Схеми лабораторного стенду наведено на рисунку.4.1. Вибір виду синхронізації проводиться за допомогою ключа керування (SAC)
При вмиканні генератора G на паралельну роботу методом точної синхронізації використовуються вольтметри, частотоміри, стрілочний синхроноскоп; які ввімкнено на напругу мережі і генератора, що синхронізується, через трансформатори напруги ТV1, ТV2.
При вмиканні генератора на паралельну роботу методом самосинхронізації контроль швидкості обертання генератора й автоматична подача команди на вмикання не збудженого генератора в мережу здійснюється індукційним реле різниці частот ИРЧ-01 (КF).
Одна обмотка КF1 цього реле розрахована на напругу 100 В та ввімкнена через трансформатор напруги ТV1 на напругу мережі. Друга обмотка КF.2 цього реле – через трансформатор напруги ТV2 на залишкову напругу генератора. Для її живлення достатня напруга 0,2-2 В. Момент, що діє на ротор цього реле, визначається виразом:
де fs - частота ковзання, рівна різниці частот мережі і генератора, що розганяється,
Рисунок 4.1 .Схема лабораторної установки
Таким чином, знак обертаючого моменту реле змінюється з частотою ковзання. При відсутності напруги на одній з обмоток реле утримується пружиною в середньому положенні і контакти його розімкнуті.
При розгоні генератора реле збуджується і його якір починає коливатися. На якорі укріплений рухливий контакт , а нерухомі контакти розташовані з обох сторін від рухливого. Поки різниця частот мережі і генератора велика, амплітуда відхилення рухливого контакту незначна, і нерухомі контакти не замикаються. Зі збільшенням швидкості обертання генератора частота ковзання fsзменшується й амплітуда коливання рухливого контакту збільшується.
Реле побудовано так, що при fs = 1 Гц амплітуда коливань стає достатньою для замикання контакту КF, що впливає на вмикання вимикача генератора через проміжне реле КL (що підхоплює імпульс контактом КL.2 і вмикає вимикач Q(КМ) контактом КL.З).
При вмиканні генератора в мережу вимикачем Q забезпечується шунтування опору гасіння поля R допоміжними контактами SQ вимикача Q, і генератор збуджується. Щоб після вмикання генератора в мережу не відбулося перегоряння другої обмотки КF.2 реле, розрахованої на малі напруги, її ланцюг розмикається контактами реле КL.1
Генератор G і його збудник GE обертаються первинним двигуном М постійного струму з паралельним збудженням. На стенді передбачені світлова сигналізація, кнопки дистанційного пуску SBC і зупинки SВТ первинного двигуна, реостати для зміни швидкості його обертання (на схемі не показані), кнопки для вмикання SBC і відмикання SВТ вимикача Q при точній синхронізації генератора і шунтовий реостат RR. для регулювання збудження генератора.
На стенді встановлені вимірювальні прилади, що дозволяють виміряти струм збудження генератора, струм статора генератора, активну потужність, що віддається генератором у мережу системи або споживану з мережі при роботі в режимі синхронного компенсатора і коефіцієнт-потужності cosφ навантаження генератора.
Випробуваний генератор має наступні номінальні параметри:
Рном=3,6кВт; инаи=230В; Iном=11.2A;
nном=1500 об/хв ; номінальний струм збудження - 11,2 А.
У лабораторну установку входить панель апаратів керування, на якій змонтовані апарати автоматичного пуску гончого двигуна і контактор змінного струму КМ, що виконує роль вимикача Q. Генератор і панель керування знаходяться в машинному залі.