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 电气12-3班 a姓 名 a学 号 04121627 a成 绩 a中国矿业大学信电学院2015 年 11 月 28 日目 录前言. . . .2实训一 电器设备的基础测试3一、实训目的3二、预习要求3三、实训项目3四、实训线路、实验所需组件及步骤、测量数据3五、实训报告基本内容4实训二 电机测速方法的研究11一、实训目的11二、预习要求11三、实训项目11四、实训线路、实训所需设备组件及步骤11五、实训报告基本内容13实训三 三相同步发电

2、机的并联运行18一、实验目的18二、预习要求18三、实验项目18四、实验线路、实验所需组件及步骤19五、实验报告22六、思考题23实训四 三相同步电机参数的测定24一、实验目的24二、预习要求24三、实验项目24四、实验线路、实验所需组件及步骤25五、实验报告29六、思考题29实训总结.31附录32附件1：FLUKE绝缘测试仪相关说明32附件2：ZC25型兆欧表相关说明35附件3：数字式高精度转速表相关说明38附件4：WB26系列耐压测试仪相关说明.42附件5：增量式旋转编码器相关说明. . . .46附件6：GB 12350-2009及GB/T 5171-2002里面的电机绝缘要求.47附件

3、7：GB/T 5171-2002里面规定的电机耐压要求. .49附件8：GB755-2008/IEC60034-1：2004里面的电机耐电压试验要求.50前言电机学是电气工程及其自动化专业的一门技术基础课。它不仅是本专业的理论基础，且为电机设计、交流调速系统、电力拖动基础、电力工程、电气工程数值计算等后续专业课程提供分析方法，同时也是电力电子与电力传动、电机与电器、电工理论与新技术等多个专业研究生入学考试的课程，该课程在本科教学中占有十分重要的地位。为了深入了解电机的构造、工作原理、工作特性等知识，需要学生进入实验室近距离的观察并进行实验，产生感性的认识。本次电机综合实训为大家提供了这样一个实

4、验平台，帮助大家巩固自己之所学，同时也加强了学生自身的动手实践能力。整个实训分为四部分，分别是电器设备的基础测试、电机测速方法的研究、三相同步发电机的并联运行以及三相同步电机的参数测定。实训一 电器设备的基础测试一、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。二、预习要求 1、了解2种测量电器设备绝缘电阻原理和仪表及使用方法。 2、了解低压电器设备的基本绝缘电阻要求（查国家标准）。3、学习2种绝缘电阻测量仪表的使用方法和仪表技术指标。4、设计应该如何测量低压电机、变压器的绝缘电阻值和相应的记录表格。5、了解测量电器设备耐压的

5、原理和相应所用仪表的使用方法。 6、了解低压电器设备的基本耐压要求（查国家标准）。7、学习耐压测试仪的使用方法和仪表技术指标。8、设计应该如何测量低压电机、变压器的耐压数值和相应的记录表格。9、自拟实验安全注意事项。三、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、使用耐压测试仪分别测量测定低压电机、变压器（或调压器）的耐压数值。四、实训线路、实验所需组件及步骤、测量数据I电器设备的绝缘电阻测量 1实训线路自拟实训线路和实训步骤及实训注意事项（特别是所有仪器仪表数据）。参考实训记录表格：表11 采用ZC25B-3型兆欧表测量三相异步电动机电机绝

6、缘电阻序号测量位置电机绝缘电阻值（M）1AB间2BC间3CA间4A地间5B地间6C地间7Aa间08Bb间09Cc间010a地间11b地间12c地间表12 采用FLUKE 1508数字兆欧表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）1AB间5502BC间5503CA间5504A地间5505B地间5506C地间5507Aa间08Bb间09Cc间010a地间55011b地间55012c地间550 II电器设备的耐压试验表13 电器设备耐压测试结果用耐压测试仪测量电机耐压序号测量位置测试电压（kv）测量结果1励磁电枢0.86未击穿2电枢换向0.86未击穿3励磁换向0.86未击穿4电

7、枢外壳0.86未击穿5励磁外壳0.86未击穿6换向外壳0.86未击穿5、 实训报告基本内容1、 基本测量电器设备绝缘方法。答：一般使手摇式兆欧表或数字式绝缘电阻测试仪进行测量。 手摇式兆欧表测量绝缘电阻：（1）测量带电设备的绝缘电阻之前，必须断开被测设备电源，并进行短路接地放电，以保证人身和设备的安全及获得正确的测量结果。（2）兆欧表有三个接线端钮，其中L表示“线”，E表示“地”，G表示“保护环”（即屏蔽接线端钮）。测量电缆的绝缘电阻或天气潮湿的时测其它电气设备时，使用保护环G以避免被测设备表面漏电影响测量结果；测量线路对地的绝缘电阻时，兆欧表接线端钮L接线路的导线，接线端钮E接地；测量电动机

8、绕组对地（外壳）的绝缘电阻时，兆欧表接线端钮L与绕线接线端子连接，端钮E接电动机外壳；测量电动机或电器的相间绝缘电阻时，L端钮和E端钮分别与两部分接线端子相接；测量电缆的对地（表皮）绝缘电阻，L接电缆心线，E接电缆表皮，G接绝缘层，其它电气设备的接线，可参照这些设备的接线类推。（3）兆欧表与被测物之间的连接导线必须使用绝缘良好的单根导线，不能使用双根绞线，且与L端连接的导线一定要有良好绝缘，因为这一根导线绝缘电阻与被测物的绝缘电阻并联，此对测量结果影响很大。（4）用兆欧表测量电气设备的绝缘电阻时，应注意做到：la、兆欧表放置应平稳，避免表身晃动。lb、在测绝缘电阻前，接上兆欧表的两根棒（不要互

9、相绞并在一起），先把两表棒接触，手柄轻摇几转，试看表针是否指到0位。接着分开两表棒，再摇几转，试看表针是否指到位。校试好兆欧表的0位和位后，即可进行测量。lc、手柄转速以每分钟120转左右为宜，切记忌忽快忽慢。ld、绝缘电阻随测量时间的长短而不同，一般以手柄稳定转速下持续要一分钟之后的读数为准。le、测量时，如果发现被测设备的绝缘电阻等于零，应立即停止摇转手炳，以免损坏兆欧表。lf、在兆欧表没有停止摇转和设备没有对地放电之前，切勿触及测量部分和兆欧表的接线端钮，以免触电。lg、测量完毕，应将被测设备对地放电。 数字式绝缘电阻测试仪测量绝缘电阻：数字式绝缘电阻测试仪由直流电池、晶体管振荡器、倍压

10、整流、测量机构模数转换和数显系统组成。数字式绝缘电阻测试仪使用时的接线同兆欧表，输出直流电压用电键选择，一般有500V、1000V、2500V、5000V、10000V等，使用很方便，可选择不同的档位。数字式绝缘电阻测试仪的使用应经常更换电池，不用时可将电池取出，上电池前应测量电池的电压和电流，必须保证电池电压和电流处于完好额定状态。2、 使用仪器设备技术参数。答：ZC25系列兆欧表：a、规格型号额定电压测量范围(M)准确度等级(V)允差ZC25-1100±10%010010(相当于弧长的1级)ZC25-2250±10%0250ZC25-3500±10%0500Z

11、C25-41000±10%01000使用条件温度-25+40,相对湿度不大于80%摇柄额定转速120r/min外形尺寸205mm×120mm×145mm重量约2kgb、准确度：10级（相当于弧长的1级）。c、使用条件：温度-25+40相对湿度不大于80。d、摇柄额定转速：120r/min。e、外磁场影响：当外界磁场度为0.4kA/m时，仪表允许改变量为等级指数的100。f、倾斜影响：当仪表自水平位置向任意一方向倾斜5°时，仪表允许改变量为等级指数的50。g、绝缘电阻：仪表所有线路与外科之间的绝缘电阻应不小于20M欧。h、试验电压：仪表能耐受频率为50Hz

12、的正弦波交流电压历时1min试验，试验电压有效 。 FLUKE 1508数字兆欧表：福禄克Fluke 1508数字兆欧表交流/直流电压测量精度范围600.0V分辨率0.1V50Hz至400Hz± (%读数+数字)±(2%+3)输入阻抗3M（标称值）,<100pF共模抑制比（1 k不平衡):>60dB，在直流、50或60Hz时过载保护600V有效值或直流量程/分辨率：20.00 0.01200.0 0.12000 120.00 k0.01k精度±(1.5%+3)过载保护2V有效值或直流开路测试电压：>4.0V,<8V短路电流：>

13、; 200.0mA测量范围：0.01M至10 G测试电压50V、100V、250V、500V、1000V测试电压准确度：+20%,-0%短路测试电流：1mA，标称值自动放电：当C=1µF 或更小时，放电时间<0.5s带电电路检测功能：在进行测试初始化之前，如果检测到大于30V的电压，则禁止进行测试。最大容性负载：在高达1µF的负载下可工作。施加到任意端子上的最大电压：600 V 交流有效值或直流储存温度-40°C至60°C（-40°F至140°F）工作温度-20°C至55°C（-4°F 至131&#

14、176;F）温度系数0.05×（给定准确度）/°C，温度<18°C 或> 28°C（<64°F或>82°F）时相对湿度0%至95%，在10°C至30°C（50°F至86°F）时0% 至75%，在30°C至40°C（86 °F至104°F)0 %至40%，在40°C 至55°C（104 °F至131°F）抗振性随机，2g，5-500 Hz，符合MIL-PRF-28800F，Class 2仪器的要

15、求抗冲击性1米跌落，符合IEC 61010-1第2版（1米跌落试验，6面，橡木地板）的要求电磁兼容：在3V/M的RF场中，准确度=给出的准确度（EN61326-1:1997）安全符合ANSI/ISA 82.02.01（61010-1）2004、 CAN/CSA-C22.2 No.1010.1和IEC/EN 61010-1第2版对CAT IV 600V 设备的要求认证：CSA，符合标准CSA/CAN C22.2 No. 1010.1；TUV，符合标准 IEC/EN 61010-1第2版电池4节AA型号的电池（(NEDA 15A 或 IEC LR6）电池寿命用于绝缘测试时：在室温下用新电池至少可进

16、行1000次绝缘测试。测试均指标准测试：1000V，至1M，占空比为5秒钟打开，25秒种关闭。电阻测量时：在室温下利用新电池至少可进行 2500 次接地电阻测量。测试均指标准测试：1 ，占空比为 5秒钟打开，25秒钟关闭尺寸5.0 cm 高×10.0 cm 宽×20.3 cm 长（1.97 in 高×3.94in宽×8.00in长）重量550g（1.2lb）IP 等级：IP40海拔高度工作2000mCAT IV 600V，3000m CAT III 600V非工作（储存）：12,000m过载能力：110%范围3、 分析选择第一种测量绝缘电阻仪表测量绝缘电

17、阻（包括实验数据整理）。答：实验数据见表1-1。根据小功率电动机的安全要求（GB 123502009），电动机的额定电压36V<Un<500V，用兆欧表测量时，在常态下不低于50M，在热态下不低于5 M。所以由实验测得的数据知，该电机的绝缘性能良好。4、 分析选择第一种测量绝缘电阻仪表测量绝缘电阻（包括实验数据整理）。答：实验数据见表1-2。根据小功率电动机的安全要求（GB 123502009），电动机的额定电压36V<Un<500V，用兆欧表测量时，在常态下不低于50M，在热态下不低于5 M。所以由实验测得的数据知，该电机的绝缘性能良好。5、 分析测量电器设备绝缘电阻

18、的用途和意义。答：因为电动机或其他电气设备停用或备用时间较长时，由于受潮或有大量积灰，影响电气设备的绝缘；长期使用的电器设备，绝缘也有可能老化，端线松弛。测量电气设备的绝缘就能发现这些问题，以便及时采取措施，不影响电气设备的运行或切换使用。6、 基本测量电器设备的耐压实验方法。答：a.检查确认耐压测试仪的主电源开关是处于关的位置； b.除非仪器的特殊设计以外，所有的不带电金属部分必须可靠接地； c.把受测设备的所有电源输入端的电线或端子连接起来； d.合上受测设备的所有电源开关，继电器等； e.把耐压测试仪的测试电压调为零； f.把耐压测试仪的高电压输出线(通常为红色)连接到受测设备的电源输入

19、端； g.把耐压测试仪的回路接地线(通常为黑色)连接到受测设备的可触及不带电金属部分； h.把耐压测试仪的主电源开关闭合，缓慢升高仪器的次级电压到要求值。一般升压速度不超过500V/sec的速度； i在指定的时间内维持这个测试电压； j把测试电压缓慢降下来。7、 使用耐压实验仪器设备技术参数。答:本次试验所用耐压试验仪器为WB2672A耐压测试仪，其技术参数为电压AC05KV，电流02 mA/20mA/100mA，时间199s，变压器容量750VA，数显，准确度：±5%。1) WB2672A耐压测试仪：2) 被测电机接线图：8、 分析测量电器设备耐压的用途和意义。答:用途：测试反映绝

20、缘材料的绝缘性能的优劣和缺陷，用来判断绝缘性能是否符合使用的性能要求。 意义：保证电机在经历短时间超额定的高电压时，不会出现绝缘击穿的情况，保证电机能够正常、安全运行。9、所获的结论。答:通过对三相异步电机的绝缘电阻测量和直流电机的耐压试验，可知所测电器设备均是合格的，都满足国标要求。实训二电机测速方法的研究一、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；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。二、预习要求 1、了解3种以上的电机测速方法。 2、选择其中3种方法测量电机转速。 3、了解分析电机测量误差的方法。

21、4、如何可以将直流他励电动机的转速分别调节到100转2500转。三、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。四、实训线路、实训所需设备组件及步骤 1实训线路自拟实训线路和实训步骤及实训注意事项（特别是所有仪器仪表数据）。参考实训线路：由：得：式中：-电枢回路总电阻 -负载电阻 n -电枢总电势式中：-交流测速发电机的相对速度； n-实际转速，单位为r/min； nc-同步转速，单位为r/mi

22、n；2.数据记录表表21 采用测速方式一实训记录表格序 号n(r/min)轴编码器（标准）无接触(r/min)直流发（空）直流发（载）1121.8124.10.6240.6132217.2218.01.0951.0723318.0318.41.5861.5794553.5552.52.7692.7485704.5704.63.5233.5006896.2895.64.4744.43271011.410105.0485.01581496.414687.3247.27291730.717318.6308.569101992.419949.9239.866112097.3209810.4410.36

23、122215.0221411.0210.93表22 采用测速方式二实训记录表格序 号n(r/min)轴编码器（标准）无接触(r/min)交流发（空）交流发（载）1119.4119.90.490.382202.6200.20.810.633319.3319.01.281.004401.2402.01.621.255512.2512.62.081.646630.3630.42.551.997717.9717.42.912.278943.3942.83.832.9991008.11009.04.083.18101155.91156.04.703.65111316.813195.354.1712142

24、5.014265.804.50五、 实训报告基本内容1、 简述基本测速方法有那些。答：a.利用轴编码器进行测速，可使用增量式或者绝对式编码器，算法采用M/T法；b.采用无接触数字型光电转速计；c.采用永磁直流测速发电机测速，永磁直流测速发电机有其灵敏度高、线性误差小、受温度变化的影响较小、结构简单、耐振动冲击、极性可逆等优点。d.采用交流测速发电机测速。2、基本测速方法使用仪器设备有那些，你在此次综合实训中采用的仪器设备的技术参数。答：基本测速方法使用仪器设备有轴编码器；数字型光电转速计；永磁直流测速发电机；交流测速发电机。a.轴编码器技术参数如下：外观：（TRD-2E/2EH ）40

25、5;36mm （TRD-2T/2TH）38×36mm；轴径：6mm 实心轴 D型切口 空心轴径：8mm 半空心轴；分辨率：103600脉冲/转；输出信号形式：AB两相Z相多种输出方式开放集电极输出,长线驱动输出,推拉输出；最高相应频率：200kHz；容许最高转速：5000rpm；电源电压范围可在DC5-12v、12-24v、5v之间变化；输出形式：推拉输出 带部分负载短路保护回路；荷重：径向：30N 轴向：20N；起动扭矩 防尘：0.001N.m；防尘、防滴：0.001N.m；防护等级、防尘型：IP50；防尘型、防滴型：IP54；使用环境温度：-10+70；b.数字型光电转速计技术参

26、数如下：光电式转速仪/转速表(激光)DT2234CD/T2234B；5位大屏幕液晶显示器，字高18mm；测量范围：2.5-99,999RPM；光电式转速仪/转速表DT2234C/DT2234B分辨率：0.1RPM（2.5999.9RPM)1RPM(1000RPM以上)；准确度：±（0.05%+1个字）；采样时间：0.5秒（120RPM以上）；量程选择：自动切换；有效距离：50mm500mm；工作电流：最大40mA；记忆：自动记忆最大值，最小值，最后测量值；时基：6MHz石英晶体；时基准确度：10X10-6(050)；电源： 3x1.5V AAA电池(DT2234C)；尺寸： 184x

27、76x30mm(DT2234C)；3、分析测速方法一的高、中、低测速误差，所适用测量什么范围的转速（包括实验数据整理和曲线）。答：方法一为无接触式测速。a. 采用直流他励电动机带永磁直流测速发电机时：b. 采用直流他励电动机带交流测速发电机时：由以上数据分析知，无接触式测速方法在测速时，无论是低速，中速还是高速都是具有很高的精度，即该种方法具有很宽的调速范围。4、分析测速方法二的高、中、低测速误差，所适用测量什么范围的转速（包括实验数据整理和曲线）。答：方法二为采用直流他励电动机带永磁直流测速发电机测速。由以上数据分析知，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

28、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。5、分析测速方法三的高、中、低测速误差，所适用测量什么范围的转速（包括实验数据整理和曲线）。答：方法三为采用直流他励电动机带交流测速发电机测速。由以上数据分析知，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。6、所获的结论。答：通过三种测速方法试验数据分析可知，数字型光电转速计在低、中、高三个速度等级都有很高的测速精度，具有很大的测速范围

29、。采用直流他励电动机带永磁直流测速发电机测速和采用直流他励电动机带交流测速发电机测速只在一定范围内具有很高的测速精度，测速范围相较于数字型光电转速计稍窄一些。实训三 三相同步发电机的并联运行、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。二、预习要求1三相同步发电机投入电网并联运行有哪些条件？不满足这些条件将产生什么后果？如何满足这些条件？答：a.三相同步发电机与电网并联运行必须满足下列条件：(1)发电机的频率和电网频率要相同，即:fII=fI ；(2)发电机电压和电网电压大小、相位要相同，即:E0IIUI ；(3)发

30、电机相序和电网的相序要相同。b.不满足条件将产生的后果：会对电网产生谐波污染，严重的话会对电网造成无法估计的损失。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。c.如何满足这些条件：为了检查这些条件是否满足，可用电压表检查电压，用旋转灯光法或整步表法检查相序和频率。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：a.调节有功功率的步骤：1）先将同步发电机投入电网运行。2）调节发电机的励磁电流If及校正直流电机MG的励磁电流使同步发电机定子电流接近于零，这时相应的同步发电机励磁电流IfIfo。3）保持这一励磁电流

31、不变，调节直流电机的励磁调节电阻Rf1，使其阻值增加，有时也需要调节直流电机的电枢调节电阻Rst,使时同步发电机输出功率（有功功率）P2 增加。b.调节无功功率的步骤：1）先把同步发电机投入电网并联运行。2）保持同步发电机的输出功率P2 0。3）先增加同步发电机励磁电流If ，使同步发电机定子电流上升到额定电流，记录此点励磁电流、电枢电流。4）减小同步发电机励磁电If 使电枢电流减小到最小值记录此点数据，继续减小同步发电机励磁电流，这时电枢电流又将增大直至预定电流。三、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

32、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。四、实验线路、实验所需组件及步骤 1）实验线路如图54所示。2）实验所需组件原动机采用DJ23校正过的直流电机，三相同步发电机采用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

33、功率、功率因数表，的电枢串联电阻Rst选用D41上的670电阻，的励磁回路串联电阻Rf1 选用D45上的3750电阻， Rf2选用D41的225（用D41组件上的90与90串联后与90与90并联后相串联），同步发电机励磁电流表A选用D31上的安培表，直流电动机电枢电流表可选用D44上的2000mA直流电流表，R选用D41，其中R用9O电阻（约为同步发电机励磁回路电阻值的10倍）。S 可选用带有开关的组件D51（或D61、或D66）。旋转灯整步表选用D52、D53或旧45。同步发电机励磁电源选用D52(或D48、D46、D69)上带有24V或带有32V直流电源的挂件。1用准确同步法将三相同步发电

34、机投入电网并联运行 三相同步发电机与电网并联运行必须满足下列条件： (1)发电机的频率和电网频率要相同，即:fII=fI ； (2)发电机电压和电网电压大小、相位要相同，即:E0IIUI ； (3)发电机相序和电网的相序要相同。 为了检查这些条件是否满足，可用电压表检查电压，用旋转灯光法或整步表法检查相序和频率。 3）实验步骤 （1）按图55接线。 （2）开关S3 合向左端，三相调压器退至零位，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，调节调压器使电压升至额定电压220伏。 （3）按他励电动机的起动步骤（直流电机电枢必须串起动电阻Rst。，先接通控制屏上

35、的励磁电源，后接通控制屏上的电枢电源），起动并使电机转速达额定转速1500转分，切换开关S3到端（即图中的右端）,将开关S2 合到同步发电机的电源端（图示右端）,调节Rf2以改变的励磁电流If ,使同步发电机发出额定电压220伏。 （4）观察三组相灯若三组相灯依次明灭形成旋转灯光则表示发电机和电网相序相同，若三组相灯同时发亮、同时熄灭则表示发电机和电网相序不同。若发电机和电网相序不同则应停机（先将Rst、调回到最大位置，断开控制屏上的电枢电源开关，再按下交流电源的“停”按钮）。在确保断电的情况下，调换发电机或三相电源任意二根端线以改变相序后，按前述方法重新起动。 （5）当发电机和电网相序相同时

36、，调节同步发电机励磁电压和电网（电源）电压相同，同时调节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相相灯完全熄灭时合上并车开关S1，把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 1）在开关S1断开且相序相同的条件下，把开关S2闭合到励磁端（图示右端）。 2）按他励电动机的起动步骤起动,并使升速到接近同步转速（14251575转分之间）。 3）调节同步电机励磁电源调压旋钮或Rf2 ,以调节If使发电机电压约等于电网电压220伏。 4）将开关S2 闭合到R端。R用90阻值（约为三相同步发电机励磁绕组电阻值（约为同步发电机励磁回路电阻值的10倍）。 5）合上并

37、车开关S1 ，再把开S2 闭合到励磁端，这时电机利用“自整步作用”使它迅速被牵入同步。3三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节 1）按上述1、2任意一种方法把同步发电机投入电网行。 2）调节发电机的励磁电流If及校正直流电机的励磁电流使同步发电机定子电流接近于零，这时相应的同步发电机励磁电流IfIfo。 3）保持这一励磁电流不变，调节直流电机的励磁调节电阻Rf1，使其阻值增加，有时也需要调节直流电机的电枢调节电阻Rst,使时同步发电机输出功率P2 增加。4）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相电流、三相功率、功率因数共测取67组数据记录于表57中。表57 U= 220

38、.5 V ；If0 = 0.699 A序号输出电流I(A)输出功率P2(W)功率因数IAIBICIPPP2COSj10.070.0650.0560.064 15.32.918.20.749 20.1180.1130.10.110 23.99.733.60.797 30.1830.1800.1700.178 40.920.561.40.905 40.1910.2010.1930.195 42.923.566.40.892 50.2810.2830.2670.277 61.930.392.20.872 60.2930.2970.2840.291 66.132.398.40.884 70.3360.

39、3390.3250.333 74.534.7109.20.858 表中：I=( IA +IB +IC)/3 P2 = P + P4三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节<1>测取当输出功率约等于零时三相同步发电机的V型曲线。 （1）按上述1、2任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行。 （2）保持同步发电机的输出功率P2 0。 （3）先增加同步发电机励磁电流If ,使同步发电机定子电流上升到额定电流，记录此点励磁电流、电枢电流。 （4）减小同步发电机励磁电If 使电枢电流减小到最小值记录此点数据，继续减小同步发电机励磁电流，这时电枢电流又将增大直至预定电流。在这过励和欠励这二

40、种情况下测取同步发电机定子电流I 和励磁电流If ，共测68组数据记录于表58中（其中过励、欠励发电机定子额定电流值和定子电流最小值三点必测）。表58 n= 1500.7 r/min ；P2 0 W序号三相电流I(A)励磁电流If(A)功率因数IAIBICIIfCOSj10.4450.4450.4510.447 1.703020.0210.0210.0170.020 0.711030.4200.4180.4140.417 0.02040.3220.3230.3170.321 0.188050.2320.2280.2250.228 0.352060.1090.1030.1000.104 0.56

41、8070.1080.1100.1150.111 0.985080.2940.3000.3040.299 1.3550 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）按上1、2任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行。 （2）保持同步发电机的输出功率P2等于0.5倍额定功率。 （3）先增加同步发电机励磁电流If 、使同步发电机定子电流上升到额定电流，记录此点励磁电流、电枢电流。 （4）减小同步发电机励磁电If 使电枢电流减小到最小值记录此点数据，继续减小同步发电机励磁电流，这时电枢电流又将增大直至预定电流。在这过励和欠励

42、这二种情况下测取同步发电机定子电流I 和励磁电流If ，共测68组数据记录于表59中（其中过励、欠励发电机定子额定电流值和定子电流最小值三点必测）。表59 n= 1501.0 r/min ；P2 = 0.5 PN = 85 W序号三相电流I(A)励磁电流If(A)功率因数IAIBICIIfCOSj10.4530.4510.4390.448 0.3430.497 20.2200.2260.2260.224 0.8480.994 30.4470.4500.4520.450 1.6920.495 40.3370.3400.3370.338 1.3670.658 50.2630.2680.2640.2

43、65 1.1110.840 60.2280.2360.2260.230 0.7760.968 70.2880.2900.2790.286 0.5670.779 80.3900.3950.3830.389 0.4100.572 表中：I=( IA +IB +IC)/3 5、 实验报告基本内容1 评述准确同步法和自同步法的优缺点。答：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。自整步法的优点是投入迅速，不需要添加复杂的装置，缺点是投入时定

44、子电流冲击较大。2试述并网运行条件不满足时并网将引起什么后果？答：会对电网产生谐波污染，严重的话会对电网造成无法估计的损失。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。3试述三相同步发电机并联运行时有功功率和无功功率的调节方法。答：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。4在同一张座标纸画出P0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。答：由实验数

45、据所作出的P0和P=0.5倍额定功率时同步发电机的V型曲线可知，V型曲线实际上是电枢电流随励磁电流的增大而产生先减小后增大趋势的曲线。曲线的左半部分为发电机欠励磁的运行状态，右半部分为发电机过励磁的运行状态，最低点为正常运行情况。同时，在输出功率为0.5倍额定功率时，电枢电流比输出功率为0时大。六、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？答：同步发电机投入电网瞬间是当同步电动机被电网拉入同步，励磁绕组串入10倍励磁绕组电阻值的附加电阻是防止励磁绕组产生过电流和产生巨大的机械冲击力。2用自同步法将三相同步

46、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（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?答：首先采用自同步并网方式对于现在发电厂的发电机组是绝对不允许的。自同步并网方式只适应于小型同步发电机，因为这种并网方式对电网冲击较大，而且容易损坏发电机。采用自同步方式并网一般要求频率接近，频率相差越多造成的后果越严重。这些后果包括：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。实训四 三相同步电机参数的测定一、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。二、

47、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：直轴同步电抗，Xq：交轴同步电抗，Xd：瞬变直轴电抗，Xq：瞬变交轴电抗，X2：负序电抗，X0：零序电抗，Xd”：超瞬变直轴电抗，Xq”：超瞬变交轴电抗。、 、 Zd”=U/(2I)、Rd”=P/(2I2)、2这些参数的测取有哪些方法？并进行分析比较。答：用转差法测定同步发电机的同步电抗Xd 、Xq；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；用单相电源测同步发电机的零序电抗X0。用静止法测超瞬变电抗Xd”、Xq”或瞬变电抗Xd、Xq。3怎样

48、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：旋转磁场的旋转方向取决于通入绕组中的三相交流电源的相序，只要任意对调电动机的相序，则可改变旋转磁场的方向。当我们在依次改变定子绕组通电相序时，观察电机的旋转是否和通电顺序相同，假如相同，两者同方向，反之，则反方向。三、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。四、实验线路、实验所需组件及步骤1 用转差法测定同步发电机的同步电抗Xd 、Xq。 1）实

49、验线路 如图图57所示。 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）。 3）实验步骤 （1）按图57接线，同步发电机定子绕组用形接法。校正直流电机按他励电动机方式接线，用作的原动机。 （2）把控制屏左侧调压器旋钮退到零位，功率表电流线圈短接，开关S闭合到直流电压表V2端（图57中为上端）。检查控制屏下方两边的电枢电源开关及励磁电源开关都须在“关”的位置。 （3）将Rst 调至最大，Rf 调至最小，接通控制屏上的电源总开关，按下“开”按钮，先接通励磁电源，后接通电枢电源，启动直流电机并使升速到接近的额定转速1500转分。 （4）顺时针缓慢调节调压器旋钮，使三相交流电源逐渐升压，直到观察同步