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PROVA SU GENERATORE SINCRONO TRIFASE DETERMINAZIONE DELLE CARATTERISTICHE A VUOTO, DI CORTO CIRCUITO E RILEVAZIONE DELLE CURVE A V.

elettrotecnica

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LABORATORIO  DI

MISURE   ELETTRICHE

OGGETTO:  PROVA SU GENERATORE SINCRONO TRIFASE

                        DETERMINAZIONE DELLE CARATTERISTICHE A VUOTO, DI

                        CORTO CIRCUITO E RILEVAZIONE DELLE CURVE A V.

       LA  PRESENTE  RELAZIONE  E'  COMPOSTA  DA:

ALTERNATORE SINCRONO

1°) SCOPO DELLA MISURA: Prova su macchina sincrona trifase.

            Caratteristiche elettriche dell'alternatore in esame:

            Generatore sincrono trifase :

            Macchina tipo SG424

            Potenza nominale:                                            An = 3 KVA

            Tensione nominale:                                          Vn = 220 V

            Corrente nominale:                                          In = 7,9 A

            Fattore di potenza nominale:                            cosj = 0.8

            Frequenza nominale:                                        f = 50 Hz

            Tipo di servizio:                                               Continuativo

            Tipo di collegamento:                                      Collegamento a Y

            Velocità nominale                                            n = 1500 RPM

            Caratteristiche del circuito di eccitazione:

            Tensione nominale di eccitazione:                     Vn.ecc = 220 V

            Corrente nominale di eccitazione:                     In.ecc = 0.8 A

PRESCRIZIONI:

1.) Prova a vuoto.

1.1 ) Determinazione della caratteristica a vuoto.

2.) Prova di corto circuito.

2.1 ) Determinazione della caratteristica di corto circuito.

3.) Rilevazione delle curve a V del generatore in esame.

PRESCRIZIONE N°1)

SCOPO DELLA MISURA:

 - Determinazione della caratteristica a vuoto -

1) Metodo di misura impiegato:

Per questa misura sono stati inseriti un amperometro digitale sul circuito di eccitazione e tre voltmetri digitali collegati alle tre fasi dell'indotto.

2) Schema di principio:

                     

3) Esecuzione della prova:

Si sono inseriti gli strumenti come indicato nello schema.

Si è portato in rotazione il motore primo (motore in corrente continua) fornendo tensione e disinserendo gradualmente la resistenza di avviamento necessaria per diminuire la corrente allo spunto.

Successivamente si è inserito un reostato di campo necessario per portare il rotore alla velocità di 1500 RPM e mantenerla costante durante tutta la prova.

Fatto ciò, si è effettuata al prima lettura con corrente di eccitazione dell'alternatore circa uguale a zero, rilevando così la magnetizzazione residua all'interno dell'alternatore.

Fatto questo si è variata la corrente di eccitazione tramite i 959j96j l reostato di campo dell'alternatore.

Disinserendo poco alla volta il reostato di campo si sono rilevati i valori della tensione di indotto in funzione della corrente di eccitazione, fino ad un valore di tensione maggiore del 20¸30% della tensione nominale, rilevando così i punti della curva di magnetizzazione in fase di salita.

Reinserendo successivamente il reostato di campo la tensione ai capi dell'alternatore diminuisce seguendo la caratteristica discendente di magnetizzazione.

I valori rilevati durante queste due prove sono riportati in tabella.

4) Elaborazione dati:

Durante la misura si sono rilevate le caratteristiche di eccitazione nelle due fasi di alimentazione della macchina:

Fase di salita:

 

Valore della corrente di eccitazione dell'alternatore

Valori di tensione della fase 1 dell'alternatore

Valori di tensione della fase 2 dell'alternatore

Valori di tensione della fase 3 dell'alternatore

Valori di tensione di fase medi dell'alternatore

@0 A

12.56 V

12.58 V

12.62 V

12.56 V

0.052 A

26.16 V

26.16 V

26.25 V

26.19 V

0.103 A

48.03 V

48.03 V

48.24 V

48.10 V

0.200 A

85.20 V

85.20 V

85.60 V

85.3 V

0.302 A

111.4 V

111.4 V

112.0 V

111.6 V

0.399 A

127.3 V

127.3 V

128.0 V

127.5 V

0.500 A

138.2 V

138.2 V

139.0 V

138.5 V

Fase di discesa:

 

Valore della corrente di eccitazione dell'alternatore

Valori di tensione della fase 1 dell'alternatore

Valori di tensione della fase 2 dell'alternatore

Valori di tensione della fase 3 dell'alternatore

Valori di tensione di fase medi dell'alternatore

0.500 A

138.2 V

138.2 V

139.0 V

138.5 V

0.399 A

128.5 V

128.5 V

129.2 V

128.7 V

0.300 A

114.1 V

114.1 V

114.7 V

114.3 V

0.200 A

89.8 V

89.8V

90.2 V

89.9 V

0.008 A

11.11 V

11.12V

11.15 V

11.13 V

PRESCRIZIONE 1.1 )

 - Determinazione delle caratteristiche di magnetizzazione -

Grafici:

Vedere grafici allegati:

1. Caratteristica di magnetizzazione a vuoto, fase di salita e fase di discesa.

2. Caratteristica di magnetizzazione a vuoto (media) e di c.to c.to, per la determinazione sperimentale dell'impedenza sincrona

PRESCRIZIONE N 2)

SCOPO DELLA MISURA

 - Prova di corto circuito -

1) Metodo di misura impiegato:

Si è impiegato un amperometro digitale sul circuito di eccitazione, ed un amperometro digitale che rilevasse la corrente di linea sull'indotto dell'alternatore preventivamente cortocircuitato.

2) Schema di principio:

                    

3) Esecuzione della prova:

Si sono inseriti gli strumenti come indicato nello schema.

Si è avviato l'alternatore con le stesse modalità della prova a vuoto, tenendo conto che la velocità di rotazione può anche non essere costante, visto che la corrente di corto circuito ne è praticamente indipendente.

Effettuate queste manovre si è alimentato il circuito di eccitazione con correnti crescenti e si sono rilevati i relativi valori di corrente sugli avvolgimenti cortocircuitati.

4) Elaborazione dati:

I valori rilevati nella prova di corto circuito sono stati riportati nella seguente tabella.

 

Valore della corrente di eccitazione dell'alternatore

 

Valore della corrente di c.to c.to dell'alternatore

@0 A

0.567 A

0.104 A

2.364 A

0.148 A

3.23 A

0.200 A

4.33 A

0.254 A

5.39 A

0.302 A

6.37 A

0.354 A

7.39 A

0.374 A

7.85 A

PRESCRIZIONE 2.1 )

 - Determinazione della caratteristica di corto circuito -

Grafici:

Vedere grafici allegati:

1. Caratteristica di magnetizzazione a vuoto (media) e di c.to c.to, per la determinazione sperimentale dell'impedenza sincrona.

PRESCRIZIONE N 3)

SCOPO DELLA MISURA

 - Rilevazione delle curve a V del generatore in esame -

1) Metodo di misura impiegato:

Si è impiegato un amperometro analogico, di costante K = 0.05 A/div, sul circuito di eccitazione e tre amperometri digitali che rilevassero la corrente di linea sull'indotto dell'alternatore.

2) Schema di principio:

          

3) Esecuzione della prova:

Sono inseriti gli strumenti come indicato nello schema.

Si è avviato l'alternatore con le stesse modalità descritte nella prova a vuoto, raggiunta la velocità di 1500 RPM (corrispondente ad una frequenza della tensione indotta di 50 Hz) e portata la tensione del generatore pari a quella di rete vi è stato collegato in parallelo tramite l'ausilio di un sincronoscopio.

A questo punto l'alternatore è in parallelo alla rete ed non assorbe, ne eroga, potenza di nessun tipo, reattiva o induttiva, in quanto tutta la potenza assorbita dal motore primo serve a tenerlo in rotazione.

In queste condizioni di funzionamento si è variata la corrente di eccitazione dl circuito induttore dell'alternatore da un valore minimo (funzionamento sottoeccitato) ad un valore massimo (funzionamento sovraeccitato).

Agendo sul circuito di eccitazione del motore primo e aumentandone la corrente, il sistema a causa del collegamento con la rete a frequenza fissa ha fissa quindi la velocità di rotazione, viene prodotta così potenza che viene scaricata dall'alternatore alla rete.

Mantenendo circa costante tale valore di potenza, si è variata come prima la corrente di eccitazione del circuito da un valore minimo che fosse rilevabile dagli stumenti ad un valore massimo circa uguale alla corrente di eccitazione nominale, rilevandone le misure.

Tali letture sono state rilevate in modo tale che le potenze scaricate alla rete fossero approssimativamente pari a 0 - 1000 - 2000 W.

Per una potenza pari a circa 0 W si sono rilevati i seguenti dati:

 

Corrente di eccitazione dell'alternatore

Iecc

 

Corrente erogata da ogni singola fase dell'alternatore

   I1           I2              I3

 

Potenza erogata da ogni singola fase dell'alternatore

 P1            P2            P3

 

Fattore di potenza del carico erogato

cosj

 

0.175 A

 

4.19 A

 

4.14 A

 

4.11 A

 

17.4 W

 

24 W

 

15.4 W

 

0.032

 

0.25 A

 

2.49 A

 

2.44 A

 

2.42 A

 

//

 

//

 

//

 

//

 

0.4 A

 

0.236 A

 

0.281 A

 

0.291 A

 

//

 

//

 

//

 

//

 

0.6 A

 

3.25 A

 

3.31 A

 

3.38 A

 

12.8 W

 

13.4 W

 

19.0 W

 

0.030

 

0.7 A

 

4.98 A

 

5.04 A

 

5.09 A

 

-9.35 W

 

6.40 W

 

-7.14 W

 

-0.014

 

0.85 A

 

7.40 A

 

7.47 A

 

7.52 A

 

1.59 W

 

16.8 W

 

0 W

 

0.001

Per una potenza pari a circa 1000 W si sono rilevati i seguenti dati:

 

Corrente di eccitazione dell'alternatore

Iecc

 

Corrente erogata da ogni singola fase dell'alternatore

   I1           I2              I3

 

Potenza erogata da ogni singola fase dell'alternatore

P1            P2            P3

 

Fattore di potenza del carico erogato

cosj

 

0.2 A

 

5.68 A

 

5.67 A

 

5.59 A

 

344 W

 

350 W

 

343 W

 

0.473

 

0.35 A

 

3.31 A

 

3.40 A

 

3.24 A

 

336 W

 

354 W

 

343 W

 

0.790

 

0.45 A

 

2.68 A

 

2.69 A

 

2.69 A

 

342 W

 

355 W

 

345 W

 

0.992

 

0.6 A

 

3.70 A

 

3.80 A

 

3.78 A

 

332 W

 

347 W

 

333 W

 

0.700

 

0.775 A

 

6.13 A

 

6.26 A

 

6.24 A

 

352 W

 

370 W

 

3.56 W

 

0.446

Per una potenza pari a circa 2000 W si sono rilevati i seguenti dati:

 

Corrente di eccitazione dell'alternatore

Iecc

 

Corrente erogata da ogni singola fase dell'alternatore

   I1           I2              I3

 

Potenza erogata da ogni singola fase dell'alternatore

 P1            P2            P3

 

Fattore di potenza del carico erogato

cosj

 

0.3 A

 

7.58 A

 

7.85 A

 

7.76 A

 

717 W

 

715 W

 

709 W

 

0.711

 

0.55 A

 

5.44 A

 

5.52 A

 

5.42 A

 

704 W

 

708 W

 

699 W

 

1.000

 

0.75 A

 

6.47 A

 

6.64 A

 

6.57 A

 

690 W

 

716 W

 

698 W

 

0.826

4) Elaborazione dati:

Elaborando i dati sopra riportati si sono ottenuti i seguenti dati medi per le tre classi di potenza rilevate.

Per potenza pari a 0 W:

 

Corrente di eccitazione dell'alternatore

Iecc

 

Corrente media erogata dall'alternatore

I

 

Potenza totale erogata dall'alternatore

P

 

Fattore di potenza del carico erogato

cosj

 

0.175 A

 

4.15 A

 

56.8 W

 

0.032

 

0.25 A

 

2.45 A

 

//

 

//

 

0.4 A

 

0.269 A

 

//

 

//

 

0.6 A

 

3.31 A

 

45.2 W

 

0.030

 

0.7 A

 

5.04 A

 

-10.09 W

 

-0.014

 

0.85 A

 

7.46 A

 

18.39 W

 

0.001

Per potenza pari a 1000 W:

 

Corrente di eccitazione dell'alternatore

Iecc

 

Corrente media erogata dall'alternatore

I

 

Potenza totale erogata dall'alternatore

P

 

Fattore di potenza del carico erogato

cosj

 

0.2 A

 

5.65 A

 

1037 W

 

0.473

 

0.35 A

 

3.32 A

 

1033 W

 

0.790

 

0.45 A

 

2.69 A

 

1042 W

 

0.992

 

0.6 A

 

3.76 A

 

1012 W

 

0.700

 

0.775 A

 

6.21 A

 

1078 W

 

0.446

Per potenza pari a 2000 W:

 

Corrente di eccitazione dell'alternatore

Iecc

 

Corrente media erogata dall'alternatore

I

 

Potenza totale erogata dall'alternatore

P

 

Fattore di potenza del carico erogato

cosj

 

0.3 A

 

7.82 A

 

2141 W

 

0.711

 

0.55 A

 

5.46 A

 

2111 W

 

1.000

 

0.75 A

 

6.56 A

 

2104 W

 

0.826

Tali dati sono stati poi utilizzati per tracciare la caratteristica richiesta.

 

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