studio E0

Cw_MS_pyt_zada_dane_kolok_2012_13_En/2013-05-23
1
MASZYNY ELEKTRYCZNE (ME) 2012/2013
Kier. Energetyka, studia stacj. 1 stop., sem. 4
KOLOKWIUM - ZADANIA (MS)
1. Próba stanu jałowego (SJ) maszyny synchronicznej (MS). Wykonano pomiary charakterystyki
magnesowania MS – wyniki w załączeniu.
[a] Wyjaśnić cel próby SJ. Jakim obiektem jest MS w SJ: liniowym/nieliniowym? Posługując się
odpowiednim modelem fizycznym MS, uzasadnić dlaczego? Jakie są tego konsekwencje przy wykonaniu
obliczeń?
[b] Wykreślić charakterystykę dla wybranych punktów pomiarowych. Wyznaczyć odpowiednie wartość prądu
wzbudzenia Ifon przy którym wartość SEM rotacji w stanie jałowym równa jest znamionowemu napięciu
twornika MS.
[c] Wyznaczyć straty w uzwojeniu wzbudzenia prądu wzbudzenia Ifon (podać wartości w W i %).
2. Próba stanu zwarcia (SZ) maszyny synchronicznej (MS). Wykonano pomiary charakterystyki zwarcia
MS – wyniki w załączeniu.
[a] Wyjaśnić cel próby SZ. Jakim obiektem jest MS w SZ: liniowym/nieliniowym? Posługując się odpowiednim
modelem fizycznym MS, uzasadnić dlaczego? Jakie są tego konsekwencje przy wykonaniu obliczeń?
[b] Wykreślić charakterystykę dla wybranych punktów pomiarowych. Wyznaczyć odpowiednie wartość prądu
wzbudzenia Ifzn przy którym wartość prądu w stanie zwarcia równa jest znamionowemu prądowi twornika
MS.
[c] Wyznaczyć straty w uzwojeniu twornika dla znamionowego prądu twornika (podać wartości w W i %).
[d] Wyznaczyć wartości reaktancji synchronicznej (Ω i %) dla prądów wzbudzenia Ifon i Ifzn
Porównać wyznaczone wartości reaktancji. Uzasadnić fizyczne przyczyny róŜnic lub podobieństwa.
3. Stan obciąŜenia (SO) maszyny synchronicznej (MS): zjawisko oddziaływania twornika, charakterystyka
zewnętrzna, zmiana napięcia.
[a] Nazwać i narysować połoŜenie wektorów charakterystycznych wielkości fizycznych w stanie obciąŜenia
(praca prądnicowa) MS dla następujących współczynników mocy a) cosϕ = 1; b) c) cosϕ = 0ind; d) cosϕ = 0poj.
Wyjaśnić skutki zjawiska oddziaływania twornika.
[b] Wykreślić charakterystyki zewnętrzne (praca prądnicowa) MS dla następujących współczynników mocy a)
cosϕ = 1; b) c) cosϕ = 0ind; d) cosϕ = 0poj. Zaznaczyć charakterystyczne punkty charakterystyki zewnętrznej
MS.
[c] Dla trójfazowej prądnicy synchronicznej o danych znamionowych podanych w załączonej tabeli (wariant
danych podaje prowadzący zajęcia) wyznaczyć wartość zmiany napięcia dla następujących współczynników
mocy: a) cosϕ = 1 ; b) cosϕ = 0,8ind ; c) cosϕ = 0ind ; d) cosϕ = 0poj.
Uwagi:
Napięcie i prąd twornika prądnicy, po załączeniu obciąŜenia, mają wartości znamionowe.
Do obliczeń sporządzić odpowiednie wykresy fazorowe.
NaleŜy wyznaczyć moduły (długości) fazorów E0, IaXs oraz Ua a następnie sprawdzić czy dla kaŜdego
współczynnika cosϕ moŜliwe jest obciąŜenie przy Uan=Uan i Ia=Ian.
def
Zmienność napięcia wyznaczyć wg definicji: ∆U an =
E0 n − U an
100
U an
Cw_MS_pyt_zada_dane_kolok_2012_13_En/2013-05-23
2
Dane do zadania 1 i 2
Dane znamionow e prądnicy synchronicznej
Prądnica synchroniczna 3-fazowa ELMOR - Gdańsk 1984r. Typ: GCe64a/1 Nr fabr.107068
10kVA,
231/133V, połaczenie Y, 25A
cosφ=0.8, Temp. otocz. 40 C, Wzbudzenie: 30V, 10A
Ra = 0.34 ohm Rf = 2.2 ohm
Budowa: IP21
Masa:117kg
Wyniki pomiarów
Wariant 1
Wariant 2
If [A]
Iaz [A]
Eo [V]
If [A]
Iaz [A]
Eo [V]
0,00
0,46
5,1
0,0
0,4
4,6
0,19
1,32
13,4
0,2
1,2
12,1
0,36
2,00
21,6
0,6
3,2
35,9
0,69
3,55
39,9
1,0
4,6
55,9
1,07
5,15
62,1
1,3
6,3
77,8
1,48
6,95
86,4
2,0
9,0
112,3
1,86
8,52
104,9
2,4
10,9
130,9
2,21
9,96
124,8
2,7
12,3
144,2
2,64
12,10
145,4
3,2
14,7
167,5
3,00
13,65
160,2
4,0
18,0
190,0
3,59
16,32
186,1
4,5
20,3
204,0
4,00
18,10
199,7
5,0
22,5
215,0
4,43
20,00
211,1
5,5
24,8
228,2
4,96
22,50
226,7
5,9
27,0
241,4
5,56
25,00
238,9
6,06
27,50
253,5
6,61
30,00
268,2
Uwaga: Eo - wartość przewodowa
Uwaga: Eo - wartość przewodowa
Dane do zadania 3
Dane znamionowe prądnic synchronicznych o wirniku cylindrycznym (uzwojenia twornika połączone w Y)
Wariant
1
2
3
Sn [kVA]
200
250
320
Uan [V]
400
400
400
Xs [%]
110
115
120
Ian [A]
289
362
463
Uwagi:
Wartość procentowa reaktancji synchronicznej określona jest następująco:
X s% =
X s [Ω ]
100 [%]
Z n [Ω ]
def
gdzie Z n =
U afn
I afn
[Ω ] .
Do obliczeń wartości zmiennych metodą interpolacji zastosować równanie prostej przechodzącej
przez dane dwa dane punktu o współrzędnych: P1(x1, y1); P2(x2,y2).
Dla danej wartości x wyznaczamy wartość y
( y 2 − y1)
( y − y1) =
( x − x1)
( x 2 − x1)
Dla danej wartości y wyznaczamy wartość x
( x 2 − x1)
( x − x1) =
( y − y1)
( y 2 − y1)
Opracował: Mieczysław Ronkowski