ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΣΥΝΔΕΣΗ ΤΟΥ ΕΝΑΛΛΑΚΤΗ ΜΕ ΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Εξαρτήματα:  1 στάτης μηχανής AC με δακτυλιοφόρο ρότορα και συνδεδεμένες ψήκτρες  1 στάτης μηχανής DC με ρότορα μεταγωγής και συνδεδεμένες ψήκτρες  1 DL 10281 Δομοστοιχείο τροφοδοσίας  1 DL 10282N Δομοστοιχείο μέτρησης  1 DL 10283 Φορτία και ρεοστάτες  1 DL 10310 Στρεφόμενο συγχρονοσκόπιο φωτός  1 MY60 Ψηφιακό πολύμετρο Ηλεκτρικό διάγραμμα Τοπογραφικό διάγραμμα Διαδικασία Συναρμολογήστε το συγκρότημα εναλλάκτη-κινητήρα DC χρησιμοποιώντας τον στάτη της μηχανής εναλλασσόμενου ρεύματος μαζί με τον δακτυλιοφόρο ρότορα και τις συνδεδεμένες ψήκτρες και τον στάτορα της μηχανής συνεχούς ρεύματος μαζί με τον ρότορα μεταγωγής και τις ψήκτρες. Κατασκευάστε το κύκλωμα που φαίνεται στο προηγούμενο τοπογραφικό διάγραμμα. Ρυθμίστε το δομοστοιχείο τροφοδοσίας DL 10281 για σταθερή συνεχή τάση 42V/10A και σταθερή εναλλασσόμενη τάση 42V/10A (επιλογέας «a0b» στη θέση «b» και διακόπτες L+/L- και L1/L2/L3 στη θέση «0») και για μεταβαλλόμενη συνεχή τάση 0÷8V/12A (επιλογέας «c0d» στη θέση «d» και κομβίο ελέγχου στο 0%). Χρησιμοποιήστε το δομοστοιχείο μέτρησης DL 10282N και διαβάστε τις τιμές του βολτόμετρου και του αμπερόμετρου που συνδέονται στον στάτη του εναλλάκτη για μετρήσεις εναλλασσόμενου ρεύματος στην πρώτη και τη δεύτερη διάταξη. Για την ενεργό ισχύ, πατήστε το κουμπί «Function» (Λειτουργία) στα δεξιά της κατάλληλης διάταξης μέτρησης. Χρησιμοποιήστε το δομοστοιχείο μέτρησης DL 10282N για μετρήσεις της ταχύτητας στην τρίτη διάταξη. Χρησιμοποιήστε το ψηφιακό πολύμετρο MY60 για να μετρήσετε την τιμή του αμπερόμετρου διέγερσης του εναλλάκτη για μετρήσεις συνεχούς ρεύματος στη δεύτερη διάταξη (+ στον κόκκινο ακροδέκτη). Ρυθμίστε στο δομοστοιχείο DL 10283 τον ρεοστάτη εκκίνησης RA με τη μέγιστη αντίσταση (κομβίο εκκίνησης στη θέση «b») και τον ρεοστάτη διέγερσης RF με την ελάχιστη αντίσταση (κομβίο εκκίνησης στη θέση «a»). Ρυθμίστε το δομοστοιχείο DL 10310 με τον παράλληλο διακόπτη στη θέση εκτός λειτουργίας και τον βολτομετρικό επιλογέα L1-L2/U-V στη θέση L1-L2. Ενεργοποιήστε το δομοστοιχείο τροφοδοσίας: ρυθμίστε τον διακόπτη L1/L2/L3 στη θέση «1» και μετρήστε την τάση δικτύου ρεύματος: U = ........ (V) Η συχνότητα δικτύου ρεύματος υποτίθεται ότι είναι γνωστή και ίση με 50 Hz. Κάντε το συγκρότημα να περιστρέφεται ρυθμίζοντας τον διακόπτη L+/L- στη θέση 1: απενεργοποιήστε σταδιακά τον ρεοστάτη εκκίνησης RA (κομβίο εκκίνησης στη θέση «a» και στη συνέχεια βραχυκυκλώστε τον ρεοστάτη RA με έναν βραχυκυκλωτήρα) και ρυθμίστε το ρεύμα διέγερσης του κινητήρα DC μέσω του ρεοστάτη RF μέχρι η ταχύτητα του συγκροτήματος να είναι κατάλληλη για την παραγωγή της συχνότητας δικτύου (ταχύτητα περιστροφής 3000 min-1). Ρυθμίστε τον βολτομετρικό επιλογέα L1-L2/U-V στη θέση U-V και προκαλέστε διέγερση του εναλλάκτη με τη μεταβλητή συνεχή τάση 0÷8 V με τέτοιο τρόπο ώστε η τάση που παρέχεται από τον εναλλάκτη να έχει περίπου την τιμή της τάσης του δικτύου ρεύματος. Μέχρι να υπάρχει ακριβής εξίσωση της συχνότητας δικτύου ρεύματος και της συχνότητας που παράγεται από τον εναλλάκτη, η φωτεινή ένδειξη του συγχρονοσκόπιου μπορεί να οδηγήσει σε: (α) Οι λυχνίες επιτυγχάνουν τη μέγιστη φωτεινότητα στην ακολουθία FAST H1-H2-H3 (γρήγορος εναλλάκτης) ή SLOW H1-H3-H2 (αργός εναλλάκτης). Η σειρά της κυκλικής διαδοχής των φάσεων ΕΙΝΑΙ ΣΩΣΤΗ και ο εναλλάκτης μπορεί να συνδεθεί παράλληλα με το δίκτυο ρεύματος, (β) Οι τρεις λυχνίες αναβοσβήνουν ταυτόχρονα στον ρυθμό της συχνότητας παλμού. Η σειρά της κυκλικής διαδοχής των φάσεων ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΣΩΣΤΗ: προτού πραγματοποιηθεί η παράλληλη σύνδεση οι δύο φάσεις του εναλλάκτη πρέπει να εναλλαγούν. Αφού επαληθεύσετε την ορθότητα της σειράς διαδοχής των φάσεων, ρυθμίστε με προσοχή τη διέγερση του κινητήρα DC με τέτοιο τρόπο ώστε ο εναλλάκτης να είναι ελαφρώς γρήγορος ενώ το φωτεινό κύμα που παράγεται από τις λυχνίες να στρέφεται αργά στη ΓΡΗΓΟΡΗ κατεύθυνση. Όταν η λυχνία H1 είναι σκοτεινή και οι λυχνίες H2 και H3 έχουν την ίδια φωτεινότητα, ενεργοποιήστε τον παράλληλο διακόπτη (θέση «εντός λειτουργίας»): με αυτόν τον τρόπο, ο εναλλάκτης συνδέεται στο δίκτυο ρεύματος και τίθεται στην ταχύτητα που επιβάλλεται από τη συχνότητα δικτύου και υπόκειται στην τάση δικτύου. Αφού πραγματοποιήσετε την παράλληλη σύνδεση, ρυθμίστε με προσοχή την ταχύτητα του μηχανισμού μετάδοσης κίνησης με τέτοιο τρόπο ώστε η ισχύς που ανταλλάσσεται ανάμεσα στον εναλλάκτη και το δίκτυο να είναι μηδενική (τα δύο βατόμετρα πρέπει να παρέχουν την ίδια ένδειξη, αλλά με αντίθετο πρόσημο). Σε αυτές τις συνθήκες, καταγράψτε τις ενδείξεις του ρεύματος διέγερσης Ie, του ρεύματος του οπλισμού Is και των δύο βατόμετρων W1 και W2: Ie = ......... (A) Is = ......... (A) P21 = .......... (W) P31 = ........... (W) Η ενεργός ισχύς που ανταλλάσσεται ανάμεσα στον εναλλάκτη και το δίκτυο ρεύματος είναι ίση με P = P21 + P31 = ......... (W) ενώ η άεργος ισχύς είναι ίση με: Q = 3 (P21 - P31) = ........... (VAR) Χωρίς να μεταβάλετε την ταχύτητα του μηχανισμού μετάδοσης κίνησης, καταγράψτε τις ενδείξεις του οργάνου που παρουσιάστηκαν προηγουμένως σε αντιστοιχία με τα ρεύματα διέγερσης Ie που παρουσιάζονται στον ακόλουθο πίνακα και λήφθηκαν με μεταβολή της συνεχούς τάσης 0÷8V. Επαληθεύστε με αυτόν τον τρόπο ότι η μεταβολή του ρεύματος διέγερσης τροποποιεί μόνο την άεργο ισχύ χωρίς να μεταβάλλει ουσιαστικά την ανταλλαγή ενεργού ισχύος ανάμεσα στο δίκτυο ρεύματος και τον εναλλάκτη. Ρυθμίστε το ρεύμα διέγερσης Ie του εναλλάκτη ξανά στην τιμή που καθορίστηκε στις συνθήκες παράλληλης σύνδεσης με μηδενική ενεργό ισχύ και δοκιμάστε τώρα να αυξήσετε την ταχύτητα του συγκροτήματος μειώνοντας με προσοχή την αντίσταση του ρεοστάτη διέγερσης RF του κινητήρα. Η ταχύτητα περιστροφής επιβάλλεται από τη συχνότητα δικτύου και δεν αλλάζει: στη συνέχεια, μειώστε την αντίσταση διέγερσης RF με τέτοιο τρόπο ώστε το ρεύμα του στάτορα να είναι Is = 1,5 A. Καταγράψτε τις ενδείξεις των οργάνων που παρουσιάστηκαν προηγουμένως και σημειώστε τις τιμές στον πίνακα. Επαληθεύστε με αυτόν τον τρόπο ότι με την αύξηση της κινητήριας ροπής, ο εναλλάκτης παρέχει ενεργό ισχύ. Τέλος, αποσυνδέστε τον εναλλάκτη από την παράλληλη ζεύξη εκτελώντας τους ακόλουθους χειρισμούς: (α) Μειώστε την ισχύ που παρέχεται από τον εναλλάκτη ρυθμίζοντας τις στροφές του κινητήρα DC με τέτοιο τρόπο ώστε το ρεύμα Is να είναι ελάχιστο. (β) Απενεργοποιήστε τον παράλληλο διακόπτη και συνεπώς ρυθμίστε τον διακόπτη L1/L2/L3 στη θέση «0». (γ) Διακόψτε τη λειτουργία του συγκροτήματος ρυθμίζοντας τον διακόπτη L+/L- στη θέση «0» και απενεργοποιήστε τον εναλλάκτη ρυθμίζοντας τον επιλογέα «c0d» ξανά στη θέση «0».

Σκοπός της Άσκησης Μαθησιακοί Στόχοι  Ικανοποιήστε τις συνθήκες που επιτρέπουν τη διεξαγωγή της παράλληλης σύνδεσης του εναλλάκτη με το δίκτυο ρεύματος  Αναλύστε την εναλλαγή ενεργού και άεργου ισχύος ανάμεσα στον εναλλάκτη και το δίκτυο ρεύματος