Реферат: Испытания генераторов постоянного тока методом взаимной индукции

Е_д , Е_г — ЭДС испытуемых двигателя и генератора, В;

2г_г> 2г_д — суммарные активные сопротивления якорных цепей генератора и двигателя, Ом.

Поскольку Uгпт превышает величину I (∑r_г + ∑r_д ), при номи­нальной нагрузке генератора ИГ двигатель ИД будет перевозбуж­ден, а при номинальной нагрузке двигателя генератор оказывается невозбужденным.

При использовании способа подключения механиче­ского источника энергии испытуемые машины ИГ и ИД механически соединяются со вспомогательным двигателем Д, с по­мощью которого они приводятся во вращение с номинальной ча­стотой п1 (рис.1, в), после чего они возбуждаются до номиналь­ного напряжения. Мощность вспомогательного двигателя должна быть не меньше суммарных потерь обеих испытуемых машин. Об­мотки возбуждения испытуемых машин подключены к независи­мому источнику питания.

Правильность полярности испытуемых машин проверяется по вольтметру, включенному за зажимы рубильника Р1 (при равенст­ве напряжений генератора и двигателя вольтметр должен давать нулевые показания). Замыкают рубильник Р1, увеличивают воз­буждение машины, предназначенной к испытаниям в режиме гене­ратора, и уменьшают возбуждение машины, предназначенной к испытаниям в режиме двигателя. Для рассматриваемого контура справедливо уравнение (*) при U_ГПТ =0, из которого следует, что при номинальной нагрузке генератора ИГ двигатель ИД будет недовозбужден, а при номинальной нагрузке двигателя генератор приходится перевозбуждать.

Способ подключения механического источника энергии особен­но пригоден для испытания мощных генераторов постоянного тока, которые выпускаются в виде многомашинных агрегатов с привод­ными двигателями переменного тока, которые в этом случае игра­ют роль вспомогательных (Д).

При испытаниях синхронных машин по методу взаимной нагрузки их запуск, как правило, осуществляется с помощью раз­гонного двигателя, за счет которого компенсируются потери в синхронных машинах, и снижается до нуля потребление активной энергии из сети переменного тока, параллельно с которой работают машины. По аналогии с машинами постоянного тока при испыта­ниях синхронных машин используются способы параллельного включения источника питания и подключения механического ис­точника энергии.

Регулирование активной мощности соединенных механически двух синхронных машин при их параллельной работе на общую сеть возможно лишь путем взаимного сдвига роторов или статоров этих машин, что обусловливает поворот вектора e 10 на угол θ.

Поворот статора для машин средней и

большой мощно­сти практически не применяется из-за громоздкости и ненадежно­сти устройств механического поворота. Поворот роторов сравни­тельно просто осуществить при механическом соединении валов с помощью муфт. Для расширения возможностей регулирования число отверстий в муфтах должно иметь возможно больше общих сомножителей с числом полюсов синхронной машины. Несмотря на простоту, указанный способ позволяет регулировать нагрузку дискретно (ступенями), а, кроме того, изменение нагрузки можно осуществлять только после остановки машин.

Рис.2 Принципиаль­ная схема испытания асинхронных машин по методу взаимной на­грузки при параллель­ном включении источни­ка питания

В то же время поворот вектора ЭДС холостого хода может быть осуществлен электромагнитным путем. В настоящее время получили распространение синхронные машины с продольно-попе­речным возбуждением и асинхронизированные синхронные маши­ны, имеющие на роторе не однофазную обмотку возбуждения по­стоянного тока, а двух- или трехфазную обмотку возбуждения. Пу­тем регулирования в этих обмотках тока возбуждения можно плавно регулировать угол между вектором потока возбуждения и «продольной» осью машины, а следовательно, и угол нагрузки. Мощность турбогенераторов с продольно-поперечной системой возбуждения достигла 500 МВт, что позволяет испытывать весьма крупные синхронные машины.

В случае реактивной нагрузки одна из двух синхронных машин может работать в режиме генератора, а другая — в режиме потребителя реактивной мощности. Укажем лишь, что в режиме недовозбуждения с ну­левым током возбуждения даже синхрон­ные компенсаторы в соответствии с ГОСТ 609—75 «Компенсаторы синхронные. Общие технические требования» потребляют лишь 50—60% номинальной мощности, что тре­бует установки в этом случае дополнительной реактивной на­грузки.

При испытаниях асинхронных машин по методу взаим­ной нагрузки непосредственное соединение их валов оказывается невозможным, так как частоты вращения двигателя и генератора при равном числе полюсов различны. Соединение производится с помощью механической передачи, а заданные частоты вращения реализуются подбором диаметров шкивов, устанавливаемых на ва­лах испытуемых машин, или передаточного отношения редуктора. Отметим также, что мощность асинхронной машины при неизмен­ном напряжении зависит только от величины скольжения, поэтому способ подключения механического источника энергии в данном случае оказывается неприемлемым. Применяется лишь способ параллельного включения источника питания.

Испытуемые двигатель ИД и генератор ИГ включены на общую сеть (рис. 2). Их роторы связаны ременной передачей, так что частота вращения двигателя я_д оказывается меньше, а частота вра­щения генератора п_Г больше синхронной. При этом мощность гене­ратора в рассматриваемой схеме меньше мощности двигателя на сумму потерь. В результате при номинальной нагрузке генератора ИГ двигатель ИД оказывается перегруженным, а при номинальной нагрузке двигателя нагрузка генератора меньше номинальной.

Список используемой литературы:

1. Жерве Г.К. Промышленные испытания электрических машин.-Л.: Энергоатомиздат. 1984.

2. Котеленец Н.Ф., Кузнецов Н.Л. Испытания и надёжность электрических машин. –М.: Высш.шк., 1988.

3. Голдберг О.Д. Испытания электрических машин.-М.: Высш.шк.2000.