三相同步發(fā)電機的運行特性實驗
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中人教儀廠 電機及電氣技術實驗裝置三相同步發(fā)電機的運行特性實驗
一、實驗目的
1、用實驗方法測量同步發(fā)電機在對稱負載下的運行特性。
2、由實驗數(shù)值計算同步發(fā)電機在對稱運行時的穩(wěn)態(tài)功能數(shù)值。
二、預習要點
1、同步發(fā)電機在對稱負載下有哪些基礎特性？
2、這些基礎特性各在什么現(xiàn)象下測得？
3、怎樣用實驗數(shù)值計算對稱運行時的穩(wěn)態(tài)功能數(shù)值？
三、實驗項目
1、測量電樞繞組實際冷態(tài)直線DC電阻。
2、空載實驗：在n=nN、I=0的條件下，測取空載特性彎彎曲線U0=f(If)。
3、三相短路實驗：在n=nN、U=0的條件下，測取三相短路特性彎彎曲線IK=f(If)。
4、外特性：在n=nN、If=常數(shù)、cosφ=1和cosφ=0.8(滯后)的條件下，測取外特性彎彎曲線U=f(I)。
6、調(diào)動特性：在n=nN、U=UN、cosφ=1的條件下，測取調(diào)動特性彎彎曲線If=f(I)。
四、實驗方法
1、實驗設備
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序 號 |
型 號 |
名 稱 |
數(shù) 量 |
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1 |
DQ03-1 |
電機導軌、旋轉(zhuǎn)編碼器及數(shù)字顯露轉(zhuǎn)動速度表 |
1件 |
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2 |
DQ19 |
校正直線DC測功機 |
1件 |
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3 |
DQ14 |
三相同步電機 |
1件 |
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4 |
DQ44 |
數(shù)/模交流ACAC電流（A）表 |
1件 |
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5 |
DQ45 |
數(shù)/模交流ACAC電壓（V）表 |
1件 |
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6 |
DQ25 |
智能型功率（W）、功率（W）因數(shù)表 |
1件 |
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7 |
DQ22 |
直線DC數(shù)字電壓（V）、mA毫安、安培表 |
1件 |
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8 |
DQ26 |
三相可調(diào)電阻器 |
1件 |
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9 |
DQ27 |
三相可調(diào)電阻器 |
1件 |
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10 |
DQ29 |
可調(diào)電阻器、電容器 |
1件 |
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11 |
DQ31 |
波動線測量試驗及開關板 |
1件 |
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12 |
DQ32 |
旋轉(zhuǎn)燈、并網(wǎng)開關、同步機勵磁電源 |
1件 |
2、屏上掛式模塊件排列順序
DQ29、DQ45、DQ44、DQ25、DQ32、DQ22、DQ31、DQ26、DQ27
3、測量電樞繞組實際冷態(tài)直線DC電阻
被試電機為三相同步電機，選用DQ14。
被試電機為三相同步電機，選用DQ14。作為同步發(fā)電機使用時PN(W)=170W，UN(V)=220（Y），IN(A)= 0.45A， nN(r/min)= 1500，UfN（V）=14V，IfN（A）=1.2A，絕緣等級E級。
測量與計算方法參見實驗4-1。記錄室溫。測量數(shù)值記錄于表5-1中。
表5-1 室溫 ℃
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繞 組 Ⅰ |
繞 組 Ⅱ |
繞 組 Ⅲ |
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I（mA） |
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U（V） |
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R（Ω） |
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圖5-1 三相同步發(fā)電機實驗接線圖
4、空載實驗
(1) 按圖5-1接線，校正直線DC測功機ＭＧ按他勵方法聯(lián)接，用作電機拖動三相同步發(fā)電機ＧＳ旋轉(zhuǎn)，ＧＳ的定子繞組為Y形接法(UN=220V)。Rf2用DQ26結合套件上的90Ω與90Ω串聯(lián)加上90Ω與90Ω并聯(lián)共225Ω阻值，Rst用DQ29 上的180Ω電阻值，Rf1用DQ29上的1800Ω電阻值。開關S1選用DQ31箱式掛式模塊件。
(2) 調(diào)動DQ32上的同步勵磁電源（調(diào)到約14V）串接的Rf2至最大位置。調(diào)動MG的電樞串聯(lián)電阻Rst至最大值，MG的勵磁調(diào)動電阻Rf1至最小值。開關S1、S2均斷開。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，查驗控制屏上的電源總開關、電樞電源開關及勵磁電源開關全部須在"關"斷的位置，作好實驗開機準備。
(3) 接通控制屏上的電源總開關，按下"啟動"按鈕,接通勵磁電源開關，看到電流（A）表A2有勵磁電流（A）指示后，再接通控制屏上的電樞電源開關,起動MG。MG起動運行正常后, 把Rst調(diào)至最小，調(diào)動Rf1使MG轉(zhuǎn)動速度達到同步發(fā)電機的規(guī)格限定轉(zhuǎn)動速度1500 r/min并保持恒定。
(4) 接通GS勵磁電源，調(diào)動GS勵磁電流（A）(必須單方向調(diào)動)，使If單方向遞增至GS輸出電壓（V）U0≈1.3UN為止。
(5) 單方向減小GS勵磁電流（A），使If單方向減至零值為止，讀取勵磁電流（A）If和相應的空載電壓（V）U0。
(6) 共取數(shù)值7～9組并記錄于表5-2中。
表5-2 n=nN=1500r/min I=0
在用實驗方法測量同步發(fā)電機的空載特性時，由于轉(zhuǎn)子磁路中剩磁現(xiàn)象的不一樣，當單方向改變勵磁電流（A）If從零到某一最大值，再反過來由此最大值減小到零時將得到上升和下降的二條不一樣彎彎曲線,如圖5-2。二條彎彎曲線的出現(xiàn)，反映鐵磁材料中的磁滯現(xiàn)象。測量功能數(shù)值時使用下降彎彎曲線，其最高點取U0≈1.3UN，如剩磁電壓（V）較高，可延伸彎彎曲線的直線部分使與橫軸相交，則交點的橫座標絕對值Δif0應作為校正量，在全部試驗測得的勵磁電流（A）數(shù)值上加上此值，即得經(jīng)過原點之校正彎彎曲線，如圖5-3所示。
注意事項：
(1) 轉(zhuǎn)動速度要保持恒定。
(2) 在規(guī)格限定電壓（V）附近測量點相應多些。
圖5-2上升和下降二條空載特性
圖5-3校正過的下降空載特性
5、三相短路試驗
(1) 調(diào)動ＧＳ的勵磁電源串接的Rf2至最大值。調(diào)動電機轉(zhuǎn)動速度為規(guī)格限定轉(zhuǎn)動速度1500r/min，而且保持恒定。
(2) 接通GS的勵磁電源（調(diào)到約14V左右），調(diào)動Rf2使GS輸出的三相線電壓（V）(即三只電壓（V）表V的讀數(shù))最小，然后把GS輸出三端點短接，即把三只電流（A）表輸出端短接。
(3) 調(diào)動GS的勵磁電流（A）If使其定子電流（A）IK=1.2IN，讀取GS的勵磁電流（A）值If和相應的定子電流（A）值IK。
(4) 減小GS的勵磁電流（A）使定子電流（A）減小，直至勵磁電流（A）為零，讀取勵磁電流（A）If和相應的定子電流（A）IK。
(5) 共取數(shù)值5～6組并記錄于表5-3中。
表5-3 U=0V； n＝nN=1500r/min
6、測同步發(fā)電機在純電阻負載時的外特性
(1) 把三相可變電阻器RL接成三相Y接法，每相用DQ27結合套件上的900Ω與900Ω串聯(lián)，調(diào)動其阻值為最大值。
(2) 按他勵直線DC電機的起動步驟起動MG，調(diào)動電機轉(zhuǎn)動速度達同步發(fā)電機規(guī)格限定轉(zhuǎn)動速度1500 r/min，而而且保持轉(zhuǎn)動速度恒定。
(3)斷開開關S2，合上S1，電機GS帶三相純電阻負載運行。
(4) 接通14V勵磁電源，調(diào)動Rf2和負載電阻RL使同步發(fā)電機的端電壓（V）達規(guī)格限定值220伏而且負載電流（A）亦達規(guī)格限定值。
(5) 保持這時的同步發(fā)電機勵磁電流（A）If恒定不變，調(diào)動負載電阻RL，測同步發(fā)電機端電壓（V）和相應的平衡負載電流（A），直至負載電流（A）減小到零，測出整條外特性。
(6) 共取數(shù)值5～6組并記錄于表5-4中。
表5-4 n＝nN=1500r/min If= A cosφ=1
7、測同步發(fā)電機在純電阻負載時的調(diào)節(jié)特性
(1)發(fā)電機接入三相電阻負載RL，調(diào)動RL使阻值達最大，電機轉(zhuǎn)動速度仍為規(guī)格限定轉(zhuǎn)動速度1500 r/min而且保持恒定。
(2) 調(diào)動Rf2使發(fā)電機端電壓（V）達規(guī)格限定值220伏而且保持恒定。
(3) 調(diào)動RL阻值，以改變負載電流（A），讀取相應勵磁電流（A）If及負載電流（A），測出整條調(diào)節(jié)特性。
(4) 共取數(shù)值4～5組記錄于表5-5中。
表5-5 U=UN=220V n=nN=1500r/min
五、實驗報告
1、按照實驗數(shù)值繪出同步發(fā)電機的空載特性。
2、按照實驗數(shù)值繪出同步發(fā)電機短路特性。
4、按照實驗數(shù)值繪出同步發(fā)電機的外特性。
5、按照實驗數(shù)值繪出同步發(fā)電機的調(diào)節(jié)特性。
6、由空載特性和短路特性求取電機定子漏抗Xσ和特性三角形。
7、由零功率（W）因數(shù)特性和空載特性確定電機定子保梯電抗。
8、運用空載特性和短路特性確定同步電機的直軸同步電抗Xd(不飽和值)。
10、求短路比。
11、由外特性試驗數(shù)值求取電壓（V）調(diào)節(jié)率ΔU%。
六、思考題
1、定子漏抗Xσ和保梯電抗Xp它們各代表什么功能數(shù)值？它們的差別是怎樣產(chǎn)生的？
2、由空載特性和特性三角形用作圖法求得的零功率（W）因數(shù)的負載特性和實驗測試特性是否有差別？造成這差別的因素是什么？
常見問題：
1、如果我要購買三相同步發(fā)電機的運行特性實驗，是否有安裝、培訓服務呢？
答：我們的設備如果沒有特別注明“不含安裝”“裸機價”“出廠”等字樣的，都是提供安裝、培訓服務的。
2、你們的三相同步發(fā)電機的運行特性實驗是否能開增值稅專用發(fā)票？
答：可以的，我們是正規(guī)企業(yè)，并且已經(jīng)升級到一般納稅人，可以開具增值稅專用發(fā)票，如果您需要開三相同步發(fā)電機的運行特性實驗的發(fā)票，您需要提供開票資料。
3、你們的三相同步發(fā)電機的運行特性實驗都是自己生產(chǎn)的嗎？都有什么產(chǎn)品資質(zhì)？
答：我們公司是專業(yè)生產(chǎn)教學設備的企業(yè)，完全自主生產(chǎn)，并通過了最新版ISO9001認證，擁有多項專利與著作權。
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