(904) Электрические машины
реклама
ООО «Учебная техника» ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ Руководство по выполнению базовых экспериментов ЭМ.001 РБЭ (904) 2005 2 Галишников Ю.П., Сенигов П.Н., Карпеш М.А. Электрические машины. Руководство по выполнению базовых экспериментов. ЭМ.001 РБЭ (904). Челябинск: ООО «Учебная техника», 2005. 210 с. Представлены перечни используемой при выполнении базовых экспериментов аппаратуры, электрические схемы соединений и их описания, а также указания по проведению базовых экспериментов. Руководство предназначено для использования при подготовке к проведению лабораторных работ по учебной дисциплине «Электрические машины (общий курс)» и смежным с ней дисциплинам в высших и средних профессиональных образовательных учреждениях. ООО «Учебная техника», 2005 Содержание 3 Содержание Содержание ........................................................................................................................................ 3 Введение ............................................................................................................................................. 5 Перечень аппаратуры, используемой в экспериментах ........................................................... 7 Описание и технические характеристики электромашинного агрегата .............................. 9 Описание и технические характеристики функциональных блоков .................................. 11 Электрическая схема соединений тепловой защиты машины переменного тока ............ 14 Подготовка и проведение измерений с помощью электронного мультиметра ................. 15 Порядок работы с оригинальными программными продуктами ........................................ 16 1. ТРАНСФОРМАТОРЫ ........................................................................................................... 20 1.1. Определение коэффициента трансформации однофазного трансформатора ............. 21 1.2. Снятие и определение характеристик холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0=f(U) однофазного трансформатора ........................................................................................... 26 1.3. Снятие и определение характеристик короткого замыкания IК=f(U), РК=f(U), cosφК= f(U) однофазного трансформатора ...................................................................... 31 1.4. Регистрация и отображение на компьютере тока включения однофазного трансформатора без нагрузки ........................................................................................... 36 1.5. Регистрация и отображение на компьютере тока короткого замыкания однофазного трансформатора .................................................................................................................. 41 1.6. Определение уравнительного тока, вызванного неравенством коэффициентов трансформации параллельно включенных однофазных трансформаторов ................ 46 1.7. Определение группы соединений обмоток трехфазного трансформатора ................. 51 1.8. Подтверждение недопустимости параллельной работы трехфазных трансформаторов с различными группами соединения обмоток................................................................. 56 2. ГЕНЕРАТОРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА .......................................................................... 61 2.1. Возбуждение / самовозбуждение генератора постоянного тока с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере ................................................... 62 2.2. Снятие характеристики холостого хода E0=f(If) генератора постоянного тока с независимым возбуждением ............................................................................................. 70 2.3. Снятие характеристики короткого замыкания IК=f(If) генератора постоянного тока с независимым возбуждением ............................................................................................. 75 2.4. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик генератора постоянного тока с независимым / параллельным возбуждением .......... 80 2.5. Регистрация и отображение на компьютере тока короткого замыкания генератора постоянного тока с параллельным возбуждением ......................................................... 90 3. ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА ............................................................................. 96 3.1. Пуск в ход двигателя постоянного тока с независимым / параллельным / последовательным возбуждением с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере ............................................................................................... 97 3.2. Определение механической характеристики n=f(М) двигателя постоянного тока с независимым / параллельным / последовательным возбуждением ........................... 105 4 Содержание 3.3. Определение рабочих характеристик n=f(Р2), М=f(Р2), η=f(Р2) двигателя постоянного тока с независимым возбуждением ......................................................... 113 4. ТРЕХФАЗНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ ......................................................... 119 4.1. Пуск в ход трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере .. 120 4.2. Снятие и определение характеристик холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0=f(U) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором ....................... 127 4.3. Снятие и определение характеристик короткого замыкания IК=f(U), РК=f(U), ZК= f(U) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором ............... 133 4.4. Определение механической характеристики n=f(M) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором ..................................................... 139 4.5. Определение рабочих характеристик I=f(P2), P1=f(P2), s=f(P2), =f(P2), cos=f(P2), M=f(P2) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором ............................................................................................................................. 144 5. ТРЕХФАЗНЫЕ СИНХРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ......................................................... 150 5.1. Снятие характеристики холостого хода E0=f(If) трехфазного синхронного генератора151 5.2. Снятие характеристики короткого замыкания IК=f(If) трехфазного синхронного генератора ........................................................................................................................ 156 5.3. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик трехфазного синхронного генератора ........................................................................... 161 5.4. Подключение к сети трехфазного синхронного генератора методом точной синхронизации ................................................................................................................. 167 5.5. Подключение к сети трехфазного синхронного генератора методом самосинхронизации ......................................................................................................... 173 5.6. Снятие угловых характеристик P=f(), Q=f(), U=f() трехфазного синхронного генератора ........................................................................................................................ 178 5.7. Снятие U–образной характеристики I=f(If) трехфазного синхронного генератора . 183 5.8. Регистрация и отображение на компьютере тока трехфазного короткого замыкания синхронного генератора.................................................................................................. 188 6. ТРЕХФАЗНЫЕ СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ ............................................................ 194 6.3. Снятие U–образной характеристики I=f(If) трехфазного синхронного двигателя .. 206 Введение 5 Введение В настоящем руководстве описаны базовые эксперименты, выполняемые на комплекте типового лабораторного оборудования «Электрические машины». В ходе их воспроизводятся установившиеся и переходные процессы в машинах постоянного и переменного тока. Типовой комплект лабораторного оборудования предназначен для выполнения лабораторных работ по учебной дисциплине «Электрические машины (общий курс)» и смежным с ней дисциплинам в высших и средних профессиональных образовательных учреждениях. Комплект также может быть использован в профтехучилищах и общеобразовательных школах с углубленным изучением физики. Аппаратная часть комплекта выполнена по блочному (модульному) принципу и содержит: спроектированные с учебными целями натурные аналоги электрических машин, трансформаторов и элементов электрических цепей; источники питания; измерительные преобразователи и приборы; персональный IBM-совместимый компьютер со встроенной платой ввода/вывода данных фирмы National Instruments; трехсоставной лабораторный стол со встроенным контейнером для хранения съемных функциональных блоков, проводников и методических материалов, рамами для установки необходимых в эксперименте функциональных блоков, выкатной полкой для клавиатуры компьютера и подставкой для системного блока последнего. Питание комплекса осуществляется от трехфазной электрической сети напряжением 380 В с нейтральным и защитным проводниками. Потребляемая мощность Вт, не более………………………………... 500 Габариты (длина / ширина / высота), мм…………………………….27509001600 Масса, кг, не более…………………………………………………….. 250 Программная часть комплекта включает: программную среду персонального компьютера (Windows всех версий, начиная с Windows 98); разработанные регистраторы режимных параметров машин постоянного и переменного тока, виртуальный осциллограф. Методическая часть комплекта включает: настоящее руководство, как комплект материалов для подготовки к проведению лабораторных работ; руководства по работе в программной среде LabVIEW (4 тома); руководство пользователя платой ввода/вывода 6024Е. Типовому комплекту лабораторного оборудования «Электрические машины» присущи следующие качества. УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ, которая выражается в возможности воспроизведения не только установившихся, но и переходных процессов в электрических машинах. ГИБКОСТЬ, которая обеспечивается возможностью компоновки требуемой конфигурации комплекта сообразно с задачами каждого конкретного эксперимента. 6 Введение НАГЛЯДНОСТЬ результатов моделирования, которая обеспечивается их регистрацией и отображением посредством как традиционных измерительных приборов (аналоговых или/и цифровых), так и виртуальных на мониторе компьютера. НАДЁЖНОСТЬ, достигаемая за счет малой мощности силовых элементов, защитой электрических цепей от эксплуатационных коротких замыканий и неумелого обращения. ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ, которая обеспечена выполнением компонентов комплекта классом защиты от поражения электрическим током 01 и , а также применением защищенных проводников и устройства защитного отключения. СОВРЕМЕННЫЙ ДИЗАЙН, который обеспечен выполнением комплекта с учетом требований эргономики, инженерной психологии и эстетики. На комплексе может активно работать творческая бригада из 23 студентов. Перечень аппаратуры, используемой в экспериментах 7 Перечень аппаратуры, используемой в экспериментах Количество аппаратуры с определённым кодом, используемой в конкретном эксперименте, приведено в таблице 1. Таблица 1 Код аппаратуры 101.2 102.1 104 201.2. 206.1 209.2 301.1 319 306.1 307.1 308.1 314.2 317.2 318.1 319 323.2 324.2 330 347.1 401.1 Номер эксперимента 1.1 1.2 1.3 1.4 1 1.5 1 1.6 1 1.7 1 1.8 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 3.1 3.2 3.3 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 2 402.3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 504.2 505.2 506.2 507.2 508.2 550 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Перечень аппаратуры, используемой в экспериментах 8 Таблица 1 (продолжение) Код аппаратуры 101.2 102.1 104 201.2. 206.1 209.2 301.1 306.1 307.1 308.1 314.2 317.2 318.1 319 324 323.2 324.2 330 347.1 401.1 402.3 504.2 505.2 506.2 507.2 508.2 550 Номер эксперимента 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 6.1 6.2 6.3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Описание и технические характеристики электромашинного агрегата 9 Описание и технические характеристики электромашинного агрегата Электромашинный агрегат предназначен для электромеханического преобразования энергии постоянного или переменного тока, получения сигналов, определяющих частоту вращения и угловое положение подвижных частей агрегата. Он включает сочлененные между собой и установленные на едином основании машину постоянного тока, машину переменного тока и преобразователь угловых перемещений. Концы обмоток машин выведены через гнезда на терминальные панели, прикрепленные к их корпусам. Машина постоянного тока (тип 101.2) Номинальная мощность, Вт Номинальное напряжение якоря, В Номинальный ток якоря, А Номинальная частота вращения, мин–1 Возбуждение Номинальное напряжение возбуждения, В Номинальный ток обмотки возбуждения, А КПД, % Направление вращения Режим работы Машина переменного тока (тип 102.1) Число фаз на статоре Число фаз на роторе Как синхронная машина Номинальная активная мощность, Вт Номинальное напряжение, В Схема соединения обмоток статора cos H Номинальный ток статора, А Ток возбуждения холостого хода, А Номинальное напряжение возбуждения, В Номинальный ток возбуждения, А Направление вращения Номинальная частота вращения, мин–1 Как асинхронная машина Частота тока, Гц Номинальная полезная активная мощность, Вт Номинальное напряжение, В Схема соединения обмотки статора Схема соединения обмотки ротора Номинальный ток статора, А КПД, % cos H Номинальная частота вращения, мин–1 90 220 0,56 1500 Независимое /параллельное/ последовательное 220 0,2 57,2 реверсивное двигательный/генераторный 3 3 100 230 1 0,26 1,6 22 1,85 любое 1500 50 30 127 Y 0,35 36 0,73 1250 10 Описание и технические характеристики электромашинного агрегата Преобразователь угловых перемещений (тип 104) Модель Количество выходных каналов Выходные сигналы Число импульсов за оборот в серии Диапазон изменения рабочих частот вращения вала, мин-1 ВЕ 178А 6 серия импульсов и опорный импульс 2500 0..6000 Описание и технические характеристики функциональных блоков 11 Описание и технические характеристики функциональных блоков Наименование и описание 1 Трехфазный источник питания Предназначен для питания комплекта типового лабораторного оборудования трехфазным переменным напряжением промышленной частоты. Включается вручную. Имеет защиту от перегрузок, устройство защитного отключения, кнопку аварийного отключения и ключ от несанкционированного включения. Источник питания двигателя постоянного тока Предназначен для питания обмоток якоря и возбуждения машины постоянного тока. Включается вручную или дистанционно/автоматически (от ПЭВМ). Якорное напряжение регулируется вручную или дистанционно. Напряжение возбуждения постоянное. Возбудитель машины переменного тока Предназначен для питания обмотки возбуждения машины переменного тока. Включается и регулируется вручную или дистанционно/автоматически (от ПЭВМ). Выходные цепи изолированы от входных. Трехполюсный выключатель Предназначен для ручного или дистанционного/автоматического (от ПЭВМ) включения/отключения электрических цепей. Активная нагрузка Предназначена для моделирования однофазных и трехфазных потребителей активной мощности. Регулируется вручную. Реостат для цепи ротора машины переменного тока Предназначен для изменения активного сопротивления цепи ротора машины переменного тока. Регулируется вручную. Реостат возбуждения машины постоянного тока Предназначен для изменения активного сопротивления цепи возбуждения машины переменного тока. Регулируется вручную. Линейный реактор Предназначен для изменения индуктивности однофазной/трехфазной электрической цепи Параметры 2 Код 3 Ширина, мм 4 400 В ~ 16 А Ток срабатывания УЗО 30 mA 201.2 285 Цепь якоря 0…250 В 3А Цепь возбуждения 200 В 1А 206.1 285 0…40 В 3,5 А 209.2 285 400 В ~ 10 А 301.1 95 220 В 50Гц 30…50 Вт 306.1 285 30…40 Ом 1А 307.1 285 0…2000 Ом 0,1…0,5 А 308.1 285 0,3 Гн 0,5 А 314.2 95 12 Описание и технические характеристики функциональных блоков Емкостная нагрузка Предназначена для моделирования однофазных и трехфазных источников реактивной мощности. Регулируется вручную. Регулируемый автотрансформатор Предназначен для получения регулируемого однофазного напряжения промышленной частоты. Регулируется вручную. Блок синхронизации Предназначен для ручного или дистанционного/автоматического подключения (от ПЭВМ) синхронной машины к сети методами точной синхронизации или самосинхронизации. Реостат Предназначен для изменения активного сопротивления электрической цепи. Регулируется вручную. Индуктивная нагрузка Предназначена для моделирования однофазных и трехфазных потребителей реактивной мощности. Регулируется вручную. Коннектор Предназначен для обеспечения удобного доступа к входам/выходам платы ввода/вывода данных PCI 6023E (PCI 6024E) персонального компьютера. 220 В 50Гц 3х0…40 Вар 317.2 285 220 / 0..240 В 2А 318.1 190 400 В ~ 10 А 3 индикаторные лампы, синхроноскоп 319 285 20..100 Ом 1А 323.2 285 220 В 50Гц 3х0…40 Вар 324.2 285 8 аналоговых диф. входов; 2 аналоговых выхода; 8 цифровых входов/выходов 330 285 347.1 285 401.1 142,5 402.3 142,5 504.2 285 505.2 142,5 Трехфазная трансформаторная группа 380 ВА Предназначена для преобразования энергии 230 В/242,235, 230, однофазного/трехфазного тока. Коэффици226, 220, 133, 127 В ент трансформации регулируется вручную. Блок измерительных трансформаторов 3 трансформатора тока и напряжения Предназначен для получения нормированнапряжения ных гальванически не связанных с сетью 600/3В; сигналов, пропорциональных синусоидаль- 3 трансформатора ным токам и напряжениям промышленной тока 0,3 А/3 В частоты. 3 датчика Блок датчиков тока и напряжения Предназначен для получения нормированнапряжения ных гальванически не связанных с сетью ±100; 1000 В / ±5 В сигналов, пропорциональных токам и 3 датчика тока напряжениям. ±1; 5 А / ±5 В 2 вольтметра Измеритель напряжений и частот Предназначен для измерения напряжений и 0…500 В ~ частот переменных напряжений промыш2 частотомера ленной частоты. 45…55 Гц; 220 В ~ Указатель угла нагрузки синхронной машины 180…0…180 Предназначен для измерения и отображе- Описание и технические характеристики функциональных блоков ния в аналоговой форме угла нагрузки синхронной машины. Имеет выходные гнёзда для подключения к ПЭВМ. Указатель частоты вращения Предназначен для отображения частоты вращения электрических машин в аналоговой форме. Имеет выходные гнёзда для подключения к ПЭВМ. Измеритель мощностей Предназначен для измерения активной и реактивной мощностей в однофазной цепи, и отображения их в аналоговой форме. Имеет выходные гнёзда для подключения к ПЭВМ. Блок мультиметров Предназначен для измерения токов, напряжений и омических сопротивлений в цепях постоянного или синусоидального токов. Персональный компьютер Предназначен для сбора, обработки и отображения режимных параметров процессов, моделируемых на комплекте лабораторного оборудования. 2000…0…2000 мин1 13 506.2 142,5 507.2 285 3 мультиметра MY-60 508.2 285 Windows, плата PCI 6023E (PCI 6024E) 550 — 15; 60; 150; 300; 600 В 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А. Электрическая схема соединений тепловой защиты машины переменного тока 14 Электрическая схема соединений тепловой защиты машины переменного тока L1 L2 L3 N РЕ TK Вкл. 201.2 G1 102.1 TK A1 Перечень аппаратуры Обозначение Наименование Тип А1 Машина переменного тока 102.1 G1 Трехфазный источник питания 201.2 Параметры 100 Вт / 230 В ~ / 1500 мин 400 В ~ / 16 А Подготовка и проведение измерений с помощью электронного мультиметра 15 Подготовка и проведение измерений с помощью электронного мультиметра Для измерения трех базовых электрических величин (тока, напряжения и омического сопротивления) используется мультиметр. До его подключения к цепи необходимо выполнить следующие операции: установить род тока (постоянный/переменный); выбрать диапазон измерений соответственно ожидаемому результату измерений; правильно подсоединить зажимы мультиметра к измеряемой цепи. Присоединение мультиметра (как вольтметра) для измерения напряжения Присоединение мультиметра (как амперметра) для измерения тока Присоединение мультиметра( как омметра) для измерения омического сопротивления 16 Порядок работы с оригинальными программными продуктами Порядок работы с оригинальными программными продуктами Общие сведения В программное обеспечение учебного лабораторного комплекса «Электрические машины» входят три программных продукта – «Многоканальный осциллограф», «Регистратор режимных параметров машины постоянного тока» и «Регистратор режимных параметром машины переменного тока». Для работы этих программ необходимо наличие установленного драйвера Ni-DAQ платы PCI 6023E или PCI 6024E версии не ниже 7.0.1 с включенной поддержкой Microsoft Visual Basic. Для того чтобы установить вышеупомянутый драйвер, запустите программу его установки с прилагаемого компакт-диска фирмы National Instruments. В ветви «Traditional Ni-DAQ» появляющегося на одном из этапов установки дерева выберите «установить поддержку Microsoft Visual Basic». Откажитесь от установки «Ni-DAQmx», «Ni-Switch» и пр. (список компонентов может меняться от версии к версии). После перезагрузки компьютера плата сбора данных должна определиться. Запустите «Measurement&Automation Explorer» и пройдите по ветвям «My System / Devices and Interfaces / Traditional Ni-DAQ Devices / PCI-602*E (device1)» дерева, отображаемого слева. На последней ветке щелкните правой кнопкой мыши и в выпадающем контекстном меню выберите пункт «Test Panel». Наличие «жизни» в тестовой панели означает, что драйвер платы установился корректно. Пройдите по ветвям дерева (просто прощелкайте их мышкой) «My System / Software / Measurement Studio / For Visual Basic / * » и по всем вложенным веткам. Выполнить это необходимо, иначе далее установленные программы работать не будут! Необходимость в таких действиях вызвана, по-видимому, ошибкой в драйвере Ni-DAQ, появившейся в нем примерно с версии 6.8. Далее можно приступать к установке программ производства ООО «Учебная техника». Для этого с прилагаемого компакт-диска ООО «Учебная техника» следует запустить файлы D:\Осциллограф\Инсталлятор\setup.exe и D:\Машины\Инсталлятор\setup.exe (имеется в виду, что CD-ROM в системе обозначен буквой D). Кроме того, следует скопировать в системный каталог WINDOWS поставляемый вместе с ПО ключ «study.key» (системным каталогом в Windows 98, Windows XP и Windows Millennium обычно является C:\Windows, в Windows NT и Windows 2000 C:\WINNT). Если ключа нет на прилагаемом компакт диске, следует получить его в ООО «Учебная техника». Без ключа программное обеспечение работать не будет! Установленное программное обеспечение можно запускать через кнопку Пуск -> Программы -> Учебная техника. Пожелания и предложения по программному обеспечению ООО «Учебная техника» можно высказать, связавшись с его разработчиками: soft@electolab.ru, karpesh@mail.ru. Описание работы с программой «Многоканальный осциллограф» Программа «Многоканальный осциллограф» является виртуальным аналогом реальных приборов и обладает широкими функциональными возможностями. Программа предназначена для регистрации и отображения различных аналоговых сигналов в удобной для пользователя форме. Программа «Многоканальный осциллограф» является универсальной и может использоваться совместно со многими лабораторными комплексами производства ООО «Учебная техника». «Осциллограф» имеет четыре одинаковых канала, каждый из которых может быть сопоставлен с любым физическим каналом аналогового ввода платы. Каналы платы должны быть настроены на дифференциальный режим работы. Порядок работы с оригинальными программными продуктами 17 Каждый из каналов осциллографа может быть включен или выключен, иметь свой собственный коэффициент деления, быть «прямым» или «инверсным», иметь «открытый» или «закрытый» вход (т.е. сохранять или отрезать постоянную составляющую сигнала). Кроме того, сигнал любого канала можно «сгладить» (применяется для наблюдения зашумленных сигналов), отобразить определенным цветом, сдвинуть по вертикали. Имеется два способа синхронизации картинки на экране осциллографа. Первый из них, «50 Гц» применяется для наблюдения сигналов, частота которых кратна 50 Гц. В этом режиме частоту синхронизации можно менять в небольших пределах, нажимая на кнопки с красными стрелками. Нажатием на правую стрелку можно заставить «бежать» картинку вправо, нажатием на левую – влево. Второй способ синхронизации – классическая синхронизация по какому-либо каналу. Здесь можно выбрать номер канала, по которому будет производиться синхронизация, а также уровень синхронизирующего напряжения. По оси времени картинку на экране осциллографа можно растянуть или сжать, задавая тот или иной масштаб по горизонтали, а также сдвинуть вправо или влево соответствующим движком. Осциллограф может работать также в режиме XY. В этом случае можно задать номера каналов, сопоставленных с осями X и Y, а также цвет отображаемой линии. В любой момент сканирование аналоговых каналов можно остановить. При этом картинка на экране осциллографа «заморозится». Полученные осциллограммы можно теперь также, как и до «замораживания» масштабировать, менять цвета линий и пр. Осциллограф можно использовать в режиме запоминания, для чего в окне «Параметры» должна быть поставлена соответствующая галочка. В этом случае программа во время сканирования будет непрерывно сохранять данные в циклический буфер. Его содержимое можно отобразить после остановки сканирования. Существует возможность изменять порядок отображения запомненных кривых. Осциллограф может вычислять интегральные значения принимаемых сигналов. Для включения этого режима нужно нажать соответствующую кнопку. Программа позволяет сохранять осциллограммы в файлы. Сохранение может быть произведено двумя способами – в текстовый файл или в файл собственного формата *.osc. В первом случае в созданном файле будет находиться таблица значений точек каналов, которую можно затем экспортировать в Excel. Во втором случае в сохраненном файле будет содержаться информация об осциллограммах, о положениях органов управления и пр. Сохраненный файл можно снова загрузить в «Осциллограф» и выполнять все те же действия, что и с «замороженной» осциллограммой. Расширение *.osc регистрируется в Windows при установке программы либо путем вызова соответствующего пункта меню. «Многоканальный осциллограф» может гибко настраиваться на определенную скорость сканирования и нужное быстродействие. При установке параметров сканирования можно исходить из следующих соображений. Частота сканирования должна находиться в пределах 1000 – 50000 герц. Если необходимо рассмотреть мелкие (по частоте) подробности сигнала (например, интервалы коммутации тиристоров в схемах силовой электроники), то частоту сканирования целесообразно задавать относительно высокую, если же форма сигнала не слишком интересна (например, заведомо известно, что сигналы – синусоиды), то частоту сканирования можно задать относительно низкую. Необходимо иметь в виду, что при установке высокой частоты сканирования быстродействие программы снижается, поэтому иногда целесообразно оставлять включенным лишь один канал. Частоту обновления осциллограмм следует устанавливать в пределах 5…50 Гц. При этом необходимо иметь в виду, что если частота сканирования, деленная на частоту обновления осциллограмм, не кратна 50 Гц, то режим синхронизации «50 Гц» работать не будет. Также нужно учитывать, что чем выше частота обновления осциллограмм, тем быстрее реагирует 18 Порядок работы с оригинальными программными продуктами осциллограф на изменение режима схемы; тем меньший по длине отрезок времени отображается на экране; тем сильнее нагружается система. Верно и обратное утверждение. На графиках осциллографа отображается каждая N-ная точка. Число N задается в пределах от 1 до 10. Чем выше N, тем менее подробно строятся графики и тем меньше загружается система. Верно и обратное утверждение. Опцию «Запоминать последние N секунд процесса» следует устанавливать в диапазоне 1…20 с. Опцию «Отображать каждую N-ную точку» (на вкладке «Запоминание») - в диапазоне 1…10 с. Чем больше время запоминания, тем больше используется оперативная память компьютера и тем дольше отображается записанный в память процесс. Чем больше число N, тем менее подробно и более быстро происходит отображение. Верны и обратные утверждения. Для некоторого увеличения общего быстродействия программы рекомендуется отключать режим запоминания. Ниже перечислены неочевидные возможности интерфейса программы, а также некоторые замечания. Двойным щелчком мыши можно устанавливать в ноль регуляторы смещения картинки по горизонтали и по вертикали. Щелчок мыши на осях графика вызывает окно настройки соответствующей оси. В этом окне, помимо всего прочего, можно включить или отключить отображение нулевых линий. Масштабирование осциллограмм производится путем нажатия на графике левой клавиши мыши и, не отпуская ее, перемещения манипулятора слева направо и сверху вниз. Возврат к начальному масштабу осуществляется обратным перемещением манипулятора – справа налево и снизу вверх. Двигать график осциллограмм относительно осей координат можно путем нажатия и удержания на нем правой кнопки мыши и ее одновременного перемещения в нужную сторону. Для удобства определения значений величин на экране отображаются текущие координаты указателя мыши. Регулятор уровня синхронизации проградуирован в единицах графика. Делители напряжения каналов и временной делитель проградуированы по отношению к одной единице графика (например, положение 500 мВ означает, что одна единица (не клетка!) графика соответствует 500 мВ). Параметры сканирования по умолчанию можно установить, выбрав соответствующий пункт меню «Настройка». Аналогичным образом можно зарегистрировать расширение «*.osc». Аналогичным образом можно вернуть все органы управления в исходное положение. Цвет того или иного графика можно выбрать, щелкнув «мышкой» по соответствующей кнопке выбора цвета. Отображение интегральных (средних, действующих, средневыпрямленных, максимальных, минимальных, амплитудных) значений сигналов можно включить, нажав на соответствующую кнопку. В режиме запоминания осциллограммы можно сглаживать, причем существуют два режима сглаживания - обычное, предназначенное для сглаживания случайных помех, и сильное (x10), предназначенное для сглаживания частот, сравнимых с 50 Гц. Следует, однако, всегда понимать, что любое сглаживание в общем случае искажает форму снятых зависимостей. В режиме запоминания можно также менять порядок отображения графиков (т.е. вывести какую-либо кривую поверх остальных). Порядок работы с оригинальными программными продуктами 19 Описание работы с программами «Регистратор режимных параметров машины постоянного тока» и «Регистратор режимных параметров машины переменного тока» Программы-регистраторы предназначены для регистрации и отображения специфических параметров электрических машин в удобной для пользователя форме. Программы не имеют практически никаких настроек и обладают простым, удобным и интуитивно понятным интерфейсом. Необходимым условием правильной работы программ является правильное подключение к коннектору (код 330) аналоговых сигналов. Для удобства пользования, кроме схем данного руководства краткая информация по подключению сигналов имеется в самих программах. Кроме того, для машины постоянного тока необходимо правильно задавать режим ее возбуждения. Регистратор режимных параметров машины постоянного тока в реальном времени отображает зависимости от времени напряжения и тока якорной обмотки, частоты вращения и электромагнитного момента машины, а также – ее механическую характеристику (зависимость частоты вращения от электромагнитного момента). Регистратор режимных параметров машины переменного тока в реальном времени отображает зависимости от времени тока статорной обмотки, частоты вращения и электромагнитного момента машины, а также – ее механическую характеристику (зависимость частоты вращения от электромагнитного момента). Ниже перечислены неочевидные возможности интерфейса программы, а также некоторые замечания. Масштабирование осциллограмм производится путем нажатия на графике левой клавиши мыши и, не отпуская ее, перемещения манипулятора слева направо и сверху вниз. Возврат к начальному масштабу осуществляется обратным перемещением манипулятора – справа налево и снизу вверх. Двигать график осциллограмм относительно осей координат можно путем нажатия и удержания на нем правой кнопки мыши и ее одновременного перемещения в нужную сторону. Для удобства определения значений величин на экране отображаются текущие координаты указателя мыши. Очистить область построения механической характеристики можно, нажав на соответствующую виртуальную кнопку или нажав клавишу «Пробел». 20 1. ТРАНСФОРМАТОРЫ 1. ТРАНСФОРМАТОРЫ 1.1. Определение коэффициента трансформации однофазного трансформатора 1.1. Определение коэффициента трансформации однофазного трансформатора Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 21 22 1.1. Определение коэффициента трансформации однофазного трансформатора Электрическая схема соединений V V P1.2 V P1.1 508.2 P1 347.1 A2 318.1 A1 1.1. Определение коэффициента трансформации однофазного трансформатора 23 Перечень аппаратуры Обозначение А1 Наименование Регулируемый автотрансформатор Тип 318.1 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 Р1 Блок мультиметров 508.2 Параметры ~ 0…240 В / 2 А 380 ВА; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм 24 1.1. Определение коэффициента трансформации однофазного трансформатора Описание электрической схемы соединений Автотрансформатор А1 используется в качестве регулируемого источника синусоидального напряжения промышленной частоты. Один из однофазных трансформаторов трехфазной трансформаторной группы А2 является испытуемым. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются напряжения первичной и вторичной обмоток испытуемого трансформатора. 1.1. Определение коэффициента трансформации однофазного трансформатора 25 Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" автотрансформатора А1. Соедините электрическим шнуром приборную вилку электропитания «220 В» автотрансформатора А1 с розеткой однофазной трехпроводной электрической сети питания напряжением 220 В. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Поверните регулировочную рукоятку автотрансформатора А1 в крайнее против часовой стрелки положение. В трехфазной трансформаторной группе А2 переключателем установите желаемое номинальное вторичное напряжение трансформатора, например, 127 В. Включите выключатели «СЕТЬ» блока мультиметров Р1 и автотрансформатора А1. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Вращая регулировочную рукоятку автотрансформатора А1, выставьте напряжение U1 на его выходе (выводах первичной обмотки испытуемого однофазного трансформатора) равным, например 220 В. Измерьте с помощью мультиметра блока Р1 напряжение U2 на выводах вторичной обмотки испытуемого однофазного трансформатора. Отключите выключатели «СЕТЬ» блока мультиметров Р1 и автотрансформатора А1. Вычислите искомый коэффициент трансформации однофазного трансформатора по формуле KТР = U1 / U2. 26 1.2. 1.2. Снятие и определение характеристик холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0=f(U) однофазного трансформатора Снятие и определение характеристик холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0=f(U) однофазного трансформатора Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 1.2. Снятие и определение характеристик холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0=f(U) однофазного трансформатора Электрическая схема соединений W var 507.2 P2 A P1.2 V P1.1 508.2 P1 347.1 A2 318.1 A1 27 28 1.2. Снятие и определение характеристик холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0=f(U) однофазного трансформатора Перечень аппаратуры Обозначение А1 Наименование Регулируемый автотрансформатор Тип 318.1 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 Р1 Блок мультиметров 508.2 Р2 Измеритель мощностей 507.2 Параметры ~ 0…240 В / 2 А 380 ВА; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм 15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А. 1.2. Снятие и определение характеристик холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0=f(U) однофазного трансформатора 29 Описание электрической схемы соединений Автотрансформатор А1 используется в качестве регулируемого источника синусоидального напряжения промышленной частоты. Один из однофазных трансформаторов трехфазной трансформаторной группы А2 является испытуемым. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток и напряжение первичной обмотки испытуемого трансформатора. С помощью измерителя Р2 контролируются активная и реактивная мощности, потребляемые испытуемым трансформатором. 30 1.2. Снятие и определение характеристик холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0=f(U) однофазного трансформатора Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" автотрансформатора А1. Соедините электрическим шнуром приборную вилку электропитания «220 В» автотрансформатора А1 с розеткой однофазной трехпроводной электрической сети питания напряжением 220 В. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Поверните регулировочную рукоятку автотрансформатора А1 в крайнее против часовой стрелки положение. Включите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Вращая регулировочную рукоятку автотрансформатора А1, изменяйте напряжение U на выводах первичной обмотки испытуемого однофазного трансформатора в диапазоне 0…240 В и заносите показания вольтметра Р1.1 (напряжение U) и амперметра Р1.2 (ток I0 первичной обмотки трансформатора), а также ваттметра и варметра измерителя Р2 (активная P0 и реактивная Q0 мощности, потребляемые трансформатором) в таблицу 1.2.1. Таблица 1.2.1 U, В I0, мА P0, Вт Q0, Вт Отключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте. Используя данные таблицы 1.2.1, вычислите соответствующие напряжению U значения коэффициента мощности по формуле cos 0 P0 P0 Q0 2 2 ; Занесите полученные результаты в таблицу 1.2.2. Таблица 1.2.2 U, В cos 0 Используя данные таблиц 1.2.1 и 1.2.2 постройте искомые характеристики холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0=f(U) однофазного трансформатора. 1.3. Снятие и определение характеристик короткого замыкания IК=f(U), РК=f(U), cosφК= f(U) однофазного трансформатора 1.3. Снятие и определение характеристик короткого замыкания IК=f(U), РК=f(U), cosφК= f(U) однофазного трансформатора Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 31 32 1.3. Снятие и определение характеристик короткого замыкания IК=f(U), РК=f(U), cosφК= f(U) однофазного трансформатора Электрическая схема соединений W var 507.2 P2 A P1.2 P1.1 508.2 323.2 A13 V P1 347.1 A2 318.1 A1 1.3. Снятие и определение характеристик короткого замыкания IК=f(U), РК=f(U), cosφК= f(U) 33 однофазного трансформатора Перечень аппаратуры Обозначение А1 Наименование Регулируемый автотрансформатор Тип 318.1 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А13 Реостат 323.2 Р1 Блок мультиметров 508.2 Р2 Измеритель мощностей 507.2 Параметры ~ 0…240 В / 2 А 380 ВА; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В 2×0…100 Ом / 1 А 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм 15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А. 34 1.3. Снятие и определение характеристик короткого замыкания IК=f(U), РК=f(U), cosφК= f(U) однофазного трансформатора Описание электрической схемы соединений Автотрансформатор А1 используется в качестве источника регулируемого синусоидального напряжения промышленной частоты. Один из однофазных трансформаторов трехфазной трансформаторной группы А2 является испытуемым. Реостат А13 ограничивает темп роста тока в обмотках испытуемого трансформатора. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются напряжения первичной и вторичной обмоток испытуемого трансформатора. С помощью измерителя Р2 контролируются активная и реактивная мощности, потребляемые испытуемым трансформатором. 1.3. Снятие и определение характеристик короткого замыкания IК=f(U), РК=f(U), cosφК= f(U) 35 однофазного трансформатора Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" автотрансформатора А1. Соедините электрическим шнуром приборную вилку электропитания «220 В» автотрансформатора А1 с розеткой однофазной трехпроводной электрической сети питания напряжением 220 В. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Поверните регулировочную рукоятку автотрансформатора А1 в крайнее против часовой стрелки положение. В трехфазной трансформаторной группе А2 переключателем установите желаемое номинальное вторичное напряжение трансформатора, например, 127 В. Установите суммарное сопротивление реостата А13 равным, например, 100 Ом. Включите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Медленно вращая регулировочную рукоятку автотрансформатора А1 по часовой стрелке, увеличивайте ток IК первичной обмотки испытуемого однофазного трансформатора до тех пор пока показания амперметра Р1.2 не достигнут 0,5 А (не более!) и заносите показания амперметра Р1.2 (ток I), вольтметра Р1.1 (напряжение U), а также ваттметра и варметра измерителя Р2 (активная PК и реактивная QК мощности, потребляемые трансформатором) в таблицу 1.3.1. Таблица 1.3.1 IК , А U, В PК, Вт QК, Вт Отключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте. Используя данные таблицы 1.3.1, вычислите соответствующие напряжению U значения коэффициента мощности по формуле cos K PK PK QK 2 2 ; Занесите полученные результаты в таблицу 1.3.2. Таблица 1.3.2 U, В cos К Используя данные таблиц 1.3.1 и 1.3.2 постройте искомые характеристики короткого замыкания IК=f(U), РК=f(U), cosφК=f(U) однофазного трансформатора. 36 1.4. Регистрация и отображение на компьютере тока включения однофазного трансформатора без нагрузки 1.4. Регистрация и отображение на компьютере тока включения однофазного трансформатора без нагрузки Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 1.4. Регистрация и отображение на компьютере тока включения однофазного трансформатора без нагрузки 37 Электрическая схема соединений L1 L2 L3 N РЕ Аналоговые входы Вкл. 347.1 A2 ACH0 ACH8 ACH1 ACH9 ACH2 ACH10 ACH3 ACH11 201.2 G1 AIGND AISENSE Аналоговые выходы ACH4 ACH12 ACH5 ACH13 ACH6 ACH14 ACH7 ACH15 DAC0OUT DAC1OUT AOGND 330 401.1 A3 A4 к компьютеру A5 38 1.4. Регистрация и отображение на компьютере тока включения однофазного трансформатора без нагрузки Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А3 Блок измерительных трансформаторов тока и напряжения 401.1 А4 Коннектор 330 А5 Персональный компьютер 550 Параметры ~ 400 В / 16 А 380 ВА; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В 3 трансформатора напряжения 600 В / 3 В; 3 трансформатора тока 0,3 А / 3 В 8 аналог. диф. входов; 2 аналог. выходов; 8 цифр. входов / выходов IBM совместимый, Windows 9*, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI-6023E (PCI-6024E) 1.4. Регистрация и отображение на компьютере тока включения однофазного трансформатора без нагрузки 39 Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Один из однофазных трансформаторов трехфазной трансформаторной группы А2 является испытуемым. Измерительный трансформатор тока (трансдуктор) в блоке А3 обеспечивает гальваническую развязку силовой и измерительной цепей и преобразует ток первичной обмотки испытуемого трансформатора в пропорциональное ему нормированное напряжение. Через аналоговый вход АСН0-АСН8 коннектора А4 измеряемое напряжение вводится в компьютер А5. 40 1.4. Регистрация и отображение на компьютере тока включения однофазного трансформатора без нагрузки Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А5 и запустите программу “Многоканальный осциллограф”. Настройте программу для запоминания, например, последних 5 секунд процесса. Включите автоматические выключатели и устройство защитного отключения источника G1. Включите ключ-выключатель источника G1. Нажмите кнопку «ВКЛ» включения сканирования первого канала виртуального осциллографа. Нажмите кнопку “ВКЛ” источника G1 и через 1-2 секунды после этого остановите сканирование данных программой «Многоканальный осциллограф» нажатием на виртуальную кнопку «Остановить». Нажмите на кнопку-гриб источника G1. Используя возможности программы “Многоканальный осциллограф”, проанализируйте полученную временную зависимость тока включения однофазного трансформатора без нагрузки. 1.5. Регистрация и отображение на компьютере тока короткого замыкания на выводах вторичной обмотки однофазного трансформатора 1.5. Регистрация и отображение на компьютере тока короткого замыкания однофазного трансформатора Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 41 A6 301. 1 A2 347.1 A13 323.2 G1 Вкл. 401.1 A3 L1 L2 L3 N РЕ 201.2 A4 ACH4 ACH0 ACH10 ACH3 ACH13 ACH6 ACH15 ACH11 AOGND 330 DAC0OUT DAC1OUT Аналоговые выходы к компьютеру A5 ACH14 ACH7 AISENSE ACH9 ACH2 AIGND ACH1 ACH12 ACH5 ACH8 Аналоговые входы 42 1.5. Регистрация и отображение на компьютере тока короткого замыкания на выводах вторичной обмотки однофазного трансформатора Электрическая схема соединений 1.5. Регистрация и отображение на компьютере тока короткого замыкания 43 на выводах вторичной обмотки однофазного трансформатора Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А3 Блок измерительных трансформаторов тока и напряжения 401.1 А4 Коннектор 330 А5 Персональный компьютер 550 А6 А13 Трехполюсный выключатель Реостат 301.1 323.2 Параметры ~ 400 В / 16 А 380 ВА; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В 3 трансформатора напряжения 600 В / 3 В; 3 трансформатора тока 0,3 А / 3 В 8 аналог. диф. входов; 2 аналог. выходов; 8 цифр. входов/ выходов IBM совместимый, Windows 9*, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI-6023E (PCI-6024E) ~ 400 В / 10 А 2×0…100 Ом / 1 А 44 1.5. Регистрация и отображение на компьютере тока короткого замыкания на выводах вторичной обмотки однофазного трансформатора Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Один из однофазных трансформаторов трехфазной трансформаторной группы А2 является испытуемым. Измерительный трансформатор тока (трансдуктор) в блоке А3 обеспечивает гальваническую развязку силовой и измерительной цепей и преобразует ток первичной обмотки испытуемого трансформатора в пропорциональное ему нормированное напряжение. Через аналоговый вход АСН0-АСН8 коннектора А4 измеряемое напряжение вводится в компьютер А5. Выключатель А6 выполняет роль короткозамыкателя. Реостат А13 ограничивает ток короткого замыкания. 1.5. Регистрация и отображение на компьютере тока короткого замыкания 45 на выводах вторичной обмотки однофазного трансформатора Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. В трехфазной трансформаторной группе А2 переключателем установите желаемое номинальное вторичное напряжение трансформатора, например, 127 В. Установите суммарное сопротивление реостата А13 равным, например, 150 Ом. Переключатель режима работы трехфазного выключателя А6 переведите в положение «РУЧН.». Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А5 и запустите прикладную программу «Многоканальный осциллограф». Настройте программу для запоминания, например, последних 5 секунд процесса. Включите выключатель «СЕТЬ» выключателя А6. Включите источник G1. Нажмите кнопку «ВКЛ» включения сканирования первого канала виртуального осциллографа. Нажмите кнопку «ВКЛ» и спустя 1 с (не более) – кнопку «ВЫКЛ» выключателя А6 и еще через 1 с после этого остановите сканирование данных программой «Многоканальный осциллограф». Нажмите на кнопку-гриб источника G1 и отключите выключатель «СЕТЬ» выключателя А6. Используя возможности программы «Многоканальный осциллограф», проанализируйте полученную временную зависимость тока короткого замыкания. 1.6. Определение уравнительного тока, вызванного неравенством коэффициентов трансформации 46 параллельно включенных однофазных трансформаторов 1.6. Определение уравнительного тока, вызванного неравенством коэффициентов трансформации параллельно включенных однофазных трансформаторов Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 1.6. Определение уравнительного тока, вызванного неравенством коэффициентов трансформации параллельно включенных однофазных трансформаторов Электрическая схема соединений V A P1.1 L1 L2 L3 N РЕ A P1.2 508.2 P1 347.1 A2 306.1 A10 G1 347.1 A7 Вкл. 201.2 47 1.6. Определение уравнительного тока, вызванного неравенством коэффициентов трансформации 48 параллельно включенных однофазных трансформаторов Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 А2, А7 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А10 Активная нагрузка 306.1 Р1 Блок мультиметров 508.2 Параметры ~ 400 В / 16 А 380 ВА; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В 220 В / 30…50 Вт; 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм 1.6. Определение уравнительного тока, вызванного неравенством коэффициентов трансформации 49 параллельно включенных однофазных трансформаторов Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. По одному из однофазных трансформаторов трехфазных трансформаторных групп А2, А7 включаются на параллельную работу на активную нагрузку А10. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются токи нагрузки параллельно включенных трансформаторов. 50 1.6. Определение уравнительного тока, вызванного неравенством коэффициентов трансформации параллельно включенных однофазных трансформаторов Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Переключателями номинальных напряжений блоков А2 и А7 установите коэффициенты трансформации трансформаторов, например, равными соответственно 230/230 В и 230/220 В. Установите переключателями активную нагрузку в фазах блока А10, например, равной 30 %. Включите выключатель «СЕТЬ» блока мультиметров Р1. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Включите источник G1. С помощью амперметров Р1.1 и Р1.2 измерьте токи I1 и I2 нагрузки параллельно включенных однофазных трансформаторов. Отключите источник G1. Уравнительный ток, вызванный неравенством коэффициентов трансформации параллельно включенных однофазных трансформаторов, определяйте по формуле Iу = │(I1 - I2) / 2│. 1.7. Определение группы соединений обмоток трехфазного трансформатора 1.7. Определение группы соединений обмоток трехфазного трансформатора Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 51 1.7. Определение группы соединений обмоток трехфазного трансформатора 52 Электрическая схема соединений L1 L2 L3 N РЕ Аналоговые входы Вкл. 347.1 A2 201.2 ACH0 ACH8 ACH1 ACH9 ACH2 ACH10 ACH3 ACH11 G1 AIGND AISENSE Аналоговые выходы ACH4 ACH12 ACH5 ACH13 ACH6 ACH14 ACH7 ACH15 DAC0OUT DAC1OUT AOGND A3 330 401.1 A4 к компьютеру A5 1.7. Определение группы соединений обмоток трехфазного трансформатора 53 Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А3 Блок измерительных трансформаторов тока и напряжения 401.1 А4 Коннектор 330 А5 Персональный компьютер 550 Параметры ~ 400 В / 16 А 380 ВА; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В 3 трансформатора напряжения 600 В / 3 В; 3 трансформатора тока 0,3 А / 3 В 8 аналог. диф. входов; 2 аналог. выходов; 8 цифр. входов/ выходов IBM совместимый, Windows 9*, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI-6023E (PCI-6024E) 54 1.7. Определение группы соединений обмоток трехфазного трансформатора Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Трехфазная трансформаторная группа А2 является испытуемой. Измерительные трансформаторы напряжения в блоке А3 обеспечивают гальваническую развязку силовой и измерительной цепей и преобразуют первичное и вторичное линейные напряжения испытуемого трансформатора в пропорциональные им нормированные напряжения. Через аналоговые входы АСН0-АСН8 и АСН1-АСН9 коннектора А4 измеряемые напряжения вводятся в компьютер А5. 1.7. Определение группы соединений обмоток трехфазного трансформатора 55 Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. В трехфазной трансформаторной группе А2 переключателем установите желаемое номинальное вторичное напряжение трансформатора, например, 220 В. Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А5 и запустите прикладную программу “Многоканальный осциллограф”. Включите источник G1. Нажмите кнопки «ВКЛ» включения сканирования первого и второго каналов виртуального осциллографа. Используя возможности программы “Многоканальный осциллограф”, определяйте взаимный фазовый сдвиг между кривыми регистрируемых напряжений и по нему определяйте группу соединений обмоток трехфазного трансформатора. По завершении эксперимента отключите источник G1. 56 1.8. Подтверждение недопустимости параллельной работы трехфазных трансформаторов с различными группами соединения обмоток 1.8. Подтверждение недопустимости параллельной работы трехфазных трансформаторов с различными группами соединения обмоток Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 1.8. Подтверждение недопустимости параллельной работы трехфазных трансформаторов с различными группами соединения обмоток Электрическая схема соединений V V P1.1 L1 L2 L3 N РЕ V P1.2 508.2 P1 347.1 A2 G1 347.1 A7 Вкл. 201.2 57 1.8. Подтверждение недопустимости параллельной работы трехфазных трансформаторов 58 с различными группами соединения обмоток Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 А2, А7 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 Р1 Блок мультиметров 508.2 Параметры ~ 400 В / 16 А 380 ВА; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм 1.8. Подтверждение недопустимости параллельной работы трехфазных трансформаторов 59 с различными группами соединения обмоток Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Обмотки трехфазных трансформаторных групп А2 и А7 (трехфазных трансформаторов) соединены соответственно по схемам Y / Y и Y / ∆. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются напряжения между одноименными фазами трехфазных трансформаторов. 60 1.8. Подтверждение недопустимости параллельной работы трехфазных трансформаторов с различными группами соединения обмоток Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. В трехфазных трансформаторных группах А2 и А7 переключателями установите желаемые номинальные вторичные напряжения трансформаторов, например, 127 и 230 В. Включите источник G1. Включите выключатель «СЕТЬ» блока мультиметров Р1. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. С помощью вольтметров Р1.1 и Р1.2 измерьте напряжения U1 и U2. Отключите источник G1. Рассчитайте ожидаемую кратность уравнительного тока IУ (по отношению к номинальному току трансформаторов IН) при включении на параллельную работу испытуемых трехфазных трансформаторов с данными группами соединения обмоток по формуле IУ / IН = 3 U1100 / (2 230UК), где UК – напряжение короткого замыкания трансформаторов, %. По ожидаемой величине кратности уравнительного тока сделайте вывод о недопустимости параллельной работы трансформаторов с различными группами соединения обмоток. 2. ГЕНЕРАТОРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА 2. ГЕНЕРАТОРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА 61 62 2.1. Возбуждение / самовозбуждение генератора постоянного тока с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере 2.1. Возбуждение / самовозбуждение генератора постоянного тока с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере Электрические схемы соединений Перечень аппаратуры Описание электрических схем соединений Указания по проведению эксперимента + - Возбуждение + - Якорь G2 A V 206.1 от G1 A9 A2 G/M A1 E1 E2 307.1 G4 402.3 301.1 A8 E3 E4 U U U I I I A12 NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 M1 301.1 A6 + - A V G3 B G5 209. 2 Электрическая схема соединений (вариант 1) n 506.2 + - 347.1 P3 от G1 A2 к G2 L1 L2 L3 N РЕ Вкл. G1 к G3 201.2 регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере 2.1. Возбуждение / самовозбуждение генератора постоянного тока с 63 308.1 A9 A2 G/M A1 E1 E2 307.1 G4 402.3 301.1 A8 E3 E4 U U U I I I A12 NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 M1 301.1 A6 + - A V G3 B G5 Электрическая схема соединений (вариант 2) 209. 2 n 506.2 + - 347.1 P3 от G1 A2 L1 L2 L3 N РЕ Вкл. G1 к G3 201.2 64 регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере 2.1. Возбуждение / самовозбуждение генератора постоянного тока с 2.1. Возбуждение / самовозбуждение генератора постоянного тока с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере Электрическая схема соединений (продолжение) A12 I I A4 Аналоговые входы I U U DGND U ACH0 ACH8 ACH1 ACH9 ACH2 ACH10 ACH3 ACH11 402.3 GPCTR0 SOURCE AIGND AISENSE GPCTR0 GATE GPCTR0 OUT Аналоговые выходы ACH4 ACH12 ACH5 ACH13 ACH6 ACH14 ACH7 ACH15 DAC0OUT DAC1OUT AOGND 330 к компьютеру А5 65 2.1. Возбуждение / самовозбуждение генератора постоянного тока с 66 регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G3 Возбудитель синхронной машины 209.2 G4 Машина постоянного тока 101.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 М1 Машина переменного тока 102.1 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А4 Коннектор 330 А5 Персональный компьютер 550 А6, А8 Трехполюсный выключатель Реостат для цепи ротора машины переменного тока Реостат возбуждения машины постоянного тока 301.1 Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 0…40 В / 3,5 А 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 380 ВА / 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В 8 аналог. диф. входов; 2 аналог. выходов; 8 цифр. входов / выходов IBM совместимый, Windows 9*, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI-6023E (PCI-6024E) ~ 400 В / 10 А 307.1 3 0…40 Ом / 1 А А12 Блок датчиков тока и напряжения 402.3 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 А9 А11 308.1 0…2000 Ом 0,1…0,5 А 3 датчика напряжения ±100; 1000 В / ±5 В; 3 датчика тока ±1; 5 А / ±5 В -2000…0…2000 мин1 2.1. Возбуждение / самовозбуждение генератора постоянного тока с 67 регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере Описание электрических схем соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания двигателя постоянного тока G2 используется для питания нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока G4, работающей в режиме генератора с независимым возбуждением. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока М1, работающей в режиме синхронного двигателя. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Машина (синхронный двигатель) М1 получает питание от источника G1 через трехфазную трансформаторную группу А2 и выключатель А6. Реостат А9 выполняет роль резистора синхронизации и подключается выключателем А8 к обмотке возбуждения синхронного двигателя М1 на этапе пуска последнего. Реостат А11 служит для изменения сопротивления в цепи возбуждения генератора G4. Датчики тока и напряжения в блоке А12 обеспечивают гальваническую развязку силовой и измерительной цепей и преобразуют ток возбуждения и э.д.с. испытуемого генератора G4 в пропорциональные им нормированные напряжения. Через аналоговые входы АСН0-АСН8 и АСН1-АСН9 коннектора А4 напряжения, пропорциональные току возбуждения и э.д.с. испытуемого генератора G4 вводятся в компьютер А5. 68 2.1. Возбуждение / самовозбуждение генератора постоянного тока с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр.14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (вариант1 при возбуждении генератора G4 от независимого источника G2 / вариант 2 при самовозбуждении генератора G4). Переключатели режима работы источника G2, возбудителя G3 и выключателей А6 и А8 установите в положение «РУЧН.». Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора. В трехфазной трансформаторной группе А2 установите номинальное напряжение вторичных обмоток трансформаторов равным 230 В. Установите в каждой фазе реостата А3 суммарное сопротивление 8 Ом. Включите выключатель «СЕТЬ» выключателей А6, А8, указателя частоты вращения Р3 и блока А12 датчиков тока и напряжения. Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А5 и запустите прикладную программу “Многоканальный осциллограф”. Настройте программу для запоминания, например, последних 5 секунд процесса. Включите выключатель А8 кнопкой «ВКЛ». Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Включите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3 и, вращая его регулировочную рукоятку, установите на его выходе напряжение равное 20 В. Включите выключатель А6 кнопкой «ВКЛ». При этом двигатель М1 должен начать вращаться и стрелка указателя Р3 должна отклониться вправо. Нажмите кнопку «ВКЛ.» возбудителя G3. Двигатель М1 при этом должен перейти из асинхронного в синхронный режим работы с сетью. Отключите выключатель А8 кнопкой «ОТКЛ». Нажмите кнопки «ВКЛ» включения сканирования первого и второго каналов виртуального осциллографа. При возбуждении генератора G4 от независимого источника G2 (вариант 1 электрической схемы соединений) включите у него выключатель «СЕТЬ», нажмите кнопку «ВКЛ.» и через 3с остановите сканирование данных программой «Многоканальный осциллограф» нажатием на виртуальную кнопку «Остановить». При самовозбуждении генератора G4 (вариант 2 электрической схемы соединений) замкните проводником его цепь возбуждения и через 3с остановите сканирование данных программой «Многоканальный осциллограф» нажатием на виртуальную кнопку «Остановить». У источника G2 нажмите кнопку «ОТКЛ.» и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите выключатель А6 нажатием кнопки «ОТКЛ.». Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб, и последующим отключением ключа – выключателя. Отключите выключатель "СЕТЬ" возбудителя G3, выключателей А6 и А8,указателя частоты вращения Р3 и блока А12 датчиков тока и напряжения. 2.1. Возбуждение / самовозбуждение генератора постоянного тока с 69 регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере Используя возможности программы “Многоканальный осциллограф”, проанализируйте полученные временные зависимости тока возбуждения и э.д.с. генератора постоянного тока при его возбуждении / самовозбуждении. 70 2.2. Снятие характеристики холостого хода E0=f(If) генератора постоянного тока с независимым возбуждением 2.2. Снятие характеристики холостого хода E0=f(If) генератора постоянного тока с независимым возбуждением Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 2.2. Снятие характеристики холостого хода E0=f(If) 71 генератора постоянного тока с независимым возбуждением Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G3 Возбудитель синхронной машины 209.2 G4 Машина постоянного тока 101.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 М1 Машина переменного тока 102.1 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А6, А8 А9 Трехполюсный выключатель Реостат для цепи ротора машины переменного тока 301.1 Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 0…40 В / 3,5 А 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 380 ВА / 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В ~ 400 В / 10 А 307.1 3 0…40 Ом / 1 А Р1 Блок мультиметров 508.2 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм -2000…0…2000 мин1 + - Возбуждение + - Якорь G2 A V 206.1 от G1 A9 A2 G/M A1 P1 508.2 V 301.1 A8 E3 E4 A V E1 E2 307.1 G4 P1.1 P1.2 NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 M1 301.1 A6 Электрическая схема соединений + - A V G3 B G5 209. 2 n 506.2 + - 347.1 P3 от G1 A2 к G2 L1 L2 L3 N РЕ Вкл. G1 к G3 201.2 72 генератора постоянного тока с независимым возбуждением 2.2. Снятие характеристики холостого хода E0=f(If) 2.2. Снятие характеристики холостого хода E0=f(If) 73 генератора постоянного тока с независимым возбуждением Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания двигателя постоянного тока G2 используется для питания регулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока G4, работающей в режиме генератора с независимым возбуждением. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока М1, работающей в режиме синхронного двигателя. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Машина (синхронный двигатель) М1 получает питание от источника G1 через трехфазную трансформаторную группу А2 и выключатель А6. Реостат А9 выполняет роль резистора синхронизации и подключается выключателем А8 к обмотке возбуждения синхронного двигателя М1 на этапе пуска последнего. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток возбуждения If и э.д.с. E0 испытуемого генератора G4. 74 2.2. Снятие характеристики холостого хода E0=f(If) генератора постоянного тока с независимым возбуждением Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Переключатели режима работы источника G2, возбудителя G3 и выключателей А6 и А8 установите в положение "РУЧН.". Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора. В трехфазной трансформаторной группе А2 установите номинальное напряжение вторичных обмоток трансформаторов равным 230 В. Установите в каждой фазе реостата А3 сопротивление 8 Ом. Включите выключатель «СЕТЬ» выключателей А6 и А8, блока мультиметров Р1, указателя частоты вращения Р3. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Включите выключатель А8 кнопкой «ВКЛ». Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Включите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3 и, вращая его регулировочную рукоятку, установите на его выходе напряжение равным 20 В. Включите выключатель А6 кнопкой «ВКЛ». При этом двигатель М1 должен начать вращаться. Нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3. Двигатель М1 при этом должен перейти из асинхронного в синхронный режим работы с сетью. Отключите выключатель А8 кнопкой «ОТКЛ». Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2. Вращая регулировочную рукоятку источника G2, изменяйте ток возбуждения If генератора G4 в диапазоне 0…0,2 А и заносите показания амперметра Р1.1 (ток If) и вольтметра Р1.2 (э.д.с. E0 генератора G4) в таблицу 2.2.1. Таблица 2.2.1. If , A E0 , B По завершении эксперимента у источника G2 поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ." и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите выключатель А6 нажатием кнопки "ОТКЛ.". Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб, и последующим отключением ключа – выключателя. Отключите выключатель "СЕТЬ" возбудителя G3, выключателей А6 и А8, блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3. Используя результаты табл. 2.2.1, постройте искомую характеристику холостого хода E0=f(If). 2.3. Снятие характеристики короткого замыкания IК=f(If) генератора постоянного тока с независимым возбуждением 2.3. Снятие характеристики короткого замыкания IК=f(If) генератора постоянного тока с независимым возбуждением Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 75 + - Возбуждение + - Якорь G2 A V 206.1 от G1 A9 A2 G/M A1 P1 508.2 V 301.1 A8 E3 E4 A A E1 E2 307.1 G4 P1.1 P1.2 NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 Электрическая схема соединений M1 301.1 A6 + - A V G3 B G5 209. 2 n 506.2 + - 347.1 P3 от G1 A2 к G2 L1 L2 L3 N РЕ Вкл. G1 к G3 201.2 76 генератора постоянного тока с независимым возбуждением 2.3. Снятие характеристики короткого замыкания IК=f(If) 2.3. Снятие характеристики короткого замыкания IК=f(If) 77 генератора постоянного тока с независимым возбуждением Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G3 Возбудитель синхронной машины 209.2 G4 Машина постоянного тока 101.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 М1 Машина переменного тока 102.1 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А6, А8 А9 Трехполюсный выключатель Реостат для цепи ротора машины переменного тока 301.1 Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 0…40 В / 3,5 А 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 380 ВА / 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В ~ 400 В / 10 А 307.1 3 0…40 Ом / 1 А Р1 Блок мультиметров 508.2 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм -2000…0…2000 мин1 78 2.3. Снятие характеристики короткого замыкания IК=f(If) генератора постоянного тока с независимым возбуждением Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания двигателя постоянного тока G2 используется для питания регулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока G4, работающей в режиме генератора с независимым возбуждением. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока М1, работающей в режиме синхронного двигателя. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Машина (синхронный двигатель) М1 получает питание от источника G1 через трехфазную трансформаторную группу А2 и выключатель А6. Реостат А9 выполняет роль резистора синхронизации и подключается выключателем А8 к обмотке возбуждения синхронного двигателя М1 на этапе пуска последнего. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток возбуждения If и ток IК якорной обмотки испытуемого генератора G4. 2.3. Снятие характеристики короткого замыкания IК=f(If) 79 генератора постоянного тока с независимым возбуждением Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Переключатели режима работы источника G2, возбудителя G3 и выключателей А6 и А8 установите в положение "РУЧН.". Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора. В трехфазной трансформаторной группе А2 установите номинальное напряжение вторичных обмоток трансформаторов равным 230 В. Установите в каждой фазе реостата А3 сопротивление 8 Ом. Включите выключатель «СЕТЬ» выключателей А6 и А8, блока мультиметров Р1, указателя частоты вращения Р3. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Включите выключатель А8 кнопкой «ВКЛ». Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Включите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3 и, вращая его регулировочную рукоятку, установите на его выходе напряжение равным 20 В. Включите выключатель А6 кнопкой «ВКЛ». При этом двигатель М1 должен начать вращаться и стрелка указателя частоты должна отклониться влево. Нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3. Двигатель М1 при этом должен перейти из асинхронного в синхронный режим работы с сетью. Отключите выключатель А8 кнопкой «ОТКЛ». Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2. Вращая регулировочную рукоятку источника G2, изменяйте ток возбуждения If генератора G4 в диапазоне 0…0,15 А и заносите показания амперметров Р1.1 (ток If) и Р1.2 (ток IК) в таблицу 2.3.1. Таблица 2.3.1. If , A IК , А По завершении эксперимента у источника G2 поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ." и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите выключатель А6 нажатием кнопки "ОТКЛ.". Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб, и последующим отключением ключа – выключателя. Отключите выключатель "СЕТЬ" возбудителя G3, выключателей А6 и А8, блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3. Используя результаты табл. 2.3.1, постройте искомую характеристику короткого замыкания IК=f(If). 80 2.4. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик генератора постоянного тока с независимым / параллельным возбуждением 2.4. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик генератора постоянного тока с независимым / параллельным возбуждением Электрические схемы соединений Перечень аппаратуры Описание электрических схем соединений Указания по проведению эксперимента + + - Якорь от G1 - Возбуждение G2 A10 A V 206.1 306.1 A9 A2 G/M A1 E1 E2 307.1 G4 V P1.2 P1 508.2 A 301.1 A8 E3 E4 A P1.3 P1.1 NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 M1 301.1 A6 + - A V G3 B G5 209. 2 n 506.2 + - 347.1 P3 от G1 A2 Электрическая схема соединений (вариант 1) к G2 L1 L2 L3 N РЕ Вкл. G1 к G3 201.2 2.4. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик генератора постоянного тока с независимым / параллельным возбуждением 81 A13 A10 323.2 306.1 A9 A2 G/M A1 E1 E2 307.1 G4 V P1.2 301.1 A8 E3 E4 P1 508.2 A P1.1 NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 M1 301.1 A6 + - A V G3 B G5 209. 2 n 506.2 + - 347.1 P3 от G1 A2 Электрическая схема соединений (вариант 2) L1 L2 L3 N РЕ Вкл. G1 к G3 201.2 82 2.4. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик генератора постоянного тока с независимым / параллельным возбуждением A11 A13 A10 308.1 323.2 306.1 A9 A2 G/M A1 E1 E2 307.1 G4 V P1.2 P1 508.2 A 301.1 A8 E3 E4 A P1.1 NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 M1 301.1 A6 + - A V G3 B G5 209. 2 Электрическая схема соединений (вариант 3) n 506.2 + - 347.1 P3 от G1 A2 L1 L2 L3 N РЕ Вкл. G1 к G3 201.2 2.4. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик генератора постоянного тока с независимым / параллельным возбуждением 83 2.4. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик генератора 84 постоянного тока с независимым / параллельным возбуждением Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G3 Возбудитель синхронной машины 209.2 G4 Машина постоянного тока 101.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 М1 Машина переменного тока 102.1 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А6, А8 301.1 Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 0…40 В / 3,5 А 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 380 ВА / 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В ~ 400 В / 10 А 307.1 3 0…40 Ом / 1 А 306.1 220 В / 30…50 Вт; 308.1 0…2000 Ом / 0.3 А А13 Трехполюсный выключатель Реостат для цепи ротора машины переменного тока Активная нагрузка Реостат возбуждения машины постоянного тока Реостат Р1 Блок мультиметров 508.2 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 А9 А10 А11 323.2 2×0…100 Ом / 1 А 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм -2000…0…2000 мин1 2.4. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик генератора 85 постоянного тока с независимым / параллельным возбуждением Описание электрических схем соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания двигателя постоянного тока G2 используется для питания регулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока G4, работающей в режиме генератора с независимым возбуждением. Активная нагрузка А10 используется для нагружения генератора G4. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока М1, работающей в режиме синхронного двигателя. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Машина (синхронный двигатель) М1 получает питание от источника G1 через трехфазную трансформаторную группу А2 и выключатель А6 и позволяет снимать требуемые характеристики генератора G4 при постоянстве частоты вращения n. Реостат А9 выполняет роль резистора синхронизации и подключается выключателем А8 к обмотке возбуждения синхронного двигателя М1 на этапе пуска последнего. Реостат А11 ограничивает ток в цепи возбуждения генератора постоянного тока G4. Реостат А13 повышает дискретность изменения тока возбуждения генератора G4. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток возбуждения If, ток I и напряжение U якорной обмотки испытуемого генератора G4. 86 2.4. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик генератора постоянного тока с независимым / параллельным возбуждением Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Генератор постоянного тока с независимым возбуждением Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (вариант 1). Переключатели режима работы источника G2, возбудителя G3 и выключателей А6 и А8 установите в положение "РУЧН.". Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора. Регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 установите в положение "0" В трехфазной трансформаторной группе А2 установите номинальное напряжение вторичных обмоток трансформаторов равным 230 В. Установите в каждой фазе реостата А3 сопротивление 8 Ом. Включите выключатель «СЕТЬ» выключателей А6 и А8, блока мультиметров Р1, указателя частоты вращения Р3. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Включите выключатель А8 кнопкой «ВКЛ». Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Включите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3 и, вращая его регулировочную рукоятку, установите на его выходе напряжение равным 20 В. Включите выключатель А6 кнопкой «ВКЛ». При этом двигатель М1 должен начать вращаться. Нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3. Двигатель М1 при этом должен перейти из асинхронного в синхронный режим работы с сетью. Частота его вращения n должна достичь 1500 мин-1. Отключите выключатель А8 кнопкой «ОТКЛ». Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2. Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите и поддерживайте неизменным в ходе эксперимента ток возбуждения If, равным, например, 0,1 А. Перемещая регулировочные рукоятки нагрузки А10, изменяйте ток I якорной обмотки генератора G4 и заносите показания амперметра Р1.1 (ток I) и вольтметра Р1.2 (напряжение U якорной обмотки генератораG4) в таблицу 2.4.1. Таблица 2.4.1. I, A U, B Верните регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 в положение "0". Установите путем регулирования тока возбуждения If напряжение U якорной обмотки генератора G4, равным, например, 140 В. 2.4. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик генератора 87 постоянного тока с независимым / параллельным возбуждением Перемещая регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 по часовой стрелке и поддерживая путем регулирования тока возбуждения If напряжение U якорной обмотки неизменным и равным 140 В, изменяйте ток I якорной обмотки генератора G4 и заносите показания амперметров Р1.1 (ток I) и Р1.3 (ток If) в таблицу 2.4.2. Таблица 2.4.2. I, A If , А Меняя положение регулировочных рукояток активной нагрузки А10 и поддерживая путем регулирования тока возбуждения If ток I якорной обмотки неизменным и равным, например, 0,15 А, изменяйте напряжение U якорной обмотки генератора G4 и заносите показания вольтметра Р1.2 (напряжение U) и амперметра Р1.3 (ток If) в таблицу 2.4.3. Таблица 2.4.3. If , А U, В По завершении эксперимента у источника G2 поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ." и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите выключатель А6 нажатием кнопки "ОТКЛ.". Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб, и последующим отключением ключа – выключателя. Отключите выключатель "СЕТЬ" возбудителя G3, выключателей А6 и А8, блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3. Используя данные табл. 2.4.1…2.4.3 постройте: внешнюю характеристику U = f ( I ) при n = const, If = const (табл. 2.4.1.); регулировочную характеристику If = f ( I ) при n = const, U = const (табл. 2.4.2.); нагрузочную характеристику U = f ( If ) при n = const, I = const (табл. 2.4.3.). Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (вариант 2). Переключатели режима работы возбудителя G3 и выключателей А6 и А8 установите в положение "РУЧН.". Регулировочные рукоятки возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора. Регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 установите в положение "0". В трехфазной трансформаторной группе А2 установите номинальное напряжение вторичных обмоток трансформаторов равным 230 В. Установите в каждой фазе реостата А3 сопротивление 8 Ом. Установите суммарное сопротивление реостата А13, равным 200 Ом и закоротите его проводником. Включите выключатель «СЕТЬ» выключателей А6 и А8, блока мультиметров Р1, указателя частоты вращения Р3. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Включите выключатель А8 кнопкой «ВКЛ». Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Включите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3 и, вращая его регулировочную рукоятку, установите на его выходе напряжение равным 20 В. 88 2.4. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик генератора постоянного тока с независимым / параллельным возбуждением Включите выключатель А6 кнопкой «ВКЛ». При этом двигатель М1 должен начать вращаться и стрелка указателя частоты Р3 должна отклониться вправо. Нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3. Двигатель М1 при этом должен перейти из асинхронного в синхронный режим работы с сетью. Частота его вращения n должна достичь 1500 мин-1. Отключите выключатель А8 кнопкой «ОТКЛ». В результате генератор постоянного тока G4 должен самовозбудиться. Перемещая регулировочные рукоятки нагрузки А10 по часовой стрелке, изменяйте ток I якорной обмотки генератора G4 и заносите показания амперметра Р1.1(ток I) и вольтметра Р1.2 (напряжение U якорной обмотки генератораG4) в таблицу 2.4.4. Перенесите закоротку с реостата А13 на активную нагрузку А10. Уменьшая сопротивление реостата А13 до нуля, продолжайте заносить показания амперметра Р1.1(ток I) и вольтметра Р1.2 (напряжение U якорной обмотки генератораG4) в таблицу 2.4.4. Таблица 2.4.4. I, A U, B Отключите выключатель А6 нажатием кнопки "ОТКЛ.". Двигатель М1 должен остановиться. Нажмите кнопку "ОТКЛ." возбудителя G3. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (вариант 3). Установите сопротивления реостата возбуждения А11 и реостата А13, равными 0 Ом. Включите выключатель А8 кнопкой «ВКЛ». Включите выключатель А6 кнопкой «ВКЛ». При этом двигатель М1 должен начать вращаться и стрелка указателя частоты Р3 должна отклониться вправо. Нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3. Двигатель М1 при этом должен перейти из асинхронного в синхронный режим работы с сетью. Частота его вращения n должна достичь 1500 мин-1. Отключите выключатель А8 кнопкой «ОТКЛ». В результате генератор постоянного тока G4 должен самовозбудиться. Установите, изменяя сопротивления реостата возбуждения А11 и реостата А13, напряжение U якорной обмотки генератора G4, например, на уровне 90 В. Перемещая регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 и поддерживая путем изменения сопротивления реостата возбуждения А11 и реостата А13 напряжение U якорной обмотки неизменным и равным 90 В, изменяйте ток I якорной обмотки генератора G4 и заносите показания амперметров Р1.1 (ток I) и Р1.3 (ток If) в таблицу 2.4.5. Таблица 2.4.5. I, A If , А Меняя положение регулировочных рукояток активной нагрузки А10 и поддерживая путем изменения сопротивления реостата возбуждения А11 и реостата А13 ток I якорной обмотки неизменным и равным, например, 0,15 А, изменяйте напряжение U якорной обмотки генератора G4 и заносите показания вольтметра Р1.2 (напряжение U) и амперметра Р1.3 (ток If) в таблицу 2.4.6. Таблица 2.4.6. If , А U, В 2.4. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик генератора 89 постоянного тока с независимым / параллельным возбуждением По завершении эксперимента отключите выключатель А6 нажатием кнопки "ОТКЛ.". Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб, и последующим отключением ключа – выключателя. Отключите выключатель "СЕТЬ" возбудителя G3, выключателей А6 и А8, блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3. Используя данные табл. 2.4.4…2.4.6 постройте: внешнюю характеристику U = f ( I ) при n = const, If = const (табл. 2.4.4.); регулировочную характеристику If = f ( I ) при n = const, U = const (табл. 2.4.5.); нагрузочную характеристику U = f ( If ) при n = const, I = const (табл. 2.4.6.). 2.5. Регистрация и отображение на компьютере тока короткого 90 замыкания генератора постоянного тока с параллельным возбуждением 2.5. Регистрация и отображение на компьютере тока короткого замыкания генератора постоянного тока с параллельным возбуждением Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента A9 A2 G/M A1 E1 E2 307.1 G4 U U U I I I 301.1 A8 E3 E4 402.3 A12 NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 M1 301.1 A6 + - A V G3 B G5 209. 2 n 506.2 + - 347.1 P3 от G1 A2 Электрическая схема соединений L1 L2 L3 N РЕ Вкл. G1 к G3 201.2 замыкания генератора постоянного тока с параллельным возбуждением 2.5. Регистрация и отображение на компьютере тока короткого 91 2.5. Регистрация и отображение на компьютере тока короткого 92 замыкания генератора постоянного тока с параллельным возбуждением Электрическая схема соединений (продолжение) A12 I I A4 Аналоговые входы I U U DGND U ACH0 ACH8 ACH1 ACH9 ACH2 ACH10 ACH3 ACH11 402.3 GPCTR0 SOURCE AIGND AISENSE GPCTR0 GATE GPCTR0 OUT Аналоговые выходы ACH4 ACH12 ACH5 ACH13 ACH6 ACH14 ACH7 ACH15 DAC0OUT DAC1OUT AOGND 330 к компьютеру А5 2.5. Регистрация и отображение на компьютере тока короткого 93 замыкания генератора постоянного тока с параллельным возбуждением Перечень аппаратуры Обозначение G1 G3 Наименование Трехфазный источник питания Возбудитель синхронной машины Тип 201.2 209.2 G4 Машина постоянного тока 101.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 М1 Машина переменного тока 102.1 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А4 Коннектор 330 А5 Персональный компьютер 550 А6, А8 Трехполюсный выключатель 301.1 А12 Блок датчиков тока и напряжения 402.3 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 Параметры ~ 400 В / 16 А 0…40 В / 3,5 А 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 380 ВА / 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В 8 аналог. диф. входов; 2 аналог. выходов; 8 цифр. входов / выходов IBM совместимый, Windows 9*, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI-6023E (PCI-6024E) ~ 400 В / 10 А 3 датчика напряжения ±100; 1000 В / ±5 В; 3 датчика тока ±1; 5 А / ±5 В -2000…0…2000 мин1 94 2.5. Регистрация и отображение на компьютере тока короткого замыкания генератора постоянного тока с параллельным возбуждением Описание электрических схем соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока М1, работающей в режиме синхронного двигателя. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Машина (синхронный двигатель) М1 получает питание от источника G1 через трехфазную трансформаторную группу А2 и выключатель А6. Реостат А9 выполняет роль резистора синхронизации и подключается выключателем А8 к обмотке возбуждения синхронного двигателя М1 на этапе пуска последнего. Датчик тока в блоке А12 обеспечивает гальваническую развязку силовой и измерительной цепей и преобразует ток короткого замыкания испытуемого генератора G4 в пропорциональное ему нормированное напряжение. Через аналоговые входы АСН0-АСН8 коннектора А4 напряжение, пропорциональное току короткого замыкания испытуемого генератора G4 вводится в компьютер А5. 2.5. Регистрация и отображение на компьютере тока короткого 95 замыкания генератора постоянного тока с параллельным возбуждением Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Переключатели режима работы возбудителя G3 и выключателей А6 и А8 установите в положение «РУЧН.». Регулировочную рукоятку возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора. В трехфазной трансформаторной группе А2 установите номинальное напряжение вторичных обмоток трансформаторов равным 230 В. Установите в каждой фазе реостата А3 суммарное сопротивление 8 Ом. Включите выключатель «СЕТЬ» выключателей А6, А8, указателя частоты вращения Р3 и блока А12 датчиков тока и напряжения. Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А5 и запустите прикладную программу “Многоканальный осциллограф”. Настройте программу для запоминания, например, последних 5 секунд процесса. Включите выключатель А8 кнопкой «ВКЛ». Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Включите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3 и, вращая его регулировочную рукоятку, установите на его выходе напряжение, равное 20 В. Включите выключатель А6 кнопкой «ВКЛ». При этом двигатель М1 должен начать вращаться и стрелка указателя Р3 должна отклониться вправо. Нажмите кнопку «ВКЛ.» возбудителя G3. Двигатель М1 при этом должен перейти из асинхронного в синхронный режим работы с сетью. Отключите выключатель А8 кнопкой «ОТКЛ». Нажмите кнопку «ВКЛ» включения сканирования первого канала виртуального осциллографа. Закоротите проводником якорную обмотку генератора G4 и через 3с остановите сканирование данных программой «Многоканальный осциллограф» нажатием на виртуальную кнопку «Остановить». Отключите выключатель А6 нажатием кнопки «ОТКЛ.». Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб, и последующим отключением ключа – выключателя. Отключите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3, выключателей А6 и А8, указателя частоты вращения Р3 и блока А12 датчиков тока и напряжения. Используя возможности программы “Многоканальный осциллограф”, проанализируйте полученную временную зависимость тока короткого замыкания генератора постоянного тока параллельного возбуждения. 96 3. Двигатели постоянного тока 3. ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 3.1. Пуск в ход двигателя постоянного тока с независимым / параллельным / последовательным возбуждением с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере 3.1. Пуск в ход двигателя постоянного тока с независимым / параллельным / последовательным возбуждением с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере Электрические схемы соединений Перечень аппаратуры Описание электрических схем соединений Указания по проведению эксперимента 97 от G1 5 3 4 3 2 1 4 5 G3 + - + + - - Якорь 402.3 Возбуждение G2 U U U I I I A12 A V A V 209. 2 206.1 от G1 A2 G/M A1 A13 E1 E2 M2 323.2 2 E3 E4 301. 1 A6 1 NF F1 F2 F3 Электрическая схема соединений (вариант 1) U2 V2 W2 U1 V1 W1 L1 L2 L3 N РЕ G6 B 201.2 306.1 G5 Вкл. G1 A10 к G3 к G2 n + - 506.3 P3 98 параллельным / последовательным возбуждением с регистрацией 3.1. Пуск в ход двигателя постоянного тока с независимым / и отображением режимных параметров на компьютере от G1 5 3 4 3 2 1 4 5 G3 + - + + - - Якорь 402.3 Возбуждение G2 U U U I I I A12 A V A V 209. 2 206.1 от G1 A2 G/M A1 A13 E1 E2 M2 323.2 2 E3 E4 301. 1 A6 1 NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 L1 L2 L3 N РЕ G6 B 201.2 306.1 G5 Вкл. G1 A10 Электрическая схема соединений (вариант 2) к G3 к G2 n + - 506.3 P3 параллельным / последовательным возбуждением с регистрацией 3.1. Пуск в ход двигателя постоянного тока с независимым / 99 и отображением режимных параметров на компьютере от G1 5 4 3 3 2 1 4 5 G3 + - + + - - Якорь 402.3 Возбуждение G2 U U U I I I A12 A V A V 209. 2 206.1 от G1 A2 G/M A1 A13 E1 E2 M2 323.2 2 E3 E4 301. 1 A6 1 NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 L1 L2 L3 N РЕ G6 B 201.2 306.1 G5 Вкл. G1 A10 Электрическая схема соединений (вариант 3) к G3 к G2 n + - 506.3 P3 100 параллельным / последовательным возбуждением с регистрацией 3.1. Пуск в ход двигателя постоянного тока с независимым / и отображением режимных параметров на компьютере 3.1. Пуск в ход двигателя постоянного тока с независимым / 101 параллельным / последовательным возбуждением с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере Электрическая схема соединений (продолжение) A3 I I A4 Аналоговые входы I U U DGND U ACH0 ACH8 ACH1 ACH9 ACH2 ACH10 ACH3 ACH11 402.3 GPCTR0 SOURCE P1 AIGND AISENSE GPCTR0 GATE GPCTR0 OUT n Аналоговые выходы ACH4 ACH12 ACH5 ACH13 ACH6 ACH14 ACH7 ACH15 DAC0OUT DAC1OUT + - AOGND 506.3 330 к компьютеру А5 3.1. Пуск в ход двигателя постоянного тока с независимым / 102 параллельным / последовательным возбуждением с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G3 Возбудитель синхронной машины 209.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 G6 Машина переменного тока 102.1 М2 Машина постоянного тока 101.2 А4 Коннектор 330 А5 Персональный компьютер 550 А6 А10 Трехполюсный выключатель Активная нагрузка 301.1 306.1 А12 Блок датчиков тока и напряжения 402.3 А13 Р3 Реостат Указатель частоты вращения 323.2 506.2 Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 0…40 В / 3,5 А 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 8 аналог. диф. входов; 2 аналог. выходов; 8 цифр. входов / выходов IBM совместимый, Windows 9*, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI-6023E (PCI-6024E) ~ 400 В / 10 А 220 В / 30…50 Вт; 3 датчика напряжения ±100; 1000 В / ±5 В; 3 датчика тока ±1; 5 А / ±5 В 2×0…100 Ом / 1 А -2000…0…2000 мин1 3.1. Пуск в ход двигателя постоянного тока с независимым / 103 параллельным / последовательным возбуждением с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере Описание электрических схем соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания G2 двигателя постоянного тока используется для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с независимым возбуждением и для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с параллельным / последовательным возбуждением. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока G6, работающей в режиме синхронного генератора. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Синхронный генератор G6 питает активную нагрузку А10, выступая в качестве нагрузочной машины. Реостат А13 ограничивает пусковой ток двигателя М2. Выключатель А6 предназначен для шунтирования реостата А13 после разгона двигателя М2. Датчики тока и напряжения в блоке А12 обеспечивают гальваническую развязку силовой и измерительной цепей и преобразуют ток и напряжение якорной обмотки испытуемого двигателя М2 в пропорциональные им нормированные напряжения. Через аналоговые входы АСН0-АСН8, АСН1-АСН9, АСН2-АСН10, АСН3-АСН11 коннектора А4 напряжения, пропорциональные току и напряжению якорной обмотки, току обмотки возбуждения и частоте вращения испытуемого двигателя М2, вводятся в компьютер А5. 104 3.1. Пуск в ход двигателя постоянного тока с независимым / параллельным / последовательным возбуждением с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (вариант 1 для исследования двигателя с независимым возбуждением) / (вариант 2 для исследования двигателя с параллельным возбуждением) / (вариант 3 для исследования двигателя с последовательным возбуждением). Переключатели режима работы источника G2, возбудителя G3 и выключателя А6 установите в положение «РУЧН.». Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора. Установите суммарное сопротивление реостата А3 равным, например, 100 Ом. Установите в каждой фазе активной нагрузки А10 суммарную ее величину 100 %. Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А5, и запустите прикладную программу «Регистратор режимных параметров машины постоянного тока». Включите выключатель «СЕТЬ» выключателя А6, блока датчиков тока и напряжения А12, указателя частоты вращения Р3. Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Включите выключатель «СЕТЬ» источника G2 и, вращая его регулировочную рукоятку, установите на его выходе «ЯКОРЬ» напряжение, например, равное 200 В. Включите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3 и, вращая его регулировочную рукоятку, установите на его выходе напряжение, например, равное 10 В. Нажмите на виртуальную кнопку «Запустить» на экране компьютера. Нажмите последовательно кнопки «ВКЛ.» возбудителя G3, источника G2, спустя, например, 2 с выключателя А6 и не позднее, чем через 10 с, остановите сбор данных нажатием на виртуальную кнопку «Остановить». В результате должен осуществиться двухступенчатый пуск нагруженного двигателя постоянного тока М2 и должны записаться в компьютер данные о режимных параметрах на интервале пуска. Остановите запись процессов, нажав на виртуальную кнопку «Остановить». Нажмите кнопку «ОТКЛ.» источника G1. Отключите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3, источника G2, выключателя А6, блока датчиков тока и напряжения А12 и указателя частоты вращения Р3. Используя возможности программы «Регистратор режимных параметров машины постоянного тока», проанализируйте отображенные на мониторе компьютера механическую характеристику и временные зависимости тока якорной обмотки, электромагнитного момента, частоты вращения двигателя постоянного тока при пуске его в ход. 3.2. Определение механической характеристики n=f(М) двигателя постоянного тока с независимым / параллельным / последовательным возбуждением 3.2. Определение механической характеристики n=f(М) двигателя постоянного тока с независимым / параллельным / последовательным возбуждением Электрические схемы соединений Перечень аппаратуры Описание электрических схем соединений Указания по проведению эксперимента 105 от G1 G3 + - Возбуждение G2 + + - - Якорь A V A V 209. 2 206.1 от G1 A P1.1 A1 A2 G/M V P1.2 E1 E2 M2 508.2 V P1 E3 E4 NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 L1 L2 L3 N РЕ G6 B 201.2 306.1 G5 Вкл. G1 A10 Электрическая схема соединений (вариант 1) к G3 к G2 n + - 506.3 P3 106 3.2. Определение механической характеристики n=f(М) двигателя постоянного тока с независимым / параллельным / последовательным возбуждением от G1 G3 + - Возбуждение G2 + + - - Якорь A V A V 209. 2 206.1 от G1 A P1.1 A1 A2 G/M V P1.2 E1 E2 M2 508.2 V P1 E3 E4 NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 L1 L2 L3 N РЕ G6 B 201.2 306.1 G5 Вкл. G1 A10 Электрическая схема соединений (вариант 2) к G3 к G2 n + - 506.3 P3 3.2. Определение механической характеристики n=f(М) двигателя постоянного тока с независимым / параллельным / последовательным возбуждением 107 от G1 G3 + - Возбуждение G2 + + - - Якорь A V A V 209. 2 206.1 от G1 A P1.1 A1 A2 G/M V P1.2 E1 E2 M2 508.2 V P1 E3 E4 Электрическая схема соединений (вариант 3) NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 L1 L2 L3 N РЕ G6 B 201.2 306.1 G5 Вкл. G1 A10 к G3 к G2 n + - 506.3 P3 108 3.2. Определение механической характеристики n=f(М) двигателя постоянного тока с независимым / параллельным / последовательным возбуждением 3.2. Определение механической характеристики n=f(М) двигателя постоянного тока 109 с независимым / параллельным / последовательным возбуждением Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G3 Возбудитель синхронной машины 209.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 G6 Машина переменного тока 102.1 М2 Машина постоянного тока 101.2 А10 Активная нагрузка 306.1 Р1 Блок мультиметров 508.2 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 0…40 В / 3,5 А 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 220 В / 30…50 Вт; 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм -2000…0…2000 мин1 110 3.2. Определение механической характеристики n=f(М) двигателя постоянного тока с независимым / параллельным / последовательным возбуждением Описание электрических схем соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания G2 двигателя постоянного тока используется для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с независимым возбуждением и для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с параллельным / последовательным возбуждением. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока G6, работающей в режиме синхронного генератора. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Синхронный генератор G6 питает активную нагрузку А10, выступая в качестве нагрузочной машины. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются напряжение и ток якорной обмотки двигателя М2. 3.2. Определение механической характеристики n=f(М) двигателя постоянного тока 111 с независимым / параллельным / последовательным возбуждением Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (вариант 1 для исследования двигателя с независимым возбуждением) / (вариант 2 для исследования двигателя с параллельным возбуждением) / (вариант 3 для исследования двигателя с последовательным возбуждением). Переключатели режима работы источника G2 и возбудителя G3 установите в положение "РУЧН.". Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора. Установите в каждой фазе активной нагрузки А10 суммарную ее величину 100 %. Включите выключатель «СЕТЬ» блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2. Вращая регулировочную рукоятку источника G2, разгоните двигатель М2 до частоты вращения n, например, равной 1500 мин-1. Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3. Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, изменяйте ток якоря I (ток не должен превышать значения 1,0 А) двигателя М2 и заносите показания амперметра Р1.1 (ток I), вольтметра Р1.2 (напряжение U якоря двигателя М2) и указателя Р3 (частота вращения n) в таблицу 3.2.1. Таблица 3.2.1. I, A U, В n, мин1 По завершении эксперимента сначала у возбудителя G3, а затем у источника G2 поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ." и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб. Используя данные таблицы 3.2.1, для каждого значения частоты вращения n вычислите по формуле 60 M (U 65 I ) I [H . м] 2 n и занесите в табл. 3.2.2 значения электромагнитного момента двигателя М2. Таблица 3.2.2. 1 n, мин М, Н·м 112 3.2. Определение механической характеристики n=f(М) двигателя постоянного тока с независимым / параллельным / последовательным возбуждением Используя данные таблицы 3.2.2 постройте искомую статическую механическую характеристику n=f(М) двигателя постоянного тока. 3.3. Определение рабочих характеристик n=f(Р2), М=f(Р2), η=f(Р2) двигателя постоянного тока с независимым возбуждением 3.3. Определение рабочих характеристик n=f(Р2), М=f(Р2), η=f(Р2) двигателя постоянного тока с независимым возбуждением Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 113 от G1 G3 + - Возбуждение G2 + + - - Якорь A V A V 209. 2 206.1 от G1 A P1.1 A1 A2 G/M V P1.2 E1 E2 M2 508.2 V P1 E3 E4 A10 NF F1 F2 F3 306.1 U2 V2 W2 U1 V1 W1 Электрическая схема соединений L1 L2 L3 N РЕ G6 W B G5 201.2 507.2 var Вкл. G1 P2 к G3 к G2 n + - 506.3 P3 114 3.3. Определение рабочих характеристик n=f(Р2), М=f(Р2), η=f(Р2) двигателя постоянного тока с независимым возбуждением 3.3. Определение рабочих характеристик n=f(Р2), М=f(Р2), η=f(Р2) 115 двигателя постоянного тока с независимым возбуждением Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G3 Возбудитель синхронной машины 209.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 G6 Машина переменного тока 102.1 М2 Машина постоянного тока 101.2 А10 Активная нагрузка 306.1 Р1 Блок мультиметров 508.2 Р2 Измеритель мощностей 507.2 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 0…40 В / 3,5 А 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 220 В / 30…50 Вт; 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм 15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А. -2000…0…2000 мин1 116 3.3. Определение рабочих характеристик n=f(Р2), М=f(Р2), η=f(Р2) двигателя постоянного тока с независимым возбуждением Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания G2 двигателя постоянного тока используется для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с независимым возбуждением. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока G6, работающей в режиме синхронного генератора. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Синхронный генератор G6 питает активную нагрузку А10, выступая в качестве нагрузочной машины. Измеритель мощностей Р2 служит для измерения активной мощности синхронного генератора G6. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются интересующие напряжения и токи. 3.3. Определение рабочих характеристик n=f(Р2), М=f(Р2), η=f(Р2) 117 двигателя постоянного тока с независимым возбуждением Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Переключатели режима работы источника G2 и возбудителя G3 установите в положение "РУЧН.". Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора. Установите в каждой фазе активной нагрузки А10 суммарную ее величину 100 %. Измерьте одним из мультиметров активное сопротивление rc статорной обмотки генератора G6 (должно быть примерно равно 21 Ом). Включите выключатели «СЕТЬ» блока мультиметров Р1 и измерителя мощностей Р2. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2. Вращая регулировочную рукоятку источника G2, разгоните двигатель М2 до частоты вращения n, например, равной 1500 мин-1. Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3. Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, изменяйте ток якоря Iя двигателя М2 в диапазоне 0…1 А и заносите показания ваттметра измерителя Р2 (активная мощность Р׳2, потребляемая одной фазой синхронного генератора G6), амперметра Р1.1 (ток Iя), вольтметра Р1.2 (напряжение Uя якорной обмотки двигателя М2), вольтметра Р1.3 (напряжение возбуждения Uf двигателя М2) и указателя Р3 (частота вращения n) в таблицу 3.3.1. Таблица 3.3.1. ׳ Р 2, Н∙м Iя, А Uя, В Uf, В n, мин1 По завершении эксперимента сначала у возбудителя G3, а затем у источника G2 поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ." и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб. Используя данные таблицы 3.3.1 и измеренное значение активного сопротивления rf обмотки возбуждения двигателя М2 для каждого значения частоты вращения n вычислите и занесите в табл. 3.3.2 значения: полезной активной мощности двигателя М2 по формуле P2 3P2 , [Вт]; активной мощности, потребляемой из сети двигателем М2 3.3. Определение рабочих характеристик n=f(Р2), М=f(Р2), η=f(Р2) 118 двигателя постоянного тока с независимым возбуждением P1 U Я I Я U 2f rf , [Вт]; электромагнитного момента двигателя М2 по формуле 60 M (U Я 65 I Я ) I Я , [H . м]; 2 n коэффициента полезного действия двигателя М2 по формуле P 2 100 , [%], P1 Таблица 3.3.2. мин1 n, Р2, Вт Р1, Вт М, Н·м η, % Используя данные таблицы 3.3.2 постройте искомые рабочие характеристики n = f (Р2), М = f (Р2), η = f (Р2) двигателя постоянного тока. 4. ТРЕХФАЗНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ 4. ТРЕХФАЗНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ 119 120 4.1. Пуск в ход трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере 4.1. Пуск в ход трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере Электрические схемы соединений Перечень аппаратуры Описание электрических схем соединений Указания по проведению эксперимента от G1 3 4 2 1 + - + - Якорь G2 402.3 Возбуждение U U U I I I A12 A V 206.1 A2 G/M A1 A10 A10 G4 E1 E2 306.1 3 4 1 E3 E4 2 NF F1 F2 F3 314.2 A14 301.1 A8 U2 V2 W2 U1 V1 W1 M1 301.1 A6 B G5 Электрическая схема соединений (вариант 1) A2 n + - 506.3 P3 347.1 к G2 L1 L2 L3 N РЕ Вкл. G1 201.2 4.1. Пуск в ход трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере 121 от G1 3 4 2 1 + - + - Якорь G2 402.3 Возбуждение U U U I I I A12 A V 206.1 301.1 A8 A2 G/M A1 A10 G4 4 A9 E1 E2 306.1 3 1 307.1 E3 E4 2 NF F1 F2 F3 301.1 A6 U2 V2 W2 U1 V1 W1 M1 A2 B G5 347.1 Электрическая схема соединений (вариант 2) n + - L1 L2 L3 N РЕ 506.2 P3 к G2 Вкл. G1 201.2 122 4.1. Пуск в ход трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере 4.1. Пуск в ход трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере Электрическая схема соединений (продолжение) A12 I I A4 Аналоговые входы I U U DGND U ACH0 ACH8 ACH1 ACH9 ACH2 ACH10 ACH3 ACH11 402.3 GPCTR0 SOURCE P3 AIGND AISENSE GPCTR0 GATE GPCTR0 OUT n Аналоговые выходы ACH4 ACH12 ACH5 ACH13 ACH6 ACH14 ACH7 ACH15 DAC0OUT DAC1OUT + - AOGND 506.2 330 к компьютеру А5 123 4.1. Пуск в ход трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором 124 с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G4 Машина постоянного тока 101.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 М1 Машина переменного тока 102.1 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А4 Коннектор 330 А5 Персональный компьютер 550 А6, А8 301.1 307.1 3 0…40 Ом / 1 А А10 Трехполюсный выключатель Реостат для цепи ротора машины переменного тока Активная нагрузка Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 380 ВА; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В 8 аналог. диф. входов; 2 аналог. выходов; 8 цифр. входов / выходов IBM совместимый, Windows 9*, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI-6023E (PCI-6024E) ~ 400 В / 10 А 306.1 А12 Блок датчиков тока и напряжения 402.3 А14 Р3 Линейный реактор Указатель частоты вращения 314.2 506.2 220 В / 30…50 Вт; 3 датчика напряжения ±100; 1000 В / ±5 В; 3 датчика тока ±1; 5 А / ±5 В 3 0,3 Гн / 0,5 А -2000…0…2000 мин1 А9 4.1. Пуск в ход трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором 125 с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере Описание электрических схем соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания G2 двигателя постоянного тока используется для питания нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока G4, работающей в режиме генератора с независимым возбуждением и выступающей в качестве нагрузочной машины. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Испытуемый асинхронный двигатель М1 получает питание через выключатель А6 и трехфазную трансформаторную группу А2 от трехфазного источника G1. Выключатель А8 служит для закорачивания реактора А14 при реакторном пуске двигателя М1 с короткозамкнутым ротором либо – реостата А9 при двухступенчатом пуске двигателя М1 с фазным ротором. Реостат А9 служит для вывода энергии скольжения при испытании двигателя М1 с фазным ротором. Датчики тока и напряжения в блоке А12 обеспечивают гальваническую развязку силовой и измерительной цепей и преобразуют ток и напряжение статорной обмотки испытуемого двигателя М1 в пропорциональные им нормированные напряжения. Через аналоговые входы АСН0-АСН8, АСН1-АСН9, АСН2-АСН10, АСН3-АСН11 коннектора А4 напряжения, пропорциональные току и напряжениям статорной обмотки, а также частоте вращения испытуемого двигателя М1, вводятся в компьютер А5. 126 4.1. Пуск в ход трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (вариант 1 для пуска двигателя с короткозамкнутым ротором) / (вариант 2 для пуска двигателя с фазным ротором). Переключатели режима работы источника G2 и выключателей А6, А8 установите в положение «РУЧН.». Установите в каждой фазе активной нагрузки А10 ее суммарную величину равную, например, 100 %. Установите в каждой фазе реостата А9 сопротивление, например, 18 Ом (при пуске двигателя с фазным ротором). В трехфазной трансформаторной группе А2 переключателем установите желаемое номинальное вторичное напряжение трансформатора, например, 133 В. Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А5 и запустите прикладную программу «Регистратор режимных параметров машины переменного тока». Включите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте. Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Вращением рукоятки на передней панели источника G2 установите напряжение, например, 100 В на его регулируемом выходе «ЯКОРЬ». Нажмите на виртуальную кнопку «Запустить» на экране компьютера. Нажмите последовательно кнопки «ВКЛ.» источника G2, выключателя А6 и спустя, например, 2 с выключателя А8 и затем не позднее, чем через 10 с, остановите сканирование данных регистратором нажатием на виртуальную кнопку «Остановить». В результате должен осуществиться двухступенчатый пуск нагруженного асинхронного двигателя М1 и должны записаться в компьютер данные о режимных параметрах на интервале пуска. Остановите запись процессов, нажав на виртуальную кнопку «Остановить». Нажмите кнопку «ОТКЛ.» источника G1. Отключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте. Используя возможности программы «Регистратор режимных параметров машины переменного тока», проанализируйте отображенные на мониторе компьютера механическую характеристику и временные зависимости тока статорной обмотки, электромагнитного момента, частоты вращения асинхронного двигателя при пуске его в ход. 4.2. Снятие и определение характеристик холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0=f(U) 127 трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором 4.2. Снятие и определение характеристик холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0=f(U) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента A2 G/M A1 301.1 V P1.1 E1 E2 M2 A6 P1 V E3 E4 A14 314.2 508.2 P1.2 A NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 W M1 347.1 A7 507.2 var B G5 P2 Электрическая схема соединений A2 n + - 506.2 P3 347.1 L1 L2 L3 N РЕ Вкл. G1 201.2 128 4.2. Снятие и определение характеристик холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0=f(U) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором 4.2. Снятие и определение характеристик холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0=f(U) 129 трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 М1 Машина переменного тока 102.1 М2 Машина постоянного тока 101.2 А2,А7 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А6 А14 Трехполюсный выключатель Линейный реактор 301.1 314.2 Р1 Блок мультиметров 508.2 Р2 Измеритель мощностей 507.2 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 Параметры ~ 400 В / 16 А 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 380 ВА; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В ~ 400 В / 10 А 3 0,3 Гн / 0,5 А 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм 15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А. -2000…0…2000 мин1 130 4.2. Снятие и определение характеристик холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0=f(U) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Испытуемый асинхронный двигатель М1 получает питание через выключатель А6 и трехфазные трансформаторные группы А2,А7 от трехфазного источника питания G1. Линейный реактор А14 служит для дополнительного понижения напряжения, подводимого к испытуемому двигателю М1. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток статорной обмотки и линейное напряжение испытуемого двигателя М1. С помощью измерителя Р2 контролируются активная и реактивная мощности, потребляемые одной фазой испытуемого двигателя М1. 4.2. Снятие и определение характеристик холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0=f(U) 131 трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Переключатели режима работы выключателей А6 и А8 установите в положение "РУЧН.". В трехфазных трансформаторных группах А2 и А7 установите номинальные вторичные напряжения трансформаторов 127 В и 127 В. Включите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Пустите двигатель М1 нажатием кнопки «ВКЛ.» выключателя А6. Меняя положение регулировочных рукояток трехфазных трансформаторных групп А2 и А7, варьируйте подводимое к двигателю М1 линейное напряжение U в диапазоне 100…250 В и заносите показания вольтметра Р1.1 (напряжение U), амперметра Р1.2 (фазный ток I0 двигателя М1), а также ваттметра и варметра измерителя Р2 (активная P01 и реактивная Q01 мощности, потребляемые одной фазой двигателя М1) в таблицу 4.2.1. Таблица 4.2.1 U, В I0 , А P01, Вт Q01, Вт Отключите источник G1. Отключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте. Используя данные таблицы 4.2.1, вычислите соответствующие напряжению U полные активную Р0 и реактивную Q0 мощности, потребляемые двигателем М1, по формулам: Р0=3∙Р01, Q0=3∙Q01 и занесите их в таблицу 4.2.2. Таблица 4.2.2 U, В P0, Вт Q0, Вт Используя данные таблицы 4.2.2, вычислите соответствующие напряжению U значения коэффициента мощности по формуле cos 0 P0 P0 Q0 2 и занесите полученные результаты в таблицу 4.2.3. 2 , 4.2. Снятие и определение характеристик холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0=f(U) 132 трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Таблица 4.2.3 U, В cos 0 При необходимости большей вариативности значений напряжения U, повторите эксперимент при закороченном линейном реакторе А14. Используя данные таблиц 4.2.2 и 4.2.3 постройте искомые характеристики холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0=f(U) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. 4.3.Снятие и определение характеристик короткого замыкания IК=f(U), РК=f(U), ZК= f(U) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором 4.3. Снятие и определение характеристик короткого замыкания IК=f(U), РК=f(U), ZК= f(U) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 133 A2 G/M A1 301.1 V P1.1 E1 E2 M2 A6 P1 V E3 E4 508.2 P1.2 A NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 W M1 347.1 A7 507.2 var B G5 P2 Электрическая схема соединений A2 n + - 506.2 P3 347.1 L1 L2 L3 N РЕ Вкл. G1 201.2 134 4.3.Снятие и определение характеристик короткого замыкания IК=f(U), РК=f(U), ZК= f(U) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором 4.3.Снятие и определение характеристик короткого замыкания 135 IК=f(U), РК=f(U), ZК= f(U) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 М1 Машина переменного тока 102.1 М2 Машина постоянного тока 101.2 А2,А7 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А6 Трехполюсный выключатель 301.1 Р1 Блок мультиметров 508.2 Р2 Измеритель мощностей 507.2 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 Параметры ~ 400 В / 16 А 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 380 ВА; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В ~ 400 В / 10 А 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм 15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А. -2000…0…2000 мин1 136 4.3.Снятие и определение характеристик короткого замыкания IК=f(U), РК=f(U), ZК= f(U) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Испытуемый асинхронный двигатель М1 получает питание через выключатель А6 и трехфазные трансформаторные группы А2,А7 от трехфазного источника питания G1. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток и напряжение статорной обмотки испытуемого двигателя М1. С помощью измерителя Р2 контролируются активная и реактивная мощности, потребляемые испытуемым двигателем М1. 4.3.Снятие и определение характеристик короткого замыкания 137 IК=f(U), РК=f(U), ZК= f(U) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Снимите кожух, закрывающий муфту, соединяющую вал машины постоянного тока М2 с валом двигателя М1, и закрепите на ней стопорное устройство. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Переключатели режима работы источника G2 и выключателя А6 установите в положение "РУЧН.". В трехфазных трансформаторных группах А2 и А7 переключателем установите номинальные вторичные напряжения трансформаторов 242 В. Включите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Нажатием кнопки «ВКЛ.» выключателя А6 подключите двигатель М1 к электрической сети. Быстро (менее чем за 10 с) считайте и занесите в таблицу 4.3.1 показания вольтметра Р1.1 (линейное напряжение U двигателя М1), амперметра Р1.2 (ток IК статорной обмотки двигателя М1), а также ваттметра измерителя Р2 (активная PК1 мощность, потребляемая одной фазой двигателя М1) и сразу после этого нажатием кнопки «ОТКЛ» выключателя А6 отключите двигатель М1 от электрической сети. Повторите необходимое количество раз процедуру подключения двигателя М1 к электрической сети, считывания показаний измерительных приборов и отключения двигателя М1 от электрической сети при различных более низких номинальных вторичных напряжениях трансформаторов групп А2 и А7. Таблица 4.3.1 U, В IК , А PК1, Вт Отключите источник G1. Отключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте. При необходимости большей вариативности значений линейного напряжения повторите эксперимент с соединением вторичных обмоток трансформаторов группы А7 по схеме «звезда». Используя данные таблицы 4.3.1, вычислите соответствующие напряжению U значения полной активной мощности PК, потребляемой двигателем М1, и полного его сопротивления короткого замыкания ZK по формулам PК= 3PК1, ZK=U/ IК. Полученные результаты занесите в таблицу 4.3.2. 4.3.Снятие и определение характеристик короткого замыкания 138 IК=f(U), РК=f(U), ZК= f(U) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Таблица 4.3.2 U, В PК, Вт ZK, Ом Используя данные таблиц 4.3.1 и 4.3.2 постройте искомые характеристики короткого замыкания IК=f(U), РК=f(U), ZK=f(U) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. 4.4. Определение механической характеристики n=f(M) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором 4.4. Определение механической характеристики n=f(M) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 139 A10 306.1 от G1 + - Возбуждение + - Якорь A V A2 G/M A1 206 G2 V P1 E1 E2 M2 V E3 E4 508.2 P1.1 A NF F1 F2 F3 P2 U2 V2 W2 U1 V1 W1 W M1 301.1 A6 507.2 var B G5 307.1 Электрическая схема соединений A9 A2 n + - 506.2 P3 347.1 L1 L2 L3 N РЕ Вкл. G1 к G2 201.2 140 4.4. Определение механической характеристики n=f(M) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором 4.4. Определение механической характеристики n=f(M) трехфазного асинхронного двигателя 141 с короткозамкнутым / фазным ротором Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G4 Машина постоянного тока 101.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 М1 Машина переменного тока 102.1 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А6 301.1 307.1 3 0…40 Ом / 1 А А10 Трехполюсный выключатель Реостат для цепи ротора машины переменного тока Активная нагрузка Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 380 ВА; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В ~ 400 В / 10 А 306.1 Р1 Блок мультиметров 508.2 220 В / 30…50 Вт; 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм Р2 Измеритель мощностей 507.2 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 А9 15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А. -2000…0…2000 мин1 142 4.4. Определение механической характеристики n=f(M) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания G2 двигателя постоянного тока используется для питания нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока G4, работающей в режиме генератора с независимым возбуждением и выступающей в качестве нагрузочной машины. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Испытуемый асинхронный двигатель М1 получает питание через выключатель А6 и трехфазную трансформаторную группу А2 от трехфазного источника питания G1. Реостат А9 служит для вывода энергии скольжения при испытании двигателя М1 с фазным ротором. Активная нагрузка А10 используется для нагружения генератора G4. С помощью мультиметра блока Р1 контролируется ток статорной обмотки испытуемого двигателя М1. С помощью измерителя Р2 контролируются активная мощность, потребляемая испытуемым двигателем М1. 4.4. Определение механической характеристики n=f(M) трехфазного асинхронного двигателя 143 с короткозамкнутым / фазным ротором Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Переключатели режима работы источника G2 и выключателя А6 установите в положение "РУЧН.". Регулировочные рукоятки реостата А9 поверните против часовой стрелки до упора (при снятии механической характеристики асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором). Установите суммарное сопротивление каждой фазы реостата А9, например, 20 Ом (при снятии механической характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором). Регулировочную рукоятку источника G2 поверните до упора против часовой стрелки, а регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 - по часовой стрелке. Установите переключателем в трехфазной трансформаторной группе А2 номинальные напряжения вторичных обмоток трансформаторов, например, 127 В. Включите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Пустите двигатель М1 нажатием кнопки «ВКЛ.» выключателя А6. Нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2. Вращая регулировочную рукоятку источника G2 , изменяйте ток I статорной обмотки двигателя М1 и заносите показания амперметра Р1.1 (ток I), ваттметра измерителя мощностей Р2 (активная мощность P фазы двигателя М1) и указателя Р3 (частота вращения n двигателя М1) в таблицу 4.4.1. Таблица 4.4.1. I, А P, Вт n, мин1 По завершении эксперимента отключите выключатель А6 и источник G1. Выключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте. Вычислите электромагнитный момент М двигателя М1 для каждого значения тока I из табл. 4.4.1. по формуле 3 M ( P 21 I 2 ), H.м 50 и занесите его в таблицу 4.4.2. Таблица 4.4.2. М, Нм n, мин1 Используя данные таблицы 4.4.2 постройте искомую механическую характеристику n=f(M) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором. 144 4.5. Определение рабочих характеристик I=f(P2), P1=f(P2), s=f(P2), =f(P2), cos=f(P2), M=f(P2) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором 4.5. Определение рабочих характеристик I=f(P2), P1=f(P2), s=f(P2), =f(P2), cos=f(P2), M=f(P2) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента A10 306.1 от G1 + - Возбуждение + - Якорь A V A2 G/M A1 206 G2 E1 E2 M2 P1 P1.3 V A E3 E4 508.2 P1.2 P1.1 A NF F1 F2 F3 P2 U2 V2 W2 U1 V1 W1 W M1 301.1 A6 507.2 var B G5 307.1 Электрическая схема соединений A9 A2 n + - 506.2 P3 347.1 L1 L2 L3 N РЕ Вкл. G1 к G2 201.2 4.5. Определение рабочих характеристик I=f(P2), P1=f(P2), s=f(P2), =f(P2), cos=f(P2), M=f(P2) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором 145 4.5. Определение рабочих характеристик I=f(P2), P1=f(P2), s=f(P2), =f(P2), cos=f(P2), M=f(P2) 146 трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G4 Машина постоянного тока 101.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 М1 Машина переменного тока 102.1 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 301.1 307.1 3 0…40 Ом / 1 А А10 Трехполюсный выключатель Реостат для цепи ротора машины переменного тока Активная нагрузка Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 380 ВА; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В ~ 400 В / 10 А 306.1 Р1 Блок мультиметров 508.2 220 В / 30…50 Вт; 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм Р2 Измеритель мощностей 507.2 15; 60; 150; 300; 600 В / 506.2 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А. -2000…0…2000 мин1 А6 А9 Р3 Указатель частоты вращения 4.5. Определение рабочих характеристик I=f(P2), P1=f(P2), s=f(P2), =f(P2), cos=f(P2), M=f(P2) 147 трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания G2 двигателя постоянного тока используется для питания нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока G4, работающей в режиме генератора с независимым возбуждением и выступающей в качестве нагрузочной машины. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Испытуемый асинхронный двигатель М1 получает питание через выключатель А6 и трехфазную трансформаторную группу А2 от трехфазного источника питания G1. Реостат А9 служит для вывода энергии скольжения при испытании двигателя М1 с фазным ротором. Активная нагрузка А10 используется для нагружения генератора G4. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток статорной обмотки испытуемого двигателя М1, ток и напряжение якорной обмотки генератора G4. С помощью измерителя Р2 контролируются активная и реактивная мощности, потребляемые испытуемым двигателем М1. 148 4.5. Определение рабочих характеристик I=f(P2), P1=f(P2), s=f(P2), =f(P2), cos=f(P2), M=f(P2) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Переключатели режима работы источника G2 и выключателя А6 установите в положение "РУЧН.". Регулировочные рукоятки реостата А9 поверните против часовой стрелки до упора (при снятии механической характеристики асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором). Установите суммарное сопротивление каждой фазы реостата А9, например, 20 Ом (при снятии механической характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором). Регулировочную рукоятку источника G2 поверните до упора против часовой стрелки, а регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 - по часовой стрелке. Установите переключателем в трехфазной трансформаторной группе А2 номинальные напряжения вторичных обмоток трансформаторов, например, 127 В. Включите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Пустите двигатель М1 нажатием кнопки «ВКЛ.» выключателя А6. Нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2. Вращая регулировочную рукоятку источника G2 , изменяйте ток I статорной обмотки двигателя М1 и заносите показания амперметра Р1.1 (ток I), ваттметра и варметра измерителя мощностей Р2 (активная P11 и реактивная Q11 мощности фазы двигателя М1), указателя Р3 (частота вращения n двигателя М1), амперметра Р1.2 и вольтметра Р1.3 ( ток Iа и напряжение Uа якорной обмотки генератора G4) в таблицу 4.5.1. Таблица 4.5.1. I, A P11, Вт Q11, ВАр n, мин1 Ia , A Uа, В По завершении эксперимента отключите выключатель А6 и источник G1. Выключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте. Используя данные таблицы 4.5.1, вычислите для каждого значения тока I значения, полезной активной мощности Р2, полной потребляемой из сети активной мощности P1, полезного механического момента М, коэффициента мощности cos, скольжения s и коэффициента полезного действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором по формулам 4.5. Определение рабочих характеристик I=f(P2), P1=f(P2), s=f(P2), =f(P2), cos=f(P2), M=f(P2) 149 трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором P2 I a U a ; P1 3P11 ; M 3 ( P11 21I 2 ); 50 cos P11 P11 Q11 2 2 ; n s 1 100; 1500 P 2 100, 3P11 и занесите полученные результаты в таблицу 4.5.2. Таблица 4.5.2. I, A P2, Вт P1, Вт М, Нм cos s, % , % Используя данные таблицы 4.5.2 постройте искомые рабочие характеристики I=f(P2), P1=f(P2), s=f(P2), =f(P2), cos=f(P2), M=f(P2) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором. 150 5. ТРЕХФАЗНЫЕ СИНХРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ 5. ТРЕХФАЗНЫЕ СИНХРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ 5.1. Снятие характеристики холостого хода E0=f(If) трехфазного синхронного генератора 5.1. Снятие характеристики холостого хода E0=f(If) трехфазного синхронного генератора Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 151 от G1 + - Возбуждение + - Якорь A V A2 G/M A1 206.1 G2 E1 E2 M2 V A V E3 E4 508.2 P1.1 P1.2 P1 NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 Электрическая схема соединений G6 + - A V B G5 209.2 L1 L2 L3 N РЕ G3 к G3 Вкл. G1 n 506.2 + - 201.2 P3 к G2 152 5.1. Снятие характеристики холостого хода E0=f(If) трехфазного синхронного генератора 5.1. Снятие характеристики холостого хода E0=f(If) трехфазного синхронного генератора 153 Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G3 Возбудитель синхронной машины 209.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 G6 Машина переменного тока 102.1 М2 Машина постоянного тока 101.2 Р1 Блок мультиметров 508.2 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 0…40 В / 3,5 А 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм -2000…0…2000 мин1 154 5.1. Снятие характеристики холостого хода E0=f(If) трехфазного синхронного генератора Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания двигателя постоянного тока G2 используется для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с независимым возбуждением. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока G6, работающей в режиме синхронного генератора. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток возбуждения If и э.д.с. E0 испытуемого синхронного генератора G6. 5.1. Снятие характеристики холостого хода E0=f(If) трехфазного синхронного генератора 155 Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Переключатели режима работы источника G2 и возбудителя G3 установите в положение "РУЧН.". Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора. Включите выключатели «СЕТЬ» блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2. Вращая регулировочную рукоятку источника G2, разгоните двигатель М2 (генератор G6) до частоты 1500 мин-1 и поддерживайте ее в ходе эксперимента неизменной. Включите выключатель «СЕТЬ» и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3. Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, изменяйте ток возбуждения If генератора G6 в диапазоне 0…2 А и заносите показания амперметра Р1.1 (ток If) и вольтметра Р1.2 (э.д.с. E0 синхронного генератора G6) в таблицу 5.1.1. Таблица 5.1.1. If , A E0 , B По завершении эксперимента первоначально у возбудителя G3, а затем и у источника G2 поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ." и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб, и последующим отключением ключа – выключателя. Отключите выключатели "СЕТЬ" блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3. Используя результаты табл. 5.1.1, постройте искомую характеристику холостого хода E0 = f ( If ) трехфазного синхронного генератора. 156 5.2. Снятие характеристики короткого замыкания IК=f(If) трехфазного синхронного генератора 5.2. Снятие характеристики короткого замыкания IК=f(If) трехфазного синхронного генератора Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента от G1 + - Возбуждение + - Якорь A V A2 G/M A1 206.1 G2 E1 E2 M2 V A A E3 E4 508.2 P1.1 P1.2 P1 NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 Электрическая схема соединений G6 + - A V B G5 209.2 L1 L2 L3 N РЕ G3 к G3 Вкл. G1 n 506.2 + - 201.2 P3 к G2 5.2. Снятие характеристики короткого замыкания IК=f(If) трехфазного синхронного генератора 157 5.2. Снятие характеристики короткого замыкания IК=f(If) трехфазного синхронного генератора 158 Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G3 Возбудитель синхронной машины 209.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 G6 Машина переменного тока 102.1 М2 Машина постоянного тока 101.2 Р1 Блок мультиметров 508.2 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 0…40 В / 3,5 А 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм -2000…0…2000 мин1 5.2. Снятие характеристики короткого замыкания IК=f(If) трехфазного синхронного генератора 159 Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания двигателя постоянного тока G2 используется для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с независимым возбуждением. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока G6, работающей в режиме синхронного генератора. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток возбуждения If и ток IК статорной обмотки испытуемого синхронного генератора G6. 160 5.2. Снятие характеристики короткого замыкания IК=f(If) трехфазного синхронного генератора Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Переключатели режима работы источника G2 и возбудителя G3 установите в положение "РУЧН.". Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора. Включите выключатели «СЕТЬ» блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2. Вращая регулировочную рукоятку источника G2, разгоните двигатель М2 (генератор G6) до частоты 1500 мин-1 и поддерживайте ее в ходе эксперимента неизменной. Включите выключатель «СЕТЬ» и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3. Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, изменяйте ток возбуждения If генератора G6 в диапазоне 0…2 А и заносите показания амперметров Р1.1 (ток If) и Р1.2 (ток IК статорной обмотки синхронного генератора G6) в таблицу 5.2.1. Таблица 5.2.1. If , A IК , А По завершении эксперимента первоначально у возбудителя G3, а затем и у источника G2 поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ." и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб, и последующим отключением ключа – выключателя. Отключите выключатели "СЕТЬ" блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3. Используя результаты табл. 5.2.1, постройте искомую характеристику короткого замыкания IК=f(If) трехфазного синхронного генератора. 5.3. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) 161 характеристик трехфазного синхронного генератора 5.3. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик трехфазного синхронного генератора Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента к G3 Вкл. G1 от G1 L1 L2 L3 N РЕ 201.2 + - Возбуждение к G2 + - Якорь A V A2 G/M A1 206.1 G2 E1 E2 M2 V A V E3 E4 508.2 P1.1 P1.3 P1 NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 G6 + - A V B G5 A10 209.2 306.1 G3 Электрическая схема соединений n + - 506.2 P3 A15 324.1 A16 317.1 162 5.3. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик трехфазного синхронного генератора 5.3. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) 163 характеристик трехфазного синхронного генератора Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G3 Возбудитель синхронной машины 209.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 G6 Машина переменного тока 102.1 М2 Машина постоянного тока 101.2 А10 А15 А16 Активная нагрузка Индуктивная нагрузка Емкостная нагрузка 306.1 324.2 317.2 Р1 Блок мультиметров 508.2 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 0…40 В / 3,5 А 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 220 В / 30…50 Вт; 220 В / 30…40 ВАр; 220 В / 30…40 ВАр; 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм -2000…0…2000 мин1 164 5.3. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик трехфазного синхронного генератора Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания двигателя постоянного тока G2 используется для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с независимым возбуждением. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока G6, работающей в режиме синхронного генератора. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Нагрузки - активная А10, индуктивная А15 и емкостная А16 используются для нагружения синхронного генератора G6. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток возбуждения If, ток I статорной обмотки и линейное напряжение U испытуемого синхронного генератора G6. 5.3. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) 165 характеристик трехфазного синхронного генератора Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Переключатели режима работы источника G2 и возбудителя G3 установите в положение "РУЧН.". Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора. Установите регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 (индуктивной нагрузки А15 / емкостной нагрузки А17) в положение "0%". Включите выключатели «СЕТЬ» блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2. Вращая регулировочную рукоятку источника G2, разгоните двигатель М2 (генератор G6) до частоты 1500 мин-1 и поддерживайте ее в ходе эксперимента неизменной. Включите выключатель «СЕТЬ» и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3. Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, установите ток возбуждения If, при котором междуфазное напряжение U генератора G6 будет равно 230 В. Перемещая синфазно регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 (индуктивной нагрузки А15 / емкостной нагрузки А16), изменяйте ток I статорной обмотки генератора G6 в диапазоне 0…0,25 А и заносите показания амперметра Р1.2 (ток I) и вольтметра Р1.3 (напряжение U) в таблицу 5.4.1. Таблица 5.4.1 I, A U, B Верните регулировочные рукоятки активной нагрузки А1 (индуктивной нагрузки А15 / емкостной нагрузки А17) в положение "0%". Синфазно поворачивая регулировочные рукоятки активной нагрузки А1 (индуктивной нагрузки А15 / емкостной нагрузки А16) и поддерживая напряжение U генератора G4 равным 230 В, путем регулирования его тока возбуждения If, изменяйте ток I статорной обмотки генератора G6 в диапазоне 0…0,25 А и заносите показания амперметров Р1.1 (ток If), Р1.2 (ток I) в таблицу 5.4.2. Таблица 5.4.2 I, A If , А Верните регулировочные рукоятки активной нагрузки А1 (индуктивной нагрузки А15 / емкостной нагрузки А17) в положение "0%". Соедините фазы емкостной нагрузки по схеме «треугольник». Поверните регулировочную рукоятку возбудителя G3 против часовой стрелки до упора. 5.3. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If=f(I) и нагрузочной U=f(If) 166 характеристик трехфазного синхронного генератора Закоротите активную нагрузку А1 (индуктивную нагрузку А15 / емкостную нагрузку А17). Увеличивая ток возбуждения If генератора G3, установите ток I статорной обмотки генератора G6 равным, например, 0,05 А и занесите показания амперметра Р1.1 (ток If) и вольтметра Р1.3 (напряжение U) в таблицу 5.4.3. Поверните регулировочную рукоятку возбудителя G3 против часовой стрелки до упора. Раскоротите активную нагрузку А1 (индуктивную нагрузку А15 / емкостную нагрузку А17). Установите регулировочные рукоятки активной нагрузки А1 (индуктивной нагрузки А15 / емкостной нагрузки А17) в положение "100%". Синфазно поворачивая против часовой стрелки регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 (индуктивной нагрузки А15 / емкостной нагрузки А16) и поддерживая неизменным, например, равным 0,05 А ток I статорной обмотки генератора G6 путем регулирования его тока возбуждения If, изменяйте напряжение U статорной обмотки генератора G6 (не превышая значения 250 В) и заносите показания амперметра Р1.1 (ток If) и вольтметра Р1.3 (напряжение U) в таблицу 5.4.3. Таблица 5.4.3 If , A U, B По завершении эксперимента первоначально у возбудителя G3, а затем и у источника G2 поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ." и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб, и последующим отключением ключа – выключателя. Отключите выключатели "СЕТЬ" блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3. Используя результаты таблиц 5.4.1…5.4.3, постройте искомые характеристики трехфазного синхронного генератора G6 при активном (индуктивном / емкостном) характере его нагрузки: внешнюю U = f ( I ) при n = const, If = const (табл. 5.4.1.); регулировочную If = f ( I ) при n = const, U = const (табл. 5.4.2.); нагрузочную U = f ( If ) при n = const, I = const (табл. 5.4.3.). 5.4. Подключение к сети трехфазного синхронного генератора методом точной синхронизации 5.4. Подключение к сети трехфазного синхронного генератора методом точной синхронизации Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 167 от G1 + - Возбуждение + - Якорь A V A2 G/M 206.1 G2 E1 E2 M2 319 507.2 var A1 A17 U V W W P2 E3 E4 V V NF U2 V2 W2 U1 V1 W1 от G1 347.1 504.2 F1 F2 F3 Hz Hz A2 P4 G6 + 301.1 A6 - A V B G5 209.2 L1 L2 L3 N РЕ G3 к G3 Электрическая схема соединений Вкл. G1 n 506.2 + - 201.2 P3 к G2 168 5.4. Подключение к сети трехфазного синхронного генератора методом точной синхронизации 5.4. Подключение к сети трехфазного синхронного генератора методом точной синхронизации 169 Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G3 Возбудитель синхронной машины 209.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 G6 Машина переменного тока 102.1 М2 Машина постоянного тока 101.2 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А6 Трехполюсный выключатель 301.1 А17 Блок синхронизации 319 Р2 Измеритель мощностей 507.2 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 Р4 Измеритель напряжений и частот 504.1 Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 0…40 В / 3,5 А 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 380 ВА; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В ~ 400 В / 10 А ~ 400 В; 2 А; 3 индикаторные лампы; синхроноскоп 15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А. -2000…0…2000 мин1 ~ 0...500 В; 45...55 Гц, ~ 220 В 170 5.4. Подключение к сети трехфазного синхронного генератора методом точной синхронизации Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания двигателя постоянного тока G2 используется для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с независимым возбуждением. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока G6, работающей в режиме синхронного генератора. Синхронный генератор G6 связан с сетью (источником G1) через блок синхронизации А17, трехфазную трансформаторную группу А2 и выключатель А6. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. С помощью измерителя Р2 контролируются активная и реактивная мощности, развиваемые испытуемым генератором G6. С помощью измерителя Р4 контролируются напряжения и их частоты со стороны генератора G6 и со стороны электрической сети. 5.4. Подключение к сети трехфазного синхронного генератора методом точной синхронизации 171 Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Переключатели режима работы источника G2, возбудителя G3, выключателя А6 и блока синхронизации А17 переведите в положение "РУЧН.". Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора. Установите переключателем в трехфазной трансформаторной группе А2 номинальные напряжения: вторичных обмоток трансформаторов – 220 В. Включите выключатели "СЕТЬ" выключателя А6, блока синхронизации А18, измерителя мощностей Р2 и указателя Р3. Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2. Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите частоту вращения двигателя М2 (генератора G6) 1500 мин–1. Включите выключатель А6 нажатием на кнопку "ВКЛ" на его передней панели. Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3. Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, установите напряжение между фазами (линейное) генератора G6 равным напряжению между одноименными фазами сети. Обеспечьте условия синхронизации согласно табл. 5.4.1, после чего, нажатием на кнопку "ВКЛ." блока синхронизации А17, подключите генератор G6 к сети. Убедитесь, что генератор G6 вошел в режим синхронной работы с сетью, о чем должно свидетельствовать отсутствие колебаний значений его режимных параметров. Вращая регулировочную рукоятку источника G2, нагрузите генератор G6 активной мощностью, например, до 30 Вт, которую определяйте утроением показаний ваттметра измерителя Р2. Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, нагрузите генератор G6 реактивной мощностью с отстающим (опережающим) коэффициентом мощности, например, до 30 ВАр, которую определяйте утроением показаний варметра измерителя Р2. Для отключения генератора G6 от сети: разгрузите его по активной и реактивной мощностям, нажмите кнопку "ОТКЛ." блока синхронизации А17, поверните регулировочные рукоятки сначала у возбудителя G3, а затем у источника G2 против часовой стрелки до упора, отключите выключатели "СЕТЬ" блоков, задействованных в эксперименте, отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб и последующим отключением ключа – выключателя. 172 5.4. Подключение к сети трехфазного синхронного генератора методом точной синхронизации Таблица 5.4.1 Условие Равенство напряжений синхронного генератора и сети Одинаковое чередование фаз напряжений синхронного генератора и сети Средство контроля Вольтметры со стороны синхронного генератора и сети Лампы в разрывах фаз Равенство чаЛампы в разстот синхронрывах фаз или ного генерасинхроноскоп тора и сети Синфазность напряжений синхронного генератора и сети Критерий выполнения условия Критерий невыполнения условия Рекомендации по выполнению условия Напряжения со стороны синхронного генератора и сети не равны Регулировать напряжения возбуждения синхронного генератора до момента выравнивания напряжений со стороны синхронного генератора и сети Лампы в фазах: периодически одноЛампы в фазах временно загорапериодически не ются и гаснут (чаодновременно стоты напряжений загораются и гасне равны); горят нут, создавая эф(напряжения в профект “кругового тивофазе); не горят огня” (напряжения синфазные) Переключить любые две фазы синхронного генератора Напряжения со стороны синхронного генератора и сети равны Лампы в фазах горят постоянно без мерцания (напряжения в противофазе) или не горят (напряжения синфазные); стрелка синхроноскопа неподвижна Лампы в фазах загораются с чаРегулировать частотой скольжестоту вращения ния; стрелка син- синхронного генехроноскопа враратора щается Лампы в фазах не Лампы в фазах Лампы в разгорят; стрелка сингорят; стрелка рывах фаз или хроноскопа смотсинхроноскопа синхроноскоп рит вверх не смотрит вверх Регулировать частоту вращения синхронного генератора до погасания ламп 5.5. Подключение к сети трехфазного синхронного генератора методом самосинхронизации 5.5. Подключение к сети трехфазного синхронного генератора методом самосинхронизации Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 173 от G1 + - Возбуждение + - Якорь A V A2 G/M 206.1 G2 E1 E2 M2 319 507.2 var A1 A17 U V W W P2 E3 E4 A2 NF F1 F2 F3 U2 V2 W2 U1 V1 W1 301.1 A6 347.1 G6 301.1 A6 G3 от G1 B G5 к G3 L1 L2 L3 N РЕ + - Вкл. G1 A V n 209.2 506.2 + - 201.2 P3 к G2 Электрическая схема соединений A9 307.1 174 5.5. Подключение к сети трехфазного синхронного генератора методом самосинхронизации 5.5. Подключение к сети трехфазного синхронного генератора методом самосинхронизации 175 Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G3 Возбудитель синхронной машины 209.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 G6 Машина переменного тока 102.1 М2 Машина постоянного тока 101.2 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А6 Трехполюсный выключатель Реостат для цепи ротора машины переменного тока 301.1 Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 0…40 В / 3,5 А 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 380 ВА; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В ~ 400 В / 10 А 307.1 3 0…40 Ом / 1 А ~ 400 В; 2 А; 3 индикаторные лампы; синхроноскоп А9 А17 Блок синхронизации 319 Р2 Измеритель мощностей 507.2 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А. -2000…0…2000 мин1 176 5.5. Подключение к сети трехфазного синхронного генератора методом самосинхронизации Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания двигателя постоянного тока G2 используется для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с независимым возбуждением. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока G6, работающей в режиме синхронного генератора. Синхронный генератор G6 связан с сетью (источником G1) через блок синхронизации А17 и трехфазную трансформаторную группу А2. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Реостат А9 выполняет роль резистора синхронизации и подключается выключателем А6 к обмотке возбуждения синхронного генератора G6 на этапе асинхронного пуска последнего. С помощью измерителя Р2 контролируются активная и реактивная мощности, развиваемые испытуемым генератором G6. С помощью измерителя Р4 контролируются напряжения и их частоты со стороны генератора G6 и со стороны электрической сети. 5.5. Подключение к сети трехфазного синхронного генератора методом самосинхронизации 177 Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Переключатели режима работы источника G2, возбудителя G3, выключателя А6 и блока синхронизации А17 переведите в положение "РУЧН.". Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора. Установите суммарное сопротивления фаз реостата А4, равными 8 Ом. Установите переключателем в трехфазной трансформаторной группе А2 номинальные напряжения: вторичных обмоток трансформаторов 220 В Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2. Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите частоту вращения двигателя М2 (генератора G6) 1500 мин–1. Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3. Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3 по часовой стрелке, установите ток возбуждения генератора G6, равным 1,5 А, и убедитесь, что свечение индикаторных ламп блока синхронизации А17 меняется синфазно. В противном случае при эффекте "бегущего огня" переключите любые две фазы генератора G6. Нажмите кнопку «ОТКЛ.» возбудителя G3. Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." выключателя А6. Подключите генератор G4 к сети путем включения выключателя "СЕТЬ" и нажатия кнопки "ВКЛ." блока синхронизации А17. По окончании разгона генератора G6 нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3. Убедитесь, что генератор G6 вошел в режим синхронной работы с сетью, о чем должно свидетельствовать отсутствие колебаний значений его режимных параметров. Отключите выключатель А6 нажатием на кнопку "ОТКЛ.". Вращая регулировочную рукоятку источника G2, нагрузите генератор G6 активной мощностью, например, до 30 Вт, которую определяйте утроением показаний ваттметра измерителя Р2. Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, нагрузите генератор G6 реактивной мощностью с отстающим (опережающим) коэффициентом мощности, например, до 30 ВАр, которую определяйте утроением показаний варметра измерителя Р2. Для отключения генератора G6 от сети: разгрузите его по активной и реактивной мощностям, нажмите кнопку "ОТКЛ." блока синхронизации А17, поверните регулировочные рукоятки сначала у возбудителя G3, а затем у источника G2 против часовой стрелки до упора, отключите выключатель "СЕТЬ" возбудителя G3, источника G2, блока синхронизации А17, выключателя А6, измерителя Р2 и указателя Р3, отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб и последующим отключением ключа – выключателя. 178 5.6. Снятие угловых характеристик P=f(), Q=f(), U=f() трехфазного синхронного генератора 5.6. Снятие угловых характеристик P=f(), Q=f(), U=f() трехфазного синхронного генератора Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента от G1 + - Возбуждение + - Якорь A V A2 G/M 206.1 G2 E1 E2 M2 319 507.2 var A1 A17 U V W W P2 E3 E4 V V NF U2 V2 W2 U1 V1 W1 от G1 347.1 504.2 F1 F2 F3 Hz Hz A2 P4 G6 + 301.1 A6 - P1.1 V A V B G5 V P1 209.2 G3 314.1 A14 508.2 V Электрическая схема соединений 506.2 505.2 + - 201.2 L N n Вкл. G1 P5 L1 L2 L3 N РЕ к G2 P3 + - к G3 5.6. Снятие угловых характеристик P=f(), Q=f(), U=f() трехфазного синхронного генератора 179 5.6. Снятие угловых характеристик P=f(), Q=f(), U=f() трехфазного синхронного генератора 180 Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G3 Возбудитель синхронной машины 209.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 G6 Машина переменного тока 102.1 М2 Машина постоянного тока 101.2 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А6 А14 Трехполюсный выключатель Линейный реактор 301.1 314.2 А17 Блок синхронизации 319 Р1 Блок мультиметров 508.2 Р2 Измеритель мощностей 507.2 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 Р4 Измеритель напряжений и частот 504.1 Р5 Указатель угла нагрузки синхронной машины 505.2 Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 0…40 В / 3,5 А 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 380 ВА; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В ~ 400 В / 10 А 3 0,3 Гн / 0,5 А ~ 400 В; 2 А; 3 индикаторные лампы; синхроноскоп 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм 15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А. -2000…0…2000 мин1 ~ 0...500 В; 45...55 Гц, ~ 220 В – 180...0...180 5.6. Снятие угловых характеристик P=f(), Q=f(), U=f() трехфазного синхронного генератора 181 Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания двигателя постоянного тока G2 используется для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с независимым возбуждением. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока G6, работающей в режиме синхронного генератора. Синхронный генератор G6 связан с сетью (источником G1) через блок синхронизации А17, трехфазную трансформаторную группу А2, выключатель А6 и линейный реактор А14, моделирующий сопротивление электрической сети. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. С помощью мультиметра блока Р1 контролируется линейное напряжение статорной обмотки генератора G6. С помощью измерителя Р2 контролируются активная и реактивная мощности, развиваемые испытуемым генератором G6. С помощью измерителя Р4 контролируются напряжения и их частоты со стороны генератора G6 и со стороны электрической сети. С помощью указателя Р5 контролируется угол нагрузки синхронного генератора G6. 182 5.6. Снятие угловых характеристик P=f(), Q=f(), U=f() трехфазного синхронного генератора Указания по проведению эксперимента Осуществите подключение к сети синхронного генератора G6 методом точной синхронизации в соответствии с указаниями по проведению эксперимента раздела 5.4. настоящего руководства. Установите тумблер указателя угла нагрузки Р5 в положение «200○». Включите выключатель "СЕТЬ" указателя угла нагрузки Р5. Вращая регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3, установите активную Р1 и реактивную Q1 мощности генератора G6 равными нулю. Потенциометрами «ГРУБО» и «ТОЧНО» установите стрелку указателя угла нагрузки Р5 на нулевую отметку. Установите тумблер указателя угла нагрузки Р5 в положение «100○». Установите вращением регулировочной рукоятки возбудителя G3 желаемый ток возбуждения If генератора G6, например, 1,0 А и не меняйте его в ходе эксперимента. Вращая регулировочную рукоятку источника G2, изменяйте угол нагрузки синхронного генератора G6 в диапазоне 0…90○ и записывайте показания указателя Р5 (угол ), ваттметра и варметра (активная Р1 и реактивная Q1 мощности фазы генератора G6) измерителя мощностей Р2 и вольтметра (напряжение U генератора G6) блока мультиметров Р1 в таблицу 5.6.1. Таблица 5.6.1 , град Р1, Вт Q1, В∙Ар U, В В случае перехода генератора G6 в асинхронный режим работы разгружайте его по активной мощности, вращая регулировочную рукоятку источника G2 против часовой стрелки до тех пор, пока не восстановится синхронная работа генератора G6 с сетью. По завершении эксперимента произведите отключение генератора G6 от сети в соответствии с указаниями по проведению эксперимента раздела 5.4. настоящего руководства. Используя данные таблицы 5.6.1, для каждого значения угла нагрузки вычислите полные активную Р=3Р1 и реактивную Q=3Q1 мощности генератора G6 и занесите их в таблицу 5.6.2. Таблица 5.6.2 , град Р, Вт Q, В∙Ар Используя данные табл. 5.6.1 и 5.6.2, постройте искомые угловые характеристики P=f(), Q=f(), U=f() трехфазного синхронного генератора. 5.7. Снятие U–образной характеристики I=f(If) трехфазного синхронного генератора 5.7. Снятие U–образной характеристики I=f(If) трехфазного синхронного генератора Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 183 V P1.1 A P1 508.2 P1.2 A от G1 + - Возбуждение + - Якорь A V A2 G/M 206.1 G2 E1 E2 M2 319 507.2 var A1 A17 UV W W P2 E3 E4 V V NF U2 V2 W2 U1 V1 W1 от G1 347.1 504.2 F1 F2 F3 Hz Hz A2 P4 G6 + 301.1 A6 - A V B G5 Электрическая схема соединений 209.2 L1 L2 L3 N РЕ G3 к G3 Вкл. G1 n 506.2 + - 201.2 P3 к G2 184 5.7. Снятие U–образной характеристики I=f(If) трехфазного синхронного генератора 5.7. Снятие U–образной характеристики I=f(If) трехфазного синхронного генератора 185 Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G3 Возбудитель синхронной машины 209.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 G6 Машина переменного тока 102.1 М2 Машина постоянного тока 101.2 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А6 Трехполюсный выключатель 301.1 А17 Блок синхронизации 319 Р1 Блок мультиметров 508.2 Р2 Измеритель мощностей 507.2 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 Р4 Измеритель напряжений и частот 504.1 Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 0…40 В / 3,5 А 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 380 ВА; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В ~ 400 В / 10 А ~ 400 В; 2 А; 3 индикаторные лампы; синхроноскоп 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм 15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А. -2000…0…2000 мин1 ~ 0...500 В; 45...55 Гц, ~ 220 В 186 5.7. Снятие U–образной характеристики I=f(If) трехфазного синхронного генератора Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания двигателя постоянного тока G2 используется для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с независимым возбуждением. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока G6, работающей в режиме синхронного генератора. Синхронный генератор G6 связан с сетью (источником G1) через блок синхронизации А17, трехфазную трансформаторную группу А2 и выключатель А6. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток возбуждения и ток статорной обмотки генератора G6. С помощью измерителя Р2 контролируются активная и реактивная мощности, развиваемые испытуемым генератором G6. С помощью измерителя Р4 контролируются напряжения и их частоты со стороны генератора G6 и со стороны электрической сети. 5.7. Снятие U–образной характеристики I=f(If) трехфазного синхронного генератора 187 Указания по проведению эксперимента Осуществите подключение к сети синхронного генератора G6 методом точной синхронизации в соответствии с указаниями по проведению эксперимента раздела 5.4. настоящего руководства. Включите выключатель «СЕТЬ» блока мультиметров Р1. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите желаемую активную мощность генератора G6, например, 30 Вт, которую определяйте утроением показаний ваттметра измерителя Р2, и поддерживайте её в ходе эксперимента неизменной. Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, изменяйте ток возбуждения If генератора G6 (не превышая значения 2 А) и записывайте показания амперметров Р1.1 (ток If) и Р1.2 (ток I статорной обмотки генератора G6) в таблицу 5.7.1. Таблица 5.7.1. If , А I, А В случае перехода генератора G6 в асинхронный режим работы разгружайте его по активной мощности, вращая регулировочную рукоятку источника G2 против часовой стрелки до тех пор, пока не восстановится синхронная работа генератора с сетью. По завершении эксперимента произведите отключение генератора G6 от сети в соответствии с указаниями по проведению эксперимента раздела 5.4. настоящего руководства. Используя данные табл. 5.7.1 постройте искомую U–образную характеристику I=f(If) трехфазного синхронного генератора. 5.8. Регистрация и отображение на компьютере тока трехфазного короткого замыкания 188 синхронного генератора 5.8. Регистрация и отображение на компьютере тока трехфазного короткого замыкания синхронного генератора Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента V + - Возбуждение 508.2 P1.2 V от G1 P1.1 A P1 + - Якорь A V A2 G/M A1 206.1 G2 E1 E2 M2 401.1 A3 E3 E4 NF F1 F2 F3 A10 U2 V2 W2 U1 V1 W1 306.1 G6 + - A V B G5 209.2 A15 G3 324.2 Электрическая схема соединений n + - 506.2 P3 301.1 A6 к G3 L1 L2 L3 N РЕ Вкл. G1 к G2 201.2 5.8. Регистрация и отображение на компьютере тока трехфазного короткого замыкания синхронного генератора 189 190 5.8. Регистрация и отображение на компьютере тока трехфазного короткого замыкания синхронного генератора Электрическая схема соединений (продолжение) A4 Аналоговые входы DGND ACH0 ACH8 ACH1 ACH9 ACH2 ACH10 ACH3 ACH11 A3 GPCTR0 SOURCE AIGND AISENSE GPCTR0 GATE GPCTR0 OUT Аналоговые выходы ACH4 ACH12 ACH5 ACH13 ACH6 ACH14 ACH7 ACH15 DAC0OUT DAC1OUT AOGND 401.1 330 к компьютеру А5 5.8. Регистрация и отображение на компьютере тока трехфазного короткого замыкания 191 синхронного генератора Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G3 Возбудитель синхронной машины 209.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 G6 Машина переменного тока 102.1 М2 Машина постоянного тока 101.2 А3 Блок измерительных трансформаторов тока и напряжения 401.1 А4 Коннектор 330 А5 Персональный компьютер 550 А6 А10 А15 Трехполюсный выключатель Активная нагрузка Индуктивная нагрузка 301.1 306.1 324.2 Р1 Блок мультиметров 508.2 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 0…40 В / 3,5 А 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 3 трансформатора напряжения 600 В / 3 В; 3 трансформатора тока 0,3 А / 3 В 8 аналог. диф. входов; 2 аналог. выходов; 8 цифр. входов / выходов IBM совместимый, Windows 9*, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI-6023E (PCI-6024E) ~ 400 В / 10 А 220 В / 30…50 Вт; 220 В / 30…40 ВАр; 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм -2000…0…2000 мин1 192 5.8. Регистрация и отображение на компьютере тока трехфазного короткого замыкания синхронного генератора Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания двигателя постоянного тока G2 используется для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с независимым возбуждением. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока G6, работающей в режиме синхронного генератора. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Нагрузки - активная А10 и индуктивная А15 используются для нагружения синхронного генератора G6. Измерительный трансформатор тока (трансдуктор) в блоке А3 обеспечивает гальваническую развязку силовой и измерительной цепей и преобразует ток статорной обмотки генератора G6 в пропорциональное ему нормированное напряжение. Через аналоговый вход АСН0-АСН8 коннектора А4 измеряемое напряжение вводится в компьютер А5. Выключатель А6 используется в режиме короткозамыкателя. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток статорной обмотки и линейное напряжение синхронного генератора G6. 5.8. Регистрация и отображение на компьютере тока трехфазного короткого замыкания 193 синхронного генератора Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» трехфазного источника питания G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Переключатели режима работы источника G2, возбудителя G3 и выключателя А6 переведите в положение «РУЧН.». Регулировочными рукоятками активной А10 нагрузки установите ее значения равными, например, 20% от 50 Вт в каждой фазе. Регулировочными рукоятками индуктивной А15 нагрузки установите ее значения равными, например, 15% от 40 Вар в каждой фазе. Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора. Включите выключатели «СЕТЬ» указателя частоты вращения P3 и блока мультиметров P1. Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Включите выключатель «СЕТЬ» и нажмите кнопку «ВКЛ.» источника G2. Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите частоту вращения двигателя М2 (генератора G6) 1500 мин–1. Включите выключатель «СЕТЬ» и нажмите кнопку «ВКЛ.» возбудителя G3. Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, установите междуфазное напряжение генератора G6, например, 220 В. Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А5 и запустите прикладную программу “Многоканальный осциллограф”. Настройте программу для запоминания, например, последних 5 секунд процесса. Нажмите кнопку «ВКЛ» включения сканирования первого канала виртуального осциллографа. Включите выключатель «СЕТЬ» выключателя А6. Нажмите кнопку «ВКЛ» и спустя 3с (не более) – кнопку «ВЫКЛ» выключателя А6 и еще через 1с после этого остановите сканирование программой «Многоканальный осциллограф» нажатием на виртуальную кнопку «Остановить». Изменение во времени тока статорной обмотки генератора G4 при коротком замыкании его выводов наблюдайте на мониторе компьютера. По завершении эксперимента поверните регулировочные рукоятки сначала у возбудителя G3, а затем у источника G2 против часовой стрелки до упора, отключите выключатели «СЕТЬ» возбудителя G3, источника G2, указателя частоты вращения Р3, выключателя А6 и блока мультиметров Р1, отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб и последующим отключением ключа – выключателя. 194 6. ТРЕХФАЗНЫЕ СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ 6. ТРЕХФАЗНЫЕ СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ 6.1. Пуск в ход трехфазного синхронного двигателя с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере 6.1. Пуск в ход трехфазного синхронного двигателя с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 195 306.1 от G1 + - Возбуждение + - Якорь A V A2 G/M A1 206 G2 E1 E2 M2 U U U I I I 402.3 A12 E3 E4 NF F1 F2 F3 301.1 A6 U2 V2 W2 U1 V1 W1 G6 + - A2 A V B G5 209.2 347.1 G3 A8 + - 506.2 301.1 n P3 314.2 A14 Электрическая схема соединений к G3 L1 L2 L3 N РЕ Вкл. G1 к G2 A9 307.1 201.2 196 6.1. Пуск в ход трехфазного синхронного двигателя с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере 6.1. Пуск в ход трехфазного синхронного двигателя с регистрацией 197 и отображением режимных параметров на компьютере Электрическая схема соединений (продолжение) A12 I I A4 Аналоговые входы I U U DGND U ACH0 ACH8 ACH1 ACH9 ACH2 ACH10 ACH3 ACH11 402.3 GPCTR0 SOURCE P3 AIGND AISENSE GPCTR0 GATE GPCTR0 OUT n Аналоговые выходы ACH4 ACH12 ACH5 ACH13 ACH6 ACH14 ACH7 ACH15 DAC0OUT DAC1OUT + - AOGND 506.2 330 к компьютеру А5 6.1. Пуск в ход трехфазного синхронного двигателя с регистрацией 198 и отображением режимных параметров на компьютере Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G3 Возбудитель синхронной машины 209.2 G4 Машина постоянного тока 101.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 М1 Машина переменного тока 102.1 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 А4 Коннектор 330 А5 Персональный компьютер 550 А6, А8 301.1 307.1 3 0…40 Ом / 1 А А10 Трехполюсный выключатель Реостат для цепи ротора машины переменного тока Активная нагрузка Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 0…40 В / 3,5 А 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 6 выходных каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 380 ВА / 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В 8 аналог. диф. входов; 2 аналог. выходов; 8 цифр. входов / выходов IBM совместимый, Windows 9*, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI-6023E (PCI-6024E) ~ 400 В / 10 А 306.1 А12 Блок датчиков тока и напряжения 402.3 А14 Р3 Линейный реактор Указатель частоты вращения 314.2 506.2 220 В / 30…50 Вт; 3 датчика напряжения ±100; 1000 В / ±5 В; 3 датчика тока ±1; 5 А / ±5 В 3 0,3 Гн / 0,5 А -2000…0…2000 мин1 А9 6.1. Пуск в ход трехфазного синхронного двигателя с регистрацией 199 и отображением режимных параметров на компьютере Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания двигателя постоянного тока G2 используется для питания регулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока G4, работающей в режиме генератора с независимым возбуждением. Активная нагрузка А10 используется для нагружения генератора G4. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока М1, работающей в режиме синхронного двигателя. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Машина (синхронный двигатель) М1 получает питание от источника G1 через трехфазную трансформаторную группу А2 и выключатель А6. Реостат А9 выполняет роль резистора синхронизации и подключается выключателем А8 к обмотке возбуждения синхронного двигателя М1 на этапе пуска последнего. С помощью линейного реактора моделируется сопротивление кабеля, питающего двигатель М1. Датчики тока и напряжения в блоке А12 обеспечивают гальваническую развязку силовой и измерительной цепей и преобразуют ток и напряжение статорной обмотки испытуемого двигателя М1 в пропорциональные им нормированные напряжения. Через аналоговые входы АСН0-АСН8, АСН1-АСН9, АСН2-АСН10 коннектора А4 напряжения, пропорциональные частоте вращения, току и напряжению статорной обмотки испытуемого двигателя М1, вводятся в компьютер А5. 200 6.1. Пуск в ход трехфазного синхронного двигателя с регистрацией и отображением режимных параметров на компьютере Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14). Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» источника G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений. Переключатели режима работы источника G2, возбудителя G3 и выключателей А6 и А8 установите в положение «РУЧН.». Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора. Установите в каждой фазе активной нагрузки А10 ее суммарную величину 100 %. В трехфазной трансформаторной группе А2 установите номинальное напряжение вторичных обмоток трансформаторов, равное 220 В. Установите в каждой фазе реостата А9 суммарное сопротивление 8 Ом. Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А5, и запустите прикладную программу «Регистратор режимных параметров машины переменного тока». Включите выключатели «СЕТЬ» выключателей А6 и А8, указателя частоты вращения Р3 и блока А12 датчиков тока и напряжения. Включите выключатель А8 кнопкой «ВКЛ». Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Включите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3 и, вращая его регулировочную рукоятку, установите на его выходе напряжение, равное 20 В. Включите выключатель «СЕТЬ» источника G2 и, вращая его регулировочную рукоятку, установите напряжение на его выходе, например, 50 В. Нажмите на виртуальную кнопку «Запустить» на экране компьютера. Нажмите последовательно кнопки «ВКЛ.» источника G2, выключателя А6, возбудителя G3 (после разгона двигателя М1), спустя, например, 5 с кнопку «ОТКЛ.» выключателя А8 и затем не позднее, чем через 10 с, остановите сканирование данных. В результате должен осуществиться пуск нагруженного синхронного двигателя М1 и должны записаться в компьютер данные о режимных параметрах на этапе пуска. Нажмите кнопку «ОТКЛ.» источника G1. Отключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте. Используя возможности программы «Регистратор режимных параметров машины переменного тока», проанализируйте отображенные на мониторе компьютера механическую характеристику и временные зависимости тока статорной обмотки, электромагнитного момента, частоты вращения синхронного двигателя при пуске его в ход. 6.2. Снятие угловых характеристик P=f(), Q=f(), U=f() синхронного двигателя 6.2. Снятие угловых характеристик P=f(), Q=f(), U=f() синхронного двигателя Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента 201 V 306.1 508.2 V P1.1 A10 V P1 от G1 W + - A1 + - Якорь A V A2 G/M 507.2 var Возбуждение P2 206.1 G2 E1 E2 M2 U U U I I I 402.3 A12 E3 E4 NF F1 F2 F3 301.1 A6 от G1 U2 V2 W2 U1 V1 W1 G6 + - A2 Электрическая схема соединений A V B G5 209.2 347.1 G3 + - 301.1 A8 506.2 + - 505.2 L N n Вкл. G1 P5 L1 L2 L3 N РЕ к G2 P3 314.2 A14 к G3 A9 307.1 201.2 202 6.2. Снятие угловых характеристик P=f(), Q=f(), U=f() синхронного двигателя 6.2. Снятие угловых характеристик P=f(), Q=f(), U=f() синхронного двигателя 203 Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 301.1 307.1 3 0…40 Ом / 1 А А10 А14 Трехполюсный выключатель Реостат для цепи ротора машины переменного тока Активная нагрузка Линейный реактор Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 0…40 В / 3,5 А 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 380 ВА / 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В ~ 400 В / 10 А G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G3 Возбудитель синхронной машины 209.2 G4 Машина постоянного тока 101.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 М1 Машина переменного тока 102.1 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 306.1 314.2 Р1 Блок мультиметров 508.2 Р2 Измеритель мощностей 507.2 Р3 Указатель частоты вращения Указатель угла нагрузки синхронной машины 506.2 220 В / 30…50 Вт; 3 0,3 Гн / 0,5 А 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм 15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А. -2000…0…2000 мин1 505.2 – 180...0...180 А6, А8 А9 Р5 204 6.2. Снятие угловых характеристик P=f(), Q=f(), U=f() синхронного двигателя Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания двигателя постоянного тока G2 используется для питания регулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока G4, работающей в режиме генератора с независимым возбуждением. Активная нагрузка А10 используется для нагружения генератора G4. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока М1, работающей в режиме синхронного двигателя. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Машина (синхронный двигатель) М1 получает питание от источника G1 через трехфазную трансформаторную группу А2 и выключатель А6. Реостат А9 выполняет роль резистора синхронизации и подключается выключателем А8 к обмотке возбуждения синхронного двигателя М1 на этапе пуска последнего. С помощью линейного реактора моделируется сопротивление кабеля, питающего двигатель М1. С помощью мультиметра блока Р1 контролируется линейное напряжение статорной обмотки двигателя М1. С помощью измерителя Р2 контролируются потребляемая активная и потребляемая (развиваемая) реактивная мощности, испытуемым двигателем М1. С помощью указателя Р5 контролируется угол нагрузки синхронного двигателя М1. 6.2. Снятие угловых характеристик P=f(), Q=f(), U=f() синхронного двигателя 205 Указания по проведению эксперимента Осуществите пуск в ход синхронного двигателя М1 в соответствии с указаниями по проведению эксперимента раздела 6.1 настоящего руководства (без включения источника G2). Включите выключатели "СЕТЬ" блока мультиметров Р1 и указателя угла нагрузки Р5. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Регулировочную рукоятку источника G2 поверните против часовой стрелки до упора. Регулировочные рукоятки нагрузки А10 установите в положение "100%". Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2. Вращая регулировочную рукоятку источника G2 , изменяйте угол нагрузки двигателя М1 в диапазоне 0…85○ и заносите показания указателя Р5 (угол нагрузки ), ваттметра (активная мощность Р1, потребляемая одной фазой двигателя М1) и варметра (реактивная мощность Q1, потребляемая одной фазой двигателя М1) измерителя мощностей Р2 и мультиметра (линейное напряжение U двигателя М1) блока Р1 в таблицу 6.2.1. Таблица 6.2.1 , град Р1, Вт Q1, ВАр U, В В случае перехода двигателя М1 в асинхронный режим работы разгружайте его по активной мощности, вращая регулировочную рукоятку источника G2 против часовой стрелки до тех пор, пока не восстановится синхронная работа двигателя М1 с сетью. По завершении эксперимента нажмите кнопку «ОТКЛ.» источника G1 и отключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте. Используя данные табл. 6.2.1, вычислите для каждого значения угла и занесите в табл. 6.2.2 полные активную Р=3Р1 и реактивную Q=3Q1 , потребляемые двигателем М1. Таблица 6.2.2 , град Р, Вт Q, ВАр Используя данные табл. 6.2.1 и 6.2.2, постройте искомые угловые характеристики P=f(), Q=f(), U=f() трехфазного синхронного двигателя. 206 6.3. Снятие U–образной характеристики I=f(If) трехфазного синхронного двигателя 6.3. Снятие U–образной характеристики I=f(If) трехфазного синхронного двигателя Электрическая схема соединений Перечень аппаратуры Описание электрической схемы соединений Указания по проведению эксперимента P1.1 A 306.1 508.2 A P1.2 A10 V P1 от G1 + - Возбуждение + - Якорь A V A2 G/M A1 206 G2 507.2 var E1 E2 M2 W P2 E3 E4 NF F1 F2 F3 301.1 A6 U2 V2 W2 U1 V1 W1 G6 + - A2 A V B G5 209. 2 347.1 G3 Электрическая схема соединений A8 + - 506.2 301.1 n P3 314.2 A14 к G3 L1 L2 L3 N РЕ Вкл. G1 к G2 A9 307.1 201.2 6.3. Снятие U–образной характеристики I=f(If) трехфазного синхронного двигателя 207 6.3. Снятие U–образной характеристики I=f(If) трехфазного синхронного двигателя 208 Перечень аппаратуры Обозначение G1 Наименование Трехфазный источник питания Тип 201.2 301.1 307.1 3 0…40 Ом / 1 А А10 А14 Трехполюсный выключатель Реостат для цепи ротора машины переменного тока Активная нагрузка Линейный реактор Параметры ~ 400 В / 16 А 0…250 В / 3 А (якорь) / 200 В / 1 А (возбуждение) 0…40 В / 3,5 А 90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение) 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот 100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин 380 ВА / 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В ~ 400 В / 10 А G2 Источник питания двигателя постоянного тока 206.1 G3 Возбудитель синхронной машины 209.2 G4 Машина постоянного тока 101.2 G5 Преобразователь угловых перемещений 104 М1 Машина переменного тока 102.1 А2 Трёхфазная трансформаторная группа 347.1 306.1 314.2 Р1 Блок мультиметров 508.2 Р2 Измеритель мощностей 507.2 Р3 Указатель частоты вращения 506.2 220 В / 30…50 Вт; 3 0,3 Гн / 0,5 А 3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм 15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А. -2000…0…2000 мин1 А6 А9 6.3. Снятие U–образной характеристики I=f(If) трехфазного синхронного двигателя 209 Описание электрической схемы соединений Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания двигателя постоянного тока G2 используется для питания регулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока G4, работающей в режиме генератора с независимым возбуждением. Активная нагрузка А10 используется для нагружения генератора G4. Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока М1, работающей в режиме синхронного двигателя. Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата. Машина (синхронный двигатель) М1 получает питание от источника G1 через трехфазную трансформаторную группу А2 и выключатель А6. Реостат А9 выполняет роль резистора синхронизации и подключается выключателем А8 к обмотке возбуждения синхронного двигателя М1 на этапе пуска последнего. С помощью линейного реактора моделируется сопротивление кабеля, питающего двигатель М1. С помощью мультиметра блока Р1 контролируется линейное напряжение статорной обмотки двигателя М1. С помощью измерителя Р2 контролируется активная мощность, потребляемая испытуемым двигателем М1. 6.3. Снятие U–образной характеристики I=f(If) трехфазного синхронного двигателя 210 Указания по проведению эксперимента Осуществите пуск в ход синхронного двигателя М1 в соответствии с указаниями по проведению эксперимента раздела 6.1 настоящего руководства (без включения источника G2). Регулировочную рукоятку источника G2 поверните против часовой стрелки до упора. Регулировочные рукоятки нагрузки А10 установите в положение "100%". Включите выключатель «СЕТЬ» блока мультиметров Р1. Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте. Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2. Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите полную активную мощность, потребляемую двигателем М1 из сети, например, 60 Вт (определяется утроением показаний ваттметра измерителя Р2) и поддерживайте её в ходе эксперимента неизменной. Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, изменяйте ток возбуждения If (в диапазоне до 2 А) двигателя М1 и записывайте показания амперметров Р3.2 (ток If) и Р3.3 (ток I статорной обмотки двигателя) в таблицу 6.3.1. Таблица 6.3.1 If , A I, A В случае перехода двигателя М1 в асинхронный режим работы разгружайте его по активной мощности, вращая регулировочную рукоятку источника G2 против часовой стрелки до тех пор, пока не восстановится синхронная работа двигателя М1 с сетью. По завершении эксперимента нажмите кнопку «ОТКЛ.» источника G1 и отключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте. Используя данные табл. 6.3.1, постройте искомую U–образную характеристику I=f(If) трехфазного синхронного двигателя.
