra=0) то сопротивление якоря в режиме короткого замыкания будет чисто
При коротком замыкании реакция якоря является чисто размагничивающей
Э.Д.С. от результирующего потока воздушного зазора весьма мала вследствие
чего и поток Ф мал. Поэтому при К.З. магнитная цепь не насыщена и
характеристика К.З. I=f(If) прямолинейна.
Характеристика при двухфазном коротком замыкании вследствие уменьшения
величины реакции якоря [pic] проходит выше характеристики трёхфазного
Группы соединения обмоток.docx
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
“ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”
Группы соединений обмоток трёхфазного трансформатора
студенты группы 737Т
Изучить что такое группа соединений обмоток методы ее определения и исследовать влияние схем соединений и маркировки клемм обмоток на группу соединений обмоток в трехфазном трансформаторе.
Группы соединения обмоток
Трехфазные трансформаторы имеют три схемы соединения: звезда(Y) треугольник (Δ) зигзаг(Z). При включении на параллельную работу трансформатора очень важное значение имеет взаимное расположение одноименных линейных векторов вторичных напряжений на нагрузке. Это обеспечивается соблюдением требования одинаковости групп соединений обмоток трансформаторов включаемых на параллельную работу.
Группа соединения обмоток трансформатора определяется углом сдвига между одноименными первичными и вторичными линейными напряжениями измеренным от вектора высокого напряжения по направлению часовой стрелки. За единицу группы принимается угол в 30°.
Государственным стандартом рекомендуются следующие методы определения группы соединения обмоток трехфазных трансформаторов: метод фазометра (прямой метод) метод вольтметра. Лабораторная установка предусматривает использование для определения групп соединений обмоток метод вольтметра. Метод вольтметра может быть успешно реализован только в случае симметрии подводимого напряжения поэтому необходимо обязательно контролировать выполнение этого условия при проведении всех опытов.
Для определения групп соединения обмоток измерим линейные напряжения первичной и вторичной обмоток а также напряжения между клеммами В и b В и сС и b С и с для указанных схем соединения.
Вывод и анализ полученных результатов.
Я изучил группы соединений обмоток трансформатора методы их определения и влияние на них разных факторов. Группа соединений обмоток трансформатора зависит от направления намотки от маркировки клемм от схемы соединения фаз обмоток.
При смене маркировки клемм трёхфазной обмотки необходимо учитывать что меняется маркировка клемм всех трёх фаз сохраняя одинаковым чередование фаз первичной и вторичной обмоток. Из графических построений видно что у трёхфазного трансформатора можно получить 12 групп соединений обмоток. Также из построений можно видеть что чётные группы соединений обмоток получаются в схемах YY а нечётные – в схемах YΔ.
Наибольшее применение на практике имеют схемы соединения в звезду и в треугольник. Из групп соединения обмоток стандартизированы две: YY-0 и YΔ со сдвигом 0º и 330º. В эксплуатации вполне достаточно иметь две группы соединений и не выпускать 10 остальных групп которые могут являться производными от двух данных путём различных перестановок и перемен.
Ген.нез.возб..doc
повторить теоретический материал; реакция якоря характеристики
генератора постоянного тока.
Подготовить заготовку отчета по лабораторной работе в которой
изложить принцип действия генератора дать описание конструкции машины
постоянного тока с соответствующими эскизами привести электрическую
схему установки и таблицы необходимые для выполнения программы
Экспериментальные исследования
1. Ознакомиться с лабораторным стендом произвести пробный пуск
генератора; проверить возможности регулирования напряжения и нагрузки
генератора. Записать паспортные данные исследуемого генератора
Рисунок 2 Электрическая схема установки для исследования генератора
Характеристика холостого хода
Размагничивание Намагничивание
Нагрузочная характеристика
N IВА UВ Примечание
Внешняя характеристика
Регулировочная характеристика
№ I.А IВА Примечание
2 Получить характеристики генератора независимого возбуждения
Рисунок 1 Характеристика холостого хода генератора независимого возбуждения
[pic] Рисунок 2 Нагрузочная характеристика
Рисунок 3 Внешняя характеристика
(возрастание нагрузки)
[pic]Рисунок 4 Регулировочная характеристика
Рисунок 5 Внешняя характеристика
Схема лабораторной установки 3
Результаты экспериментов и расчётов 3
Лаба №4 Исследование двигателя последовательного возбуждения.doc
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет автоматики и электромеханики
Кафедра электрических машин и аппаратов
Электрические машины
«Исследование двигателя постоянного тока последовательного возбуждения»
Введение Цель работы Электрическая схема установки.
а)рабочие и механические характеристики
б) регулировочная характеристика.
Рабочие характеристики
Механические характеристики
Скоростные и регулировочные характеристики вывод.
Электрическая схема лабораторной установки для исследования двигателя
последовательного возбуждения показана на рисунке. Двигатель имеет
последовательно включенные обмотку якоря (Я) и обмотку возбуждения (ОВС). В
схеме имеется шунтирующий реостат Rш который через переключатель П
подключается параллельно обмотке якоря или обмотке возбуждения. В цепь
якоря и в шунтирующую ветвь включены амперметры параллельно цепи якоря-
вольтметр. .Нагрузкой двигателя служит генератор постоянного тока
независимого возбуждения. Регулирование нагрузки осуществляется изменением
тока в цепи возбуждения генератора реостатом rBГ и тока в цепи якоря
Частота вращения двигателя определяется с помощью тахогенератора
подключенного к вольтметру.
Напряжение на двигатель подается от выпрямителя питаемого через регулятор
напряжения расположенный на специально панели. Для подачи напряжения на
двигатель вначале подключают выпрямитель кнопкой “Пуск” на панели
регулятора напряжения затем нажимают кнопку “Пуск” подающую напряжение на
двигатель. Остановку двигателя производят нажатием кнопки “Стоп”. Затем
кнопкой “Стоп” на панели регулятора напряжения отключают напряжение с
Цель работы: Изучить принцип действия двигателя постоянного тока
последовательного возбуждения приобрести практические навыки испытания и
построения характеристик двигателя получить экспериментальное
подтверждение теоретическим сведениям о двигателе.
Рис.1. Электрическая схема установки
Рабочие и механические характеристики
№ Iад Iш Iвд n Примечание
325 0 325 1000 Iвд=Iад
36 1 46 900 Iвд=Iад+Iш
26 1 36 1325 Iвд=Iад-Iш
Регулировочная характеристика
№ Iад Uд Примечание
325 110 n=1000 обмин
Скоростные характеристики
Мы построили рабочие характеристики двигателя. При увеличении числа
оборотов двигатели ток обмотки двигателя начинает постепенно уменьшатся.
При уменьшении полезного момента двигателя ток обмотки двигателя начинает
увеличиваться. При построении зависимости полезной мощности от тока обмотки
двигателя при увеличении мощности ток начинает колебаться в разных
пределах. При увеличении токе КПД двигателя то остается постоянным то
начинает колебаться в некоторых пределах.
При построении механических характеристик мы видим что при увеличении
числа оборотов полезный момент нагрузки начинает снижаться.
При построении скоростных характеристик при увеличении числа оборотов
двигателя ток ток обмотки двигателя начинает снижаться.
При построении регулировочной характеристики мы видим что при понижении
напряжения двигателя ток обмотки двигателя начинает возрастать.
лб2 распечатать (2).doc
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
Томский Политехнический Университет
Лабораторная работа №4
Исследование трехфазного трансформатора при симметричной нагрузке
Студент группы 7А74:
Совместно со студентами:
Цель работы: Изучить основные элементы конструкции. принцип действия
трансформатора; исследовать зависимости коэффициента полезного действия.
напряжения вторичной обмотки от величины и характера нагрузки. изменение
напряжения вторичной обмотки от характера нагрузки при неизменной её
Провести опыт холостого хода для:
определения коэффициентов трансформации и мощности;
построения характеристик холостого хода и определения их
номинальных значений;
определения параметров схемы замещения при холостом ходе.
Провести опыт короткого замыкания для:
определения коэффициентов мощности.
построения характеристик короткого замыкания и определения их
номинальных значений.
определения параметров схемы замещения при коротком замыкании.
Опыт холостого хода.
Рисунок 1- Схема опыта ХХ.
Режим холостого хода трансформатора – такой режим. когда к первичной
обмотке подводится напряжение. а вторичная обмотка разомкнута.
№ Измерения Расчёты
U1 U20 I0 Pоф P0 cos(0
Определение коэффициента трансформации.
U1 – фазное значение напряжение в первичной обмотке;
U20 - фазное значение напряжение во вторичной обмотке.
Определение коэффициента мощности.
Pоф – активная мощность фазы. потребляемая при холостом ходе;
U1. I0 – фазные значения напряжения и тока в первичной обмотке.
Используя построенные характеристики холостого хода Io = f(U1).
Po = f(U1). cos(0Н= f (U1) определим номинальные значения тока холостого
хода Iон. мощности Pон. коэффициент мощности cos(0Н.
Номинальное значение тока холостого хода iон рассчитывается
Определение параметров схемы замещения при холостом ходе
Рисунок 2 - Схема замещения при холостом ходе.
Определяем результирующее суммарное сопротивление - Zм:
Определяем активное сопротивление ветви намагничивания - RM:
Определяем индуктивное сопротивление ветви намагничивания - Xм:
Характеристики холостого хода.
Рисунок 3 - Зависимость I0= f(U1) при I2=0; Zн=(.
Рисунок 4 - Зависимость P0=f(U1) при I2=0; f1=const.
Рисунок 5 - Зависимость cos((0)=f(U1) при I2=0; f1=const.
Опыт короткого замыкания.
Короткое замыкание – это такой режим. когда к первой обмотке
подведено напряжение. а вторая обмотка замкнута накоротко.
При опыте короткого замыкания подводят номинальное напряжение – такое
наименьшее напряжение при котором в первой и второй обмотке протекают
номинальные токи. Номинальный ток известен.
Рисунок 6 - Схема опыта короткого замыкания.
№ пп Измерения Расчеты
U1К I1К PКФ РКН= 0.25 Вт
PК cos(к UК%= 0.8 %
Определим коэффициент мощности.
где РКФ – активная мощность одноименных фаз первичной и вторичной
обмоток. потребляемой при коротком замыкании. Вт;
U1К. I1К – фазные значения напряжения и тока первичной обмотки при
коротком замыкании. В. А.
Определение номинальных значений характеристик короткого
Используя построенные характеристики холостого хода IК= f(U1К). PК =
f(U1К). cos(К= f (U1К) определим номинальные значения напряжения U1КН.
мощности Pкн. коэффициент мощности cos(К.
Значение номинального напряжения короткого замыкания в процентах
рассчитывается относительно номинального напряжения фазы первичной обмотки:
Рисунок 7 - Схема замещения короткого замыкания.
Определение параметров схемы замещения при холостом ходе.
Определяем результирующее суммарное сопротивление фаз первичной и вторичной
обмоток при КЗ - ZК:
Определяем RK суммарное активное сопротивление одноименных фаз первичной и
вторичной обмоток при КЗ - RK:
Определяем суммарное индуктивное сопротивление рассеивания одноименных фаз
первичной и вторичной обмоток при КЗ - XK:
Характеристики короткого замыкания.
Рисунок 8 - Зависимость IК= f(U1К)
Рисунок 9 - Зависимость PК=f(U1К) .
Рисунок 10 - Зависимость cos((К)=f(U1К)
Расчет зависимостей коэффициента полезного действия от величины и характера
№ Cos(2=1 cos(2=0.8
(U.% U2% (U.% U2% (U.% U2%
(U.% % -5.4 -4.2 -1.8 1.1 3.6 5.2 5.4
Рис.12 Зависимость (U=f(φНГ)
ТРАНСФОРМАТОРЫ.docx
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Национальный исследовательский Томский Политехнический Университет.
Отчёт по лабораторной работе №2
«Исследование двухобмоточного трёхфазного трансформатора при симметричной нагрузке».
Совместно со студентами:
Отчёт принял преподаватель:
Изучить основные элементы конструкции принцип действия трансформатора; исследовать зависимости коэффициента полезного действия напряжения вторичной обмотки от величины и характера нагрузки изменение напряжения вторичной обмотки от характера нагрузки при неизменной её величине.
Опыт холостого хода.
Опыт проводится по схеме представленной на рисунке 1.
Результаты опыта холостого хода (таблица 1):
В – номинальное напряжение трансформатора.
А – номинальный ток трансформатора.
Коэффициент трансформации:
Коэффициент мощности холостого хода:
Активная мощность первичной обмотки:
Определение номинальных значений характеристик холостого хода.
Построение характеристик холостого хода как функция от :
Ток холостого хода (рис. 2):
Мощность холостого хода (рис. 3.):
Коэффициент мощности (рис. 4):
Определение номинальных значений тока мощности и коэффициента мощности при номинальном значении напряжения из построенных характеристик.
Номинальная мощность Вт;
Номинальный коэффициент мощности ;
Значение номинального тока холостого хода в процентах:
Полученные результаты заносим в таблицу 1.
Определение параметров схемы замещения (рис. 5) при холостом ходе.
- активное сопротивление фазы первичной обмотки трансформатора
- индуктивное сопротивление рассеяния фазы первичной обмотки
- активное и индуктивное сопротивление ветви намагничивания.
Параметры схемы замещения определяются из опытов холостого хода и короткого замыкания. По результатам опыта холостого хода определяются следующие параметры:
- активное и реактивное сопротивление
Так как и то можно считать:
Остальные параметры определяются из опыта короткого замыкания.
Опыт короткого замыкания.
Опыт проводится по схеме представленной на рисунке 6.
Результаты опыта короткого замыкания (таблица 2):
Коэффициент мощности короткого замыкания:
Определение номинальных значений характеристик короткого замыкания.
Построение характеристик короткого замыкания как функция от :
Ток короткого замыкания (рис. 7):
Мощность короткого замыкания (рис. 8.):
Коэффициент мощности (рис. 9):
Номинальному току А соответствует номинальное напряжение В;
Значение номинального напряжения короткого замыкания в процентах:
Полученные результаты заносим в таблицу 2.
Определение параметров схемы замещения (рис. 10) при коротком замыкании.
По результатам опыта короткого замыкания определяются следующие параметры:
Используя результаты короткого замыкания можно принять:
- результирующие сопротивление фазы первичной обмотки
- приведённое результирующее сопротивление фазы вторичной обмотки;
- результирующее суммарное сопротивление фаз первичной и вторичной обмоток при коротком замыкании;
- приведённое активное сопротивление фазы вторичной обмотки;
- суммарное активное сопротивление одноименных фаз первичной и вторичной обмоток при коротком замыкании;
- приведённое индуктивное сопротивление рассеяния фазы вторичной обмотки;
- суммарное индуктивное сопротивление рассеяния одноименных фаз первичной и вторичной обмоток при коротком замыкании.
Расчёт зависимостей коэффициента полезного действия от величины и характера нагрузки.
При расчётах используется упрощённая схема замещения трансформатора.
Коэффициент полезного действия при номинальном напряжении:
Подобным образом рассчитываются КПД для коэффициента нагрузки от 0.3 до 1.2. Результаты расчётов приведены в таблице 3 по результатам которой строится зависимость КПД от коэффициента нагрузки (рис. 11).
Расчет зависимостей напряжения вторичной обмотки от величины нагрузки при неизменном ее характере (внешних характеристик).
Расчет внешней характеристики как зависимости напряжения на вторичной обмотке от коэффициента нагрузки при постоянных величинах первичного напряжения частоты и коэффициента мощности.
Рассчитанные результаты сводятся в таблице 4 по результатам которой строится зависимость вторичного напряжения от коэффициента нагрузки при разных значениях коэффициента мощности (рис.12).
Расчет зависимости изменения напряжения вторичной обмотки трансформатора от характера нагрузки при неизменной ее величине
Рис. 12. Зависимость U%=f(φ2).
ДПТ с последовательным возбуждением.docx
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 1 Электрическая схема лабораторной установки для исследования двигателя параллельного возбуждения
Рабочие характеристики
Таблица 1 Данные полученные опытным и расчётным путём
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 2 Рабочая характеристика зависимости числа оборотов от тока
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 3 Рабочая характеристика зависимости момента от тока
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 4 Рабочая характеристика зависимости мощности от тока
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 5 Рабочая характеристика зависимости коэффициента полезного действия от тока
Скоростные характеристики.
Таблица 2 Данные полученные опытным и расчётным путём
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 6 Скоростная характеристика зависимости числа оборотов от тока
Регулировочная характеристика
Таблица 3 Данные полученные опытным путём
Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 7 Регулировочная характеристика
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
Направление (специальность) – Электромеханика
ДПТ с последовательным возбуждением
Лабораторная работа № 5
по дисциплине «Электромеханические преобразователи энергии»
Отчет по лабороторной работе №1 АД с фазным ротором.doc
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Отчёт по лабораторной работе №1
«Исследование асинхронного двигателя с фазным ротором»
Принял преподаватель:
Цель работы: Изучить конструкцию трехфазного асинхронного двигателя с
фазным ротором приобрести практические навыки пуска двигателя с
применением пускового реостата и провести опыты холостого хода и
непосредственной нагрузки двигателя.
Рис.1 Схема установки
На основании таблицы 1 строим рабочие характеристики. По оси абсцисс
направляем Р2 по оси ординат направляем Р1 М2 соsφ n2 .
Подводимая мощность определяется по формуле Р1 = Р0 + РПС + Р ПЕР где
Р0 = const – мощность (потери) холостого хода при Р2 = 0 РПС –
постоянные потери Р ПЕР – переменные потери. С ростом Р2 растут
переменные потери РПЕР следовательно Р1 растет быстрее чем по прямой
пропорциональной зависимости.
Зависимость электромагнитного момента двигателя М от Р2 имеет нелинейный
возрастающий характер.
Формула для определения коэффициента мощности
где Q1 – подводимая реактивная мощность. Сначала cos( увеличивается с
ростом нагрузки т.к. увеличивается Р1. Начиная с определённой точки
коэффициент мощности уменьшается из-за того что реактивная мощность Q1
растёт быстрее чем Р1.
Так как с ростом нагрузки Р2 уменьшаются обороты двигателя следовательно
растёт М2 быстрее чем по прямой пропорциональной зависимости.
Коэффициент полезного действия ( увеличивается пока потери стали PСТ больше
чем механические потери PМЕХ. Когда PСТ = PМЕХ имеем максимум КПД. Если
PСТ PМЕХ ( уменьшается с ростом Р2.
В проделанной лабораторной работе была изучена конструкция и схема
трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором был произведен пуск
двигателя с применением пускового реостата и проведены опыты холостого хода
и непосредственной нагрузки двигателя.
Отличие асинхронного двигателя с фазным ротором от короткозамкнутого
состоит в том что роторная обмотка выполнена по типу статорной. Фазы
обмотки соединены звездой и их начала подсоединены к контактным кольцам.
Такое выполнение роторной обмотки позволяет включать в цепь обмотки ротора
активные дополнительные сопротивления что уменьшает пусковой ток и
увеличивает пусковой момент двигателя.
По данным полученным и рассчитанным в ходе опыта были построены
зависимости измеренных (и рассчитанных) величин от значения полезной
мощности двигателя P2.
Определение параметров синхронного генератора.DOC
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет Автоматики и электротехники
Кафедра Электрические машины и аппараты
учебной дисциплины Электрические машины
Отчет по лабораторной работе
Определение параметров синхронного генератора
Экспериментальные данные 4
Цель работы: изучить принцип действия трехфазного синхронного генератора
с явновыраженными полюсами; определить его параметры; построить векторную
диаграмму синхронного генератора.
Ознакомиться с лабораторной установкой.
Определить из следующие индуктивные сопротивления синхронной машины: Xd
По характеристикам короткого замыкания и холостого хода (работа
«Исследование характеристик трехфазного синхронного генератора») найти
индуктивные сопротивления прямой X1 = Xd обратной X2 и нулевой X0
последовательностей.
Определить по характеристикам расчетное индуктивное сопротивление Xp .
Определить отношение короткого замыкания (ОКЗ).
Построить в физических векторную диаграмму Потье для U = UH I = IH
cosφ = 0.707 при смешанной активно-индуктивной нагрузке определить
повышение напряжения ΔU% при сбросе нагрузки.
Провести анализ полученных параметров и по результатам анализа сделать
Схемы лабораторной установки
Рисунок 1 Электрические схемы лабораторной установки для определения
параметров трехфазного синхронного генератора.
Экспериментальные и расчетные данные.
Таблица 2 Метод скольжения
Umax B Imin A Xd Ом Xd* Umin B Imax A Xq Ом Xq*
Таблица 3 Определение X2
U B I A PК2 Вт X2 Oм X2*
Таблица 4 Определение X0
Xd* = Xd * IHФ UHФ = 0.74;
Xq* = Xq * IHФ UHФ = 0.54.
) X2 = PK2 ( 3 * IK22) = 70 ( 3 * 0.36) = 64.8Ом;
X2* = X2 * IHФ UHФ = 0.58;
) X0 = U (3 * I) = 100 3 * 2 = 16.6 Ом;
X0* = X0 * IHФ UHФ = 0.151.
Определение X1 ; X2 ; X0 по характеристикам холостого хода и короткого
Таблица 5 Характеристика холостого хода.
Таблица 6 Характеристики короткого замыкания.
№ 3-х фазное 2-х фазное 1 – фазное Примеча-ни
Ik3 A If A Ik2 A If A Ik1 A If A
Рисунок 2. Характеристики короткого замыкания Iк=f(If)
ддд.doc
Трансформатор представляет собой статическое электромагнитное
устройство предназначенное для преобразования переменного тока одного
напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты.
Трансформатор с одной первичной и с вторичной обмоткой называется
По конструкции магнитопровода трансформаторы подразделяются на
стержневые и броневые.
Несимметричная нагрузка при отсутствии токов нулевой
последовательности. Токи нулевой последовательности отсутствуют в случае
когда сеть не имеет нулевого провода или когда этот провод не нагружен
током. Т.к. токи прямой и обратной последовательности во всех случаях
одинаковым образом трансформируются из обмотки в другие и сопротивление
трансформатора для этих токов одинаковы то их действие можно учитывать
совместно. Поэтому при отсутствии токов нулевой последовательности
необходимость разложение токов и напряжений на симметричные составляющие
Несимметричная нагрузка при наличии токов нулевой последовательности.
Токи нулевой последовательности возникают обычно тогда когда вторичная
обмотка соединена в звезду с нулевым проводом и между нулевым и линейным
проводами включаются однофазные потребители а так же при однофазном
коротком замыкании на вторичной стороне такого трансформатора.
В трансформаторе соединением обмоток YY0 токи нулевой
последовательности могут вызвать сильные искажения значений фазных
напряжений что не приемлемо и опасно для однофазных потребителей.
В групповых броневых и бронестержневых трансформаторах с соединением
обмоток YY0 сильные искажения системы фазных напряжений возникает уже при
незначительных по значению токах нулевой последовательности. Поэтому
соединения YY0 в этих трансформаторах обычно не применяется.
Ознакомиться с лабораторной установкой для испытания трехфазного
двухобмоточного трансформатора при несимметричной нагрузке.
Изучить и проделать работу снять все необходимые данные при
На основании полученных данных сделать необходимые характеристики
анализ работы и основные выводы.
Схема электрической цепи
соединение обмоток YY0
соединение обмоток Y0
пп Uab Ubc Uca Ua Ub Uc Магнитная система Соединение обмоток
примечание В В В В В В 1 106 106 106 60 60 60
стержневая YY0 IC2=0 2 100 106 100 52 56 70 IC2=2A 3
4 174 173 105 105 105 Y0 IC2=0A 4 174 174 174 100 105
5 IC2=2A 5 105 105 105 55 55 55 групповая YY0 IC2=0A
104 105 100 45 57 75 IC2=2A 7 169 166 168 100 100
0 Y0 IC2=0A 8 168 168 164 95 100 95 IC2=2A
Таблица №1 Опытные данные для построения векторных диаграмм
YY0 – токи нулевой последовательности протекают только во вторичной
обмотке и является чисто намагничивающими т. к. они не уравновешены
токами нулевой последовательности первичной обмотки в трансформаторах
с бронестержневыми магнитопроводами и в групповом трансформаторе
сопротивление намагничивающей цепи для токов нулевой
последовательности равно сопротивлению намагничивающей цепи для токов
прямой последовательности поэтому уже при I ( (002 ( 005)IH система
фазных ЭДС и напряжений сильно искажается что видно из рисунков 1 и
Намагничивающие силы токов нулевой последовательности обоих обмоток
взаимно уравновешиваются в каждой фазе трансформатора. Нулевые
составляющие вторичного напряжения возникают только за счет
относительно слабых падений напряжения. Поэтому в трансформаторах с
соединением обмоток Y0 при несимметричной нагрузке системе фазных
напряжений искажается относительно слабо.
Верхотуров А.И. Трансформаторы. Методические указания к выполнению
лабораторных работ по курсу «Электрические машины» для студентов
электротехнических специальностей ТПУ всех форм обучения.
Костенко М.П. Пиотровский Л.М. «Электрические машины». В 2-х ч.
Ч.1-Машины постоянного тока. Трансформаторы. Учебник студентов высш.
Техн. Учеб. Заведений.
синхронн двигат вад.doc
двигателя провести опыты холостого хода и непосредственной нагрузки
двигателя приобрести практические навыки по исполнению рабочих свойств
синхронного двигателя.
Ознакомиться с лабораторной установкой для исследования синхронного
реактивного двигателя.
Провести опыт холостого хода.
Получить рабочие характеристики двигателя методом нагрузки.
Провести анализ полученных характеристик и сделать по ним выводы.
Опыт холостого хода.
№ U10 I0 3P0 cosφ0 3Ior1 Pcт+Pмех Примечание
140 25 375 021 375 1875 P2Н=1 кВт
Зависимость I0=f(U10)
Вывод: Двигатель начнет вращаться только при U10=60 В I0=08 А. С
ростом U10 индуктивное сопротивление из-за насыщения уменьшается и ток ХХ
растет быстрей чем по прямой пропорциональной зависимости.
Зависимость P0=f(U10)
Вывод: С ростом напряжения потери холостого хода растут примерно в
квадратичной зависимости от напряжения.
Зависимость cosφ0=f(U10)
Вывод: С ростом напряжения из – за насыщения растет реактивная
составляющая тока холостого хода и растет реактивная составляющая
мощности поэтому коэффициент мощности уменьшается.
Исследование рабочих характеристик двигателя при номинальных значениях
частоты и напряжения питания.
№ Результаты опытов Результаты расчетов Примечание
I1 3P1 n M2 P2 Cosφ1 А Вт обмин Нм Вт - - 1
362 1500 0 0 022 0 U1=U1Н
U1Н =127 В 2 27 240 1500 3 465 071 065 3 28 278
Выход из синхронизма 6 615 1400 66 968 081 052 Вход в
синхронизм 32 350 1520 47 748 086 071
Зависимость I1=f(P2)
Вывод: При P2 = 0 существует ток холостого хода. Так как при постоянном
напряжении ток идет на создание как полезной мощности так и переменных
потерь то с ростом P2 он увеличивается быстрее чем по прямой
пропорциональной зависимости.
Зависимость M2=f(P2)
Вывод: Так как частота синхронного двигателя постоянна то момент на
якоре изменяется по линейному закону.
Вывод: При P2 = 0 КПД = 0. В области от 0 до точки А когда PС> PПер с
ростом P2 КПД растет. В т. А PС = PПер КПД = max. В области справа т.
А когда PС PПер с ростом P2 КПД уменьшается.
Зависимость n =f(P2)
Вывод: Частота вращения синхронного двигателя не изменяется при
увеличении или уменьшении нагрузки.
Зависимость Cosφ1 =f(P2)
Вывод: [pic] Влияние P1 и Q1 в точке А совпадет. До т. А P1 преобладает
над Q1. После т. А Q1 преобладает над P1 и cosφ уменьшается.
Зависимость P1 =f(P2)
Вывод: При P2 = 0 существует ток холостого хода Р0 так как с ростом Р2
растут переменные потери то Р1 увеличатся быстрее чем по прямой
Федеральное агентство по образованию
Государственное учреждение высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Лабораторная работа №3
“Исследование синхронного реактивного двигателя.”
Лаба №1 (2).doc
построения характеристик генератора с независимым возбуждением;
экспериментальное подтверждение сведений о генераторах постоянного тока.
Электрическая схема лабараторной установки для исследования генератора
Характеристика холостого хода.
№ Размагничивание № Намагничивание Примечание
0 10 1 03 240 UН=220В;
Построений характеристик холостого хода: IA=0 n=const
При токе возбуждения = 0 существует ЭДС от потока остаточного
При небольших значениях тока возбуждения когда магнитная система не
насыщена зависимость между ЭДС и током возбуждения линейна. С дальнейшим
увеличением тока возбуждения магнитная система насыщается и линейня
зависимость между ЭДС и током возбуждения нарушается. Восходящая и
нисходящая ветви характеристики ХХ не совпадают из-за потока остаточного
Нагрузочная характеристика: U=f(IB) при IA=const n=const
№ IBA UВ Примечание
Изменение основного потока из-за влияния основного потока обмотки якоря
(реакции якоря). Для одного и того же тока возбуждения нагрузочная
характеристика идёт ниже характеристики ХХ из-за размагничивающего действия
реакции якоря (уменьшение Е) и падения напряжения в якорьной цепи (IRа)
Внешняя характеристика: U=f(IА) при IB=const n=const
Возрастающие 0 220 IB=025А
Сброс нагрузки 26 220 IB=034А
При увеличении IA напряжение U падает по двум причинам: вследствие
падения напряжения в цепи якоря Ia Ra и уменьшение ЭДС Eа ввиду уменьшения
потока под воздействием поперечной реакции якоря. При дальнейшем увеличении
Ia напряжение начинает падать быстрее так как под воздействием реакции
якоря поток увеличивается и рабочая точка смещается на более круто падающий
участок кривой намагничения машины.
Регулировочная характеристика: IВ=f(I) при U=const n=const
Регулировочная характеристика показывает как можно регулировать ток
возбуждения чтобы при изменении нагрузки напряжение генератора не
менялось. С увеличением I ток IВ необходимо несколько увеличить чтобы
конпенсировать влияние падения напряжения IaRa и реакции якоря.
Характеристика короткого замыкания: I=f(IВ) при U=0 n=const
Характеристика короткого замыкания снимается при замыкании выходных зажимов
цепи якоря генератора накоротко. Так как U=0 то согласно выражению [pic]
следовательно [pic] и поскольку Ra мало то в условиях опыта Eа должно быть
также мало. Так как Ea мало и поэтому поток мал и машина не насыщена то
зависимость I=f(IВ) практически прямолинейна.
лаба гпв1.doc
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет автоматики и электромеханики
Кафедра электрических машин и аппаратов
Электрические машины
Отчёт по лабораторной работе
« Исследование генератора постоянного тока параллельного возбуждения»
Цель работы программа работы схема лабораторной установки.
Характеристики генератора постоянного тока параллельного возбуждения
а) характеристика холостого хода
б) внешняя характеристика.
а) внешняя характеристика при возрастании нагрузки.
б) внешняя характеристика при сбросе нагрузки.
в) таблица 3. Регулировочная характеристика.
г) регулировочная характеристика.
Таблица 4. Нагрузочная характеристика вывод.
Цель работы: изучить принцип действия и устройство генератора параллельного
возбуждения приобрести практические навыки при получении опытных данных и
построении характеристик получить экспериментальное подтверждение
практическим сведениям о генераторе постоянного тока.
Ознакомиться с лабораторным стендом установить переключатели обмоток
возбуждения в положение соответствующее схеме возбуждения исследуемого
генератора; произвести пробный пуск генератора; проверить возможности
регулирования напряжения и нагрузки генератора.
Получить характеристики генератора параллельного возбуждения: а)
внешнюю б) регулировочную в) нагрузочную.
Построить в одних осях координат характеристику холостого хода и
нагрузочную характеристику генератора параллельного возбуждения.
Построить регулировочную характеристику генератора.
Построить внешние характеристики генератора при росте и спаде нагрузки.
Произвести анализ полученных данных и сделать выводы.
Лабораторная установка
Рисунок 1. Электрическая схема лабораторной установки для исследования
генератора постоянного тока.
На рис.1 приведена электрическая схема лабораторной установки для
исследования генератора постоянного тока. Включением или выключением
соответствующих переключателей установленных на стенде можно получить
различные схемы возбуждения генератора. Регулирование тока возбуждения
осуществляется реостатом регулирование тока нагрузки – реостатом RH.
Клеммы обмоток на схеме обозначены: Ш1 – Ш2 – параллельные обмотки
возбуждения (ОВШ); С1 – С2 – последовательные обмотки возбуждения (ОВС);
Я1 – Я2 – обмотки якоря и Д1 – Д2 – обмотки добавочных полюсов.
Таблица 1. Характеристика холостого хода.
iВ A UГ В Примечание
Рисунок 2. Характеристика холостого хода
Таблица 2. Внешняя характеристика.
iВ A U B IЯ А Примечание
Возрастание IB = 0.32 A
Рисунок 3. Внешняя характеристика при возрастании нагрузки
Рисунок 4. Внешняя характеристика при сбросе нагрузки
Таблица 3. Регулировочная характеристика.
IЯ A iB A Примечание
Рисунок 5. Регулировочная характеристика
Таблица 4. Нагрузочная характеристика.
iB A U B Примечание
Рисунок 6. Нагрузочная характеристика.
Характеристика холостого хода: E=f(iв) при Ia=I=0 n=const.
При токе iв=0 существует ЭДС от потока остаточного намагничивания. При
небольших значениях iв когда магнитная система не насыщена зависимость
между ЭДС и iв линейная. С дальнейшим увеличением iв магнитная система
насыщается и линейная зависимость между током возбуждения и ЭДС нарушается.
Внешняя характеристика: U=f(I) при n=const Rв=const.
Напряжение на зажимах генератора с увеличением тока снижается:
а) из-за размагничивающего действия реакции якоря
б) падения напряжения в якорной цепи
Регулировочная характеристика: iв=f(I) при U=const n=const.
Т.к. с ростом тока нагрузки напряжение падает то для того чтобы его
поддержать постоянным ток возбуждения нужно увеличивать.
Нагрузочная характеристика: U=f(iв) при Iн=Ia=I=const n=const.
Для одного и того же тока возбуждения нагрузочная характеристика идет ниже
характеристики холостого хода из-за размагничивающего действия реакции
якоря (уменьшения Е) и падения напряжения в якорной цепи (IRa).
Асинхронник.doc
характеристик при различных режимах работы электропривода с асинхронным
короткозамкнутым двигателем.
Рис. 1 Принципиальная электрическая схема стенда
Лабораторный стенд состоит из приборного блока с комплектом
измерительных приборов (тип К540) и электромеханического агрегата
включающего исследуемый асинхронный двигатель и нагрузочный двигатель
Агрегат и блок соединены между собой двумя силовыми кабелями и
одним измерительным. Измерительный комплект и приборный блок связаны
измерительным кабелем.
Технические данные исследуемого асинхронного двигателя с короткозамкнутым
Технические данные нагрузочного двигателя постоянного тока независимого
Определение коэффициента связи «С2» нагрузочного двигателя М2
=263 с-1; E211=21 В;
Определение момента потерь агрегата (АД+ДНВ)
w c-1 257 266 276 285 295 303 310 319 330 336 IВ2=14 А
(Mп=С2I2 I2 А 1 15 16 17 19 2 2 2 2 2 (Mп Нм 008
(MП1=С2I2=0081=008 Нм
По данным таблицы 1 строим характеристики момента потерь =f((Mп).
Характеристики представлены на рис. 1
Характеристики АД в двигательном режиме
с-1 292 281 280 279 277 275 273 268 258 236 160
I1 А 015 021 0215 022 023 024 026 028 032 041
8 I2 А 0 1 12 14 15 17 2 24 3 35 35 M2 Нм
008 0096 0112 012 0136 016 0192 024 028 028 (Mп
Нм 0146 0133 013 0129 0128 0127 0125 0121 008 008
8 M1 Нм 0146 0213 0226 0241 0248 0263 0285 0313
M2= С2I2=1008 = 008 Нм;
M1= M2+(Mп=008+0133=0213 Нм.
По данным таблицы 2 строим механические =f(M1) и электромеханические
=f(I1) характеристики АД. Характеристики представлены на рис. 2 3.
с-1 310 304 303 302 301 300 299 297 295 292 288
I1 А 051 05 05 05 048 048 05 052 054 056 061
I2 А 0 37 4 45 5 6 7 85 11 14 18 M2 Нм 0 0296
2 036 04 048 056 068 088 112 144 (Mп Нм 016
6 016 016 0156 0155 0154 0153 0152 0146 0136 M1
Нм 016 0456 048 052 0556 0634 0714 0833 1032 1266
M2= С2I2=008(37=0296 Нм;
По данным таблицы 3 строим механические =f(M1) и электромеханические
Характеристики АД в режиме рекуперативного торможения
с-1 312 314 316 317 320 322 327 331 338 345
I1 А 012 013 014 015 017 02 023 029 036 047
I2 А 5 55 6 68 7 8 95 11 13 16 M2 Нм 04 044 048
44 056 064 076 088 104 128 (Mп Нм 0159 016 016
6 016 016 016 016 016 016 M1 Нм 0241 028 032
M1= M2-(Mп=04-0159=0241 Нм;
M2= С2I2=008(55=044 Нм.
По данным таблицы 4 строим механические =f(M1) и электромеханические
с-1 307 308 310 312 312 313 313 313 314 315
I1 А 055 055 055 056 057 058 059 06 062 064
I2 А 23 25 3 31 35 4 45 55 7 9 M2 Нм 0148 02
4 0248 028 032 036 044 056 072 (Mп Нм 016 016
6 016 016 016 016 016 016 016 M1 Нм 0024 004
M1= M2-(Mп=0184-016=0024 Нм;
M2= С2I2=008(23=0184 Нм.
По данным таблицы 5 строим механические =f(M1) и электромеханические
Характеристики АД в режиме противовключения
с-1 60 55 20 12 4 05
I1 А 081 079 077 076 075 074 I2 А 28 278 25
25 25 M2 Нм 0225 0224 02 02 02 02 (Mп Нм
8 008 008 008 008 008 M1 Нм 0145 0144 012 012
M1= M2-(Mп=0225-008=0145 Нм;
M2= С2I2=008(28=0225 Нм.
По данным таблицы 6 строим механические =f(M1) и электромеханические
Характеристики АД в режиме динамического торможения
с-1 2 25 3 46 65 12 765
I2 А 25 27 35 4 53 75 35 (Mп Нм 008 008 008
8 008 008 008 M2 Нм 02 0216 028 032 0424 06
8 M1 Нм 012 0136 02 024 0344 052 02
M2= С2I2=008(25=02 Нм;
M1= M2-(Mп=02-008=012 Нм.
По данным таблицы 7 строим механические =f(M1) и электромеханические
I2 А 25 3 35 45 6 85 (Mп Нм 008 008 008 008
8 008 M2 Нм 02 024 028 036 048 068 M1 Нм
По данным таблицы 8 строим механические =f(M1) и электромеханические
Рис. 1 Характеристика момента потерь =f((Mп)
Рис. 2 Механические характеристики =f(M1)
Рис. 3 Электромеханические характеристики АД =f(I1)
Пар. раб одноф.транс.doc
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
1300- электротехника электромеханика и электротехнологии
Отчёт по лабораторной работе
Исследование асинхронного двигателя с фазным ротором.
Схема электрической цепи.
Таблица полученных данных.
Внешние характеристики трансформаторов.
Список используемой литературы.
Ознакомиться с лабораторной установкой для испытания однофазных
трансформаторов при параллельной работе.
Изучить и проделать работу снять все необходимые данные при
На основании полученных данных сделать необходимые характеристики
анализ работы и основные выводы.
Параллельная работа двух или нескольких трансформаторов - работа при
параллельном соединении их обмоток как на первичной так и на вторичной
сторонах. При параллельном соединении одноимённые зажимы обмоток
трансформаторов присоединяют к одному и тому же проводу сети.
Параллельная работа трансформаторов обеспечивает: бесперебойное
энергоснабжение потребителей в случае аварии или необходимости ремонта
трансформаторов; работу трансформаторов с наибольшим КПД (варьируя
количество работающих трансформаторов чтобы каждый из них был нагружен
Для достижения наилучших условий параллельной работы трансформаторов
необходимо чтобы общая нагрузка распределялась между параллельно
работающими трансформаторами пропорционально их номинальной мощности. Такое
распределение нагрузки достигается при условиях когда параллельно
работающие трансформаторы имеют:
- одинаковые группы соединения обмоток
- равные первичные и вторичные напряжения (равные коэффициенты
- равные номинальные напряжения короткого замыкания.
Из названных трех условий безусловно обязательным является первое а
второе и третье могут выполняться с определенными допусками установленными
государственным стандартом.
Верхотуров А.И. Трансформаторы. Методические указания к выполнению
лабораторных работ по курсу «Электрические машины» для студентов
электротехнических специальностей ТПУ всех форм обучения.
Костенко М.П. Пиотровский Л.М. «Электрические машины». В 2-х ч.
Ч.1-Машины постоянного тока. Трансформаторы. Учебник студентов высш.
Техн. Учеб. Заведений.
Схема электрической цепи
Параллельная работа трансформаторов при выполнении всех условий включения
на параллельную работу
Соединим между собой одноимённые (однопотенциальные) зажимы вторичных
обмоток трансформаторов и подключим вольтметр к зажимам нагрузки. Установим
переключатель П2 в положение соответствующее выполнению условий 2 и 3
включения на параллельную работу.
Затем подадим напряжение на первичные обмотки и изменяя сопротивление
нагрузки нагрузим трансформаторы до тока I2=12*I2н в самом нагруженном
трансформаторе. Число полученных точек будет соответствовать количеству
используемых ступеней реостата нагрузки. Результаты опыта запишем в таблицу
и построим внешние характеристики трансформаторов в одних осях
Параллельная работа трансформаторов с неодинаковыми коэффициентами
Для изменения коэффициента трансформации второго (правого)
трансформатора устанавливают переключатель П2 в положение 2. Затем подадим
напряжение на первичные обмотки трансформаторов при отсутствии нагрузки и
запишем значение уравнительного тока. После этого
подключим нагрузку и постепенно будем повышать её до тех пор пока во
вторичной обмотке самого нагруженного трансформатора не установится ток
I2=12I2Н . Результаты опыта запишем в таблицу 1 и построим внешние
характеристики трансформаторов в одних осях координат.
Параллельная работа трансформаторов с неодинаковыми номинальными
напряжениями короткого замыкания.
Условие равенства номинальных напряжений короткого замыкания не
выполняется если последовательно со вторичной обмоткой второго (правого)
трансформатора включим дроссель Др (положение 3 переключателя П2).
Индуктивное сопротивление вторичной обмотки (следовательно и номинальное
напряжение короткого замыкания) увеличилось но коэффициент трансформации
остаётся без изменения. Опыт проводим также как при выполнении п.1.
Результаты запишем в таблицу 1 и построим внешние характеристики
трансформаторов в одних осях координат.
I21 P21 I22 P22 Ic Pc
В В А кВт А кВт А кВт
180 96 15 140 12 140 28 280 Все условия
180 96 18 180 16 160 38 340 выполняются
180 96 16 140 11 120 28 260 К1[pic]К2
180 96 22 200 072 80 28 280 UK1[pic]UK2
Внешние характеристики параллельной работы трансформаторов при выполнении
всех условий включения на параллельную работу
Внешние характеристики параллельной работы трансформаторов с
неодинаковыми коэффициентами трансформации
неодинаковыми номинальными напряжениями короткого замыкания
«Параллельная работа однофазных трансформаторов»
Лаба №4 (2).doc
построения характеристик генератора с параллельным возбуждением;
экспериментальное подтверждения сведений о генераторах постоянного тока.
Электрическая схема лабораторной установки для исследования генератора
Характеристика холостого хода.
№ Размагничивание № Намагничивание Примечание
0 20 1 036 230 UН=220В;
Вывод: При токе возбуждения = 0 существует ЭДС от потока остаточного
При небольших значениях тока возбуждения когда магнитная система не
насыщена зависимость между ЭДС и током возбуждения линейна. С дальнейшим
увеличением тока возбуждения магнитная система насыщается и линейня
зависимость между ЭДС и током возбуждения нарушается. Восходящая и
нисходящая ветви характеристики ХХ не совпадают из-за потока остаточного
Нагрузочная характеристика: U=f(IB) при IA=const n=const
№ IBA UВ Примечание
Изменение основного потока из-за влияния основного потока обмотки якоря
(реакции якоря). Для одного и того же тока возбуждения нагрузочная
характеристика идёт ниже характеристики ХХ из-за размагничивающего действия
реакции якоря (уменьшение Е) и падения напряжения в якорьной цепи (IRа)
Внешняя характеристика: U=f(IА) при IB=const n=const
Возрастающие 0 150 IB=016А
Сброс нагрузки 11 150 IB=02А
С ростом тока нагрузки напряжение на зажимах генератора уменьшается из –
за размагничивающего действия реакции якоря падение напряжения в якорной
цепи вследствие этого происходит уменьшение тока возбуждения. В результате
внешняя характеристика падает круче чем у генератора независимого
возбуждения поэтому [pic].
Регулировочная характеристика: IВ=f(I) при U=const n=const
Вывод: Так как сростом тока нагрузочное напряжение падает то для того
чтобы его поддержать постоянным ток возбуждения необходимо увеличивать.
Так как IВ и Raia малы то падение напряжения от в цепи якоря практически
не оказывает влияния на напряжение на зажимах генератора. Характеристика
почти такая же как у генератора независимого возбуждения.
Титул №1.doc
Государственное учреждение высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Лабораторная работа №1
Исследование характеристик трехфазного синхронного генератора.
Ивченко П.В. совместно с
Асинхр.doc
Томский политехнический университет
Факультет автоматики и электромеханики.
“Электротехника электромеханика и электротехнологии.”
Испытание асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Отчет
по лабораторной работе по курсу «Электрические машины».
Ознакомиться с лабораторной установкой для исследования асинхронного
двигателя с короткозамкнутым ротором.
Провести маркировку выводов обмотки статора.
Осуществить пробный пуск двигателя и убедиться в возможности изменения
направления вращения ротора.
Измерить активное сопротивление фазы обмотки статора.
Провести опыты холостого хода и короткого замыкания.
Построить круговую диаграмму и использовать ее для построения рабочих
характеристик двигателя.
Таблицы данных измерений и расчетов
Опыт короткого замыкания
U1k I1k Pk cosφk φk Rk
Построение круговой диаграммы.
Выбирем масштаб тока [pic] и расчитываем масштаб мощности [pic]
U1Н – номинальное напряжение;
Подведенная мощность к АД.
Полезная мощность АД.
Для точки Д коэффициент мощности
Коэффициент полезного действия
При P2 равном нулю возникает ток холостого хода I0. Так как ток участвует в
возникновении P2 и переменных потерь то при постоянном напряжении с ростом
P2 ток растет быстрее чем по прямой пропорциональной зависимости.
Область от 0 до максимума функции: преобладающее влияние на коэффициент
мощности cosφ оказывает мощность P1 поэтому с ростом P2 коэффициент
мощности растет. В точке максимума функции влияние на cosφ P1 реактивную
мощность одинаково поэтому коэффициент мощности максимальный. Область
справа от точки максимума функции: преобладающее влияние на коэффициент
мощности оказывает реактивная мощность следовательно с ростом P2 cosφ
Значительный рост реактивной мощности в области справа от максимума функции
обусловлен ростом индуктивного сопротивления
С ростом P2 нагрузка на ротор двигателя увеличивается при этом ротор
притормаживается и его скорость уменьшается то есть уменьшается частота
вращения ротора двигателя.
Список используемой литературы:
А.И. Вольдек – Электрические машины.
В.М. Игнатович Ш.С.Ройз – Электрические машины и трансформаторы.
Рекомендуемые чертежи
Свободное скачивание на сегодня
Обновление через: 22 часа 33 минуты
