上海交大電機(jī)學(xué)試驗(yàn)同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性

1、WORD格式整理電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)四同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)取三相同步發(fā)電機(jī)對(duì)稱運(yùn)行特性的方法；.掌握用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取同步發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)參數(shù)的方法。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容.測(cè)取發(fā)電機(jī)的空載特性；.測(cè)取發(fā)電機(jī)的短路特性；.測(cè)取額定電流條件下發(fā)電機(jī)的零功率因數(shù)負(fù)載特性。三、實(shí)驗(yàn)接線圖測(cè)取三相同步發(fā)電機(jī)對(duì)稱運(yùn)行特性的實(shí)驗(yàn)線路圖如圖4-1所示。其中發(fā)電機(jī)G的轉(zhuǎn)子與直流電動(dòng)機(jī)M的轉(zhuǎn)子機(jī)械連接，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組接勵(lì)磁電源，電樞繞組為Y形連接。圖4-1 三相同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性接線圖專業(yè)資料值得擁有WORD格式整理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，測(cè)定三相同步發(fā)電機(jī)空載特性的時(shí)候，將開關(guān) S2打開，這樣同步發(fā)電機(jī) 處于空載狀態(tài)。測(cè)

2、定三相同步發(fā)電機(jī)短路特性的時(shí)候，將開關(guān)S2的右側(cè)的三個(gè)端口短接，這樣同步發(fā)電機(jī)處于短路運(yùn)行狀態(tài)。測(cè)定額定電流條件下三相同步發(fā)電機(jī)零功率因數(shù)負(fù)載特性的時(shí)候，將開關(guān)S2閉合，Xl為一個(gè)三相飽和電抗器，忽略電阻，則它的功率因數(shù)為零，這樣來(lái)測(cè)定零功率因數(shù)負(fù)載特性。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備. GW步發(fā)電機(jī) P=2kW U=400V、|n=3.6A、nN=1500r/min ;. M直流電動(dòng)機(jī) PN=2.2kW、LN=220V、I n=12.4A、Un=220V、nN=1500r/min ;.變阻器 Ri： 0/204 、0/17A ,勵(lì)磁變阻器 Ri : 0/500 、1A;. Xl三相飽和電抗器；.直流電流表30

3、A（電樞）；.直流電流表 4A（勵(lì)磁）；.直流電壓表400V;.交流電壓表500V;.交流電流表10A；.功率表 500V 10A。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1.測(cè)定發(fā)電機(jī)的空載特性：表4-1發(fā)電機(jī)的空載特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)n=nN=1500r/min I=0廳PU(V)I(A)LAbLAbLCaU0If1479.8480.6482.9481.11.7912438.2439.8441.4439.81.4333418.9419.2421.8419.971.3014393.4393.6397.3394.771.1595379.0380.3380.73801.0756357.1358.4360.2358.570.981專

4、業(yè)資料值得擁有WORD格式整理7318.5320.5321.6320.20.824841.2741.3141.1441.240其中 U0=( U ab +Uab +Uca)/3 。2.測(cè)定發(fā)電機(jī)的短路特性:表4-2發(fā)電機(jī)的短路特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)n=nN=1500r/min U=0廳PI(A)I(A)I AI BI CI kIf14.0474.0224.0424.0371.67623.6333.6143.6393.62871.48533.2223.1973.2083.2091.29242.5812.5732.5762.57671.02151.5951.5741.5711.580.58960.2420.

5、2340.2330.23630其中 I k =( I A + I B + I C)/3 o3.測(cè)定發(fā)電機(jī)的零功率因數(shù)負(fù)載特性:表4-3 發(fā)電機(jī)的零功率因數(shù)負(fù)載特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)n=n N=1500r/min I=In=3.61A廳pU(V)I(A)UAbUBcUCaUIf1399.2401.1401.3400.533.0772346.2348.6347.3347.372.5523280.4281.2280.6280.732.2514201.3200.8201.8201.31.943專業(yè)資料值得擁有WORD格式整理5187.1187.0187.2187.11.9176150.8151.0150.615

6、0.81.785其中 U=( Uab +Uab +U喇/3 。六、特性曲線、參數(shù)計(jì)算及問(wèn)題分析1 .根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出同步發(fā)電機(jī)的空載運(yùn)行特性曲線U)=f(I f),如下圖4-2所示:500-1If /A發(fā)電機(jī)空載特性曲線|圖4-2發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行特性曲線2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出同步發(fā)電機(jī)的短路運(yùn)行特性曲線Ik=f(l f),如下圖4-3所示:專業(yè)資料值得擁有WORD格式整理 發(fā)電機(jī)短路特件曲線圖4-3發(fā)電機(jī)短路運(yùn)行特性曲線.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出同步發(fā)電機(jī)的零功率因數(shù)負(fù)載特性曲線U=f(I f),如下圖4-4所示450-).卜一發(fā) 電機(jī)零功率因數(shù)負(fù)載特性曲硼：/A圖4-4發(fā)電機(jī)零功率因數(shù)負(fù)載特性曲線.利用

7、空載特性和短路特性確定同步電機(jī)的直軸同步電抗乂(不飽和值)以及短路比：計(jì)算直軸同步電抗 Xd需要在取同一個(gè)If值的情況下，計(jì)算空載電壓 Ub和短路電流Ik的 比值。專業(yè)資料值得擁有WORD格式整理首先選定If = 0.589 A 。此時(shí)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以直接讀出Ik = 1.58 A；由于空載特性曲線中I f在（0, 0.8）范圍內(nèi)大致呈一條直線，所以可以計(jì)算出 If = 0.589 A時(shí)，電壓U = 237.934V。所以可以計(jì)算得：Xd （不飽和值）=- =. Q計(jì)算短路比，需要確定當(dāng)空載為額定電壓時(shí)，空載特性曲線所對(duì)應(yīng)的電流If,并求出電流為If時(shí)的短路電流Ik。由空載特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)大致可以求

8、出，空載特性曲線所對(duì)應(yīng)的電流：If = + 1.159 = 1.1885 A再由短路特性曲線，可以大致計(jì)算出，此時(shí)：I k = + 2.5767 = 2.9675 A所以，短路比為：Kc= = 0.822.利用空載特性和純電感負(fù)載特性確定同步電機(jī)的直軸同步電抗 （飽和值）：計(jì)算同步電機(jī)的直軸同步電抗飽和值，需要先找出純電感負(fù)載，即零功率因數(shù)負(fù)載時(shí)，額定電壓時(shí)的電流If,然后根據(jù)If求出空載時(shí)的電壓 Ubo最后利用U0和Lk In求出同步電 抗飽和值。由同步發(fā)電機(jī)零功率因數(shù)負(fù)載特性的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，額定電壓時(shí)，If = 3.077A , TOC o 1-5 h z 此時(shí)，可以近似求得，空載時(shí)的

9、電壓Lb:Lb = + 439.8 = 629.457 V所以，同步電抗飽和值：Xd （飽和值）=. Q.根據(jù)空載特性和零功率因數(shù)負(fù)載特性求發(fā)電機(jī)保梯電抗Xp：計(jì)算同步電機(jī)保梯電抗，需要確定空載和零功率因數(shù)負(fù)載時(shí)，電壓為零時(shí)所對(duì)應(yīng)的If的差值，并利用該差值，通過(guò)作圖，求出空載曲線上的電壓Lto最后利用 L0和LN、In求出保梯電抗。首先，求出差值：I f0 = 1.943 -=1.3132A 。從零功率因數(shù)負(fù)載特性數(shù)據(jù)可知，額定電壓時(shí)，If= 3.077A ,所以在空載特性曲線上，通過(guò)點(diǎn)（ 1.7638A, 400V）作斜率與氣隙電抗斜率相同的直線，經(jīng)計(jì)算可得，兩者交點(diǎn)的電壓值 為：（2.11

10、3A, 518.26V）。所以計(jì)算保梯電抗為：Xp =專業(yè)資料值得擁有WORD格式整理七、思考題.同步發(fā)電機(jī)的短路特性為什么是一條直線？答：短路時(shí)，電機(jī)的氣隙磁通很小， 所以電機(jī)的同步電抗為常數(shù)，所以0正比于If ,所以有|k8E0808 If ,即短路特性是一條直線。.由空載特性和零功率因數(shù)負(fù)載特性求出的保梯電抗Xp與電樞漏抗Xb有什么區(qū)別？答：保才電抗 Xp大于電樞漏抗 Xb。因?yàn)榱愎β室驍?shù)負(fù)載時(shí)，當(dāng)電壓加到額定電壓， 由于磁路的飽和，磁阻要變大，所以這時(shí)作電抗三角形，該三角形就會(huì)處于空載特性曲線下 方，這樣會(huì)使電抗三角形的高度變高。電抗三角形的高度代表的正是電抗的大小，所以保梯電抗的值要大于電樞漏