В.В. Сотников, В.Г.Соловьев, В.Н.Соколова,

ТРАНСФОРМАТОРЫ И

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

 

 

Лабораторный практикум

 

 

Йошкар-Ола

Марийский государственный технический университет

УДК 621.313

ББК 31.21

С56

 

 

Рецезенты:

кафедра электромеханики э лектроэнергетического факультета Марийского государственного университета (декан, зав. кафедройдоцент В.Н.Чайкин);

 

доцент кафедры транспортно-технологических машин
Марийского государственного технического университета
С.И. Нигматуллин

 

 

Печатается по решению

редакционно-издательского совета МарГТУ

 

В.В. Сотников, В.Г.Соловьев, В.Н.Соколова,

Е.В.Хлытина, И. Ю.Сергеева

С56 Трансформаторы и электрические машины: лабораторный практикум. – Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2008.– 90 с.

 

 

Приведены описания лабораторных работ и методики их выполнения по главам «Трансформаторы», «Машины постоянного тока», «Асинхронные машины», «Синхронные машины» курса «Электрические машины» и «Электротехника и электроника».

Для студентов, обучающихся по специальности ЭАСХ направления «Агроинженерия».

 

УДК 621.313

ББК 31.21

© Марийский государственный технический университет, 2008

© В.В. Сотников, 2008

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие……..………………………………………………….………………….……4

Введение…………………………………………………………………………………………..5

1. Общие методические указания по выполнению лабораторных работ………..……....6

2. Правила безопасности при работе в лабораториях кафедры

«Энергообеспечение предприятий»…………………………...………………..….………7

2.1. Общая характеристика лабораторных стендов…………………………….…………7

2.2. Инструкция по технике безопасности………………………………………………...7

Лабораторная работа № 1. Исследование однофазного трансформатора……….......9

Лабораторная работа № 2. Соединение обмоток трехфазного трансформатора

в заданную группу………………………………........….25

Лабораторная работа № 3. Исследование генератора постоянного тока…………...31

Лабораторная работа № 4. Исследование двигателя постоянного тока ……………46

Лабораторная работа № 5. Исследование асинхронного двигателя

с короткозамкнутым ротором………...……...…….……59

Лабораторная работа № 6. Исследование трехфазного синхронного генератора….70

Заключение………………….………….………………………………………………………..74

Библиографический список…………………………………………………………………….75

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

Сборник содержит описания лабораторных работ курсов «Электрические машины» и «Электротехника и электроника» по разделам: трансформаторы, машины постоянного тока, асинхронные машины, синхронные машины.

В разделе 1 практикума приведены общие указания по порядку выполнения работ в лабораториях кафедры «Энергообеспечение предприятий», в разделе 2 – инструкция по технике безопасности.

Выполнение каждой лабораторной работы рекомендуется проводить в три этапа:

1. Самостоятельная подготовка студентов к лабораторной работе путем изучения или повторения теоретических положений курса лекций, относящихся к теме лабораторной работы.

2. Проведение экспериментов в лаборатории на уровне самостоятельных исследований студента, контролируемых преподавателем.

3. Обработка результатов исследований и составление отчета.

Первый и третий этапы выполняются внеаудиторно.

Описание каждой лабораторной работы содержит цель и задачи работы, описание стенда или установки, методические рекомендации по выполнению заданий, контрольные вопросы для подготовки к защите, рекомендуемую литературу. Шесть лабораторных работ рассчитаны на 17 часов аудиторной и 17 часов самостоятельной работы.

В лабораторных работах практикума студенты изучают устройство и принцип действия трансформаторов и электрических машин, знакомятся с методами испытаний и исследования их основных рабочих характеристик, приобретают навыки эксплуатации электрооборудования и различных электроизмерительных приборов.

Лабораторные работы выполняются в специализированной лаборатории «Электрооборудование» (ауд. 216, II корп. МарГТУ), которая оснащена оборудованием, позволяющим экспериментальным путем определять характеристики трансформаторов и электрических машин.

Издание ориентировано на студентов направления 110300 (Агроинженерия) для специальности 110302.65 – «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства», теплоэнергетических специальностей 100700 – «Промышленная теплоэнергетика», 101600 – «Энергообеспечение предприятий», а также может быть использовано студентами других специальностей, изучающих курс «Электротехника и электроника».

ВВЕДЕНИЕ

 

Основой экономического развития России является развитие энергетики. В соответствии с «Энергетической стратегией России на период до 2020 года» намечено увеличить выработку электроэнергии до 1215-1365 млрд. кВт×час. Предусмотрено существенное повышение эффективности потребления электрической энергии.

Широкое использование электроэнергии является основой технического прогресса и повышения производительности труда. На любом промышленном и сельскохозяйственном предприятии производственные машины и механизмы приводятся в движение электрической энергией.

Электрификация промышленности, сельского хозяйства, транспорта и бытовой техники обуславливает необходимость применения разнообразного электротехнического оборудования. Основным видом этого оборудования являются электрические машины и трансформаторы.

Электрические машины служат для преобразования механической энергии в электрическую (генераторы) или наоборот (двигатели). Генераторы получают механическую энергию от паровых, гидравлических и газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания и др. Двигатели приводят в действие различные машины и механизмы. Силовые трансформаторы преобразуют величины напряжения и тока в электрических сетях и в установках, предназначенных для приема и использования электрической энергии переменного тока.

Электрическая энергия переменного тока вырабатывается на крупных электростанциях синхронными генераторами при напряжении 11-20 кВ; в отдельных случаях – 30-35 кВ. Для экономичной передачи ее на большие расстояния через линии, с помощью трансформаторов выгодно уменьшать силу тока, повышая напряжение до сотен киловольт. В распределительных электрических сетях и установках используются трансформаторы, снижающие напряжение до уровня, удобного для использования электрической энергии. Трансформатор связывает все звенья электрической цепи в единую энергетическую систему.

Электрические машины и трансформаторы изготовляются в очень широком диапазоне мощностей: единицы ватт – сотни тысяч киловатт.

Цель пособия – оказать методическую помощь студентам в проведении лабораторных работ по экспериментальному исследованию трансформаторов и электрических машин, а также обеспечить возможность теоретической подготовки к их выполнению и защите.

 

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Порядок выполнения работы

 

1. Ознакомиться с оборудованием стенда, а также с устройством испытуемого трансформатора и измерительного трансформатора тока. Записать их паспортные данные. Используя номинальные значения напряжений и токов, определить коэффициенты трансформации по формулам (1.1) и (1.2).

2. Ознакомиться со схемой рис.1.5 и провести опыт холостого хода. Отключить тумблерами SA1…SA5 лампы EL1 … EL5. Измерить напряжения U ₁ и U ₂ на выводах трансформатора, ток I ₀ и мощность потерь P ₀ холостого хода. Результаты измерений занести в табл. 1.1.

 

Таблица 1.1

 

Экспериментальные и расчетные данные для режимов холстого хода и нагрузки
однофазного трансформатора U _1н= ___ В=const, f _н=50 Гц, соsj ₂=1

Режим работы	Измерено	Вычислено
I 1, А	U 2, В	I 2, А	Р 1, Вт	Р 2, Вт	Δ Р м, Вт	Δ Р э, Вт	сosj1	h
Холостой ход							»0
Нагрузка 1
Нагрузка 2
Нагрузка 3
Нагрузка 4
Нагрузка 5

 

3). Провести испытание трансформатора в режиме нагрузки в соответствии со схемой рис.1.5. Подключая поочередно лампы EL1 … EL5, ступенчато увеличивать ток нагрузки. Для всех ступеней результаты измерений вторичного напряжения U ₂, первичного I ₁ и вторичного I ₂ тока, потребляемой из сети мощности P ₁ занести в табл. 1.1.

Примечание. Для расширения предела измерения, амперметр А2 включен во вторичную цепь испытуемого трансформатора Т через измерительный трансформатор тока ТА (коэффициент трансформации тока k_ТА должен быть рассчитан в п. 1). Поэтому силу вторичного тока испытуемого трансформатора необходимо определять по формуле: I ₂= k_ТАI_А2 (I_А2 – показания амперметра А2).

4. Рассчитать по паспортным данным номинальные токи первичной I _1н и вторичной I _2н обмоток трансформатора: I _1н= S _н /U _1н, I _2н= S _н /U _2н.

5. Ознакомиться со схемой рис.1.6 и провести опыт короткого замыкания трансформатора. С помощью потенциометра RР установить номинальное значение первичного тока. Измерить подведенное к трансформатору напряжение U _1к, ток I _1к в первичной обмотке, мощность потерь P _к короткого замыкания. Результаты измерений занести в табл. 1.2.

Примечание. Опыты холостого хода и короткого замыкания, необходимые для определения параметров, должны проводиться на одном и том же трансформаторе. В лабораторной работе с целью упрощения проводимых испытаний опыты проводятся на разных трансформаторах одного типа.

6. Определить параметры r ₀ и х ₀ намагничивающего контура Г-об­разной схемы замещения (рис.1.3,б) трансформатора по формулам (1.11).

7. Определить параметры r _к и х _к короткого замыкания Г-образной схемы замещения (рис.1.3,б) трансформатора по формулам (1.12).

 

Таблица 1.2

 

Экспериментальные и расчетные данные опыта короткого замыкания
однофазного трансформатора I ₁ =I _1н

 

Измерено	Вычислено
U к, В	P к, Вт	z к, Ом	r к, Ом	х к, Ом

 

9. Для всех нагрузочных режимов рассчитать и занести в табл. 1.1:

– мощности магнитных и электрических потерь(формулы (1.14), (1.15));

– полезную активную мощность P ₂ трансформатора (формула (1.13));

– КПД и коэффициент мощности (формулы (1.16), (1.17)).

10. Построить рассчитанные и снятые экспериментально рабочие характеристики: h= f (I ₂), cosφ₁= f (I ₂), U ₂= f (I ₂) и I ₁= f (I ₂).

 

 

Контрольные вопросы:

 

1. Поясните устройство и принцип действия трансформатора.

2. Как маркируются выводы обмоток трансформатора?

3. Назовите номинальные данные трансформатора.

4. Какое соотношение между первичными и вторичными напряжениями, первичными и вторичными токами трансформатора?

5. Поясните уравнение электрического состояния первичной и вторичной обмоток трансформатора.

6. Напишите уравнение равновесия магнитодвижущих сил трансформатора.

7. Объясните принцип саморегулирования трансформатора.

8. Объясните назначение опытов холостого хода и короткого замыкания трансформатора. При каких условиях они проводятся?

9. Изобразите Г-образную схему замещения трансформатора. Как рассчитываются ее параметры?

10. Объясните физический смысл параметров схемы замещения трансформатора.

11. Почему режим короткого замыкания является аварийным для трансформатора?

12. Какие виды потерь учитываются мощностью холостого хода?

13. Какие виды потерь учитываются мощностью короткого замыкания?

14. Перечислите рабочие характеристики трансформатора.

15. Что называется внешней характеристикой трансформатора?

16. Объясните зависимость вторичного напряжения от тока нагрузки.

17. Объясните зависимость вторичного напряжения от характера нагрузки.

18. Как рассчитывается относительное изменение напряжения трансформатора?

19. Напишите уравнение баланса активных мощностей трансформатора.

20. Что называется коэффициентом полезного действия трансформатора?

21. При каком соотношении постоянных и переменных потерь мощности КПД трансформатора имеет максимальное значение?

22. Что называется коэффициентом мощности трансформатора?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

 

В ЗАДАННУЮ ГРУППУ

 

Цель работы:

 

Изучить устройство трехфазного трансформатора, схемы соединений его обмоток, а также методику проверки правильности маркировки выводов и соединения фазных обмоток в заданную группу.

 

 

Порядок выполнения работы

 

1. Ознакомиться с оборудованием стенда и устройством трехфазного трансформатора. Записать паспортные данные трансформатора.

 

1.

Ознакомиться со стендом, исследуемым трехфазным трансформатором и измерительными приборами.

2. Собрать схемы и группы соединений Y/Y_н-0, Y/Δ-11, Δ/Y-11, предварительно убедившись в правильности маркировки выводных зажимов первичной и вторичной обмоток трансформатора:

3. Произвести проверку группы соединений обмоток прямым методом в соответствие с испытательной схемой.

4. Построить для указанных групп совмещённые потенциальные векторные диаграммы фазных и линейных напряжений обмоток ВН и НН.

 

2. Ознакомиться со схемой рис.1.5 и провести опыт холостого хода. Отключить тумблерами SA1…SA5 лампы EL1 … EL5. Измерить напряжения U ₁ и U ₂ на выводах трансформатора, ток I ₀ и мощность потерь P ₀ холостого хода. Результаты измерений занести в табл. 1.1.

 

В лабораторной работе группа соединения обмоток трехфазного трансформатора определяется путем непосредственного измерения фазового сдвига между линейными напряжениями обмоток НН и ВН.

Применяют также метод сравнения напряжений между выводами с их теоретическим значением, рассчитанным по формулам, и др.

 

1. Ознакомиться с лабораторной установкой.

Чтобы получить схемы соединения обмоток, отвечающие заданным основным группам, необходимо предварительно убедиться в правильности маркировки выводных зажимов:

а) Подтвердить соответствие маркировки начал и концов фазам соответствующих обмоток ВН и НН путём проверки электрической цепи фаз с помощью тестера или контрольной лампы.

б) Соединить фазы обмоток ВН и НН по схеме Y/Y и соединить между собой нулевые точки этих обмоток (рис. 2.1).

в) Проверить размещение фаз обмоток ВН и НН с одинаковой маркировкой зажимов на одних и тех же стержнях. Измерить напряжения на фазах и между одноимёнными зажимами. Результаты измерений занести в табл.2.1.

 

 

 

При правильной маркировке напряжение между одноимёнными зажимами будет равно разности соответствующих фазных напряжений: , , .

Если напряжение между одноимёнными зажимами будет равно сумме фазных напряжений, т.е. , , , то у соответствующей фазы обмотки следует поменять местами маркировку начал и концов.

Если напряжение между одноимёнными зажимами не равно разности соответствующих фазных напряжений: и не равно их сумме , то обмотки с одинаковой маркировкой размещены на различных стержнях магнитопровода.

3. В случае, если начала и концы фазных обмоток трансформатора обозначены неверно, выполнить маркировку правильно.

4. Собрать поочередно схемы соединения обмоток Y/Y_н, Y/Δ, Δ/Y_н (рис.2.2) и измерить сдвиг по фазе между линейными напряжениями первичной и вторичной обмоток трансформатора. Результаты записать в табл. 2.3.

Примечание: наличие или отсутствие вывода нейтральной точки в схеме соединения Y_н на группу не влияют и в работе не используются.

 

а) б) в) г)

 

Рис.2.5. Схемы соединения фаз обмоток трехфазного трансформатора с группами «0» и «11»

 

 

Таблица 2.3

 

Порядок выполнения работы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с устройством генератора постоянного тока, с электроизмерительными приборами, включенными в его цепь, а также со способом измерения частоты вращения якоря.

2. Записать паспортные данные испытуемого генератора и приводного асинхронного двигателя.

3. Собрать рабочую схему для снятия характеристик генератора с параллельным возбуждением (рис.3.6,а). Поставить переключатель фазных обмоток статора электродвигателя в положение «Δ».

4. Произвести пробный пуск и убедиться в самовозбуждении генератора.

5). Снять характеристику холостого хода генератора Е» U ₀= f (I _в), где U ₀ – напряжение на его зажимах при холостом ходе. Для этого при отключенной нагрузке (I =0) установить регулировочным реостатом RR ток возбуждения, соответствующий максимально возможному напряжению холостого хода U ₀=250 В. Затем, постепенно уменьшая I _в до нуля, снять 6…7 значений точек зависимости U ₀(I _в). Значение I _в=0 и соответствующую остаточную ЭДС Е _ост= U _{0 min} получить, разомкнув цепь возбуждения (выдернув один из проводов этой цепи из штекерного гнезда). Результаты измерений записать в табл.3.1.

 

Таблица 3.1

Экспериментальные данные при снятии характеристики холостого хода
генератора постоянного тока с параллельным возбуждением
(I =0, n = n _н=const)

I в, мА
U 0, В

 

6) Снять семейство внешних U = f (I) и регулировочных I _в= f (I) характеристик генератора при параллельном (рис. 3.6) и смешанном возбуждении с согласным (рис. 3.6,б) и встречным (рис. 3.6,в) включением обмоток. Частота вращения якоря при этом должна быть номинальной: n = n _н=const. Переключатель фазных обмоток статора электродвигателя должен находиться в положении «Δ».

При каждом способе возбуждения целесообразно снять сначала внешнюю, а затем регулировочную характеристику, в соответствии с приведенными ниже указаниями.

А). Собрать схему с соответствующим способом возбуждения генератора (рис. 3.6,а-в)

Б). При снятии внешней характеристики для каждого способа возбуждения при отключенной нагрузке (I =0) на зажимах генератора установить регулировочным реостатом RR номинальное напряжение U _н=230 В; в дальнейшем положение реостата не должно изменяться. Увеличивая нагрузку путем поочередного включения нагрузочных сопротивлений R1…R4, снять внешнюю характеристику. С целью исследования для каждой точки зависимости U (I) записать дополнительно значение тока возбуждения. Результаты измерений при снятии внешней характеристикизанести в табл. 3.2.

 

Таблица 3.2

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

Порядок выполнения работы

 

1. Ознакомиться с лабораторной установкой, записать паспортные данные двигателя и генератора постоянного тока, предварительно убедившись, что обмотки возбуждения двигателя и генератора (переключатели S1 и S2), а также тиристорный регулятор выключены.

2. Включить стенд. С помощью ТРН установить нулевое напряжение на вольтметре V₁. Включить переключатели S1 и S2, установить номинальный ток возбуждения двигателя. Произвести пуск двигателя, плавно увеличивая напряжение ТРН.

3. Снять на холостом ходе регулировочную характеристику n = f (I _{в дв}) при изменении тока возбуждения двигателя. Ток возбуждения регулировать с помощью реостата R ₁ (см. рис. 4.4). Результаты эксперимента занести в табл. 4.1. Построить график зависимости n = f (I _вдв).

 

Таблица 4.1

 

Экспериментальные данные при снятии регулировочной характеристики n = f (I _{в дв}) двигателя постоянного тока параллельного возбуждения (I _{в г}=0 мA; U =200 B =const)

n, об/мин
I в дв, мA

4. Снять на холостом ходе регулировочную характеристику n = f (U) двигателя. Напряжение питания регулировать с помощью ТРН. Результаты эксперимента занести в табл. 4.2. Построить график зависимости n = f (U).

 

Таблица 4.2

 

Экспериментальные данные при снятии характеристики n = f (U) двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением (I _{в дв}=250 мA, I _{в г}=0 мA; U =200 … min B)

n, об/мин
U, В

5. Снять механические характеристики n = f (М) двигателя при различных значениях напряжения U на якоре. Рекомендуемые значения напряжения (U =200 В; 180 В; 160 В) в процессе эксперимента поддерживать неизменными с помощью ТРН. Результаты занести в табл. 4.3, 4.4, 4.5.

 

Таблица 4.3

 

Экспериментальные данные при снятии механической характеристики n = f (М)

Лабораторная работа № 5

С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ

Цель работы

 

1. Ознакомиться с устройством и принципом действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

2. Изучить работу и способы пуска двигателя с короткозамкнутым ротором.

3. Снять и построить рабочие характеристики асинхронного двигателя.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с устройством асинхронного двигателя.

2. Записать паспортные данные АД: номинальные значения мощности P _н, напряжения U _н, тока I _н, КПД η_н, коэффициента мощности cosφ_ни частоту вращения ротора n _н.

3. Используя табл. 5.1, определить по частоте вращения ротора n ₂ синхронную частоту вращения n ₁ (ближайшее к n ₂ значение) и число пар полюсов p.

4. Ознакомиться с рабочей схемой лабораторной установки (рис.5.2).

5. Включить в схему амперметр, имеющий предел измерения 50 А. Произвести пуски АД: 1) при соединении фаз обмоток статора в звезду (Y); 2) при соединении фаз обмоток статора в треугольник (D). Измерить значения пусковых токов I _пус и фазных напряжений U _ф с помощью амперметра и вольтметра. Результаты измерений записать в табл.5.2. Вычислить отношения и и сделать выводы.

Таблица 5.2

Значения пусковых токов I _п и фазных напряжений U _ф асинхронного двигателя

 

Способ соединения обмоток статора	Измерено	Вычислено
I пус, А	U ф, В	I пус D/ I пус Y	U ф D/ U ф Y
Звезда (Y)
Треугольник (Δ)

 

6. Заменить в рабочей схеме АД (рис.5.6) амперметр с пределом измерений до 50 А на амперметр с пределом измерений до 10 А. Убедиться, что обмотки статора соединены в треугольник, т.к. U _н =220 В, и включив двигатель в сеть, снять его рабочие характеристики n ₂, s, cosφ₁, η, I ₁, Р ₁, М ₂= f (P ₂). Нагрузка на двигатель М создается с помощью генератора постоянного тока G. При этом напряжение на зажимах генератора необходимо поддерживать в пределах U _г=200…240 В, регулируя сопротивление реостата R _в в цепи возбуждения генератора G. Показания приборов записать в табл. 5.3.

 

Таблица 5.3

Экспериментальные и расчетные данные для построения рабочих характеристик
асинхронного двигателя

 

Режим работы	Измерено	Вычислено
двигатель	генератор	двигатель
I 1, А	Р 1, Вт	n 2, об/мин	U 1, В	I г, А	U г, В	Р 2, Вт	М, Нм	η	сosφ	s
Хол. ход
Нагрузка 1
Нагрузка 2
Нагрузка 3
Нагрузка 4

 

 

6. Рассчитать и построить в одной системе координат рабочие характеристики двигателя n ₂, s, cosφ, η, I ₁, Р ₁, М ₂ =f (P ₂).

Вращающий момент на валу двигателя вычислить по формуле (5.4).

Мощность на валу асинхронного двигателя рассчитать, исходя из электрической мощности P _г нагрузочного генератора и его КПД:

 

P _г= U _г I _г,

 

P ₂= P _г/η_г.

 

где U _г, I _г и P _г, – напряжение, ток и мощность нагрузочного генератора (табл. 5.3); η_г – КПД генератора (определяется по графической зависимости графику η_г= f (P _г) (рис.5.7).

 

 

Рис.5.7. Зависимость КПД нагрузочного генератора от мощности нагрузки

 

 

Контрольные вопросы:

 

1. Опишите устройство и принцип работы трехфазного асинхронного двигателя.

2. Как соединяют фазы обмотки статора в трехфазном асинхронном двигателе?

3. Как получают в асинхронном двигателе вращающееся магнитное поле?

4. Приведите формулу для частоты вращения магнитного поля. От каких параметров зависит эта частота вращения?

5. Что называется скольжением асинхронного двигателя и каковы пределы его изменения?

6. Как частота вращения ротора асинхронного двигателя связана со скольжением?

7. Почему при пуске асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором потребляет большой ток?

8. Какими способами можно уменьшить пусковой ток асинхронного двигателя?

9. Почему пусковой ток асинхронного двигателя при соединении фаз обмотки статора в звезду в три раза меньше, чем при соединении в треугольник?

10. Назовите рабочие характеристики асинхронного двигателя и объясните их характер.

11. Как измеряется ток статора, потребляемая мощность, КПД и коэффициент мощности при возрастании нагрузки на валу двигателя от нуля до номинального значения?

12. Что называется механической характеристикой двигателя? Нарисуйте график соответствующей зависимости.

13. Как зависит вращающий момент двигателя от нагрузки на валу? Напишите выражение электромагнитного момента через скольжение.

14. По каким причинам нежелательна работа двигателя со значительной недогрузкой?

15. Почему при холостом ходе асинхронные двигатели потребляют относительно большой ток и имеют небольшой коэффициент мощности?

16. Как изменить направление вращения асинхронного двигателя?

 

U n ₀₁ n ₀₂ I _в M R _рег1 R _{рег2 3}

M _max M _пус M _эм M _вр U 1,0 n _{2 *} I _{1 *} s _{нкр m} cos j P _{2 *}

 

e _{2 s} i _{2 a} e _{2 s} i _{2 a} n _{2 1}

MNFeN _эм Ф ₀₀ M _вр M _{эм a q d a} M _врf q y

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

Порядок выполнения работы

 

1. Ознакомится с устройством синхронного генератора и его возбудителя. Записать их паспортные данные.

2. Ознакомиться с устройством лабораторного стенда и его рабочей схемой, способом изменения нагрузки синхронного генератора и регулирования напряжения на его зажимах.

3). Снять характеристику холостого хода генератора Е ₀= f (I _в).

А). Отключить тумблерами SA1…SA4 ламповый нагрузочный реостат, установить движком максимальное сопротивление реостата в цепи возбуждения возбудителя R _в и включить приводной двигатель генератора. Проверить отсутствие тока нагрузки (I =0).

Б). При отключенной нагрузке (I =0) установить регулировочным реостатом RR ток возбуждения, соответствующий максимально возможному напряжению холостого хода U =250 В. Затем, постепенно уменьшая I _в до нуля, снять 6…7 значений точек зависимости Е ₀(I _в). Значение I _в=0 и соответствующую остаточную ЭДС Е _{0 ост} получить, разомкнув цепь возбуждения (выдернув один из проводов этой цепи из штекерного гнезда). Результаты измерений записать в табл. 6.1.

 

Таблица 6.1

Экспериментальные данные при снятии характеристики холостого хода (I =0)

I в, А
Е 0, В

 

4. Снять внешнюю характеристику синхронного генератора при активной нагрузке (cosj_нагр=1). Сначала при отключенном нагрузочном ламповом реостате (I =0) установить номинальное напряжение на зажимах генератора U _н=230 В регулировочным реостатом R _в возбудителя. Величину установленного напряжения и тока записать в табл. 6.2; в дальнейшем ток возбуждения поддерживать неизменным. Затем, включая поочередно тумблеры SA1…SA4 и ступенчато увеличивая ток нагрузки, снять внешнюю характеристику U (I) генератора. Для всех ступеней результаты измерений напряжения U и тока нагрузки I занести в табл. 6.2.

 

Таблица 6.2

Библиографический список

 

1. Беспалов В.Я., Котеленц Н.Ф. Электрические машины: Уч. пособие для вузов. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 320 с.

2. Гольдберг О.Д., Хелемская С.П. Электромеханика: Учебник. /Под ред. О.Д. Гольдберга. – М.: Академия, 2007. – 512 с.

3. Гольдберг О.Д. Испытания электрических машин: Учебник для вузов по спец. «Электромеханика». – М.: Высшая школа, 1990. – 255 с.

4. Токарев Б.Ф. Электрические машины: Учеб. пособие для вузов.– М.: Энергоатомиздат, 1990. – 624 с.

5. Иванов И.И., Соловьев Г.И., Равдоник В.С. Электротехника: Учебник. – 3-е изд., стер. – Сп-б.: Изд-во «Лань», 2005. – 496 с.

6. Касаткин А.С., Немцов М.В. Курс электротехники: Учебник для вузов. – М.: 2005.

7. Электротехника: Учеб. пособие для вузов. В 3 кн. Кн. 2. Электрические машины. Промышленная электроника. Теория автоматического управления. /Под ред П.А. Бутырина. – Челябинск: изд-во ЮУрГУ. 2004.

 

Учебное издание

СОТНИКОВ Владимир Васильевич

СОЛОВЬЕВ Владимир Григорьевич

СОКОЛОВА Валентина Николаевна

ХЛЫТИНА Елена Владимировна

СЕРГЕЕВА Ирина Юрьевна

 

 

ТРАНСФОРМАТОРЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

 

 

Лабораторный практикум

 

Редактор А.С. Емельянова

Компьютерный набор В.В.Сотников, В.Н.Соколова

Компьютерная верстка В.Н.Соколова

 

Подписано в печать Формат 60х84/16

Бумага офсетная. Печать офсетная.

Усл.печ.л. Кол-во стр.: 16х0,93. Уч.изд.л. Кол-во стр.: 22 Тираж 80 экз.

Заказ № 4000. С – 32

 

 

Марийский государственный технический университет

424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3

 

Редакционно-издательский центр

Марийского государственного технического университета

424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17

ТРАНСФОРМАТОРЫ И

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

 

 

Лабораторный практикум

 

 

Йошкар-Ола

Марийский государственный технический университет

УДК 621.313

ББК 31.21

С56

 

 

Рецезенты:

кафедра электромеханики э лектроэнергетического факультета Марийского государственного университета (декан, зав. кафедройдоцент В.Н.Чайкин);

 

доцент кафедры транспортно-технологических машин
Марийского государственного технического университета
С.И. Нигматуллин

 

 

Печатается по решению

редакционно-издательского совета МарГТУ

 

В.В. Сотников, В.Г.Соловьев, В.Н.Соколова,

Е.В.Хлытина, И. Ю.Сергеева

С56 Трансформаторы и электрические машины: лабораторный практикум. – Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2008.– 90 с.

 

 

Приведены описания лабораторных работ и методики их выполнения по главам «Трансформаторы», «Машины постоянного тока», «Асинхронные машины», «Синхронные машины» курса «Электрические машины» и «Электротехника и электроника».

Для студентов, обучающихся по специальности ЭАСХ направления «Аг