實(shí)驗(yàn)三三相同步電動(dòng)機(jī)

1、實(shí)用文檔浙尹上嚏 實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：三相同步電動(dòng)機(jī)小組成員：許世飛許晨光楊鵬飛王凱征一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .掌握三相同步電動(dòng)機(jī)的異步起動(dòng)方法。2 .測(cè)取三相同步電動(dòng)機(jī)的V形曲線。3 .測(cè)取三相同步電動(dòng)機(jī)的工作特性。二.預(yù)習(xí)要點(diǎn)1 .三相同步電動(dòng)機(jī)異步起動(dòng)的原理及操作步驟。2 .三相同步電動(dòng)機(jī)的V形曲線是怎樣的？ 怎樣作為無功發(fā)電機(jī)（調(diào)相機(jī)）？3 .三相同步電動(dòng)機(jī)的工作特性怎樣？怎樣測(cè)?。咳?實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1 .三相同步電動(dòng)機(jī)的異步起動(dòng)。2 .測(cè)取三相同步電動(dòng)機(jī)輸出功率 R = 0時(shí)的V形曲線。3 .測(cè)取三相同步電動(dòng)機(jī)輸出功率 R=0.5倍額定功率時(shí)的V形曲線。4 .測(cè)取三相同步電動(dòng)機(jī)的工作特性。四.實(shí)驗(yàn)設(shè)

2、備及儀器1 .實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏；2 .電機(jī)導(dǎo)軌及轉(zhuǎn)速測(cè)量；3 .功率、功率因數(shù)表（NMCL-001;4 .同步電機(jī)勵(lì)磁電源（含在主控制屏左下方，NMEL-19;5 .直流電機(jī)儀表、電源（含在主控制屏左下方，NMEL-18;6 .三相可調(diào)電阻器 900Q （NMEL-03;7 .三相可調(diào)電阻器 90Q （NMEL-04；8 .旋轉(zhuǎn)指示燈及開關(guān)板（NMEL-05A;9 .三相同步電機(jī)M0810 .直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī) M03五.實(shí)驗(yàn)方法被試電機(jī)為凸極式三相同步電動(dòng)機(jī) M081 .三相同步電動(dòng)機(jī)的異步起動(dòng)實(shí)驗(yàn)線路圖如圖3-1。實(shí)驗(yàn)開始前，MEL-13中的“轉(zhuǎn)速控制”和“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控 制”，

3、“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”旋鈕逆時(shí)針到底。R的阻值選擇為同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組電阻的 10倍（約90歐姆），選用NMEL-04 中的90Q電阻。UAXVW2OSIf同 步 電 機(jī) 勵(lì) 磁 電 源開關(guān)S選用NMEL-05C選用 NMEL-04的90 i. 1電阻選用 NMEL-05 一 ©雙刀雙擲開關(guān)/交 流 電 源 輸 出圖4匍3-1目叫WK蝌諜質(zhì)部CL-IMcM鉗IBMEL-11B）同步電機(jī)勵(lì)磁電源（NMEL-19固定在控制屏的右下部。a.把功率表電流線圈短接，把交流電流表短接，先將開關(guān)S閉合于勵(lì)磁電流源端，啟動(dòng)勵(lì)磁電流源，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流源輸出大約0.7A左右，然后將開關(guān)S閉合于可變電阻器R （圖示左

4、端）。b.把調(diào)壓器退到零位，合上電源開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使升壓至同步電動(dòng)機(jī)額定電 壓220伏,觀察電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，若不符合則應(yīng)調(diào)整相序使電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向符合要求。c.當(dāng)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，把開關(guān) S迅速從左端切換閉合到右端，讓同步電動(dòng) 機(jī)勵(lì)磁繞組加直流勵(lì)磁而強(qiáng)制拉入同步運(yùn)行， 異步起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)整個(gè)起動(dòng)過程 完畢，接通功率表、功率因數(shù)表、交流電流表。2 .測(cè)取三相同步電動(dòng)機(jī)輸出功率 R = 0時(shí)的V形曲線a.按1方法異步起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)。使同步電動(dòng)機(jī)輸出功率P2=0。b.調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流If并使If增加，這時(shí)同步電動(dòng)機(jī)的定子三相電流 亦隨之增加，直至電流達(dá)同步電動(dòng)機(jī)的額定值，記錄定子三相電流和相應(yīng)

5、的勵(lì)磁 電流、輸入功率。c.調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流If使If使逐漸減小，這時(shí)定子三相電流亦隨之減 小，直至電流過最小值，記錄這時(shí)的相應(yīng)數(shù)據(jù)，d.繼續(xù)調(diào)小同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流，這時(shí)同步電動(dòng)機(jī)的定子三相電流反而增大 直到電流達(dá)額定值，在這過勵(lì)和欠勵(lì)范圍內(nèi)讀取911組數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)記錄于表3-1。表 3-1n=1500r/min； U=220V; P20廳p三相電流（A）勵(lì)磁電流（A）輸入功率（WIAIBICIIfP1P2P10.0960.0960.0960.0960.7527.8123.0250.8320.110.110.110.110.721.1225.8246.9430.1270.1270.12

6、70.1270.6514.1128.4542.5640.1460.1460.1460.1460.6031.5531.5550.1720.1720.1720.1720.55035.1635.1660.3480.3480.3480.3480.2-47.158.7111.6170.4060.4060.4060.4060.1-61.266.645.4480.440.440.440.440.03-67.571.43.990.1210.1210.1210.1210.716.9328.1645.09100.0940.0940.0940.0940.829.3823.0652.44110.0890.0890.0

7、890.0890.944.8517.1161.96120.1090.1090.1090.109159.4911.8971.38130.1430.1430.1430.1431.173.616.8380.44140.1810.1810.1810.1811.287.72087.72150.2240.2240.2240.2241.3103.30103.3160.2650.2650.2650.2651.4117-6.4110.6170.3070.3070.3070.3071.5131.5-10.3121.2180.3480.3480.3480.3481.6145.6-13.8131.8190.390.3

8、90.390.391.7159.6-17.4142.2200.4490.4490.4490.4491.85182.03-36146.03210.0870.0870.0870.0870.7932.8321.2354.06表中 I = (I A + I B + IC)/3P = P 1+ Pn3 .測(cè)取三相同步電動(dòng)機(jī)輸出功率 R = 0.5倍額定功率時(shí)的V形曲線。a.按1方法異步起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)，調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”旋鈕使之加載，使 同步電動(dòng)機(jī)輸出功率改變，輸出功率按下式計(jì)算：P 2 = 0.105nT 2式中 n電機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min； T 2由轉(zhuǎn)矩表讀出， Nmb.使同步電動(dòng)機(jī)輸出功率接近于 0

9、.5倍額定功率且保持不變，調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī) 的勵(lì)磁電流If使If增加，這時(shí)同步電動(dòng)機(jī)的定子三相電流亦隨之增加直到電流 達(dá)同步電動(dòng)機(jī)的額定電流，記錄定子三相電流和相應(yīng)的勵(lì)磁電流、輸入功率。c.調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流If ,使If逐漸減小，這時(shí)定子三相電流亦隨之減 小直至電流達(dá)最小值，記錄這時(shí)的相應(yīng)數(shù)據(jù)，繼續(xù)調(diào)小同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流， 這時(shí)同步電動(dòng)機(jī)的定子三相電流反而增大直到電流達(dá)額定值，在過勵(lì)和欠勵(lì)范圍內(nèi)讀取911組數(shù)據(jù)并記錄于表3-2中。表 3-2n=1500r/min； U=220V; F2 = 0.5Pn廳p三相電流（A）勵(lì)磁電流（A）輸入功率（WIAIBICIIfP1P2P10.1830

10、.1830.1830.1830.8588.2537.76126.0120.2160.2160.2160.2160.6559.735.8995.5930.2280.2280.2280.2280.652.1752.71104.8840.2450.2450.2450.2450.5545.2755.72100.9950.2870.2870.2870.2870.4531.0562.693.6560.340.340.340.340.3515.5771.0186.5870.3510.3510.3510.3510.3312.4472.5484.9880.2030.2030.2030.2030.765.0347

11、.14112.1790.1940.1940.1940.1940.7571.8344.3116.13100.1870.1870.1870.1870.878.7341.54120.27110.1860.1860.1860.1860.992.0136.35128.36120.1970.1970.1970.1971106.931.96138.86130.220.220.220.221.1122.125.74147.84140.2530.2530.2530.2531.213720.77157.77150.2870.2870.2870.2871.3152.416.14168.54160.3250.3250

12、.3250.3251.4167.611.89179.49170.350.350.350.351.46177.39186.3表中 I = (I A + I B + Ic)/3 P = P 1+ Pn4 .測(cè)取三相同步電動(dòng)機(jī)的工作特性a.按1方法異步起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)，按 3方法改變負(fù)載電阻，使同步電動(dòng)機(jī)輸出 功率改變，輸出功率按下式計(jì)算：P 2 = 0.105nT 2式中 n 電機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；T2由直流發(fā)電機(jī)的電樞電流.轉(zhuǎn)矩表讀出，Nmb.同時(shí)調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流使同步電動(dòng)機(jī)輸出功率達(dá)額定值時(shí)，且功率 因數(shù)為1。c.保持此時(shí)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流恒定不變，逐漸減小負(fù)載，使同步電動(dòng)機(jī)輸出功率逐

13、漸減小直至為零，讀取定子電流、輸入功率、功率因數(shù)、輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn) 速，共取67組數(shù)據(jù)并記錄于表3-3中。序號(hào)同步電動(dòng)機(jī)輸入同步電動(dòng)機(jī)輸出IA 舊 IC IIf P1 P2 PcoT2(N Pn( 4(為(A ( A ( A (A ( A (W (W (Ws.m) W)610.30.3 0.30.31.1190 50.24010.5789.37.324545454585.577584820.30.3 0.30.31.1185 47.23210.5586.37.1936363636887.8762588730.30.3 0.30.31.1177 43.22010.578.35.742222828.2

14、87599540.30.3 0.30.31.1167 37.20510.4570.34.44030303038.897.778753850.20.2 0.20.21.1157 32.18910.46333.19848484848.17.828360.20.2 0.20.21.1147 27.17510.3555.31.42676767678.769.3912599670.20.2 0.20.21.1137 22.15910.347.29.53494949498.368.982549480.20.2 0.20.21.1117 13.1310.0.231.23.92191919198.884.64

15、9658990.20.2 0.20.21.1109 9.81190.0.1523.19.84080808088.25.05936254610.10.10.10.11.197.5.11020.0.115.15.340939393938458.6397563910.10.10.10.11.180.080.0.0.046.37.81918888857578528810.10.10.10.11.184.084.0.0.034.75.579表3-3U=Un=220V; I f= A ; n=1500r/min279797979869698425171表中 I = (I A + I B + I C)/3P

16、 = P i+ PnP2=0.105nT2P22 100%Pl六.實(shí)驗(yàn)報(bào)告分析1 .作P2=0時(shí)同步電動(dòng)機(jī)的V形曲線I =f(I f),并說明定子電流的性質(zhì)。P=0W型曲線定子電流的性質(zhì)：在輸出功率為0的狀態(tài)下，電動(dòng)機(jī)從電源吸收的功率用于定子 銅損耗和機(jī)械損耗。當(dāng)勵(lì)磁電流很小時(shí)，定子電流I相對(duì)于U的相位處于滯后狀 態(tài)，此時(shí)同步電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于電阻電感負(fù)載， 從電源吸收滯后的無功功率；當(dāng)勵(lì)磁 電流逐漸增大時(shí)，定子電流逐漸減小，直至與電壓同相位，此時(shí)處于正常勵(lì)磁狀 態(tài)；當(dāng)勵(lì)磁電流繼續(xù)增大時(shí)，定子電流隨之增大，電動(dòng)機(jī)處于過勵(lì)磁狀態(tài)。2.作P2=0.5倍額定功率時(shí)同步電動(dòng)機(jī)的V形曲線I =f(If),并說

17、明定子電流的性質(zhì)。文案大全P=0.5音額定功率時(shí)的V型曲線定子電流：當(dāng)勵(lì)磁電流很小時(shí)，定子電流是相位滯后于電壓的正弦交流電，同步電動(dòng)機(jī)從電源吸收的功率除了用于定子銅損耗和機(jī)械損耗之外，其余轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率；當(dāng)勵(lì)磁電流增大時(shí)，定子電流隨之減小，定子電流與電壓的相位差逐漸減 小直至為0,此時(shí)同步電動(dòng)機(jī)處于正常勵(lì)磁狀態(tài)；當(dāng)勵(lì)磁電流繼續(xù)增大時(shí)，定子 電流隨之增大，電動(dòng)機(jī)處于過勵(lì)磁狀態(tài)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)從電網(wǎng)中吸收超前的無功功 率，對(duì)于改善電網(wǎng)的功率因數(shù)有很大好處。3.作同步電動(dòng)機(jī)的工作特性曲線：I、P、cos“ 丁2、T =f(P 2)率率功出輸I.輸出功率 效率0.050.10.150.20.2 50.30

18、.350.4OOOOOOOOOOO 0987654321分析：由圖中可以看出，當(dāng)定子電流增大時(shí)，輸出功率隨之增大，且系統(tǒng)效率逐漸提高。當(dāng)定子電流逐漸增大時(shí)，功率因數(shù)基本保持 1不變，這是由于調(diào)節(jié)了勵(lì)磁電流， 使得電動(dòng)機(jī)的定子電流和電壓處于同相位； 定子電流很小、輸出功率很小的時(shí)候,功率因數(shù)略小于1,這是由于當(dāng)輸出功率增大時(shí)，各條 V型曲線逐漸向右上方移 動(dòng)，使得功率因數(shù)為1的點(diǎn)連成一條向右上方傾斜的曲線， 在這種情況下，由于 我們保持勵(lì)磁電流不變，當(dāng)輸出功率很小時(shí)，功率因數(shù)會(huì)略小于1。由于輸出轉(zhuǎn)矩正比與輸出功率，故圖中沒有畫出輸出轉(zhuǎn)矩與定子電流的關(guān)系曲線。七.思考題1 .同步電動(dòng)機(jī)異步起動(dòng)時(shí)先把同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組經(jīng)一可調(diào)電阻組成回路， 這可調(diào)電阻的阻