山東大學同步電機實驗報告

同步電機實驗報告實驗一、三相同步發(fā)電機的參數(shù)測定及運行特性―、實驗?zāi)康挠脤嶒灧椒y量同步發(fā)電機在對稱負載下的運行特性；由實驗數(shù)據(jù)計算同步發(fā)電機在對稱運行時的穩(wěn)態(tài)參數(shù)二、實驗電路圖及儀器曲幵 Ho6&a日回步軸I電底回Arr-Oaoefnarm聲毎+6&a日回步軸I電底回Arr-Oaoefnarm聲毎+>貝GS:同步發(fā)電機DJ18CG:渦流測功機Rst:選用D44的180Q電阻Rf1:選用D44的1800Q電阻Rf2:選用D41的225Q電阻，兩個90Q串聯(lián)，再串上兩個90Q并聯(lián)RL:選用D42的1800Q電阻A1：直流安培表A：交流電流表，1A檔位V:交流電壓表，300V檔位三、實驗內(nèi)容1、同步發(fā)電機空載實驗步驟按圖接線，直流電動機(MG)按他勵方式聯(lián)接，GS的定子繞組為丫形接法。調(diào)節(jié)D52上的24V勵磁電源串接的Rf2至最大位置。調(diào)節(jié)MG的電樞串聯(lián)電阻Rst至最大值，MG的勵磁調(diào)節(jié)電阻Rf1至最小值。開關(guān)S1斷開。將控制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕向逆時針方向旋轉(zhuǎn)退到零位，檢查控制屏上的電源總開關(guān)、電樞電源開關(guān)及勵磁電源開關(guān)都須在“關(guān)”斷的位置，作好實驗開機準備。接通控制屏上的電源總開關(guān)，按下“開”按鈕，接通勵磁電源開關(guān)，再接通電樞電源開關(guān)，起動MG。MG起動運行正常后，把Rst調(diào)至最小，調(diào)節(jié)Rf1使MG轉(zhuǎn)速達到同步發(fā)電機的額定轉(zhuǎn)速1500r/min并保持恒定不變。接通同步發(fā)電機(GS)勵磁電源，調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(GS)勵磁電流(必須單方向調(diào)節(jié))，使丨單方向遞增至同步發(fā)電機(GS)輸出電壓U0=1.2UN為止(264V)。單方向減小同步發(fā)電機(GS)勵磁電流If,使If單方向減至最小值為止，讀取同步發(fā)電機勵磁電流If和相應(yīng)的空載電壓U0。讀取數(shù)據(jù)7~9組并記錄于表6-2中。2、同步發(fā)電機空載實驗注意事項a?直流電動機M起動時，要注意須將Rst調(diào)到最大，Rf1調(diào)到最小，先接通勵磁電源，接通電樞電源，M起動運轉(zhuǎn)。起動完畢，應(yīng)將Rst調(diào)到最小。b?調(diào)節(jié)磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1對電動機進行調(diào)速，電阻增大，轉(zhuǎn)速增加?？蛰d實驗時同步發(fā)電機轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)恒定不變。調(diào)節(jié)同步發(fā)電機勵磁電阻時一定要單方向調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)應(yīng)先調(diào)節(jié)90Q串聯(lián)90Q部分，調(diào)至零位，再調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)90Q并聯(lián)90Q部分。f.繪制空載特性時需把U0換算成每相值。3、實驗數(shù)據(jù)山號1234□678910UO(V>264252241223200M3142.8112.h80.957.1ir1.050.90.80.70.60.5仇40.30.20.131-4、實驗曲線2、同步發(fā)電機短路實驗步驟⑴調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(GS)的勵磁電源回路串接的電阻Rf2至最大值。調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速1500r/min且保持恒定。接通GS的24V勵磁電源，調(diào)節(jié)Rf2使GS輸出的三相線電壓值最小(即三只電壓表V的讀數(shù)，Rf2阻值為最大)，然后把同步發(fā)電機(GS)電樞輸出三端點短接。調(diào)節(jié)GS的勵磁電流使其定子電流Ik=1.2IN (0.55A)，讀取GS的勵磁電流值If和相應(yīng)的定子電流值Ik。減小GS的勵磁電流使定子電流減小，直至Rf2阻值為最大，讀取勵磁電流If和相應(yīng)的定子電流Ik。讀取數(shù)據(jù)5~6組并記錄于表6-3中。1、同步發(fā)電機短路實驗注意事項短路實驗以電流為準，看著電流表調(diào)節(jié)勵磁電源回路電阻，在額定電流附近多測幾點，且額定點必測。實驗時同步發(fā)電機轉(zhuǎn)速1500r/min恒定不變。短路試驗時間要短，電壓、電流同時讀取，各同學合理分工。3、實驗數(shù)據(jù)Tk(A)0.550.45①350.250.150.13[f(A)0.940.750.570,40,22匕982-4、實驗曲線o43210oooo題標軸標坐圖表標題―o43210oooo題標軸標坐圖表標題―9—系列1 線性(系列1)0.2 0.4 0.6 0.8 1坐標軸標題3、同步發(fā)電機負載試驗步驟⑴把三相可變電阻器RL接成三相丫接法，每相用D42組件上的900Q與900Q串聯(lián)，調(diào)節(jié)其阻值為最大值。按他勵直流電動機的起動步驟起動MG,調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速達同步發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速1500r/min,而且保持轉(zhuǎn)速恒定。合上S1開關(guān)，電機GS帶三相純電阻負載運行。⑷接通同步發(fā)電機(24V)勵磁電源，調(diào)節(jié)Rf2和負載電阻RL使同步發(fā)電機的端電壓達額定值220伏且負載電流亦達額定值(0.45A)。⑸保持這時的同步發(fā)電機勵磁電流If恒定不變，增大負載電阻RL,測同步發(fā)電機端電壓和相應(yīng)的平衡負載電流，直至負載電流減小到零(斷開負載)，測出整條外特性。共讀取數(shù)據(jù)5~6組并記錄于表6-5中。1、同步發(fā)電機負載試驗注意事項a?負載實驗時全程保持同步發(fā)電機轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)恒定不變。發(fā)電機額定負載狀態(tài)調(diào)節(jié):Rf1調(diào)轉(zhuǎn)速；Rf2調(diào)電壓；RL調(diào)負載電流。b.實驗時以電流為準，看著電流表調(diào)節(jié)負載電阻，合理分配數(shù)據(jù)采集點，在額定電壓附近數(shù)據(jù)應(yīng)當密集一些，且額定點必讀。C.平衡調(diào)節(jié)負載，使三相電流平衡。2、實驗數(shù)據(jù)n二nN二1500r/min If=Acos

U(A)2282412502632661(A)0.30.30.20.10.0833-3、實驗曲線圖表標題實驗報告內(nèi)容：利用空載特性和短路特性確定同步發(fā)電機的直軸同步電抗（不飽和值和飽和值）并計算短路比Kc。三相同步發(fā)電機的并聯(lián)運行―、實驗?zāi)康?、 掌握三相同步發(fā)電機投入電網(wǎng)并聯(lián)運行的條件與操作方法；2、 掌握三相同步發(fā)電機并聯(lián)運行時有功功率與無功功率的調(diào)節(jié)。二、實驗電路圖及儀器三相同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運行必須滿足下列條件：a.發(fā)電機的頻率和電網(wǎng)頻率要相同。b?發(fā)電機和電網(wǎng)電壓大小、相位要相同。c?發(fā)電機和電網(wǎng)的相序要相同。營：三二a aflfR ms|? ◎I51useA寸m町fl建姐0營：三二a aflfR ms|? ◎I51useA寸m町fl建姐0百慝一逢晝GS:同步發(fā)電機DJ18CG:渦流測功機Rst:選用D44的180Q電阻Rf1:選用D44的1800Q電阻Rf2:選用D41的225Q電阻RL:選用D42的1800Q電阻A1：直流安培表A：交流電流表，1A檔位VI、V2:交流電壓表，300V檔位二、實驗內(nèi)容1、三相同步發(fā)電機投入電網(wǎng)并聯(lián)運行(1)按圖接線。開關(guān)S1在“斷開”位置，三相調(diào)壓器旋鈕退至零位，在電樞電源及勵磁電源開關(guān)都在“斷開”位置的條件下，合上電源總開關(guān)，按下“開”按鈕，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使電壓升至額定電壓220伏，可通過V1表觀測。起動直流電動機MG,并使電機轉(zhuǎn)速達額定轉(zhuǎn)速1500r/min。將開關(guān)合到同步發(fā)電機的24V勵磁電源端，調(diào)節(jié)Rf2以改變GS的勵磁電流，使同步發(fā)電機發(fā)出額定電壓220V,可通過V2表觀測。觀察三組相燈，若依次明滅形成旋轉(zhuǎn)燈光，則表示發(fā)電機和電網(wǎng)相序相同，若三組相燈同時發(fā)亮、同時熄滅則表示發(fā)電機和電網(wǎng)相序不同。當發(fā)電機和電網(wǎng)相序不同則應(yīng)停機(先將Rst回到最大位置，斷開控制屏上的電樞電源開關(guān)，再按下交流電源的“停按鈕，并把三相調(diào)壓器旋至零位。在確保斷電的情況下，調(diào)換三相可調(diào)交流電源任意二根端線以改變相序后，按前述方法重新起動直流電動機MG。當發(fā)電機和電網(wǎng)相序相同時，調(diào)節(jié)同步發(fā)電機勵磁使同步發(fā)電機電壓和電網(wǎng)(電源)電壓相同。再進一步細調(diào)原動機轉(zhuǎn)速。使各相燈光緩慢地輪流旋轉(zhuǎn)發(fā)亮，觀察D52相燈緩慢旋轉(zhuǎn)。待A相燈熄滅時合上并網(wǎng)開關(guān)，把同步發(fā)電機投入電網(wǎng)并聯(lián)運行(為選準并網(wǎng)時機，可讓其循環(huán)幾次再并網(wǎng))。停機時應(yīng)按下D52上紅色按鈕，即斷開電網(wǎng)開關(guān)，將Rst調(diào)至最大，斷開電樞電源，再斷開勵磁電源，把三相調(diào)壓器旋至零位。(燈不滅一一表示有壓差；旋轉(zhuǎn)快一一表示頻差大；燈光不旋轉(zhuǎn)一一表示相序接錯；A相燈暗時合閘)2、三相同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運行時有功功率的調(diào)節(jié)把同步發(fā)電機投入電網(wǎng)并聯(lián)運行。并網(wǎng)以后，調(diào)節(jié)直流電動機MG的勵磁電阻Rf1和發(fā)電機的勵磁電流If，使同步發(fā)電機定子電流接近于零，這時相應(yīng)的同步發(fā)電機勵磁電流If二If0。⑶保持這一勵磁電流不變，調(diào)節(jié)直流電機的勵磁調(diào)節(jié)電阻Rf1，使其阻值增加(相當于提升原動機轉(zhuǎn)速)，這時同步發(fā)電機輸出功率P2增大。(4)在同步機定子電流接近于零到額定電流的范圍內(nèi)讀取三相電流、三相功率、功率因數(shù)共取數(shù)據(jù)6-7組，記錄于表6-8中。2-1、實驗數(shù)據(jù)表6-8U= V;I=I= Aff0序號輸岀電流I(/O輸出功率巴(V)功率因數(shù)IA13ICIPIPIIP2cos$10020.0150.020.01S3①7-氏70020.4390,4120.4310,427352,399.7150.50.8830.40.375a3870.387349.989.1138,60.894斗0,320,2980.3110,309743.370.71140,9250250.2310.2480.24336.755.19L80.9443、三相同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運行時無功功率的調(diào)節(jié)⑴把同步發(fā)電機投入電網(wǎng)并聯(lián)運行。⑵保持同步發(fā)電機的輸出功率P2=0(調(diào)節(jié)直流電動機Rf1)。⑶先調(diào)節(jié)Rf2使同步發(fā)電機勵磁電流If上升，(調(diào)節(jié)應(yīng)先調(diào)節(jié)90Q串聯(lián)90Q部分，再調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)90Q并聯(lián)90Q部分)。使同步發(fā)電機定子電流上升到額定電流(0.45A)，并調(diào)節(jié)Rf1保持P2?0。記錄此點同步發(fā)電機勵磁電流If、定子電流I。減小同步電機勵磁電流(增大Rf2)使定子電流減小到最小值記錄此點數(shù)據(jù)。繼續(xù)減小同步電機勵磁電流(增大Rf2)，這時定子電流又將增大直至額定電流。分別在過勵和欠勵情況下讀取數(shù)據(jù)9~10組記錄于表6-9中。

3-1、實驗數(shù)據(jù)表6-9U= V;n= r/min；P^OW序號三相電流一r(A)IfCA)功率因數(shù)[AIBICIIfcoa◎10.4490.4490.451a4497L73020.4010.395a4i0,402L62030.350.3450,3550,35L49040.30.296310.31.