Методические указания к проведению исследований

17.3.1. Порядок включения стенда

Напряжение на обмотку возбуждения подается через выпрямитель, питаемый от автотрансформатора (см. рис. 50). Выключатели SA1 и SA2 (в цепи реактивной нагрузки) необходимо отключить, переключатель SA3 следует перевести в положение «Генератор», SA4 (цепь возбуждения) – в положение «Рабочий режим» (РР).

Для приведения генератора в действие включают двигатель и плавно выводят пусковой реостат. Затем включают питание выпрямителя в цепь ОВ и с помощью автотрансформатора устанавливают напряжение на генераторе в пределах 150 – 200 В. После этого реостатом в цепи возбуждения двигателя выставляют номинальную частоту вращения, чему соответствует показание частомера 50 Гц. При этом необходимо следить за показанием вольтметра и при необходимости корректировать ток возбуждения генератора так, чтобы напряжение не превышало 220 – 250 В.

Все дальнейшие опыты проводят при частоте 50 Гц.

17.3.2. Характеристика х. х.

Характеристику х. х. снимают при отключенной нагрузке и номинальной частоте. Принято снимать лишь нисходящую ветвь характеристики при постоянном снижении тока возбуждения. С этой целью возбуждают генератор (250 В) при частоте , записывают показания соответствующих приборов, затем, немного уменьшив ток возбуждения и установив с помощью приводного двигателя номинальную частоту, вновь записывают показания приборов и т. д. Для построения характеристики х. х. необходимо снять семь – восемь точек.

17.3.3. Характеристика к. з.

Характеристику к. з. снимают при симметричном трехфазном к. з. зажимов всех фаз обмотки якоря. Поскольку частота вращения приводного двигателя практически не влияет на характер изменения тока к. з., опыт выполняют в следующем порядке. Зажимы «Нагрузка реактивная» замыкают накоротко (выключатель SA2 отключен), затем устанавливают частоту, близкую к номинальной, и ток возбуждения генератора снижают до нуля. Только после этого включают выключатель SA2 и записывают показания приборов. Следующую точку снимают при незначительном увеличениитока возбуждения. Практически достаточно иметь три точки характеристики, которые должны лежать на одной прямой. «Выпадение» какой-либо точки свидетельствует об ошибке в проведении опыта. В процессе опыта ток генератора не должен превышатьноминального значения.

Внимание! После окончания опыта необходимо отключить выключа-тель SA2 и отсоединить проводники, накоротко замыкающие обмотку якоря.

17.3.4. Внешняя характеристика

Внешняя характеристика показывает, как изменение нагрузки при постоянном токе возбуждения влияет на напряжение генератора .

Внешнюю характеристику снимают при номинальных возбуждении и частоте, последнюю при необходимости регулируют реостатом в цепи приводного двигателя.

Активной нагрузкой является нагрузочный реостат, который подключают к зажимам стенда «Нагрузка активная».

В качестве реактивной нагрузки используют трехфазный автотрансфор-матор, вторичную обмотку которого (зажимы А₁, В₁, С₁ или А₂, В₂, С₂) подключают к клеммам стенда «Нагрузка реактивная». Первичная обмотка (зажимы А, В, С) автотрансформатора должна быть при этом разомкнута.

Внимание! Подвижный контакт автотрансформатора должен нахо-диться в крайнем верхнем положении (рукоятка повернута по часовой стрелке до упора).

Смонтированные на стенде амперметры показывают: РА1 – полный ток генератора, РА2 и РА3 – активную и реактивную составляющие тока.

Перед началом опыта при х. х. устанавливают напряжение приблизи-тельно равным при номинальной частоте. В процессе опыта ток возбуж-дения генератора поддерживают неизменным. Рекомендуется ток возбуждения отрегулировать так, чтобы при напряжение .

При снятии характеристики при переключатель SA2 отключают, при заданном – включают.

Первую точку внешней характеристики снимают при х. х. генератора (она должна совпадать с той же точкой при , для этого ток возбуждения и частота в обоих случаях должны быть одинаковыми). Затем включают первую ступень нагрузочного реостата и по величине активной составляющей тока рассчитывают необходимое значение реактивной составляющей тока:

. (54)

Полученное значение устанавливают плавным вращением рукоятки автотрансформатора против часовой стрелки. Аналогично поступают и во всех последующих случаях.

Изменение нагрузки, как правило, сопровождается изменением частоты вращения генератора, которую следует каждый раз восстанавливать реостатом в цепи возбуждения приводного двигателя.

Для возможности сравнения все внешние характеристики должны быть сняты при одном и том же токе возбуждения и одинаковой частоте.

17.3.5. Регулировочная характеристика

Регулировочная характеристика показывает, как нужно регулировать ток возбуждения, чтобы при изменении нагрузки напряжение генератора оставалось постоянным.

Процесс снятия регулировочной характеристики аналогичен процессу снятия внешней характеристики с той лишь разницей, что после изменения нагрузки и восстановления частоты изменением тока возбуждения устанавливают значение напряжения, равное принятому первоначально. При необходимости корректируют частоту вращения и реактивную составляющую статора, иногда приходится корректировать дополнительно и ток возбуждения.

17.3.6. Индукционная нагрузочная характеристика

Нагрузочная характеристика представляет собой зависимость при , , поэтому для получения индукционной нагрузочной характеристики можно ограничится одной точкой, снятой при . Для этого при отключенной активной нагрузке путем подбора тока возбуждения и реактивной составляющей тока статора находят точку, соответствующую условиям: . Частота при этом должна быть равной 50 Гц. Рекомендуют следующий порядок получения индукционной нагрузочной характеристики. Вначале устанавлива-ют напряжение примерно равным , затем включают реактивную нагрузку и увеличивают ток до номинального. Если при этом напряжение окажется ниже номинального, то его восстанавливают увеличением тока возбуждения и вновь корректируют ток статора пока не будут обеспечены условия: .

17.3.7. Повышение напряжения

Повышением напряжения называется увеличение напряжения на зажимах генератора при внезапном сбросе нагрузки от номинальной до х. х.:

(55)

Опытным путем повышение напряжения может быть определено следующим образом. По заданию преподавателя подбирают соотношение активной и реактивной составляющих тока генератора так, чтобы полный ток был равен номинальному, – заданному. Напряжение и частота при этом также должны быть номинальными. После установления всех параметров отключают нагрузку и, не меняя ток возбуждения, восстанавливают номинальную частоту 50 Гц. Вольтметр покажет в этом случае значение , если оно окажется выше пределов измерения вольтметров на стенде, то подключают дополнительный прибор с большим пределом измерения.