山东大学同步电机实验报告

同步电机实验报告实验一、三相同步发电机的参数测定及运行特性―、实验目的用实验方法测量同步发电机在对称负载下的运行特性；由实验数据计算同步发电机在对称运行时的稳态参数二、实验电路图及仪器曲幵 Ho6&a日回步軸I电底回Arr-Oaoefnarm聲毎+6&a日回步軸I电底回Arr-Oaoefnarm聲毎+>貝GS:同步发电机DJ18CG:涡流测功机Rst:选用D44的180Q电阻Rf1:选用D44的1800Q电阻Rf2:选用D41的225Q电阻，两个90Q串联，再串上两个90Q并联RL:选用D42的1800Q电阻A1：直流安培表A：交流电流表，1A档位V:交流电压表，300V档位三、实验内容1、同步发电机空载实验步骤按图接线，直流电动机(MG)按他励方式联接，GS的定子绕组为丫形接法。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。接通控制屏上的电源总开关，按下“开”按钮，接通励磁电源开关，再接通电枢电源开关，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定转速1500r/min并保持恒定不变。接通同步发电机(GS)励磁电源，调节同步发电机(GS)励磁电流(必须单方向调节)，使丨单方向递增至同步发电机(GS)输出电压U0=1.2UN为止(264V)。单方向减小同步发电机(GS)励磁电流If,使If单方向减至最小值为止，读取同步发电机励磁电流If和相应的空载电压U0。读取数据7~9组并记录于表6-2中。2、同步发电机空载实验注意事项a•直流电动机M起动时，要注意须将Rst调到最大，Rf1调到最小，先接通励磁电源，接通电枢电源，M起动运转。起动完毕，应将Rst调到最小。b•调节磁场调节电阻Rf1对电动机进行调速，电阻增大，转速增加。空载实验时同步发电机转速1500转恒定不变。调节同步发电机励磁电阻时一定要单方向调节，调节应先调节90Q串联90Q部分，调至零位，再调节调节90Q并联90Q部分。f.绘制空载特性时需把U0换算成每相值。3、实验数据山号1234□678910UO(V>264252241223200M3142.8112.h80.957.1ir1.050.90.80.70.60.5仇40.30.20.131-4、实验曲线2、同步发电机短路实验步骤⑴调节同步发电机(GS)的励磁电源回路串接的电阻Rf2至最大值。调节电机转速为额定转速1500r/min且保持恒定。接通GS的24V励磁电源，调节Rf2使GS输出的三相线电压值最小(即三只电压表V的读数，Rf2阻值为最大)，然后把同步发电机(GS)电枢输出三端点短接。调节GS的励磁电流使其定子电流Ik=1.2IN (0.55A)，读取GS的励磁电流值If和相应的定子电流值Ik。减小GS的励磁电流使定子电流减小，直至Rf2阻值为最大，读取励磁电流If和相应的定子电流Ik。读取数据5~6组并记录于表6-3中。1、同步发电机短路实验注意事项短路实验以电流为准，看着电流表调节励磁电源回路电阻，在额定电流附近多测几点，且额定点必测。实验时同步发电机转速1500r/min恒定不变。短路试验时间要短，电压、电流同时读取，各同学合理分工。3、实验数据Tk(A)0.550.45①350.250.150.13[f(A)0.940.750.570,40,22匕982-4、实验曲线o43210oooo题标轴标坐图表标题―o43210oooo题标轴标坐图表标题―9—系列1 线性(系列1)0.2 0.4 0.6 0.8 1坐标轴标题3、同步发电机负载试验步骤⑴把三相可变电阻器RL接成三相丫接法，每相用D42组件上的900Q与900Q串联，调节其阻值为最大值。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1500r/min,而且保持转速恒定。合上S1开关，电机GS带三相纯电阻负载运行。⑷接通同步发电机(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(0.45A)。⑸保持这时的同步发电机励磁电流If恒定不变，增大负载电阻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(断开负载)，测出整条外特性。共读取数据5~6组并记录于表6-5中。1、同步发电机负载试验注意事项a•负载实验时全程保持同步发电机转速1500转恒定不变。发电机额定负载状态调节:Rf1调转速；Rf2调电压；RL调负载电流。b.实验时以电流为准，看着电流表调节负载电阻，合理分配数据采集点，在额定电压附近数据应当密集一些，且额定点必读。C.平衡调节负载，使三相电流平衡。2、实验数据n二nN二1500r/min If=Acos

U(A)2282412502632661(A)0.30.30.20.10.0833-3、实验曲线图表标题实验报告内容：利用空载特性和短路特性确定同步发电机的直轴同步电抗（不饱和值和饱和值）并计算短路比Kc。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、实验电路图及仪器三相同步发电机与电网并联运行必须满足下列条件：a.发电机的频率和电网频率要相同。b•发电机和电网电压大小、相位要相同。c•发电机和电网的相序要相同。营：三二a aflfR ms|© ◎I51useA寸m町fl建姐0营：三二a aflfR ms|© ◎I51useA寸m町fl建姐0百慝一逢昼GS:同步发电机DJ18CG:涡流测功机Rst:选用D44的180Q电阻Rf1:选用D44的1800Q电阻Rf2:选用D41的225Q电阻RL:选用D42的1800Q电阻A1：直流安培表A：交流电流表，1A档位VI、V2:交流电压表，300V档位二、实验内容1、三相同步发电机投入电网并联运行(1)按图接线。开关S1在“断开”位置，三相调压器旋钮退至零位，在电枢电源及励磁电源开关都在“断开”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，可通过V1表观测。起动直流电动机MG,并使电机转速达额定转速1500r/min。将开关合到同步发电机的24V励磁电源端，调节Rf2以改变GS的励磁电流，使同步发电机发出额定电压220V,可通过V2表观测。观察三组相灯，若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。当发电机和电网相序不同则应停机(先将Rst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，并把三相调压器旋至零位。在确保断电的情况下，调换三相可调交流电源任意二根端线以改变相序后，按前述方法重新起动直流电动机MG。当发电机和电网相序相同时，调节同步发电机励磁使同步发电机电压和电网(电源)电压相同。再进一步细调原动机转速。使各相灯光缓慢地轮流旋转发亮，观察D52相灯缓慢旋转。待A相灯熄灭时合上并网开关，把同步发电机投入电网并联运行(为选准并网时机，可让其循环几次再并网)。停机时应按下D52上红色按钮，即断开电网开关，将Rst调至最大，断开电枢电源，再断开励磁电源，把三相调压器旋至零位。(灯不灭一一表示有压差；旋转快一一表示频差大；灯光不旋转一一表示相序接错；A相灯暗时合闸)2、三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节把同步发电机投入电网并联运行。并网以后，调节直流电动机MG的励磁电阻Rf1和发电机的励磁电流If，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If二If0。⑶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(相当于提升原动机转速)，这时同步发电机输出功率P2增大。(4)在同步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、功率因数共取数据6-7组，记录于表6-8中。2-1、实验数据表6-8U= V;I=I= Aff0序号输岀电流I(/O输出功率巴(V)功率因数IA13ICIPIPIIP2cos$10020.0150.020.01S3①7-氏70020.4390,4120.4310,427352,399.7150.50.8830.40.375a3870.387349.989.1138,60.894斗0,320,2980.3110,309743.370.71140,9250250.2310.2480.24336.755.19L80.9443、三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节⑴把同步发电机投入电网并联运行。⑵保持同步发电机的输出功率P2=0(调节直流电动机Rf1)。⑶先调节Rf2使同步发电机励磁电流If上升，(调节应先调节90Q串联90Q部分，再调节调节90Q并联90Q部分)。使同步发电机定子电流上升到额定电流(0.45A)，并调节Rf1保持P2«0。记录此点同步发电机励磁电流If、定子电流I。减小同步电机励磁电流(增大Rf2)使定子电流减小到最小值记录此点数据。继续减小同步电机励磁电流(增大Rf2)，这时定子电流又将增大直至额定电流。分别在过励和欠励情况下读取数据9~10组记录于表6-9中。

3-1、实验数据表6-9U= V;n= r/min；P^OW序号三相电流一r(A)IfCA)功率因数[AIBICIIfcoa◎10.4490.4490.451a4497L73020.4010.395a4i0,402L62030.350.3450,3550,35L49040.30.296310.31.