Садржај:

3.      СНИМАЊЕ КРИВЕ ПРАЗНОГ ХОДА МАШИНЕ ЗА ЈЕДНОСМЕРНУ СТРУЈУ 1

3.1        ТЕОРИЈСКИ ДЕО 1

3.2        ЛАБОРАТОРИЈСКА ВЕЖБА 2

Задатак вежбе 2

Примењена метода и опис вежбе 2

Спецификација опреме и прибора за вежбу 2

Електрична шема 3

Постуpак извођења вежбе 4

Резултати мерења 8

 

3.                СНИМАЊЕ КРИВЕ ПРАЗНОГ ХОДА МАШИНЕ ЗА ЈЕДНОСМЕРНУ СТРУЈУ

 

 

3.1           ТЕОРИЈСКИ ДЕО

 

                Иако се за анализу машине за ЈС која ради као генератор примењују сасвим иста начела као и за машину која ради као мотор, општа природа проблема на које се наилази у примени ова два начина рада је различита.

                Код генератора брзину обично одређује погонска машина. Проблеми на које се наилази често се састоје у томе да се одреди напон на прикључним крајевима који одговара одређеном оптерећењу и побуди, или да се нађе побуда потребна за одређено оптерећење и напон.

                Код мотора, међутим, проблеми су обично друкчији. Они се састоје у томе да се одреди брзина која одговара извесном датом оптерећењу и побуди или да се нађе побуда потребна за дате услове брзине и оптерећења, при чему је напон на крајевима обично познат и одређен вредношћу напона разводне мреже.

 

Карактеристике генератора за једносмерну струју

 

                Увид у особине генератора за ЈС може се добити анализом одређених карактеристика. Најважније  од  њих су:

-                   карактеристика празног хода,

-                   карактеристика оптерећења,

-                   спољна карактеристика,

-                   карактеристика регулације,

-                   карактеристика кратког споја.

 

Карактеристика празног хода:

 

                К-ка празног хода представља зависност емс празног хода од побудне струје Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image001.gif. У одређеној размери ова к-ка представља  и   к-ку магнећења магнетног кола генератора ЈС Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image002.gif  јер    између   Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image003.gif и Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image004.gif  постоји  зависност: Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image005.gif , при  сталној угаоној брзини   индукта Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image006.gif, односно:

 

Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image007.gif

 

            Ова карактеристика се може добити огледом празног хода, али се такође може приближно срачунати и приликом пројектовања машине срачунавањем МПС потребних за одржање магнетних флуксева у појединим деловима магнетног кола генератора Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image008.gif Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image009.gif водећи рачуна о стварној нелинеарној зависности релуктанси Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image010.gif од јачине  магнетне индукције Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image011.gif у тим деловима магнетног кола.

 

Додатни материјал за припрему лабораторијске вежбе:

-          VIZUELIZACIJA POSTUPKA SINHRONIZACIJE SINHRONOG GENERATORA NA MREŽU

-          Видео запис синхронизације

 

3.2           ЛАБОРАТОРИЈСКА ВЕЖБА

 

Задатак вежбе:

 

            На основу података добијених у огледу празног хода машине за једносмерну струју са независном побудом нацртати на милиметарском папиру карактеристику празног хода Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image012.gif

 

Примењена метода и опис вежбе:

 

                Карактеристика празног хода представља зависност електромоторне силе Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image013.gif индуковане у навоју индукта машине за ЈС од јачине побудне струје Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image014.gif или  магнетопобудне силе  Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image015.gif индуктора при сталној брзини обртања индукта Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image016.gif, због чега је веома погодно да се испитивана електрична машина за ЈС погони синхроним мотором (ЅМ) чија је брзина обртања стална и зависи само од фреквенције напона електричне мреже на коју је ЅМ прикључен Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image017.gif. Стална фреквенција мрежног напона обезбеђује и сталну фреквенцију обртања.

Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image018.gif

 

                Ако је генератор раније био побуђиван онда ће, у случају када је побудна струја једнака нули, постојати нека вредност емс услед реманентног магнетизма. Због појаве магнетног хистерезиса истој јачини побудне струје неће увек одговарати иста магнетна индукција, већ ће њена вредност зависити од тога да ли се до те вредности побудне струје дошло постепеним повећањем или постепеним смањивањем побудне струје. Када се дође до максималне вредности побудне струје и почне са њеним смањивањем, емс ће се смањивати али не по истој кривој која је добијена при повећању побудне струје, већ ће она бити нешто већа; то значи да крива празног хода није једнозначна крива.

 

Спецификација опреме и прибора за вежбу:

Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image019.jpg                Синхрони  мотор  или  нека  друга  погонска  машина  са  сталном фреквенцијом обртања    Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image016.gif

                        снага

                        напон    

                        струја    

                                                 

 

 

 

Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image020.jpg                Генератор једносмерне струје:

                     снага    

                     напон   

                     струја     

                     брзина обртања 

 

 

 

 

 

Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image021.jpg                Извор једносмерног напона

                        максимални  напон  

                        максимална струја   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image022.jpg                Волтметар:

                        производач

                        тип

                        класа  тачности

                        мерни  опсег

                        унутрашња отпорност

 

 

Амперметар:  

                        производач           

                        тип                         

                        класа   тадности    

                        мерни  опсег       

унутрасња отпорност

 

Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image023.jpgЕлектрични отпорник са 3 прикључка (a, b, c) и клизачем к :

                        отпорност

                        максимаина струја

 

 

 

 

 

 

 

Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image024.jpg

 

Електрична шема:

 

 

Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image025.gif

Слика 3.1: Електрична шема

 

 

SM - синхрони мотор

ЕМ - електрична машина која се испитује

R - електрични отпорник са 3 прикључка (a, b, c) и клизачем k

PN - побудни навој

АB - акумулаторска батерија или неки други извор ЈС

Sp - сpојница

 

Постуpак извођења вежбе:

 

Да би се снимала карактеристика празног хода, неопходно је генератор ЈС обртати константном брзином обртања. Из тог разлога се користи као погонска машина синхрони мотор.

Пошто се синхрони мотор не може директно прикључити на мрежу, мора се прво довести до синхроне брзине обртања.

У том уводном делу вежбе се машина ЈС у улози мотора, који пореће синхрону машину која има улогу генератора.

Помоћу синхронизационих сијалица, волтметра и фреквенцметра се прати амплитуда, фазни став и фреквенција напона на крајевима генератора. Када се ови параметри поклопе са параметрима мреже, синхрона машина се прикључује на мрежу а једносмерна искључује и припрема за огледе снимања карактеристика јенератора ЈС.

Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image026.gif

 

Слика 3.5: Шема пуштања у рад синхроног мотора

 

 

Оглед снимања карактеристике празног хода захтева постављање апаратуре као на горњој слици и спровођење следеће процедуре:

1.      Клизач k се постави на контакт c тако да кроз побудни навој не протиче никаква струја Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image027.gif. Волтметар V ће показивати некакав напон Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image028.gif који  зависи  од реманентног магнетизма у магнетним половима електричне машине за ЈS ;

2.      Помера се лагано клизач k према контакту а, услед чега расте јачина побудне струје Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image029.gif а такође и напон Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image030.gif. Sа индексом 1 означен је онај део карактеристике која се добија при расту Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image029.gif. Клизач се помера тако дуго  док се на волтметру V не прочита напон који је већи за око 25%  (10% - 25%) од номиналног напона индукта машине ;

3.      Затим се почне са враћањем клизача k према контакту c, услед чега се смањује Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image029.gif , а такође и Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image031.gif. Sа индексом 2 означен је онај део карактеристике која се добија при смањивању Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image029.gif. Када се клизач  к и контакт c споје, биће поново Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image032.gifали не и напон Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image031.gif  који ће тада имати вредност Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image033.gif;

4.      Настави се померање клизача k преко контакта c према контакту b док се не добије вредност наpона Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image034.gif. Тада је јачина побудне струје Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image035.gif;

5.              Према прочитаним паровима вредности за Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image029.gif и Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image036.gif нацрта се дијаграм чији је општи облик приказан на слици;

 

Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image037.gif

Слика 3.2: Карактеристика празног хода

 

 

6.      Транслаторно се помери крива 2 удесно за вредност Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image038.gif, тако да грана 2 карактеристике празног хода сада пролази кроз координатни почетак. Ова грана карактеристике представља карактеристику празног хода испитиване машине за једносмерну струју ;

 

Напомена: Пре почетка извођења вежбе водити рачуна да у првом делу огледа при повећању побудне струје не сме доћи до неког њеног непредвиђеног смањења. Исто тако, при другом делу огледа приликом смањења побудне струје не сме доћи до неког њеног непредвиђеног повећања.

 

Повезивање генератора ЈС са паралелном побудом

 

Машина је осовином спојницом повезана са синхроном машином.

 

Први корак

Синхрона машина се не сме пустити у рад све док се њена брзина обртања не доведе до синхроне брзине (1500 min-1), зато се на почетку користи:

-         машина ЈС као мотор

-         синхрона машину као генератор.

Машина ЈС има улогу мотора, леви смер обртања и паралелну побуду.

 

Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image039.gif

 

Слика 3.3

 

 

Повећањем напона напајања мотор ЈС има све већу брзину обртања, све ближу вредности од 1500 min-1. Приликом повећања брзине обртања може се уочити и брзина обртања када долази до механичке резонанце система ˝мотор ЈС – синхрони генератор˝.

            На сваку од три фазе синхроне машине, која ради као генератор, је прикључена по једна сијалица (индикатор), чији је други крај везан на фазу из трофазне мреже.

Овако повезан индикатор трепери фрквенцијом која представља разлику фреквенције фазе синхроног генератора и фреквенције фазе мреже.

            При брзини обртања од n = 0 min-1, сијалице светле фреквенцијом од 50Hz, јер је не постоји напон на крајевима синхроног генератора. За сијалице је то исто као да су једним крајем везане на фазу из мреже, а другим на нулти вод.

            Порастом једносмерног напона напајања мотора ЈС, мотор убрзава и синхрони генератор генерише напон чија је фреквенција све већа. Сијалице зато све спорије трепере.

            Када је достигнута синхрона брзина обртања , синхрона машина производи напон чија је фреквенција 50Hz и сијалице би требале да престану да светле, али услед фазне разлике напона синхроног генератора и мреже, сијалице слабо сијају, без треперења.

            Да би сијалице престале и да светле (индикатор да је поклопљен и фазни став напона мреже и напона генератора, потребно је постепено мењати вредност додате отпорности у колу индукта, колу побуде и напона мотора ЈС, док се не постигне жељени радни режим.

У том тренутку је потребно прикључити синхрону машину на мрежу, одвајајући индукт мотора ЈС са напона напајања.

 

Други корак

Постигнут је следећи радни режим:

-         синхрона машина ради као мотор

-         машина ЈС ради као генератор

Карактеристика празног хода представља зависност електромоторне силе индуковане у навоју индукта генератора ЈС од јачине побудне струје индуктора, при сталној брзини обртања.

Стална брзина обртања је остварена синхроним мотором, чија је брзина обртања стална и зависи само од фреквнције напона електричне мреже на коју је синхроне машина прикључена.

У коло паралелне побуде машине ЈС додајемо амперметар ради мерења струје побуде. На крајеве индукта машине ЈС, која сада има улогу генератора, везује се волтметар и мери се индукована емс у намотају индукта.

 

Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image040.gif

 

Слика 3.4

 

Резултати мерења:

 

Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image041.gif

 

Description: E:\EMPR site\4 JM\jm03\jm03veb_files\image042.gif