电机综合实训

1、中国矿业大学信息与电气工程学院电机综合实训中国矿业大学2015-2016学年第一学期电气工程专业专业综合实践分析报告实践项目专题 电机综合实训 a班 级 越崎12-1班 a姓 名 缑晓会 a学 号 04121439 a成 绩 a中国矿业大学信电学院2015年 11月 20日目录1电器设备的基础测试21.1实训目的21.2实训项目21.3基本测量电器设备绝缘方法21.3.1直接测量法21.3.2比较测量法21.3.4充电测量法21.4使用测绝缘电阻仪器设备技术参数21.5分析选择“绝缘测试仪”测量绝缘电阻31.6分析选择“兆欧表”测量绝缘电阻31.7分析测量电器设备绝缘电阻的用途和意义41.8基

2、本测量电器设备的耐压实验方法41.9使用耐压实验仪器设备技术参数51.9.1耐压测试仪基本信息51.9.2工作原理51.10分析测量电器设备耐压的用途和意义。62电机测速方法的研究62.1实训目的62.2实训项目62.3轴编码器及无接触式转速表测速62.4采用直流他励电动机带永磁直流电机测速72.5采用直流他励电动机带交流测试发电机测速92.6总结103三相同步发电机的并联运行103.1实验目的103.2预习问题回答103.3实验项目113.4实验线路113.5评述准确同步法和自同步法的优缺点。123.6试并网运行条件不满足时并网将引起什么后果123.7三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的

3、调节（准确同步法）133.8在同一张座标纸画出PO和P=0.5倍额定功率时同步发电机的V型曲线，并加以说明。133.9思考题144三相同步电机参数的测定154.1实验目的154.2预习要求154.3实验项目154.4实验线路、实验所需组件及步骤154.4.1实验线路154.2 实验所需组件164.5实验步骤164.6思考题175实训总结181电器设备的基础测试1.1实训目的 1.了解电器设备的基础测试内容；2.掌握测量电器设备的绝缘电阻的方法；3.掌握测量电器设备的耐压的方法。1.2实训项目 1.分别用所选2种绝缘电阻测量仪表，测定低压电机、变压器（或调压器）的绝缘电阻； 2.使用耐压测试仪分

4、别测量测定低压电机、变压器（或调压器）的耐压数值。1.3基本测量电器设备绝缘方法测量绝缘电阻的方法主要有直接测量法、比较测量法、充放电测量法和计算测量法等。1.3.1直接测量法直接测量法是直接测量施加于被测绝缘式样的直流电压和流过试样的电流，并通过欧姆定律计算出绝缘电阻。所用的测量仪器主要有绝缘电阻表（兆欧表）、检流计和高阻计等。可以用一下仪器进行绝缘电阻的直接测量：1）手动或电动的直接显示兆欧表2）自带电池的直接显示兆欧表3）自带使用可调线性电源整流器的直接显示兆欧表4）自带检流计和电池的电阻电桥1.3.2比较测量法比较测量法是与已知的标准电阻相比较来测定绝缘电阻值的方法。常用的比较方法有电

5、桥法和电流比较法。充放电测量法包括充电测量法和自放电法。1.3.4充电测量法充电测量法是利用静电计和标准电容来测量绝缘电阻，自放电法利用高压直流电压源和静电电压表来测量绝缘电阻。1.4使用测绝缘电阻仪器设备技术参数（1）实验设备 兆欧表有手摇发电式和电子式两类。前者又俗称“摇表”；后者又称为“高阻计”。如图是两种类型兆欧表外形示例（电子式兆欧表的使用方法及相关参数详见附录1）兆欧表的规格是按其所发出的电压值来确定的。电机实验常用的有250v、500v、1000v和2500v共4种。在测量电机的绝缘电阻时，取用表1.1的标准；测量埋置在绕组内和其他发热元件中的热敏元件等的绝缘电阻时，一般应选用2

6、50V规格的兆欧表。电机额定电压/V<=36365005003300>3300兆欧表规格/V2505001000>25001.5分析选择“绝缘测试仪”测量绝缘电阻采用“绝缘测试仪”所测得三相异步电机绝缘电阻数据如表1.2：表1.2 采用“绝缘测试仪”测量三相异步电动机电机绝缘电阻序号测量位置电机绝缘电阻值（M）序号测量位置电机绝缘电阻值（M）1AB间5507Aa间0.002BC间5508Bb间0.003CA间5509Cc间0.004A地间55010a地间5505B地间55011b地间5506C地间55012c地间550首先，从电机结构可知A和a、B和c、C和c都分别为同一绕组

7、的两端，而三相绕组则互不接触（在没有Y形及形连接的前提下），且不与电机外壳（地）有接触。根据实验数据可看出，AB、BC、CA、A地、B地、C地、a地、b地、c地间存在很大的电阻，说明确实如前分析，互相隔离，绝缘性非常好，而Aa、Bb、Cc间则亦符合分析，各绕组不存在断裂的情况，绕组正常。1.6分析选择“兆欧表”测量绝缘电阻采用“兆欧表”所测得三相异步电机绝缘电阻数据如表1.3：表1.3 采用“兆欧表”测量电机绝缘电阻序号测量位置电机绝缘电阻值（M）序号测量位置电机绝缘电阻值（M）1AB间>5007Aa间0.002BC间>5008Bb间0.003CA间>5009Cc间0.004

8、A地间>50010a地间>5005B地间>50011B地间>5006C地间>50012C地间>500 从前面采用“绝缘测试仪”所测得三相异步电机绝缘电阻数据已经分析的电机绝缘性非常好，从“兆欧表”所测得数据再一次验证了前面的各种结论。唯一值得一提的是因为“兆欧表”采用指针形式显示，而且采用“手摇”的方式，虽然理论上摇速达到120r/min就会得出正常绝缘电阻，但是在摇动过程中肯定会带动仪器晃动，指针也有些许晃动，这两个因素加起来就使得利用“兆欧表”测得的绝缘电阻只能是一个大致数据或数据区间，非常便于使用但不够精确。1.7分析测量电器设备绝缘电阻的用途和意义绝

9、缘电阻是绕组抵抗直流电流的电气绝缘能力。从施加电压起的某一特定时刻（t）,所施加在绝缘检测方面，绝缘电阻测量是一个有效、方便、快捷的检测手段。绝缘电阻能够直观地反映出绝缘的整体状态。原理是在绝缘上施加直流电压，测量出绝缘的电阻值，它反映了绝缘的伏安特性。绝缘电阻测量是一种非破环性试验，它检测绝缘的分布式缺陷。对电机而言，它测量的是所有绝缘并联后的总电阻，所以查找故障点需要分段查找。1.8基本测量电器设备的耐压实验方法要求（根据国家标准）：电动机在验收时不应重复进行本项试验，但如用户提出要求，允许再进行一次耐电压试验，试验电压应为8.2.2 条规定的试验电压值的80。如有需要，在试验前应将电机烘

10、干。注意：操作必须戴好橡胶绝缘手套、座椅和脚下垫好橡胶绝缘垫！电源线必须用有可靠接地的三芯线！只有在测试灯熄灭，无高压输出状态时，才能进行被试品连接或拆卸操！基本步骤如下：（1）在确定电压表指示为“0”，测试熄灭状态下接被测物体，并把地线连接好。WB2671A用于直流测试时注意电压极性。(2)设定漏电流报警（击穿所需值）。a.按下预置开关。b.选择所需报警电流量程档。c.调节漏电流预置电位器到所需报警值。再弹起预置开关。（3）手动测试：a.将定时器开关设到“关”的位置，按下启动按钮，测试灯亮，缓慢调节电压调节旋钮，将电压调到需要的值。b.测试完毕后，将电压调节到测试值的1/2左右位置后按复位键

11、，切断高压输出，测试灯灭，此时被测物为合格。c.如果被测物体漏电流超过预置值，则仪器自动切断输出电压，同时蜂鸣器报警、超漏指示灯亮，此时被测物为不合格，按下复位键，即可消除报警声。(4)定时测试a.在手动情况下不连高压棒，按下启动钮，缓慢调节输出电压至所需值。然后按下复位键，这是不要再动电压输出调节！b.定时开关设到“开”，拨预置时间拨码盘，设定所需测试时间。c.按下启动钮，进入测试状态，这时有高压输出！d.当定时到，测试电压被切断，则被测物为合格，若楼电流过大，不到定时时间，仪器自动切断输出电压，超漏灯亮，声音报警，被测物为不合格。(5)遥控测试a.设定好漏电流预置值。b.在手动情况下不连高

12、压棒，按下启动钮，缓慢调节输出电压至所需值。然后按下复位键，这时不要再动电压输出调节。c.遥控测试附件与仪器连接好。d.将遥控测试棒与被测物接触。e.在确定遥控棒尖端与被测物可靠接触情况下，按下高压棒上的起动开关进行测试，如果听到报警声马上松开，测试结束则松开此开关。实验中利用“耐压测试仪”测试三相电机耐压性能实验数据如下表1.4：表1.4 利用“耐压测试仪”测试三相电机耐压性能实验数据表耐压实验组别耐压值（kV）电枢-励磁0.86电枢-换向极0.86换向极-励磁0.86电枢-电机外壳0.86励磁-电机外壳0.86换向极-外壳0.86首先必须明确的是上述所得耐压实验数据并非完全真实，因为为了尽

13、量保护实验室电机，耐压测试仪所施加电压值有所降低。1.9使用耐压实验仪器设备技术参数耐压实验设备的仪器及参数上图是被测电机的内部接线图。进行耐压试验可以用典型的耐压试验接线图进行测量，本次试验采用WB2672A耐电压测试仪进行测量。通过查阅，得知WB2672A耐压仪是由浙江威博电气有限公司生产的，它的电压范围是AC 05kV,电流02mA/20mA/100mA,时间199s，变压器容量750VA，数显，准确度：±5%。被测电机的型号是Z2C，额定电压是110V，额定电流是5.4A，额定转速是1500r/min。1.9.1耐压测试仪基本信息WB26系列耐电压测试仪是测量被试品耐压强度的

14、仪器，它能够准确、快速、直观、可靠地测试各种被测对象的击穿电压及漏电流等电气安全性能指标，本产品是 按照IEC、ISO、BS、UL、JIS等国际国内的安全标准要求而设计，测试电压从0-5kV（AC/DC），漏电流0-20mA（AC）（WB2670A）、0-100mA（AC）（WB2672A、WB2671A），0-600mA（AC）（WB2673），漏电流0-20mA（DC）（WB2671A）。定时范围1-99s，特殊要求另定。WB26系列耐压测试仪产品是在吸收，消化国际国内先进耐压测试仪的基础上，结合我国用户的实际使用情况加以改进、提高和完善。本产品可以直观的显示输出电压值、实验时的漏电流、设

15、定报警漏电流值、试验时间，时间以倒计时形式显示，不但准确，同时更能反映实验进程。试验时的漏电流显示可以反映各种试品耐电压性能上的差异。1.9.2工作原理耐电压测试仪由高压升压回路、漏电流设定及检测回路、指示仪表组成，高压升压回路能调整输出电压至需要的值，漏电流设定及检测回路能设定击穿电流，实验过程能显示漏电流值，指示仪表直接读出实验电压值和漏电流值。样品在要求的试验电压作用下达到规定的时间时，仪器能自动或被动切断试验电压；一旦击穿，漏电流超过设定的击穿电流，仪器能够自动切断输出电压，并能同时报警。技术指标WB2672AWB2671A电压测试范围05kV±5%±3个字05kV

16、±5%（AC/DC）±3个字电流测试范围（mA）0.3220100 ±5%±3个字AC同WB2672A DC0.3220±5%±3个字漏电流设置范围（mA）0.3220100±5%±3个字AC同WB2672A DC0.3220±5%±3个字定时时间范围199S ±5%、或手动变压器容量1000VA750VA体积（宽*高*深）375*190*280 mm3工作环境环境温度040度，相对湿度75%备注WB2673是柜式结构，属非标准产品，用户需定制1.10分析测量电器设备耐压的用途和意义。

17、耐电压是非常重要的安全技术指标之一，其中耐压强度也可以称之为耐压强度、介电强度。绝缘物质所能承受而不至遭到破坏的最高电场强度称为耐压强度。通过耐压试验可以：检测绝缘耐压受工作电压或过电压的能力；检查电气设备绝缘制造或检修质量；排除因原材料、加工或运输对绝缘的损伤，降低产品早期失效率；检验绝缘的电气间隙和爬电距离。举例来说，定子线圈是高压电机的心脏，匝间击穿在绕组故障中占90%。因此，提高交流高压电机定子绝缘可靠性之关键，就在于是否能制造出高质量匝间绝缘的线圈。而分析线圈匝间耐电压具有重要的意义。2电机测速方法的研究2.1实训目的1.了解基本的测速方法。（提示可以采用轴编码器；交、直流测速发电机

18、；无接触式转速表等）2.几种测速方式下，测试电机转速的测量误差。3.特定转速时的最佳测速方式。2.2实训项目1.分别用所选3种测速方法之一，测定电机分别在高、中、低3种情况下的电机转速。 2.分别用所选3种测速方法之二，测定电机分别在高、中、低3种情况下的电机转速。3.分别用所选3种测速方法之三，测定电机分别在高、中、低3种情况下的电机转速。2.3轴编码器及无接触式转速表测速选用直流他励电动机调节不同转速，利用轴编码器及无接触式转速表测定电机分别在高、中、低3种情况下的电机转速。实验所用线路图如图2.1：图2.1 直流他励电动机调节不同转速电路图实验实测数据如表2.1表2.1 采用轴编码器及无

19、接触式转速表测速数据记录序 号n(r/min)轴编码器（标准）无接触(r/min)序 号n(r/min)轴编码器（标准）无接触(r/min)1214.9214.57805.0805.22303.7303.28915.9915.33395.8396.091009.510104477.0477.4101096.210965601.5601.2111195.511956694.3694.9121297.912992.4采用直流他励电动机带永磁直流电机测速采用直流他励电动机带永磁直流测试发电机，及利用直流电机测速，其实验线路图如图2.2：图2.2 直流电机测速实验线路采用直流他励电动机带永磁直流测试发

20、电机测速数据如表2.2：表2.2 采用直流他励电动机带永磁直流电机测速实测数据序 号轴编码器（标准）n(r/min)无接触(r/min)直流发（空）直流发（载）1213.6213.71.1271.1282305.8305.91.6011.5953369.0369.71.9341.9274464.5464.62.3372.3315873.0873.04.5064.4936779.8779.64.0144.0027686.1686.43.5443.5308595.0595.23.0713.08491011.110115.2125.206101097.510975.6615.644111192.31

21、1926.1466.134121332.613326.8656.846空载时和带载时所测出的数据是不同的，空载时比带载时的曲线更高，这是由于电枢电流影响电枢电压造成的，由上一段曲线空载时的曲线更接近于实际值。2.5采用直流他励电动机带交流测试发电机测速采用直流他励电动机带交流测试发电机测速，即利用交流电机测速，其实验线路如下面图2.3：图2.3 采用直流他励电动机带交流测试发电机测速实验线路实验所测数据数据如表2.3：表2.3 采用直流他励电动机带交流测试发电机测速实测数据序 号轴编码器（标准）n(r/min)无接触(r/min)交流发（空）交流发（载）1219.1219.10.900.792

22、292.6292.31.211.063387.3387.81.611.414492.1492.02.041.795586.5586.42.442.146695.7695.82.912.557799.0799.23.342.948880.2879.83.713.2691004.210044.183.67101105.311054.024.06111213.012135.074.45121305.113055.464.80由上表绘制出曲线如下图：2.6总结(1) 无接触式转速测量仪在整个测速过程中的表现均很稳定，所得的转速曲线几乎拟合，并成线性，误差较小。此方法适用于整个测速过程。但是读数精确位有

23、限，不适合要求非常严格的场合。 (2) 永磁直流测速发电机在低速和中速表现很好，高速时若有负载则输出电压会小幅降低。低速和中速时，负载对于输出电压基本没有影响。在整个测速过程中，发电机输出电压与转速基本成正比。因此，本方法也适用于整个测速过程。 (3) 交流测速发电机在低速表现较好，中速和高速时误差较直流测速发电机大。并且负载对于输出的影响均较大，特别在高速时，负载对输出电压的减小效果严重。因此，本方法只适用于低速测量过程。3三相同步发电机的并联运行3.1实验目的 1掌握三相同步发电机投入电网并联运行的条件与操作方法。 2掌握三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节。3.2预习问题回答

24、1三相同步发电机投入电网并联运行有那些条件？不满足这些条件将产生什么后果？如何满足这些条件？答：三相同步发电机并网条件有： 双方应有一致的相序； 双方应有相等的电压的有效值； 双方应有同样或者十分接近的频率和相位。如果不能满足以上条件，都有可能产生很严重的后果，电机和电网中将会产生很大的冲击电流，对电网及电气设备产生很大损伤甚至破坏。例如发电机组非同期并网时，将产生较大的冲击电流和电磁转矩。冲击电流破坏发电机及系统的电气性能，严重时会将发电机绕组烧毁；同时冲击电流会对发电机定子端部绕组产生强大的应力，对定子绕组造成巨大的破坏。电磁转矩则会对轴系统产生强大的扭应力，轴系扭振形成疲劳损耗，缩短有效

25、使用寿命，甚至造成大轴即时断裂。为满足并网条件，在实际工程中一般要求冲击电流小于允许值且合闸后较快实现同步运行即可。同步发电机投入电力系统并网运行的方式有准同步法、自同步法和因事故跳闸的自动重合闸。自同步法是比较传统的并网方式。它是将发电机的励磁绕组经自同步（灭磁）电阻闭合，用原动机拖动发电机至接近同步时投入电力系统,并在投入系统的同时或稍后投入其直流励磁，使其在定子和转子磁场间形成的电磁转矩作用下进入同步。准同步法并网是指在相序一致的前提下，通过调节器使带并网发电机和系统的电压和频率相同，相位相等。如果能够达到这三个条件，则发电机在并网瞬间电子电流为零，即无冲击电流和冲击转矩，对发电机和电力

26、系统均无影响。 2三相同步发电机投入电网并联运行时怎样调节有功功率和无功功率？调节步骤是怎样的？答：（1）调节有功功率调节无穷大电网并联运行的同步发电机，如果保持励磁不变有E=Const,则发电机的运行情况完全取决于拖动发电机的原动机。如果原动机运行变化缓慢，那么过渡过程可忽略，以稳态规律来分析。设发电机已稳定运行于电网，当发电机不输出有功功率，原动机发出的功率恰好补偿各种损耗。当增加原动机的输入功率，原动机的驱动转矩大于发电机的电磁转矩，是主极的位置沿转向对合成磁场前移，功角逐渐增大，两磁极系统轴线不相重合。由于气隙中磁力线被拉斜，故两个异性磁极系统之间存在一个“电磁应力”，它和受拉伸的弹性

27、介质中存在相似的应力，方向和磁力线方向一致，力图将两磁极轴线重合，于是沿着转子有一切向力，产生制动转矩。当制动转矩和原动机驱动相平衡时，功率就不在增加，这时转子主极磁场拉着气隙磁场以同步速度旋转，将输入的机械功率转变为电磁功率。电动机正常运行，（0，n）,电机输出有功和无功功率。发电机调相运行，（n，90。），电机输出有功吸收感性无功。电动机运行，（270。,on），电机吸收无功和有功功率。电动机做调相运行，（on，360。），电机吸收用功功率，输出电感性无功功率。（2）调节无功调节在电网中，如果无功功率不足，就会导致整个电网的电压水平下降这是不允许的，因此高压发电机与电网并联后，不但要向电网

28、输送有功功率，而且要向电网输送一定无功功率。当发电机与电网并联后，不但要向电网输送有功功率，而且要向电网输送一定的无功功率。3.3实验项目1用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。2用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。3三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。4三相同步发电机与电网并联运行时无功功率调节。5测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V型曲线。6.测取当输出功率等于0.5倍额定功率时三相同步发电机的V型曲线。3.4实验线路3.5评述准确同步法和自同步法的优缺点。准同步法并网是指在相序一致的前提下，通过调节器使待并网发电机与系统的电压和频率相等，相位相同。如果能达到

29、这三个条件，则发电机在并网瞬间电子电流为零，及无冲击电流和冲击转矩，对发电机和电力系统均无影响。准确同步法的优点是投入瞬间，电网和发电机没有冲击电流，缺点是整步过程复杂费时，尤其当电网发生故障而要求把备用同步发电机迅速投入并网运行是，由于电网电压与频率不稳，用准确同步法更难并网，这时往往采用自整步法。自同步法有着诸多优点，如：1.操作简单，可以很大程度避免误操作及由此而引起对于发电机及系统的破坏；2.发电机能够相对较迅速地投入系统；3.当系统电压和频率大大降低时，仍不影响发电机投入电网运行。可避免故障扩大，有利于处理系统事故。同时自同步法缺点也很显著：投入系统时会对系统产生较大的冲击电流。这使

30、得自同步并网很难在大型发电机组上应用。3.6试并网运行条件不满足时并网将引起什么后果若以上条件中的任何一个不满足，则在开关K的两端，会出现差额电压 ，如果闭合K，在发电机和电网组成的回路中必然会出现瞬态冲击电流。上述条件中，除相序一致是绝对条件外，其它条件都是相对的，因为通常电机可以承受一些小的冲击电流。并网的准备工作是检查并车条件和确定合闸时刻。通常用电压表测量电网电压 ，并调节发电机的励磁电流使得发电机的输出电压U=U1。再借助同步指示器检查并调整频率和相位以确定合闸时刻。3.7三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节（准确同步法）在同步机发电机定子电流接近于零到额定电流的范围内读取三

31、相电流、三相功率、功率因数数据如表3.1中。表3.1 U= 220.8 V ；If0 = 0.754 A序号输出电流I(A)输出功率P2(W)功率因数容量IAIBICIPPP2COSjVA0.0700.0490.0570.058712.19.321.40.953822.4362920.1350.1090.1240.122726.918.945.80.976346.9122530.1840.1570.1750.172037.527.164.60.982165.7791340.2270.2010.2190.215747.732.3800.969982.4788750.2720.2470.2660.

32、261757.737.3950.9493100.07160.3300.3040.3210.318370.942.9113.80.9348121.742470.3760.3510.3690.365382.345.71280.9161139.7169 表中：I=( IA +IB +IC)/3 P2 = P + P有功功率和频率有关，无功功率和电压有关。根据同步电机V形曲线可以看出，增加励磁电流可以增发无功，而有功功率和电机本身无关，与负荷大小有关。当有功负荷增加时，电机转速就会下降。通过调节原动机出力或者增加发电机组来增发有功功率。3.8在同一张座标纸画出PO和P=0.5倍额定功率时同步发电机的V

33、型曲线，并加以说明。（1）测取当输出功率约等于零时三相同步发电机输出数据如表3.2表3.2 n= 1500.0 r/min ；P2 0 W序号三相电流I(A)励磁电流If(A)功率因数IAIBICIIfCOSj10.2780.2740.2890.28030.199020.2410.2410.2610.24770.254030.1870.1840.2020.19100.36040.1370.1330.1510.14030.451050.0840.0760.0960.08530.555060.0610.0520.0730.06200.602070.0410.0310.0470.03970.6530

34、80.0290.0240.0260.02630.713090.0350.0360.0240.03170.7460100.0670.0690.0530.06300.8220110.1090.1150.0950.10630.9120120.1520.1560.1350.14770.9770130.2040.2050.1840.19771.1040140.2550.2570.230.24731.2060 表中：I=( IA +IB +IC)/3<2>测取当输出功率P2=0.5PN时三相同步发电机的V曲线。1三相电流I(A)励磁电流If(A)功率因数容量IAIBICIIfCOSjVA10.

35、2620.2550.2360.2510 1.2050.4705 95.6438520.2160.2180.1950.2097 1.10.5632 79.8937330.1860.1740.1590.1730 1.0030.6826 65.9218540.1550.1390.1320.1420 0.9060.8317 54.1092750.1350.120.1160.1237 0.8040.9549 47.1233360.1310.1120.1180.1203 0.7580.9814 45.8531670.1330.1150.1280.1253 0.7010.9422 47.7584180.14

36、10.1220.1360.1330 0.6610.8879 50.6798190.1680.1510.1720.1637 0.560.7216 62.36538100.2140.20.2220.2120 0.4530.5570 80.78285110.2640.2550.2770.2653 0.3590.4451 101.1056120.3260.3190.3420.3290 0.2510.3589 125.3658PO和P=0.5倍额定功率时同步发电机的V型曲线如下图所示下方曲线是P=0时的V形曲线，上方曲线是P=0.5PN时的V形曲线。，通过同步发电机的V形曲线分析：输出电流随励磁的增加，

37、先增大后减小。曲线的位置 随输出功率的增加而上移。左边为欠励磁，右边为过励磁，均会使功率因数减小。而且当输出有功时，电枢电流要比不输出有功（零功率因数）时的电枢电流大。3.9思考题1.用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行时先把同步发电机的励磁绕组串入10倍励磁绕组电阻值的附加电阻构成回路的作用是什么？（1）励磁绕组串入10倍励磁绕组电阻值的附加电阻是为了防止励磁绕组产生过电流和产生巨大的机械冲击力。（2）附加电阻值太小，不能起到限流作用；附加电阻值太大，则励磁电流过小，不能提供足够的磁通支持发电机运行。2用自同步法将三相同步发电机投入电网运行时先由原动机把同步发电机带动旋转到接近同步转速

38、（14751525转分之间）然后并入电网，若转速太低并车将会出现什么情况?若转速太低，会在发电机与电网间存在频率差，导致并联时产生较大的冲击电流，严重者不能拖入同步。会对电网形成冲击，相当于突然出现不稳定负载，引起系统局部振荡。对发电机而言，定子电流和电压大幅波动，有可能损坏发电机。4三相同步电机参数的测定4.1实验目的 掌握三相同步发电机参数的测定方法，并进行分析比较加深理论学习。4.2预习要求1同步发电机参数Xd 、Xq 、Xd、Xq、Xd” 、Xq” 、X0 、X2 各代表什么物理意义？对应什么磁路和耦合关系？答：Xd 、Xq分别同步发电机的直轴同步电抗和交轴同步电抗；Xd、Xq分别是暂

39、态直轴电抗和交轴暂态电抗电抗； Xd”、Xq”分别是次暂态直轴电抗和交轴次暂态电抗电抗，X0是同步发电机的零序电抗，X2 是负序电抗。2.怎样判别同步电机定子旋转磁场与转子的旋转方向是同方向还是反方向？答：（1）按要求接好实验线路，GS为同步发电机，MG为原动机。（2）按要求起动作为原动机的三相异步电机，使其转速达到同步速。（3）顺时针缓慢调节调压器旋钮，使同步机定子三相交流电源逐渐升压，及加大主磁场强度，直到观察同步发电机励磁绕组，即发电输出所接直流电压表，指针能够偏转，若指针有缓慢摆动则表示同步发电机定子产生的旋转磁场和转子转向相同；若只有轻微振动，而无摆动则表示同步电机定子产生的旋转磁场

40、和转子的转向相反，这时需停机并调整相序。停机时，先断开控制屏上电枢电源开关，并将Rst调回到最大值再按下交流电源“停”按钮。在断电条件下调整好相序后，再按上述实验方法重新操作。4.3实验项目 1用转差法测定同步发电机的同步电抗Xd 、Xq。2用反同步旋转法测定同步发电机的负序电抗X2 及负序电阻r2 。3用单相电源测同步发电机的零序电抗X0 。4用静止法测超瞬变电抗Xd”、Xq”或瞬变电抗Xd、Xq。4.4实验线路、实验所需组件及步骤4.4.1实验线路 4.2 实验所需组件原动机采用DJ23校正过的直流电机，同步发电机采用DJ18(或D16)三相同步发电机，同步发电机励磁回路直流电压V2 表选

41、用D31-2智能直流电压电流表上的电压表，交流电压表V1采用D38-1数模双显存储式智能真有效值电压表,交流电流表A采用D37-1数模双显存储式智能真有效值电流表,功率表P1 、P2 选用D34-2智能功率、功率因数表，的电枢串联电阻Rst选用D44上的180电阻，的励磁回路串联电阻Rf 选用D44上的1800电阻， S 可选用带有开关的组件D51（或D61、或D66）。4.5实验步骤（1）用转差法测定同步发电机的同步电抗Xd 、Xq。表513序号Imax(A)Umin(V)Xq()Imin(A)Umax(V)Xd()10.05921.30.05621.320.7126.00.6726.0计算: （2）用反同步旋转法测定同步发电机的负序电抗X2 及负序电阻r2。表514序号I(A)U(V)P(W)P(W)P(W)r2()X2()10.37141.8012.112.120.44449.10.317.317.6表中PPP计算 （3）用单相电源测同步发电机的零序电抗X0 表515序号U(V)I(A)P(W)X0()1127.81.20280.3（4）用静止法测超瞬变电抗Xd”、Xq”或瞬变电抗Xd、Xq。表516序号U(V)I(A)P(W)Xd”()141.50.4703.1241.70.2673.3其中有：Zd”=U/(2I) Rd”=P/(2I2) 表517序号U(V)