Пояснение к выполнению работы

 

Объектом исследования является явнополюсный трёхфазный синхронный генератор ГАБ-2Т/230-М2 ( 2 кВт, 230 В, 3000 об/мин, 6,5 А, 6 А). Синхронный генератор (СГ) служит для преобразования механической энергии, поступающей со стороны вала, в электрическую энергию переменного тока.

В конструктивном отношении СГ состоит из двух основных частей: неподвижной – статора и вращающейся – ротора. На статоре 1 располагается трёхфазная обмотка переменного тока – обмотка якоря 2, а на роторе – обмотка возбуждения 4, по которой протекает постоянный ток (рисунок 1). Обмотка возбуждения размещается на полюсах 3, расположенных на роторе (индукторе), и подключается к двум контактным кольцам 5, размещённым на валу 6 (рисунок 2). Постоянное напряжение подаётся на обмотку возбуждения через щётки 7 и контактные кольца 5. В полюсных наконечниках 8, как правило, располагается демпферная (успокоительная) обмотка, которую в синхронных двигателях называют пусковой. Демпферная обмотка состоит из стержней 9 и замыкающих сегментов 10 и представляет собой фрагмент короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя. В генераторах она изготовлена из меди. В полюсах ротора выполняются радиальные вентиляционные каналы 11.

Рисунок 1 – Конструкция явнополюсного СГ Рисунок 2 – Ротор явнополюсного СГ

(поперечное сечение)

 

Магнитный поток, создаваемый током обмотки возбуждения, пронизывает обмотку якоря и при вращении ротора наводит в ней ЭДС. Таким образом, работа генератора основана на использовании закона электромагнитной индукции, который отражает взаимосвязь ЭДС в обмотке якоря с изменением во времени потокосцепления обмотки, обусловленного магнитным потоком обмотки возбуждения,

.

Вследствие синусоидального изменения во времени магнитного потока чаще используют формулу для действующего значения ЭДС:

.

здесь f ₁–частота ЭДС; – амплитудное значение потока обмотки возбуждения, пронизывающего обмотку якоря с числом витков ; – обмоточный коэффициент (0,9–0,95).

Если к выводам обмотки якоря подключено нагрузочное сопротивление, то под действием наведенной ЭДС в цепи якоря и во внешней цепи нагрузки потечёт трёхфазный переменный ток.

Трёхфазный переменный ток якорной обмотки создаёт в зазоре круговое вращающееся поле, которое вращается синхронно (вместе) с полем возбуждения и является неподвижным по отношению к полюсам возбуждения.

В результате взаимодействия вращающегося поля якорной обмотки с полем возбуждения создаётся тормозной электромагнитный момент, уравновешивающий механический момент на валу генератора со стороны приводного устройства.

 

Демпферная (успокоительная) обмотка гасит качания ротора (колебания частоты вращения ротора относительно синхронной частоты вращения), возникающие при переходных процессах. Во время этих колебаний в демпферной обмотке наводится ЭДС, вызывающая токи в стержнях этой обмотки и возникновение электромагнитного момента, тормозящего качания ротора. Энергия качаний ротора рассеивается в виде тепловых потерь в демпферной обмотке.

При несимметричной нагрузке по фазам генератора демпферная обмотка подавляет возникающее в этом случае обратное магнитное поле и обеспечивает симметричное напряжение на выводах якорной обмотки СГ.

Более подробное ознакомление с конструкцией и принципом действия СГ проводится во внеаудиторное время на стадии подготовки к выполнению работы по литературе [1, 2].

 

 

Описание схемы исследования

 

Схема исследования приведена на рисунке 3. На схеме обозначены:

С1 ¾ С6 – выводы обмотки якоря СГ;

И1 ¾ И2 – выводы обмотки возбуждения;

Я1 ¾ Я2 – выводы обмотки якоря двигателя постоянного тока;

Ш1 ¾ Ш2 – выводы обмотки возбуждения двигателя постоянного тока;

А1, А2, А3, V1, V2, V3 – измерительные приборы, выбирают в соответствии с паспортными данными синхронного генератора и двигателя постоянного тока;

V0 – нулевой вольтметр, предел измерения которого должен быть не менее двойного номинального напряжения сети;

W1 – ваттметр;

R1 – резистор, шунтирующий цепь возбуждения СГ;

R2, R3 – регулировочный и пусковой реостаты в цепях двигателя постоянного тока;

Т- лабораторный автотрансформатор;

VD – выпрямительный мост;

КМ1 – магнитный пускатель;

КМ2 – контактор постоянного тока;

QF – автоматический выключатель;

SA1, SA2 – переключатель;

EL1 ¾ EL3 – лампы накаливания.

 

Рисунок 3 – Схема исследования параллельной работы трехфазного СГ с сетью
бесконечно большой мощности