МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет» в г. Салавате

(Филиал ФГБОУ ВО УГНТУ в г. Салавате)


ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ, СЕТИ И ЭЛЕКТРОХОЗЯЙСТВО ПРЕДПРИЯТИЙ


ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АКТИВНОЙ, ИНДУКТИВНОЙ И ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗОК

Отчёт по лабораторной работе № 2

ЭАПП–13.03.02–03.02.04 ЛР

Исполнитель:

студент гр. БАЭ-19-21 Е.А. Исаев

Руководитель:

ассистент Е.Н. Емантаев


Салават

2022

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АКТИВНОЙ, ИНДУКТИВНОЙ И ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗОК
Цель работы: Исследовать зависимости активной и реактивной мощностей от напряжения и частоты питающей сети для активных линейной и нелинейной нагрузок, а также индуктивной нагрузки.
Теоретические сведения
Асинхронные электродвигатели предназначены для преобразования электрической энергии переменного тока в механическую. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором состоит из следующих основных частей:

- статор с трехфазной обмоткой;

- ротор с короткозамкнутой обмоткой;

- остов.

Асинхронная машина в отличие от машины постоянного тока не имеет явно выраженных полюсов. Такую магнитную систему называют неявнополюсной. Число полюсов в машине определяется числом катушек в обмотке статора и схемой их соединения.

Ротор и статор выполняются из листов электротехнической стали, изолированных один от другого изоляционной лаковой пленкой, окалиной. В результате этого уменьшается вредное действие вихревых токов, возникающих в стали статора и ротора при вращении магнитного поля. Листы статора и ротора имеют пазы открытой, полузакрытой или закрытой формы, в которых располагаются проводники соответствующих обмоток. В статоре чаще всего применяют полузакрытые пазы прямоугольной или овальной формы, в машинах большой мощности – открытые пазы прямоугольной формы.

---

Обмотка статора выполнена в виде ряда катушек из проволоки круглого или прямоугольного сечения.

Обмотка ротора выполнена в виде беличьей клетки. Она сделана из медных или алюминиевых стержней, замкнутых накоротко с торцов двумя кольцами

Увеличить пусковой момент и уменьшить пусковой ток можно при выполнении беличьей клетки с повышенным активным сопротивлением. При этом двигатель будет иметь увеличенное скольжение и большие потери мощности в обмотке ротора.
Описание лабораторной установки
Лабораторный стенд представляет собой физическую трехфазную модель электроэнергетической системы, снабженную виртуальными устройствами релейной защиты и автоматики (РЗ и А) и содержащую модели линий электропередач, силовых трансформаторов, синхронного генератора, активной, индуктивной, емкостной, выпрямительной, осветительной и двигательной нагрузки, выключателей, трехфазной сети, линейного реактора и устройства продольной емкостной компенсации. Устройства РЗ и А реализованы на ПК в виде виртуальных свободно программируемых контроллеров, получающих сигналы измерений и формирующих управляющие воздействия через плату ввода-вывода.

Лабораторный стенд позволяет исследовать электромагнитные и электромеханические переходные процессы в электроэнергетической системе, режимы работы линий электропередач с односторонним и двухсторонним питанием, исследовать факторы, влияющие на потери электрической энергии в распределительных сетях, изучить способы регулирования напряжения путем продольной или поперечной емкостной компенсации, регулирования напряжения и перетоков реактивной мощности, экспериментально определить основные показатели качества электроэнергии, исследовать характеристики электрических нагрузок различного типа, изучить принципы действия и настройки устройств релейной защиты и автоматики, моделировать работу и создавать алгоритмы микропроцессорных устройств автоматического управления и защиты (рисунок 1).



Рисунок 1 – Модель электрической системы с узлом комплексной нагрузки
Ход работы
1 Собрали электрическую схему, приведенную на рисунке 2, при этом все модули стенда отключены.

---

Рисунок 2 – Электрическая схема с активной нагрузкой
2 Установили ручной режим работы модулей преобразователя частоты, возбуждения и выключателя, и ручки всех потенциометров задействованных модулей в нулевое положение. Переключатель величины нагрузки SA1 установили в среднее положение.

3 Включили автоматический выключатель модуля питания стенда QF1.

4 Включили преобразователь частоты и запустили приводной двигатель изменяя положение потенциометра RP1 установив частоту вращения равную 50 Гц.

5 Включили питание измерителя мощности и выбрали измерение линейного напряжения на выходе трансформатора, на данном этапе оно равно нулю.

6 Включили модуль возбуждения, и изменяя ток возбуждения, установили линейное напряжение на выходе трансформатора равным 380В.

7 Включили питание мультиметра, измеряющего переменное напряжение на нагрузке.

8 Включили выключатель, проконтролировали мультиметром наличие напряжения на нагрузке, а измерителем мощности наличие токов во всех фазах нагрузки.

9 Под нагрузкой линейное значение напряжение на выходе трансформатора установили меньшим номинального, регулируя напряжение возбуждения генератора довели его до 380В.

10 Установили показания измерителя мощности на измерения активной мощности (суммарная трехфазная активная мощность).

11 Изменяя ток возбуждения генератора, сняли зависимость активной мощности от напряжения сети Р = f(U) для U = 380…250В при f = 50Г.

12 Установили показания измерителя мощности на измерение реактивной мощности и аналогичным образом сняли зависимость реактивной мощности от напряжения сети Q=f(U).

13 Изменяя частоту напряжения генератора с помощью модуля преобразователя частоты и контролируя напряжение на мультиметре сняли зависимость активной мощности от частоты сети P=f(f) для f= 45…55Гц при U=380В.

14 Аналогичным образом сняли зависимость реактивной мощности от частоты сети Q=f(f) для f=45…55Гц при U=380В.

15 Выключили стенд.

16 Собрали схему с индуктивной нагрузкой и выполнили включение и проверку работоспособности модулей стенда в той же последовательности, что и для активной нагрузки.

---

17 Сняли аналогичные характеристики P=f(U), Q=f(U) при f=50Гц P=f(f), Q=f(f) при U=380В для индуктивной нагрузки.

18. Выполнили п.п. 15…17 и выполнили исследование осветительной нагрузки, при этом тщательно выполняли требование по напряжению на нагрузке U<380В.

19. Выключили стенд в той же последовательности, что и в п. 15.

20. Занесли результаты измерений в таблицу 1, обработали полученные результаты, построили зависимости активной и реактивной мощностей от напряжения и частоты питающей сети для активных и реактивных нагрузок, нашли полную мощность и коэффициент мощности, сделали выводы и оформили отчет по работе.
Таблица 1 – Результаты наблюдений для активной нагрузки

Активная нагрузка при f=50Гц
№ Опыта	Напряжение, В	Активная мощность	Реактивная мощность	Полная мощность	Коэффициент мощности
1	380	0,013	0	0,013	1
2	360	0,012	0	0,012	1
3	340	0,010	0	0,010	1
4	320	0,009	0	0,009	1
5	300	0,008	0	0,008	1
6	280	0,007	0	0,007	1
7	260	0,006	0	0,006	1
8	250	0,005	0	0,005	1
Активная нагрузка при U=380 В
№ Опыта	Частота, Гц	Активная мощность	Реактивная мощность	Полная мощность	Коэффициент мощности
1	45	0,011	0	0,011	1
2	50	0,012	0	0,012	1
3	55	0,011	0	0,011	1

---

Таблица 2 – Результаты наблюдений для индуктивной нагрузки

Индуктивная нагрузка при f=50Гц
№ Опыта	Напряжение, В	Активная мощность	Реактивная мощность	Полная мощность	Коэффициент мощности
1	380	0,017	0,008	0,019	0,895
2	360	0,016	0,007	0,017	0,941
3	340	0,014	0,007	0,016	0,875
4	320	0,013	0,006	0,014	0,929
5	300	0,011	0,005	0,012	0,917
6	280	0,010	0,005	0,011	0,909
7	260	0,008	0,004	0,009	0,889
8	250	0,007	0,004	0,008	0,875
Индуктивная нагрузка при U=380 В
№ Опыта	Частота, Гц	Активная мощность	Реактивная мощность	Полная мощность	Коэффициент мощности
1	45	0,012	0,009	0,015	0,800
2	50	0,016	0,008	0,017	0,941
3	55	0,016	0,007	0,017	0,941

Таблица 3 – Результаты измерений для осветительной нагрузки

Осветительная нагрузка при f=50Гц
№ Опыта	Напряжение, В	Активная мощность	Реактивная мощность	Полная мощность	Коэффициент мощности
1	380	0,023	0	0,023	1
2	360	0,021	0	0,021	1
3	340	0,019	0	0,019	1
4	320	0,018	0	0,018	1
5	300	0,016	0	0,016	1
6	280	0,014	0	0,014	1
7	260	0,013	0	0,013	1
8	250	0,012	0	0,012	1
Осветительная нагрузка при U=380 В
№ Опыта	Частота, Гц	Активная мощность	Реактивная мощность	Полная мощность	Коэффициент мощности
1	45	0,021	0	0,021	1
2	50	0,021	0	0,021	1
3	55	0,022	0	0,022	1

---

Смотрите также файлы

• Лица, осваивающие образовательную программу дошкольного образования, в законодательстве об образовании именуются.rtf

• 1. Планируемые результаты освоения курса Биология в результате изучения курса Биология.doc

• Урок русского языка на тему "Неопределенные местоимения".docx

• Вопросы для дифференцированного зачета по дисциплине Статистика специальность 38. 02. 06 Финансы.docx

• 1нса Амалдарды орындаыз б в 3 2.docx