三相同步发电机的运行特性

1、三相同步发电机的运行特性一、实验目的 1、用实验方法测量同步发电机在对称负载下的运行特性。 2、由实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下有哪些基本特性？ 2、这些基本特性各在什么情况下测得？ 3、怎样用实验数据计算对称运行时的稳态参数？三、实验项目 1、测定电枢绕组实际冷态直流电阻。 2、空载实验：在n=nN、I=0的条件下，测取空载特性曲线U0=f(If)。 3、三相短路实验：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、cos0的条件下，测取纯电感负载特性曲线。5、外特性：在n=

2、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、调节特性：在n=nN、U=UN、cos=1的条件下，测取调节特性曲线If=f(I)。四、实验方法 1、实验设备序 号型 号名 称数 量1MET01电源控制屏1台2DD03不锈钢电机导轨、测速系统及数显转速表1件3DJ23校正直流测功机1台4DJ18三相凸极式同步电机1台5D34-2智能型功率、功率因数表1件6D51波形测试及开关板1件7D52旋转灯、并网开关、同步机励磁电源1件 2、屏上挂件排列顺序 D34-2、D52、D51 3、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DJ

3、18。 测量与计算方法参见实验4-1。记录室温。测量数据记录于表5-1中。 表51 室温20绕组绕组绕组I(mA)48.126.733.833.826.740.826.733.547.1U(V)0.760.420.530.530.420.640.420.530.74R()63.363.663.863.863.663.863.663.263.6 图5-1 三相同步发电机实验接线图4、空载实验(1) 按图5-1接线，校正直流测功机按他励方式联接，用作电动机拖动三相同步发电机旋转，的定子绕组为Y形接法(UN=220V)。Rf2用R4组件上的90与90串联加R6上90与90并联共225阻值，Rst用R

4、2上的180电阻值，Rf1用R1上的1800电阻值。开关S1，S2选用D51挂箱。 (2) 调节D52上的24V励磁电源串接的Rf2至最大位置。调节MG的电枢串联电阻Rst至最大值，MG的励磁调节电阻Rf1至最小值。开关S1、S2均断开。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转退到零位，检查控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，作好实验开机准备。 (3) 接通控制屏上的电源总开关，按下“启动”按钮,接通励磁电源开关，看到电流表A2有励磁电流指示后，再接通控制屏上的电枢电源开关,起动MG。MG起动运行正常后, 把Rst调至最小，调节Rf1使MG转速达到同步发电机的额

5、定转速1500 r/min并保持恒定。 (4) 接通GS励磁电源，调节GS励磁电流(必须单方向调节)，使If单方向递增至GS输出电压U01.3UN为止。 (5) 单方向减小GS励磁电流，使If单方向减至零值为止，读取励磁电流If和相应的空载电压U0。(6) 共取数据79组并记录于表5-2中。表5-2 n=nN=1500r/min I=0序 号1234567891011U0（V）286250230220200170140100602015.5If（A）1.480.960.810.760.680.540.430.280.150.030.01 在用实验方法测定同步发电机的空载特性时，由于转子磁路中剩

6、磁情况的不同，当单方向改变励磁电流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二条不同曲线,如图5-2。二条曲线的出现，反映铁磁材料中的磁滞现象。测定参数时使用下降曲线，其最高点取U01.3UN，如剩磁电压较高，可延伸曲线的直线部分使与横轴相交，则交点的横座标绝对值if0应作为校正量，在所有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。 注意事项： (1) 转速要保持恒定。 (2) 在额定电压附近测量点相应多些。 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5、三相短路试验 (1) 调节的励磁电源串接的Rf2至最大值。调节电机

7、转速为额定转速1500r/min，且保持恒定。(2) 接通GS的24V励磁电源，调节Rf2使GS输出的三相线电压(即三只电压表V的读数)最小，然后把GS输出三端点短接，即把三只电流表输出端短接。 (3) 调节GS的励磁电流If使其定子电流IK=1.2IN，读取GS的励磁电流值If和相应的定子电流值IK。 (4) 减小GS的励磁电流使定子电流减小，直至励磁电流为零，读取励磁电流If和相应的定子电流IK。(5) 共取数据56组并记录于表5-3中。 表5-3 U=0V； nnN=1500r/min序 号1234567IK（A）0.5470.5000.4040.3000.2010.1000.012If

8、 （A）0.9250.8250.6640.4800.3110.1360.030 6、纯电感负载特性 (1) 调节的Rf2至最大值，调节可变电抗器使其阻抗达到最大。同时拔掉输出三端点的短接线，A1表改用数模双显智能直流电流表。 (2) 按他励直流电动机的起动步骤(电枢串联全值起动电阻Rst，先接通励磁电源，后接通电枢电源)起动直流电机，调节的转速达1500 r/min且保持恒定。合上开关S2，电机GS带纯电感负载运行。 (3) 调节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，读取端电压值和励磁电流值。 (4) 每次调节励磁电流使电机端电压减小且调节可变电抗器使定子

9、电流值保持恒定为额定电流。读取端电压和相应的励磁电流。 (5) 取几组数据并记录于表5-4中。 表5-4 nnN=1500r/min I=IN= 0.45 AU（V）242230220200180160158If（A）2.071.8611.7481.5181.4021.2881.304 7、测同步发电机在纯电阻负载时的外特性 (1) 把三相可变电阻器RL接成三相Y接法，每相用R组件上的1300，调节其阻值为最大值。 (2) 按他励直流电动机的起动步骤起动MG，调节电机转速达同步发电机额定转速1500 r/min，而且保持转速恒定。 (3)断开开关S2，合上S1，电机GS带三相纯电阻负载运行。(

10、4) 接通24V励磁电源，调节Rf2和负载电阻RL使同步发电机的端电压达额定值220伏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，调节负载电阻RL，测同步发电机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56组并记录于表5-5中。 表5-5 nnN=1500r/min If= A cos=1U（V）220231245.5254.1259.7264.3If（A）0.4500.4000.3000.2000.1150 8、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，调节可变负载电阻使阻值达最大

11、，调节可变电抗器使电抗值达最大值。 (2) 调节Rf2至最大值，起动直流电机并调节电机转速至同步发电机额定转速1500转/分，且保持转速恒定。合上开关S1，S2。把RL和XL并联使用作电机GS的负载。 (3) 接通24V励磁电源，调节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220伏，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，调节负载电阻RL和可变电抗器XL使负载电流改变而功率因数保持不变为0.8，测同步发电机端电压和相应的平衡负载电流，测出整条外特性。 (5)共取数据56组并记录于表5-6中。 表5-6 nnN=1500r

12、/min If= 1.531 A cos=0.8U（V）220227.9245259.7262.9I（A）0.4500.4020.3000.2000.180 9、测同步发电机在纯电阻负载时的调整特性 (1)发电机接入三相电阻负载RL，调节RL使阻值达最大，电机转速仍为额定转速1500 r/min且保持恒定。 (2) 调节Rf2使发电机端电压达额定值220伏且保持恒定。 (3) 调节RL阻值，以改变负载电流，读取相应励磁电流If及负载电流，测出整条调整特性。 (4) 共取数据45组记录于表5-7中。 表5-7 U=UN=220V n=nN=1500r/minI（A）0.450.4070.3020.2020.101If（A）1.1510.1140.9800.8690.811五、实验报告1、根据实验数据绘出同步发电机的空载特性。2、根据实验数据绘出同步发电