三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)報(bào)告

精品文檔歡迎下載三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握三相同步發(fā)電機(jī)的空載、短路及零功率因數(shù)負(fù)載特性的實(shí)驗(yàn)求取法。2.學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)方法求取三相同步發(fā)電機(jī)對(duì)稱運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)太參數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.空載實(shí)驗(yàn)：在n=nN，I=0的條件下，測(cè)取同步發(fā)電機(jī)的空載特性曲線Uo=f(If)。2.三相短路實(shí)驗(yàn)：在n=nN，U=0的條件下，測(cè)取同步發(fā)電機(jī)的三相短路特性曲線Ik=f(If).3..求取零功率因數(shù)負(fù)載特性曲線上的一點(diǎn)，在n=nN；U=UN；cos?≈0的條件下，測(cè)取當(dāng)I=IN時(shí)的If值。三、實(shí)驗(yàn)儀器及其接線1.實(shí)驗(yàn)儀器如下圖所示：名稱：三相交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)生產(chǎn)廠家：上海寶徠科技開發(fā)公司名稱：三相交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)生產(chǎn)廠家：上海寶徠科技開發(fā)公司名稱：滑動(dòng)變阻器名稱：滑動(dòng)變阻器名稱：滑動(dòng)變阻器名稱：滑動(dòng)變阻器2.實(shí)驗(yàn)室實(shí)際接線圖如下圖所示：圖1實(shí)驗(yàn)室實(shí)際接線圖四、實(shí)驗(yàn)線路及操作步驟：1.空載實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)接線圖如圖2所示圖2實(shí)驗(yàn)接線圖實(shí)驗(yàn)時(shí)啟動(dòng)原動(dòng)機(jī)（直流電動(dòng)機(jī)），將發(fā)電機(jī)拖到額定轉(zhuǎn)速，電樞繞組開路，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流使電樞空載電壓達(dá)到120%UN值左右，讀取三相線電壓和勵(lì)磁電流，作為空載特性的第一點(diǎn)。然后單方向逐漸減小勵(lì)磁電流，較均勻地測(cè)取8到9組數(shù)據(jù)，最后讀取勵(lì)磁電流為零時(shí)的剩磁電壓，將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄于表1中。表1空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄n=no=1500轉(zhuǎn)/分I=0序號(hào)空載電壓（伏）勵(lì)磁電流（安）UABUBCUACUoUo*I'fIf=I'f+ΔIfoIf*14204244224221.0551.31.421.18323803803803800.950.961.080.933403423413410.85250.780.90.7543003003003000.750.6560.7760.64752602642622620.6550.560.680.56762202222222220.5550.440.560.46771801821841820.4550.330.450.37581401401421410.35250.230.350.292數(shù)據(jù)說明：（1）表1中U0=U0*=If=I′f+ΔIf0If0為U0=UN時(shí)的If值，在本實(shí)驗(yàn)室中取UN=400V,IN=3.6A。（2）若空載特性剩磁較高，則空載特性應(yīng)予以修正，即將特曲線的的直線部分延長(zhǎng)與橫軸相交，交點(diǎn)的橫坐標(biāo)絕對(duì)植ΔIf0即為修正量，在所有試驗(yàn)測(cè)得的勵(lì)磁電流數(shù)據(jù)上加上ΔIf0，即得通過坐標(biāo)原點(diǎn)之空載校正曲線。如圖3所示。圖3空載特性曲線校正2.短路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)線路圖如圖2所示。在直流電動(dòng)機(jī)不停機(jī)狀態(tài)下，并且，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流等于零的情況下，這時(shí)合上短路開關(guān)K2，將電樞三相繞組短路，將機(jī)組轉(zhuǎn)速調(diào)到額定值并保持不變，逐步增加發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流If，使電樞電流達(dá)到（1.1-1.2）倍額定值，同時(shí)量取電樞電流和勵(lì)磁電流，然后逐步減小勵(lì)磁電流直到降為0為止。其間共同讀取5-6組數(shù)據(jù)，記于表2中。表2短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄序號(hào)短路電流（伏）勵(lì)磁電流（安）IAIBICIkIk*I'fIf=I'f+ΔIfoIf*144441.111.081.160.96723.53.53.53.50.9720.941.020.85332.9532.980.8280.780.860.71742.52.52.52.50.6940.640.720.6522220.5560.50.580.48361.51.51.51.50.4170.360.440.367數(shù)據(jù)說明：在表17—2中IK=IK*=式中：IN發(fā)電機(jī)額定電流If0空載電壓為額定電壓時(shí)的勵(lì)磁電流。五、數(shù)據(jù)處理（1）利用空載特性曲線原始數(shù)據(jù)繪圖求ΔIfo利用原始數(shù)據(jù)繪出的空載特性曲線如下圖所示：圖4修正前的空載特性曲線由圖可以看出：修正前，短路特性曲線與橫軸交于（-0.12，0）ΔIfo≈0.12A則利用公式If=I'f+ΔIfo，則修正后的If如下表所示表3修正前后If數(shù)據(jù)對(duì)比I'f1.30.960.780.6560.560.440.330.23If=I'f+ΔIfo1.421.080.90.7760.680.560.450.35（2）修正后的空載特性曲線由表3數(shù)據(jù)可繪出修正后的空載特性曲線如下圖所示圖5修正后的空載特性曲線實(shí)驗(yàn)室用的額定電壓為UN=400V，從圖5可以讀出當(dāng)UN=400V時(shí)，If=Ifo=1.2A（3）利用短路特性曲線原始數(shù)據(jù)繪圖求ΔIfo圖4修正前的短路特性曲線由圖可以看出：修正前，短路特性曲線與橫軸交于（-0.08，0），故可求得ΔIfo≈0.08A，則利用公式If=I'f+ΔIfo，則修正后的If如下表所示表4修正前后If數(shù)據(jù)對(duì)比I'f1.080.940.780.640.50.36If=I'f+ΔIfo1.161.020.860.720.580.44（4）修正后的短路特性曲線由表4數(shù)據(jù)可繪出修正后的空載特性曲線如下圖所示圖5修正后的短路特性曲線（5）分別求U0，IK，If的標(biāo)幺值標(biāo)幺值的求取公式如下：U0*=，IK*=，其中UN=400V，IN=3.6A，Ifo=1.2A處理后的數(shù)據(jù)如下表所示：表5空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)幺值Uo*1.0550.950.85250.750.6550.5550.4550.3525If*1.1830.90.750.6470.5670.4670.3750.292表6空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)幺值Ik*1.110.9720.8280.6940.5560.417If*0.9670.850.7170.60.4830.367轉(zhuǎn)化成標(biāo)幺值后，空載特性曲線和短路特性曲線可繪在同一坐標(biāo)系里（5）利用空載特性曲線和短路特性曲線求同步電抗xd的不飽和值的標(biāo)幺值利用表5和表6數(shù)據(jù)繪制空載和短路特性曲線如下：圖6空載和短路特性曲線如圖6，通過添加趨勢(shì)線方程，我們可以看出氣隙線的斜率K1=1.1019，短路特性直線的斜率K2=1.148又由于而在實(shí)驗(yàn)作圖過程中，我們不難發(fā)現(xiàn)（具體分析過程見后面問題討論第二題），所以可以推導(dǎo)得代入數(shù)據(jù)解得xd*=0.959（6）同步電抗xd的不飽和值的有名值已知UN=400V，IN=3.6A，由公式求得，=111.11歐姆xd=.xd*=111.11X0.959=106.55歐姆六、誤差分析（1）對(duì)于本實(shí)驗(yàn)，沒有像之前采用鉗形諧波小功率表進(jìn)行測(cè)量，而是采用電壓表與電流表測(cè)量，讀數(shù)過程不可避免的產(chǎn)生誤差。（2）本實(shí)驗(yàn)在檢查發(fā)電機(jī)是否達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，采用閃光測(cè)頻法，肉眼的局限性易使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生誤差。（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過程，主要采用的是作圖法求解，也會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。七、問題討論1.同步發(fā)電機(jī)空載、短路和零功率因數(shù)負(fù)載特性曲線的意義是什么？曲線的大致狀態(tài)如何？答：（1）同步發(fā)電機(jī)在n=nN，I=0的運(yùn)行狀態(tài)下，測(cè)得的E0=f(If)，即空載特性當(dāng)同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行于n=nN，U=0，即電樞三相繞組持續(xù)穩(wěn)定短路時(shí)，測(cè)得短路電流Ik隨勵(lì)磁電流If變化的關(guān)系曲線Ik=f(If)，稱為短路特性。同步發(fā)電機(jī)在n=nN下，帶純電感負(fù)載，保持負(fù)載電流I為常量，測(cè)得的U=f(If)關(guān)系曲線稱為零功率因數(shù)負(fù)載特性。利用它們可以求取同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)（2）發(fā)電機(jī)空載、短路和零功率因數(shù)負(fù)載特性曲線大致狀態(tài)如下圖所示：圖7空載特性曲線和短路特性曲線圖8空載特性曲線和零功率特性曲線2.怎樣利用空載、短路和零功率因數(shù)負(fù)載特性曲線來求取同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)？（1）同步電抗簡(jiǎn)單測(cè)量方法：原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)在同步轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，測(cè)其開路和短路特性。在同一坐標(biāo)紙上繪制成曲線，并作出氣隙線。選一固定的If，求對(duì)應(yīng)的短路電流Ik和對(duì)應(yīng)于氣隙線上的電勢(shì)E0￠，則同步電抗可按下式求得：xd(不飽和)=E0￠/Ik圖9空載及其短路特性曲線而在實(shí)驗(yàn)作圖過程中，我們不難發(fā)現(xiàn)（其中K1,K2分別為氣隙線和短路特性直線的斜率之比）所以即可算出xd的標(biāo)幺值，乘上基準(zhǔn)值，即可得出有名值（2）定子漏抗的求取圖9同步電機(jī)的特性三角形U=0時(shí)的勵(lì)磁電流If=，兩部分：OB用來克服漏抗電動(dòng)勢(shì)Es的勵(lì)磁電流，AB為對(duì)應(yīng)的漏抗壓降，即=xsId，BC段平衡電樞電動(dòng)勢(shì)Ead的勵(lì)磁電流，Ead＝xadId，△ABC的BC邊代表純?nèi)ゴ诺碾姌蟹磻?yīng)磁動(dòng)勢(shì)，AB邊代表定子漏抗。和均和I成正比。所以I一定時(shí)，△ABC固定，此三角形稱為同步電機(jī)的特性三角形。則定子漏抗（3）直軸同步電抗xd飽和值的求取圖10空載和零功率因數(shù)負(fù)載特性曲線如圖10通過空載、短路特性和零功率因數(shù)負(fù)載特性可求出直軸同步電抗xd的飽和值和定子漏抗xs。接純電感負(fù)載，即y=90°，有:八、心得體會(huì)首先，這次實(shí)驗(yàn)讓我們對(duì)同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行有了更深入的了解，是一次很好的學(xué)習(xí)。在完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告過程中，采用了excel軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，克服了手工作圖誤差較大的問題。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理過程中，采用了一定的創(chuàng)新，如通過斜率來求同步電抗的不飽和值。由于實(shí)驗(yàn)條件的原因，零功率因數(shù)負(fù)載特性沒有測(cè)量，因此實(shí)驗(yàn)的一些穩(wěn)態(tài)參數(shù)無法計(jì)算，但