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同步电机实验 同步电机试验 5-1三一样步发电机的运行特性 一、 试验目的1、 用试验方法测量同步发电机在对称负载下的运行特性 2、 由试验数据计算同步发电机在对称运行时的稳态参数 二、 预习要点1、 同步发电机在对称负载在下有哪些根本特性？ 2、 这些根本特性各在什么状况下测得？3、 怎样用试验数据计算对称运行时的稳态参数？ 三、 试验工程1、 测定电枢绕组实际冷态直流电阻2、 空载试验在n=nN、I=0的条件下，测取空载特性曲线UO=f〔If〕3、 三相短路试验在n=nN、U=0的条件下，测取三相短路特性曲线IK=f〔If〕 4、 纯电感负载特性在n=nN、I=IN、cos??0的条件下，测取纯电感负载特性 曲线5、 外特性在n=nN、If=常数、cos?=1和cos?=0.8〔滞后〕的条件下，测取外 特性曲线U=f〔I〕6、 调整特性在n=nN、U=UN、cos?=1的条件下，测取调整特性曲线If=f〔I〕 四、 试验方法1、 测定电枢绕组实际冷态直流电阻 被试电机为三相凸极式同步电机，选用DJ18 测量与计算方法参见试验4-1 2、 空载试验1〕 按图5-1接线，校正过的直流电机MG按他励方式联接，用作电动机拖动三 一样步发电机GS旋转，GS的定子绕组为Y型接法〔UN=220V〕。

图5-1 三一样步发电机试验接线图 2〕 调整M12组件上的24V励磁电源串接的Rf2至最大位置〔用M13组件上的 90?与90?并联〕，调整MG的电枢串联电阻Rst至最大值〔用D44上的180 ?阻值〕、断开开关S1、S2将限制屏左侧调压器旋纽向逆时针方向旋转退到零位，检查限制屏上的电源总开关、电枢电源开关及励磁电源开关都须在“关”断的位置，做好试验开机准备3〕 接通限制屏上的电源总开关，按下“开”按钮，接通励磁电源开关，看到电 流表A2有励磁电流指示后，再接通限制屏上的电枢电源开关，启动MGMG启动运行正常后，把Rst调至最小，调整Rf1使MG转速到达同步发电机的额定转速1500转/分并保持恒定4〕 接通GS励磁电源，调整GS励磁电源〔必需单方向调整〕，使If单方向调整 递增至GS输出电压UO?1.3UN为止5〕 单方向减小GS励磁电流，使If单调减至零值为止，读取励磁电流If和相应的 空载电压UO6〕 共取数据7~9组，并记录于表5-1中 表5-1 I=0 n=nN=1500r/min 序号 UO〔V〕 If〔A〕在用试验方法测定同步发电机的空载特性时，由于转子磁路中剩磁状况的不同， 当单方相变更励磁电流If从零到某一最大值，再反过来由此最大值减小到零时将得到上升和下降的两条不同曲线，如图5-2。

两条曲线的出现，反映铁磁材料中的磁滞现象测定参数时运用下降曲线，其最高点取UO?1.3UN，如剩磁电压较高，可延长曲线的直线局部使与横轴相交，那么交点横坐标?ifo应作为校正值，在全部试验测得的励磁电流数据上加上此值，即得通过原点之校正曲线，如图5-3所示 图5-2 上升和下降二条空载特性 图5-3 校正过的下降空载特性 留意事项： 〔1〕 转速要保持恒定〔2〕 在额定电压旁边读数相应多些 3、 三相短路试验1〕 调整GS得力磁电源串接的Rf2至最大值，开关S1、S2断开2〕 将电动机MG的Rf1调至最小，Rst调至最大，先合限制屏上的励磁电源开关， 后合电枢电源开关，起动MG并调整其转速至额定转速1500r/min，且保持恒定3〕 接通GS的24V励磁电源，调整Rf2使GS输出的三相线电压〔即三只电压表 V的读数〕最小，然后合上开关S1于短路位置〔三端点短接或将RL调至0?值〕，开关S2仍断开4〕 调整GS的励磁电流If使其定子电流达1.2倍额定电流，读取GS的励磁电流值If和相应的定子电流值IK5〕 减小GS的励磁电流时励磁电流和定子电流减小，直至励磁电流为零，读取励 磁电流If和相应的定子电流IK。

6〕 共取数据4~5组，并记录于表5-2中 4、 纯电感负载特性1〕 调整GS的Rf2至最大值，翻开开关S1、S2，调整可变电抗器使阻抗达最大 2〕 按他励直流电动机的起动步骤〔电枢必需串联全值起动电阻Rst，先接通励磁 电源，后接通电枢电源〕，起动直流电机MG，调整MG的转速达额定值1500转/分且保持恒定3〕 把开关S2闭合到可变电抗器负载端，调整Rf2和可变电抗器使同步发电机端 电压接近于1.1倍额定电压且电流为额定电流，读取端电压之和励磁电流值4〕 每次调整励磁电流使电机端电压减小且调整可变电抗器使定子电流值保持恒 定为额定电流，直至端电压为零读取端电压和相应的励磁电流5〕 共取数据7~9组，并记录于表5-3中 表5-3 n=nN=1500r/min I=IN= A 序号 U〔V〕 If〔V〕 5、 测同步发电机在纯电阻负载的外特性 1〕 把三相可变电阻器RL接成三相Y接法，每相用M05组件上的900?与 900?串联，调整其阻值为最大值。

2〕 把开关S2翻开，S1闭合在负载电阻端〔如有短接线应拆掉〕3〕 按他励直流电动机的起动步骤起动MG，调整电机转速达同步发电机额定转 速1500r/min，而且保持转速恒定4〕 接通24V励磁电源，调整Rf2和负载电阻RL使同步发电机的端电压达额定值 220V且负载电流亦达额定值5〕 保持这时的同步发电机励磁电流If恒定不变，调整负载电阻RL，测同步发电 极端电压和相应的平衡负载电流，直至负载电流减小到零，测出整条外特性6〕 共取数据5~6组并记录于表5-4中 表5-4 n=nN=1500r/min If= A cos?=1 U〔V〕 I〔A〕 6、 测同步发电机在负载功率因数为0.8时的外特性 1〕 在图5-1中接入功率因数表，调整可变负载电阻使阻值达最大，调整可变电 抗器使电抗值达最大值，闭合开关S1、S2并把RL和XL并联运用作负载 2〕 调整Rf2至最大值，起动直流电机并调整电机转速至同步发电机额定转速1500 转/分且保持转速恒定3〕 接通24V励磁电源，调整Rf2、负载电阻RL及可变电抗器XL，使同步发电机 的端电压达额定值220V，负载电流达额定值及功率因数为0.8。

4〕 保持这时的同步发电机励磁电流If恒定不变，调整负载电阻RL和可变电压和 相应的平衡负载电流，测出整条外特性5〕 共读取数据6~8组并记录于表5-5中 表5-5 n=nN=1500r/min If= A cos?=0.8 序号 U〔V〕 I〔A〕 7、 测同步发电机在纯电阻负载时的调整特性 1〕 开关S1闭合在电阻负载RL端，调整RL使阻值达最大，电机转速仍为额定转 速1500r/min，且保持恒定2〕 调整Rf2使发电极端电压达额定值220V且保持恒定3〕 调整RL阻值，以变更负载电流，读取为了保持电压恒定的相应励磁电流If， 测出整条调整特性4〕 共取数据6~8组，记录于表5-6中表5-6 U=UN=220V n=nN=1500r/min 序号 I〔A〕 If〔A〕五、 试验报告1、依据试验数据绘出同步发电机的空载特性 2、依据试验数据绘出同步发电机的短路特性 3、依据试验数据绘出同步发电机的纯电感负载特性。

4、依据试验数据绘出同步发电机的外特性 5、依据试验数据绘出同步发电机的调整特性 6、由空载特性和短路特性求取电机定子漏抗X?和特性三角形 7、由零功率因数特性和空载特性确定电机定子保梯电抗 8、利用空载特性和短路特性确定同步电机的直轴同步电抗Xd〔不饱和值〕 9、利用空在特性和纯电感负载特性确定同步电机的直轴同步电抗Xd〔饱和值〕 10、求短路比 11、由外特性试验数据求取电压调整率?u% 六、 思索题1、 定子漏抗X?和保梯电抗Xp他们各代表什么参数？他们的差异是怎样的？ 2、 由空载特性和特性三角形，用作图法求得的零功率因数的负载特性和实测特 性是否有差异？造成这个差异的因素是什么？ 5-2三一样步发电机的并联运行特性 一、 试验目的1、 驾驭三一样步发电机投入电网并联运行的条件与操作方法 2、 驾驭三一样步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调整 二、 预习要点1、 三一样步发电机投入电网并联运行有哪些条件？不满意这些条件将产生什么 后果？如何满意这些条件？2、 三一样步发电机投入电网并联运行时怎样调整有功功率和无功功率？ 三、 试验工程1、 用精确同步法将三一样步发电机投入电网并联运行。

2、 用自整步法将三一样步发电机投入电网并联运行 3、 三一样步发电机与电网并联运行时有功功率的调整 4、 三一样步发电机与电网并联运行时无功功率的调整〔1〕 测取当输出功率等于零时三一样步发电机的V型曲线〔2〕 测取当输出功率等于0.5倍额定功率时三一样步发电机的V型曲线 四、 试验方法1、 用精确同步法将三一样步发电机投入电网并联运行 三一样步发电机与电网并联运行必需满意以下条件：〔1〕 发电机的频率和电网的频率要一样，即fⅡ=fⅠ〔2〕 发电机和电网电压大小、相位要一样，即EOⅡ=UⅠ 〔3〕 发电机和电网的相序要一样 为了检查这些条件是否满意，可用电压表检查电压，用灯光旋转法或整步法检查相序和频率 1〕 按图5-4接线三一样步发电机GS选用DJ18，GS的原动机采纳DJ23校正过的直流电机MGRst、Rf1选用D44，R、Rf2选用M13，其中R用90?固定电阻2〕 开关S3合向左端，三相调压器旋纽退至零位，在电枢电源及励磁电源开关都 在“关”断位置的条件下，合上电源总开关，按下“开”按钮，调整调压器使电压升至额定电压220V3〕 按他励电动机的起动步骤〔直流电机MG电枢必需串联最大起动电阻Rst，先 接通限制屏上的励磁电源，后接通限制屏上的电枢电源〕，起动MG并使MG电机转速达额定转速1500r/min，切换开关S3到GS段〔即图中的右端〕，将开关S2合到同步发电机的24V励磁电源端〔图示右端〕，调整Rf2以变更GS的励磁电流If，使同步发电机发出额定电压220V。

4〕 视察三组相灯，假设三组相灯依次明灭形成旋转灯光，那么表示发电机和电网相 序一样，假设三组相灯同时发亮、同时熄灭那么表示发电机和电网相序不同假设发电机和电网相序不同那么应停机〔先将Rst回到最大位置，断开限制屏上的电枢电源开关，再按下沟通电源的“停”按钮〕在确保断电的状况下，调换发电机或三相电源随意二根端线以变更相序后，按前述方法重新起动MG5〕 当发电机和电网相序一样时，调整同步发电机励磁使同步发电机电压和电网 〔电源〕电压一样，同时调整原动机转速使三组相灯依次明灭旋转的速度降至最慢，待A相相灯熄灭适合上并网开。