گزارش کار آزمایشگاه ماشین الکتریکی 2

آزمایش اول :ترانسفورماتورهای 3 فاز
هدف آزمایش :مطالعه ی نحوه سربندی واتصالات ترانسفورماتور3 فاز
سربندی سیم پیچ های ترانسفورماتور3 فاز:نحوه ی بستن اتصالات اولیه -نحوه بستن اتصالات ثانویه.
شرح آزمایش:
ابتدانسبتتعداد دورسیم پیچ های هرفازرابه دست می آوریم این کاربااعمال ولتاژاولیه به دورسیم پیچ اولیه یک فاز واندازه گیری ولتاژخروجی صورت می گیرد.
A1=N1/N2=V1/V2=….
طبق دستورالعمل بالاسیم پیچ هارابه صورت مثلث-ستاره سربندی می کنیم ولتاژ3 فازرابه سرهای اولیه اعمال می کنیم و ولتاژ ثانویه را اندازه می گیریم.نسبت تبدیل ترانسفورماتورهارابه دست آورده،سرثانویه رابه سرهای باروصل کرده نسبت جریان خط ثانویه رابه جریان خط اولیه بدست می آوریم.
باقراردادن یک ولتمتردراولیه (بین فاز a ونول)توان تکفازورودی به سیستم رااندازه می گیریم حال طبق دستورالعمل سیم پیچ هارابه صورت ستاره-ستاره سربندی می کنیم وولتاژ3 فازرابه سرهای اولیه اعمال می کنیم وولتاژخط(خط به خط)را درثانویه ترانس اندازه می گیریم با استفاده ازمقادیر ولتاژهای فازوخط نسبت تبدیل رااندازه می نماییم.

خواسته های آزمایش:
1-نمودار p1(I1),I1(I2),V2(I2) را رسم نمایید

V2 I1 p

I2 I2 I2

2-راندمان رادرهرپله بارمحاسبه کنیدونمودار sigma I2 رارسم نمائید.
درپله بارصفر =P2/P1*100=V2I2/P1*100=113(0)/8.16*100=0%
درپله باریک =P2/P1*100=V2I2/P1*100=110(760)/87.7*100=95.32%
درپله باردو =P2/P1*100=V2I2/P1*100=1.8(1314)/169.1*100=96.697%

3-تنظیم ولتاژترانسفورماتوررابه دست آورده ونموداربرداری مربوطه رارسم نمائید.
%VP=VnL-VfL/VfL(100)=113-108/108*100=5.05
سوالات:
-درترانسفورماتورهای فشارقوی،سیم پیچ ثانویه (فشارضعیف)رادرلایه زیرین وسیم پیچ اولیه (فشارقوی)رادرلایه بیرون می پیچندعلت این امراتوضیح دهید.
سیم پیچی زیرین روی هسته قرار دارد و معمولا هسته را زمین می کنندبه این ترتیب عایق موردنیازبین سیم پیچ هسته که می یابد.

-درسربندی سیم پیچ های ثانویه به صورت ستاره اگرجهت سیم پیچ اشتباه باشد ولتاژ سر آن باسرسیم پیچ های دیگرچقدرخواهدبود؟
برابرولتاژهرخازنی خواهدبود.

آزمایش دوم :گروه های برداری ترانسفورماتوروفاز
هدف ازمایش:بررسی وتعیین گروه برداری یک ترانسفورماتورسه فاز
شرح آزمایش:می دانیم که برای تعیین گروه برداری یک ترانسفورماتورمی توان ازسه روش زیراستفاده کرد.
1-روش اسیلسکوپ 2-روش واتمتری 3- روش ولتمتری(صنعتی)
دراین آزمایش برای تعیین گروه برداری ترانسفورماتورازروش های 2و3 استفاده می شود.
روش صنعتی:
دراین روش تعیین گروه ترانسفورماتوربا استفاده ازیک ولتمتر و اندازه گیری ولتاژهاوسپس ترسیم بردار ولتاژهاصورت می گیردفرض می کنیم سراتصال ورودی ترانسفورماتورA B C واتصال خروجی a b c دردسترس است.
ابتداترانسفورماتوررابه شبکه وصل می کنیم بااندازه گیری ولتاژ AB وبافرض متعادل بودن ولتاژهای اولیه مثلث اولیه را رسم می کنیم سپس جهت هم پتانسیل کردن یک نقطه از مثلث ولتاژاولیه وثانویه دونقطه Aوa رابه هم وصل می کنیم بنابراین نقطه a همان نقطه A برروی مثلث بردارولتاژهای اولیه خواهدبود.
برای تعین نقطه ی b ولتاژ Bb و cb رااندازه می گیریم سپس به مرکز B وبه شعاع Bb وبه مرکز c وبه شعاع cb دوکمان رسم می کنیم محل تلاقی دوکمان نقطه b رامشخص می کند برای تعین نقطه c نیزولتاژهایBc وCc رااندازه می گیریم سپس به مرکز B وبه شعاعBcوبه مرکزc وبه شعاع Ccدوکمان رسم می کنیم نقطه ی c محل تلاقی این دوکمان خواهدبود.
بامشخص شدن دو راس b و c معلوم بودن راس a مثلث abc ولتازهای ثانویه را رسم می کنیم.پس ازرسم مثلث ولتاژهای اولیه وثانویهاختلاف فازیازاویه بین ضلعهای متناظردرجهت
عقربه های ساعت گروه ترانس رامشخص می کند.
با استفاده از روش صنعتی گروه ترانسهای زیر را تعین می کنیم ابتدا اتصال مربوط بروی ترانسفو ر ماتورهسته سپس بااندازه گیری ولتازبه تعین گروه اقدام می نماییم.

VAB
VBb
Vcb
VBc
Vcc
حالت الف
375
183
325
323
184
حالت ب
375
567
505
504
574
حالت ج
375
285
394
284
286
حالت د
375
473
395
475
479

375
180
326
322
184

حالت الف)

حالت ب)

حالت ج )

حالت د )

آزمایش سوم :کارموازی ترانسفورماتورهای 3فاز
هدف آزمایش:موازی بستن ترانسفورماتورهای3فازوبررسی تقسیم جریان بین آنها
شرح آزمایش:درابتداباتوجه به شرایط موازی کردن ترانسفورماتورهاابتدادوترانس راباهم موازی می کنیم.
مطابق شکل صفحه (3-2) بارداری دوترانسفورماتورموازی
حال بارروشن کردن لامپ هاوافزودن یکی یکی بارهامواردلازم را درجدول زیریادداشت می کنیم.

Load
0
1
2
3
4
I2
48mA
436
824
1201
1574mA
I1
47
331
707
1078
1440A
IL
0
0.76
1.53
2.27
3.02A
PL
0.1
81.20
160.7
237
311w
نسبت جریان هرترانسفورماتوررابه جریان بار بدست می آوریم:
I2,0/IL,0=0.048/0=0 I2,1/IL,1=0.436/0.76=0.574
I2,2/IL,2=0.824/1.53=0.538 I2,3/IL,3=1.201/2.27=0.529
I2,4/IL,4=1.574/3.02=0.521
I1,0/IL,0=0.047/0=0 I1,1/IL,1=0.331/0.76=0.435
I1,2/IL,2=0.707/1.53=0.462 I1.3/IL,3=1.078/2.27=0.475
I1,4/IL,4=1.440/3.02=0.477
درصدتوان هرترانس رانسبت به توان کل باربه دست می آوریم:
P2=3V2I2cos P2=P1=600 w 3فاز P2=P1=200 w تکفاز
200/0.1=2000 200/81.20= 2.46 200/160.7=1.244
200/237=0.843 200/311=0.643
سوالات:
-علت اختلاف توزیع قدرت بین ترانس های موازی شده چیست؟
عدم تساوی امپرانس پریونیت سری ترانسفورماتورهاکه باعث عدم توزیع متعادل توان بین دوترانسفورماتوردرحالت بارداری می شود.
-درصورتی که نسبت تبدیل ترامنسهاکاملامساوی نباشندچرااتفاقی می افتد؟
عدم تساوی دامنه وفازولتاژهای دوترانسفورماتورباعث ایجادجریان گردشی بین دوترانس وکاهش ظرفیت آنهامی شوداین پدیده دراین حالت بی باری قابل مشاهده است.

آزمایش چهارم:مدارمعادل ماشین آسنکرون
هدف آزمایش:بدست آوردن پارامترهای مدارمعادل ماشین آسنکرون
شرح آزمایش:برای بدست آوردن پارامترهای مدارمعادل ماشین آسنکرون سه آزمایش زیررا روی ماشین انجام می دهیم.
NLالف)آزمایش بی باری
دراین آزمایش موتورالقایی رابه حالت بی بارراه اندازی می کنیم.می توان این کارراباوصل مستقیم ولتاژشبکه به پایانه های موتورانجام داد.روش بهتراین است که ولتاژراازطریق یک اتوترانسفورماتوربه پایانه های موتوروصل کرده وولتاژ راتا ولتاژشبکه افزایش دهیم.دراین حالت بایدولتاژجریان وتوان ورودی به موتور را اندازه بگیریم.
INL=0.92 A
VNL=216 V ZNL=VNL/INL=216/0.92=225
PNL=50 W PNL=PNL/3 /I2NL=50/3(0.92)2=19.7
XNL= Z2NL-R2NL= (225)2-(19.7)2= 224.136=X1+Xm

ثابتP=PNL-3RNL I2NL=50-3(19.7)(0.92)2=-0.022

BRب)آزمایش روتورقفل شده
دراین آزمایش ولتاژکاهش یافته شبکه ازطریق اتو ترانس به پایانه های موتور وصل می شود.
روتورماشین قفل شده باحتیاط بدست نگه داشته می شودولتاژشبکه آهسته افزایش داده می شودتاموتورجریان نامیش راازشبکه بکشددراین حالت ولتازاعمالی،جریان وتوان ورودی راثبت می نمائیم.

IBR=103 A
VBR=44 v
PBR=49.69 w
ZBR=VBR/IBR=49/1.3=37.69 37.7
XBR= Z2BR-R2BR=23.6
RNL=PBR/3I2BR=49.69/3(1.3)2=9.80

RBR=R1+R2=49.69/(1.3)2=29.40
XBR=X1+X2 X1=X2= XBR /2 = 23.6 /2=11.8
Xm=XNL-X1= 224.126 -11.8 =212.336
مدارمعادل:

RBR=R1+R2

DCج)آزمایش
برای اندازه گیری مقاومت استاتورپایانه های موتور را ازشبکه جدامی کنیم وبایک اهم مترمقاومت بین دوسر رااندازه می گیریم مقاومت R1 معادل نصف مقدارنشان داده شده است.برای اندازه گیری R1می توان ازیک ولتاژ DC واندازه گیری جریان استفاده کرد.

IDC=1A VDC=34 v VDC/IDC=2RDc RDC=VDC /2=34/2=17
R2=RBR-R=29.40-174=12.40
سوالات:
1-چراجریان بی باری موتورآسنکرون ازجریان بی باری یک ترانسفورماتوربیشتراست؟
به خاطروجوداصله هوایی IQ درموتورهابزرگترازجریان تحریک درترانس هااست.درموتورهاجریان تحریک بین30تا50 درصدجریان نامی موتوراست درحالیکه درترانسفورماتورهابین1تا5درصدجریان نامی است.
2-چراسرعت موتورآسنکرون همیشه ازسرعت سنکرون کمتراست؟
چون همیشه موتوردارای مقداری بارمکانیکی می باشدحتی درحالت بی باری،لغزش موتورهمواره بزرگترازصفرودرنتیجه سرعت آن کمترازسرعت سنکرون است.
3-آیابدست آوردنR1باولتاژ DC می تواندمقدارمقاومتاستاتور رادقیقادرحالت کاری موتورمشخص کند؟
به دلیل وجودپدیده ی اثرپوستی مقاومتAC بیشترازمقاومت DC می باشدکه ازاین رواین نوع اندازه گیری بااندکی تقریب همراه است.

آزمایش پنجم:بارداری موتور آسنکرون
هدف آزمایش:بررسی موتورآسنکرون درزیربار و روابط سرعت وگشتاور
شرح آزمایش:ابتدامدارآزمایش رامطابق شکل زیرمی بندیم.

سپس ولتاژاعمالی به موتور راتا v 380افزایش می دهیم مقادیرجریان،ولتاژوتوان رایادداشت می کنیم.توان که درحالت بی باری توسط موتوردریافت می شودصرف تلفات مسی استاتوروتلفات گردشی می شوند)تلفات هسته داخل تلفات گردشی لحاظ می شوند )بنابراین با داشتن مقادیرR1وI1وتوان ورودی موتور می توان گفت که تلفات چرخشی چقدرمی باشنداین تلفات گردشی رادرکل آزمایش ثابت فرض می کنیم.
Prot=pinNL-3R1I12
سپس باواردکردن یک یک بارهامقادیرولتاژ،جریان وتوان ورودی وسرعت موتور راثبت می نماییم.بااستفاده ازروابط گفته شده درهرمرحله لغزش ضریب توانPF،گشتارالقاشده،توان خروجی وراندمان رادرهرمرحله محاسبه می کنیم.

بار
0
1
2
3
4
5
6
اندازه گیری
I1جریان ورودی
V1ولتاژاعمالی
Pinتوان ورودی

Nmسرعت

0.91
0.92
0.98
1.033
1.131
1.224
1.263

217
217
217
217
217
217
217

55.46
86.59
116.7
148
169
197.6
208

2799
2954
2930
2906
2881
2852
2840
محاسبه
sلغزش
PFضریب توان
گشتاورالقاشده
Poutتوان خروجی

راندمان
0.007
0.0153
0.0233
0.0313
0.0396
0.0493
0.0533

0.0936
0.144
0.182
0.216
0.23
0.248
0.253

0.0186
0.13
0.22
0.3
0.35
0.41
0.43

40.14
39.36
66.78
88.69
102.65
120.65
126.03

48.5
47.5
58.22
62.12
62.02
62.29
61.84

محاسبه موردنیاز:
ns=120f/p=120(50)=3000 rpm
محاسبه لغزش:
SNL=ns-NmNL/ns=3000-2979/3000=0.007
S1=nS-nm1/nS=3000-2954/3000=0.0153 S2=nS-nm2/nS=3000-2930/3000=0.0233
S3=3000-2906/3000=0.0313 S4=3000-2881/3000=0.0396
S5=3000-2852/3000=0.0493 S5=3000-2840/3000=0.0533
:PF محاسبه
PF=cos =pin/3V1I1 PF0=cos =pin0/3V1 I1
=55.46/3(217)(0.91)=0.0936 PF1=cos =86.59/3(217)(0.92)=0.144
PF2=116.7/3(217)(0.98)=0.182 PF3=148/3(217)(1.053)=0.216
PF4=169/3(217)(1.131)=0.23 PF5=197.6/3(217)(1.224)=0.248
PF6=208/3(217)(1.263)=0.253
گشتاورالقاشده:
PA =Pin-Pcu-Pcore Pcore=50-19.7(0.93)2=33.32
Pc u,S =3R1I12=3(197)(0.91)2=16.31
PA =55.46-16.31-33.32=5.83
PconV =(1-S)PA =(1-0.007)5.83=5.789
Pout =PconV-PFW=5.789
WS =2 nS/60=2 (3000)/60=314 Zind=PA /w=5.83/314=0.185
راندمان: بقیه رانیزبه همین شکل بدست می آوریم.
% =Pout/Pin *100=40.14/55.46*100=48.5%
سوالات:
نمودارسرعت برحسب باررارسم کنید.تنظیم سرعت رابرای موتورالقایی به دست آورید. _
nnl سرعت بی باری و nfl سرعت بارکامل می باشد.
%SR=nNL-nf L/SFL *100=2979-2840/2840 *100=4.89 %
_نمودارگشتاربرحسب سرعت رارسم نمایید.توضیح دهیدنموداربه دست آمده کد ام قسمت ازنمودارکامل گشتارسرعت موتوراست؟
این نمودارمربوط به قسمت دوم نمودارکامل گشتارسرعت موتوراست که درناحیه کارمی باشدیعنی
S=0 n=nS

_باراعمال شده به شفت موتور راتاکجامی توان افزایش داد؟
ازلحاظ تئوری وبدون درنظرگرفتن محدودیتهای گرمایی باراعمال شده به شفت راتانقطه ماکزیمم نمودارگشتاور_سرعت می توان افزایش داد.این نقطه راگشتاورشکست می نامند.این گشتاوربا دردست داشتن پارامترهای موتورقابل محاسبه است که مقدارآن درحدود3برابرگشتارنامی موتور می باشد.
_اگردرلحظه راه اندازی بارنامی موتوربه آن اعمال شده باشدچه اتفاقی می افتد؟
ازآنجاکه گشتاور راه اندازی درموتورالقایی بیشترازگشتاورنامی است می توان بارنامی این موتور را ازابتدابه موتوراعمال کرده واین مساله مشکلی برای موتورایجادنمی کند.

آزمایش ششم:ژنراتورآسنکرون
هدف آزمایش:بررسی حالت کارژنراتوری ماشین آسنکرون
شرح آزمایش:همانطورکه می دانیم مولدآسنکرون به دوطریق مورداستفاده قرارمی گیرد:
1_موازی باشبکه

پس ازآنکه مطمئن شدیم ماشین به شبکه وصل نیست آن راراه اندازی کرده وجهت چرخش آن را مشخص می کنیم.همچنین ولتاژوجریان بی باری رانیزیادداشت می کنیم سپس ماشین القایی راخاموش کرده وموتور dc شنت را راه اندازی کرده ومطمئن می شویم که جهت دور آن باجهت دور ماشین آسنکرون یکسان است.
دور ماشین dc رادرحدوددورسنکرون(کمی کمتراز3000 دوربردقیقه)به گردش درمی آوریم ماشین آسنکرون راروشن می کنیم باتغیردورماشین dc مقادیرجریان و توان ماشین آسنکرون را یاداشت نموده وجدول زیررابررسی می کنیم. درحین انجام آزمایش دقت می کنیم که جریان های ماشین dc وماشین القایی ازمقادیرنامی خود تجاوز ننمایند همچنین ولتاژماشین آسنکرون راثابت نگه میداریم .

rpm دور
2987
3010
3030
3050
اندازه گیری

اندازه گیریظظ

شنتdc
V ولتاژ
219
224
228
230

A جریان
0.3
0.9
1.37
1.80

آسنکرون
ac
V ولتاژ
224
225
222
224

A جریان
1
1.07
1.12
1.2

w توان اکتیو
49.6
9.87
27.2-
52.63-

% لغزش
0.43
0.33-
1-
1.696-
محاسبا ت

ضریب توان
0.22
0.0409
0.11-
0.21-

Var توان راکتیو
218.53
240.55
247.11
262.81

لغزش:
NS=120f/P=120(50)/2=3000 rpm
S1=nS-nr/nS*100=3000-2987/3000 *100=0.43
S2=3000-3010/3000 *100=-0.33 S3=3000-3030/3000 *100=-1
S4=3000-3050/3000 *100=-1.666
:PFمحاسبه
P=EIcos PF=cos =p/EI
Cos =49.6/1.224=0.22 =cos-1(0.22)=77.34
Cos =9.87/1.07(225)=0.0409 =cos-1(0.0409)=87.66
Cos =-2707/1.12(222)=-0.11 =cos-1(-0.11)=96.32
Cos =-56.63/1.2(224)=-0.21 =cos-1(-0.21)=102.12
محاسبه توان راکتیو:
Q=VIsin Q1=1.224*sin(77.3)=218.52
Q2=1.07*225*sin(87.66)=240.55
Q3=1.12*222*sin(96.32)=247.11 Q4=262.8
2-حالت مستقل ازشبکه:
مدارمقابل شکل زیربسته وموتورشنت را راه اندازی می کنیم.

دورماشین dc رادرابتداکمی کمترازدورسنکرون تنظیم می کنیم وسپس باتغییردورمقادیرجریان و ولتاژ وتوان رایادداشت می کنیم.

rpmدور
243 2505 2630
اندازه گیری
شنت dc
Vولتاژ
149 157 173

Aجریان
1.14 1.21 1.33

آسنکرون
ac
V ولتاژ
179 188 202

A جریان
1.1 1.2 1.35

W توان اکتیو
3.973 3.64 4.5

%لغزش
19 16.5 12.33
محاسبه

ضریب توان
0.0176 0.0161 0.0165

Vor توان راکتیو
196.87 225.57 272.66

لغزش:
S1=nS-nr/ns *100=3000-2430/3000 *100=19
S2=3000-2505/3000 *100=16.5
S3=3000-2630/3000 *100=12.33
:PFمحاسبه
Cos =P1/E1I1=3.47/11(179)=0.0176
Cos =3.64/1.2(188)=0.0161
Cos =4.5/1.35(202)=0.0165
محاسبه توان راکتیو:
Q1=E1I1sin =179*1.1sin(88.99)=196.87
Q2=188*1.2sin(89.07)=225.57
Q3=272.66
سوالات:
_ژنراتورآسنکرون درمقایسه باژنراتورسنکرون چه معایب ومزایایی دارد؟
ژنراتورآسنکرون سرعتش به بارشبکه بستگی داردماشین آسنکرون درحالت ژنراتوری
ازشبکه توان راکتیومی گیردولی ژنراتورسنکرون ازبانک خازنی.
ازمزایای دیگرماشین سنکرون این است که جزوماشین های دوتحریک محسوب می شود زیراسیم پیچی رتورآن توسط منبع dc تنغذیه می شودوازاستاتورآن جریان AC می گذردولیدرماشین القایی تنهاعامل تحریک جریان استاتورمحسوب می شود.

آزمایش هشتم:مشخصه بی باری(مغناطیسی)واتصال کوتاه ژنراتورسنکرون
هدف آزمایش:به دست آوردن منحنی های بی باری واتصال کوتاه مربوط و Xs
شرح آزمایش:برای به حرکت درآوردن ژنراتورسنکرون بایستی ازیک محورمکانیکی استفاده شوددراین آزمایش برای چرخاندن ژنراتورازیک موتور dc استفاده می شودقبل ازشروع آزمایش مقادیرنامی ژنراتورسنکرون وموتور dc راازروی پلاک آنهاخوانده وجدول زیررامی نویسیم.
10A جریان نامی آرمیچر200 Vولتاژنامی موتور
1500rpm سرعت نامی موتور0.62Aجریان نامی تحریک موتور
5.7A جریان آرمیچرژنراتوردرحالت 380V ولتاژ ژنراتور درحالت
1500rpm سرعت نامی ژنراتور3Aجریان تحریک ژنراتور
حال مدارآزمایش رامطابق شکل زیرمی بندیم.

الف)آزمیاش بی باری:
پس ازبستن مدارولتاژدوسرموتور dc رابه آرامی بالامی بریم.
دقت می کنیم که جریان موتوربیشترازجریان نامی آن نشودپس ازاطمینان ازصحت مدارولتاژمدا را افزایش می دهیم تاموتوربه سرعت نامی ژنراتوربرسد.حال باثابت نگه داشتن مقدارسرعت،جریان تحریک ژنراتوررازاصفرتامقدارنامی آن تغییرداده واعدادمربوط به منحنی رفت رادرجدول زیریادداشت می کنیم.
رفتIf(A)
0
0.51
1
1.5
2
2.38
3.8
رفت VE(v)
10
101
176
219
243
260
275
برگشتIf(A)
0
0.5
1
1.5
2
2.38
3.8
برگشتVE(v)
12
108
181
222
246
264
275

اکنون باکاهش جریان تحریک ازمقدارنامی تاصفراعدادمربوطبه منحنی برگشت رانیزدرجدول بالامی نویسیم.
ب)آزمایش اتصال کوتاه :
درمدارقبل ترمینالهای ژنراتوررااتصال کوتاه می کنیم (دریکی ازفازهاآمپرمترقرارمی دهیم)پس از اطمینان عامل ازصفربودن جریان تحریک ژنراتور رابه آرامی ازمقدارصفرافزایش می دهیم جریان تحریک راحداکثرآنقدرافزایش می هیم که جریان آرمیچربرابرجریان نامی آن می شودباتغییرجریان
تحریک ازصفرتاحداکثرمجاز،جدول زیرراکامل می کنیم.
If (A)
0 0.31 0.56 0.82 1.9 1.37 1.56 1.79
Isc(A)
0.16 1.02 1.6 2.3 3.05 3.8 4.32 4.96

سوالات
1-درازمایش اتصال کوتاه در حالتی که جریان برابرجریان نامی ارمیچراست با تغییر سرعت چه تغییری در مقدار جریان اتصال کوتاه رخ می دهد علت ان را توضیح دهید ؟
باتغییر سرعت جریان اتصال کوتاه تغییر چندانی نمی کند اگر از مقاومت اهمی ارمیچر صرف نظر شود در حالت اتصال کوتاه تنها عنصر موجود در مدار معادل xsمی باشد که جریان اتصال کوتاه نسبت ولتاژتولید بر ان می باشد از انجا که هم ولتاژتولیدی وهم xsمتناسب باسرعت می باشد با تغییر سرعت نسبت انهاودر نتیجه جریان اتصال کوتاه ثابت باقی می ماند
2- درحالت بی باری وقتی جریان تحریک به مقدار نامی می رسد بدلیل اشباع مغناطیسی هسته منحنی غیر خطی می شود در حالی که در حالت اتصال کوتاه با همان جریان تحریک منحنی کاملا خطی است علت را توضیح دهید ؟
درحالت اتصال کوتاه مدار تقریبا سلفی خالص می باشد و جریان ارمیچر نسبت به ولتاژتولیدی ژنراتور90درجه پس فاز می باشد از این رو عکس العمل ارمیچر مغناطیس زدایی کرده وشار هسته را کاهش می دهد بنابر این در ازمایش اتصال کوتاه هسته هیچگاه اشباع نخواهد شد

ازمایش نهم:مشخصه خارجی ژنراتور سنکرون مستقل از شبکه و موازی کردن ژنراتور سنکرون با شبکه بی نهایت (سنکرونیزاسیون)
شرح آزمایش :
قبل از شروع ازمایش مقادیر نامی ژنراتور سنکرون وموتور dcرا از روی پلاک انها خوانده و در جدول زیر یاداشت می کنیم

مقادیر
ژنراتور
مقادیر
موتورdc
380 V
ولتاژزنراتور در حالت ستاره
200 V
ولتاژ نامی موتور
5.8 A
جریان ارمیچر ژنراتور در حالت ستاره
10 A
جریان نامی ارمیچر موتور
3 A
جریان تحریک ژنراتور
0.62 A
جریان نامی تحریک موتور
1500 rpm
سرعت نامی ژنراتور
1500 rpm
سرعت نامی موتور

الف)بارداری ژنراتور سنکرون مستقل :
همانطور که می دانیم مشخصه ی خارجی ژنراتور سنکرون با تغییر ضریب توان بار تغییر می کند در این ازمایش مشخصه خارجی ژنراتور سنکرون را در حالت بار اهمی خالص بدست خواهیم اورد
مدار ازمایش را مطابق شکل زیر می بندیم :

اکنون دقت می کنیم که در ابتدا بارها همگی خاموش باشند سپس به ارامی دور موتور را افزایش داده به دور نامی ژنراتور می رسانیم جریان تحریک ژنراتور را نیز به گونه ای تنظیم می کنیم که ولتاژخروجی ژنراتور برابر مقادیر نامی ان شود .حال با افزایش بار ژنراتور جریان ارمیچر وولتاژترمینال ژنراتور سنکرون را در جدول زیر یادداشت می کنیم باید دقت کنیم که سرعت وجریان تحریک ژنراتور در طول ازمایش ثابت بماند
0 1 2 3 4
بارها
0 0.25 0.45 0.74 1
Ia(A)
216 217 220 221 221
VC(V)

ب)موازی کردن ژنراتور سنکرون با شبکه
همان طور که می دانیم برای موازی کردن یک ژنراتور با یک شبکه ی قدرت بایستی 4شرط زیر برقرار باشند :
1- ولتاژژنراتور سنکرون برابر ولتاژ شبکه باشد
2- توالی فاز های ژنراتور سنکرون با توالی فازهای شبکه یکسان باشد
3- فرکانس ژنراتور سنکرون برابر فرکانس شبکه باشد
4- در لحظه موازی کردن ولتاژهای ژنراتور وشبکه هم فاز باشند
در این ازمایشگاه برای چک کردن چهار شرط فوق از 3عدد لامپ و یک عدد ولتمتر استفاده می شود شرط مساوی بودن ولتاژها با استفاده از واتمتر و3شرط دیگر با استفاده از لامپ ها بررسی می شوند.در هنگام ازمایش اگر توالی فازهای ژنراتور شبکه متناضر باشند هر 3لامپ به صورت همزمان با یکدیگر روشن وخاموش خواهند شد در غیر اینصورت روشن و خاموش شدن ان ها همزمان نخواهد بود لحظه ی هم فاز شدن ولتاژهای ژنراتور با ولتاژهای شبکعه لحظه ای است که لامپ ها خاموش می باشند
در این ازمایش از یک موتور dc شنت بعنوان محرک مکانیکی ژنراتور سنکرون استفاده می شود
مدار معادل ازمایش را مطابق شکل زیر می بندیم

برای شروع ازمایش پس از حصول اطمینان از قطع بودن کلید سنکرونیزاسیون کلید اصلی پنل را روشن می نماییم حال ولتاژدوسر موتور dcرا به ارامی و با احتیاط بالا می بریم دقت می کنیم که جریان موتور بیش از جریان نامی نشود پس از اطمینان از صحت مدار فوق ولتاژموتور را افزایش می دهیم تا موتور به سرعت نامی ژنراتور برسد
حال با افزایش جریان تحریک ژنراتور سنکرون ولتاژخروجی ژنراتور را دقیقا برابر ولتاژ شبکه تنظیم می کنیم بدین ترتیب شرط اول موازی کردن (مساوی بودن ولتاژها)برقرار شده است
حال به لامپ های سنکرونیزاسیون نگاه می کنیم اگر همزمان روشن و خاموش می شوند توالی فازها صحیح است در غیر اینصورت جای فاز های ژنراتور با شبکه را در محل کلید سنکرونیزاسیون انقدر جابه جا می کنیم تا روشن و خاموش شدن لامپ ها همزمان شود
حال با تغییر موتور dc فرکانس ژنراتور سنکرون را تغییر می دهیم تا اختلاف فرکانس ژنراتور و شبکه به حداقل ممکن برسد به این ترتیب لامپ ها با سرعت کمی روشن وخاموش خواهند شد .انقدر سرعت وجریان تحریک را تغییر می دهیم تا هم ولتاژژنراتور برابر مقدار نامی شود و هم اختلاف فرکانس ناچیز شود.حال با احتیاط و دقت کامل به محض خاموش شدن لامپ ها کلید سنکرونیزاسیون را وصل می کنیم به این ترتیب ژنراتور با شبکه سنکرون خواهد شد .ژنراتور پس از سنکرون شدن با شبکه هیچ توان اکتیوی به ان تحویل نمی دهد برای تحویل توان توسط ژنراتور بایستی گشتاور محور ورودی ان را افزایش داده با افزایش ولتاز تغذیه موتور dcگشتاور افزایش یافته وژنراتور به شبکه توان اکتیو تحویل می دهد
سوالات
1- ایا رگولاسیون ولتاژسنکرون مستقل می تواند منفی باشد ؟
بله -درصورت وجود بار پیش فاز (خازنی)رگولاسیون ولتاژ می تواند منفی باشد
2- اگر پس از سنکرون شدن ژنرتور باشبکه ولتاژ موتور dcرا کاهش دهیم ژنراتور چگونه عمل می کند ؟
با کاهش گشتاور اعمالی ماشین سنکرون از حالت ژنراتوری خارج شده و به صورت موتوری به کار خود ادامه می دهد
3- چرا با افزایش ویتاژ موتور dc سرعت ان زیاد نمی شود وثابت باقی می ماند ؟در این حالت چگونه قدرت اکتیو تحویلی به شبکه توسط ژنراتور زیاد می شود ؟
چون ماشین با شبکه سنکرون شده است سرعت ان را فرکانس شبکه تعیین خواهد کرد
4- ایا ژنراتور سنکرون می تواند هر مقدار توان اکتیو به شبکه تحویل بدهد یا یک حد ماکزیمم وجود دارد ؟درصورت وجود حد ماکزیمم اگر بخواهیم توان تحویلی را از ان بیشتر کنیم چه اتفاقی روی می دهد ؟
حد ماکزیمم وجود دارد اگر بخواهیم توانی بیش تر از حداکثر توان قابل تحویل توسط ژنراتور از ان بکشیم ژنراتور از سنکرونیزم خارج شده وناپایدار میشود .
5- از نظر شبکه بهتر است ژنراتور تون راکتیو تحویل دهد یا تحویل بگیرد چرا؟
تحویل بدهد چون اکثر بار های موجود در شبکه سلفی می باشد به منظور اصلاح ضریب توان بهتر است ژنراتور ها تون راکتیو به شبکه بدهند وگرنه بایستی از بانگ خازن اصلاح کننده ی ضریب توان استفاده شود
ازمایش دهم:بررسی عملکرد موتور سنکرون
شرح ازمایش :
قبل از شروع ازمایش مقادیر نامی ژنراتور سنکرون وموتور dcاز روی پلاک ان ها خوانده ودر جدول زیر یادداشت می کنیم
380 V
ولتاژ ژنراتور در حالت ستاره
200 V
ولتاژنامی موتور
5.7 A
جریان ارمیچر ژنراتور در حالت ستاره
10 A
جریان نامی ارمیچر موتور
3 A
جریان تحریک ژنراتور
0.62 A
جریان نامی تحریک موتور
1500 rpm
سرعت نامی ژنراتور
1500 rpm
سرعت نامی موتور

وسپس مدار از مایش را مطابق شکل زیر می بندیم

ازمایش را با روشن کردن 2و4بار نیز تکرار کرده ونتایج را در جداول زیر یادداشت می کنیم
ثابت 119*1.1=130.9
P
2.4 2 1.5 1 0.5 0.22
IF(A)
2.9 2.33 1.79 1.9 2.8 3.46
Ia(A)
326
VT(V)

112*2.12=237.44
P
0.12 0.5 1 1.55 2 2.4
IF(A)
3.25 3 2.08 1.9 2.4 3
Ia(A)
227
VT(V)

خواسته های ازمایش :
منحنی cos0بر حسب Ifرا به ازای هر 3مقدار بار ازمایش شده روی یک نمودار رسم کنید
cos0=p/vi
محاسبات برای بار اول
cos01=80/227*3.48=0.10 cos0=80/227*2.8=0.126
cos03=80/227*1.66=0.220 cos04=80/227*1.6=0.196
cos05=80/227*221=0.160 cos06=80/227*2.8=0.126
محاسبات برای بار دوم
cos01=130.9/226*3.46=0.167 cos02=130.9/226*2.8=0.207
cos03=130.9/226*1.9=0.305 cos04=130.9/226*1.79=0.323
cos05=130.9/226*2.32=0.250 cos06=130.9/226*2.9=0.20
محاسبات برای بار سوم
cos01=237.44/227*3.95=0.265 cos02=237.44/227*3=0.349
cos03=237.44/227*2.8=0.503 cos04=237.4/227*1.9=0.550
cos05=237.44/227*2.4=0.436 cos06=237.44/227*3=0.349
منحنی های Qبرحسب Ifرابه ازای هر سه مقدار بار ازمایش شده روی یک نمودار رسم کنید
(0.1)=84.26 cos0=0.1 0=cos-1
محاسبات برای جدول اول
Q1=VIsin 0=227*3.48 sin (84.26)=787
Q2=630.53
Q3=400.67
Q4=54.30
Q5=495.20
Q6=630.53
محاسبات برای جدول دوم
Q1=880.16
Q2=619.09
Q3=408.94
Q4==382.856
Q5=509.86
Q6=642.16
محاسبات برای جدول سوم
Q1=864.59
Q2=638.18
Q3=408.08
Q4=360.21
Q5=490.29
Q6=638.18
سوالات
1- چه عاملی توان خروجی موتور سنکرون را محدود می کند ؟
حداکثر توان موتور سنکرون از رابطه v1E/Xs بدست می اید از انجا که مقادیر V1,Eتقریبا برابر ولتاژ نامی می باشد حداکثر توان خروجی وابسته به مقدار امپدانس سنکرون خواهد بود
2- به ازای جریان تحریک ثابت موتور سنکرون با افزایش بار خروجی ان چگونه تغییر می کند ؟
به ازای جریان تحریک ثابت با افزایش بار ضریب توان نیز بهبود می یابد

گزارشکار ازمایشگاه ماشین 2

تعداد صفحات : 25 | فرمت فایل : WORD

بلافاصله بعد از پرداخت لینک دانلود فعال می شود