三相同步发电机的运行特性

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卞测得？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. 1=0的条件卞，测取空载特性曲线U0=f(If)o3、 三相短路实验：在n=n*、U=0的条件下，测取三相短路特性曲线lK=f(If)4、 纯电感负载特性：在!!=!!、•、I=In、coscpnO的条件下，测取纯电感负载特性曲线5、 外特性：在11=加、I产常数、coscrl和cosq>=0.8(滞后)的条件下，测取外特性曲线 U=f(I)o6、 调节特性：在“=小、U=U*、cos(p=l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1NIETO 1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、D513、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DJ18o测量与计算方法参见实验4」。

记录室温测量数据记录于表5」中表5 — 1室温20°C绕组I绕组II绕组IIII(mA)48. 126.733.833.826.740.826.733.547. 1U(V)0. 760. 420. 530. 530. 420. 640. 420.530.74R(Q)63. 363.663.863.863.663.863.663.263.601 >5 +QJ +4、空载实验(1) 按图5」接线，校正直流测功机MG按他励方式联接，用作电动机拖动三相同步发 电机G S旋转，G S的定子绕组为Y形接法(U护220V)Rr2用R4组件上的90Q与90Q串 联加R6上900与90Q并联共2250阻值,Rst用R2上的180Q电阻值,Rn用R1上的1800Q 电阻值开关Si, S2选用D51挂箱⑵ 调节D52上的24V励磁电源串接的Rd至最大位置调节MG的电枢串联电阻R：t 至最人值，MG的励磁调节电阻Rn至最小值开关S】、S)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，按卞“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MGo MG起动运行正常后，把 R：t调至最小，调节Rn使MG转速达到同步发电机的额定转速1500 r/nun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Uo^1.3Un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Uo6) 共取数据7〜9组并记录于表5-2中表 5・2 n=nx= 1500r/miii 1=0序号1234567891011Uo (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，由于转子磁路中剩磁情况的不同，当单方向改变励磁电流If从零到某一最人值，再反过来由此最人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彖测定参数时使用卞 降曲线，其最高点取Uo-1.3Un,如剩磁电压较高，町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△切应作为校正量，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) 在额定电压附近测疑点相应多些。

图5-2 ±升和卜•降二条空载特性5、三相短路试验(1) 调节GS的励磁电源串接的至最大值调节电机转速为额定转速1500r/min, 且保持恒定⑵ 接通GS的24V励磁电源，调节R/吏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 W2R,读取GS的励磁电流值If和相应的定子 电流值Ik4) 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Ik5) 共取数据5〜6组并记录于表5-3中表 5-3 U=OV： n=dn= 1500i7min序号1234567Ik(A)0.5470.5000.4040.3000.2010.1000.012If (A)0.9250.8250.6640.4800.3110.1360.0306、纯电感负载特性(1)调节GS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GS输出三端点的短接线，A1表改用数模双显智能直流电流表⑵按他励直流电动机的起动步骤(电枢串联全值起动电阻R#先接通励磁电源，后接 通电枢电源)起动直流电机M G,调节M G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R亡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 n=Hn= 150017111111 I=In= 0.45 AU (V)242230220200180160158If (A)2.071.8611.7481.5181.4021.2881.3047、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&接成三相Y接法，每相用R组件上的］300Q,调节其阻值为 最大值⑵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/nuii,而且保持转速恒定3) 断开开关S2,合上Si,电机GS带三相纯电阻负载运行4) 接通24V励磁电源，调节Re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5〜6组并记录于表5-5中表 5-5 n=iiN=1500i7niin If= A cos(p=lU (V)220231245.5254.1259.7264.3If (A)0.4500.4000.3000.2000.11508、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，调节可变电抗器使 电抗值达最大值2) 调节R『2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5, S2把&和&.并联使用作电机GS的负载3) 接通24V励磁电源，调节Ra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0.84) 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5〜6组并记录于表5-6中表 5-6 n=iiN=1500f. niui If= 1.531 A cos(p=0.8U (V)220227.9245259.7262.9I (A)0.4500.4020.3000.2000.1809、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Rr,调节心使阻值达最大，电机转速仍为额定转速1500 r/min且保持恒定。

2) 调节Re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4〜5组记录于表5-7中表 5-7 U=Un=220V n=nN=1500i7niinI (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根据突验数携絵出同步发电机的空载梓性UXf (If)2、根据实验数据绘出同步发电机短路特性3、根据实验数据绘出同步发电机的纯电感负载特性根据实验数据绘出同步发电机的纯电感负载特性(If)乙JU220-210-230-190-130-170-160-•1匚A … Z・— 7 z Z. 1 dflXhtv130-120-110-100-90-30-70-ov50-40-30-20-10-4、根据实验数据绘出同步发电机的外特性根据实验数据绘岀同步发电机的外特性U=f(I)250 一o J A〕.亠7....... ....匕QU230一220-210-200-190-18CH170-160一150-140-130^120-110 一100-90-80-70-6CH50-40^30-20-10- ■ .....■・・・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・ 7K夕・・・•••••••••••••••••••••••••••••••••・・・ 4■ .....■・・・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・■・.< «・,444・,444・« « < <・,■ .....■・・・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・■・.< «・,444・,444・« « < <・,■ .....・・■・・・・■ ・■ ■・・・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・・•・・・■・.< «・,444・,444・« « < <・,根据实验数据绘出同步发电机纯负载特性U#（I）J'J V■ 250- 240- 230一・・・... ・・・・・■・・・...■«aaa ■・・・・・・・・•・・・・・•・・・・・•・・・・ 包 210-xUU vaclyu 180^ •1 <7。

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