三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)
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中人教儀廠 電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
1、用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量同步發(fā)電機(jī)在對(duì)稱負(fù)載下的運(yùn)行特性。
2、由實(shí)驗(yàn)數(shù)值計(jì)算同步發(fā)電機(jī)在對(duì)稱運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)態(tài)功能數(shù)值。
二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)
1、同步發(fā)電機(jī)在對(duì)稱負(fù)載下有哪些基礎(chǔ)特性？
2、這些基礎(chǔ)特性各在什么現(xiàn)象下測(cè)得？
3、怎樣用實(shí)驗(yàn)數(shù)值計(jì)算對(duì)稱運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)態(tài)功能數(shù)值？
三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1、測(cè)量電樞繞組實(shí)際冷態(tài)直線DC電阻。
2、空載實(shí)驗(yàn)：在n=nN、I=0的條件下，測(cè)取空載特性彎彎曲線U0=f(If)。
3、三相短路實(shí)驗(yàn)：在n=nN、U=0的條件下，測(cè)取三相短路特性彎彎曲線IK=f(If)。
4、外特性：在n=nN、If=常數(shù)、cosφ=1和cosφ=0.8(滯后)的條件下，測(cè)取外特性彎彎曲線U=f(I)。
6、調(diào)動(dòng)特性：在n=nN、U=UN、cosφ=1的條件下，測(cè)取調(diào)動(dòng)特性彎彎曲線If=f(I)。
四、實(shí)驗(yàn)方法
1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
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序 號(hào) |
型 號(hào) |
名 稱 |
數(shù) 量 |
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1 |
DQ03-1 |
電機(jī)導(dǎo)軌、旋轉(zhuǎn)編碼器及數(shù)字顯露轉(zhuǎn)動(dòng)速度表 |
1件 |
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2 |
DQ19 |
校正直線DC測(cè)功機(jī) |
1件 |
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3 |
DQ14 |
三相同步電機(jī) |
1件 |
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4 |
DQ44 |
數(shù)/模交流ACAC電流（A）表 |
1件 |
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5 |
DQ45 |
數(shù)/模交流ACAC電壓（V）表 |
1件 |
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6 |
DQ25 |
智能型功率（W）、功率（W）因數(shù)表 |
1件 |
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7 |
DQ22 |
直線DC數(shù)字電壓（V）、mA毫安、安培表 |
1件 |
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8 |
DQ26 |
三相可調(diào)電阻器 |
1件 |
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9 |
DQ27 |
三相可調(diào)電阻器 |
1件 |
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10 |
DQ29 |
可調(diào)電阻器、電容器 |
1件 |
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11 |
DQ31 |
波動(dòng)線測(cè)量試驗(yàn)及開(kāi)關(guān)板 |
1件 |
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12 |
DQ32 |
旋轉(zhuǎn)燈、并網(wǎng)開(kāi)關(guān)、同步機(jī)勵(lì)磁電源 |
1件 |
2、屏上掛式模塊件排列順序
DQ29、DQ45、DQ44、DQ25、DQ32、DQ22、DQ31、DQ26、DQ27
3、測(cè)量電樞繞組實(shí)際冷態(tài)直線DC電阻
被試電機(jī)為三相同步電機(jī)，選用DQ14。
被試電機(jī)為三相同步電機(jī)，選用DQ14。作為同步發(fā)電機(jī)使用時(shí)PN(W)=170W，UN(V)=220（Y），IN(A)= 0.45A， nN(r/min)= 1500，UfN（V）=14V，IfN（A）=1.2A，絕緣等級(jí)E級(jí)。
測(cè)量與計(jì)算方法參見(jiàn)實(shí)驗(yàn)4-1。記錄室溫。測(cè)量數(shù)值記錄于表5-1中。
表5-1 室溫 ℃
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繞 組 Ⅰ |
繞 組 Ⅱ |
繞 組 Ⅲ |
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I（mA） |
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U（V） |
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R（Ω） |
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圖5-1 三相同步發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)接線圖
4、空載實(shí)驗(yàn)
(1) 按圖5-1接線，校正直線DC測(cè)功機(jī)ＭＧ按他勵(lì)方法聯(lián)接，用作電機(jī)拖動(dòng)三相同步發(fā)電機(jī)ＧＳ旋轉(zhuǎn)，ＧＳ的定子繞組為Y形接法(UN=220V)。Rf2用DQ26結(jié)合套件上的90Ω與90Ω串聯(lián)加上90Ω與90Ω并聯(lián)共225Ω阻值，Rst用DQ29 上的180Ω電阻值，Rf1用DQ29上的1800Ω電阻值。開(kāi)關(guān)S1選用DQ31箱式掛式模塊件。
(2) 調(diào)動(dòng)DQ32上的同步勵(lì)磁電源（調(diào)到約14V）串接的Rf2至最大位置。調(diào)動(dòng)MG的電樞串聯(lián)電阻Rst至最大值，MG的勵(lì)磁調(diào)動(dòng)電阻Rf1至最小值。開(kāi)關(guān)S1、S2均斷開(kāi)。將控制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕向逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)退到零位，查驗(yàn)控制屏上的電源總開(kāi)關(guān)、電樞電源開(kāi)關(guān)及勵(lì)磁電源開(kāi)關(guān)全部須在"關(guān)"斷的位置，作好實(shí)驗(yàn)開(kāi)機(jī)準(zhǔn)備。
(3) 接通控制屏上的電源總開(kāi)關(guān)，按下"啟動(dòng)"按鈕,接通勵(lì)磁電源開(kāi)關(guān)，看到電流（A）表A2有勵(lì)磁電流（A）指示后，再接通控制屏上的電樞電源開(kāi)關(guān),起動(dòng)MG。MG起動(dòng)運(yùn)行正常后, 把Rst調(diào)至最小，調(diào)動(dòng)Rf1使MG轉(zhuǎn)動(dòng)速度達(dá)到同步發(fā)電機(jī)的規(guī)格限定轉(zhuǎn)動(dòng)速度1500 r/min并保持恒定。
(4) 接通GS勵(lì)磁電源，調(diào)動(dòng)GS勵(lì)磁電流（A）(必須單方向調(diào)動(dòng))，使If單方向遞增至GS輸出電壓（V）U0≈1.3UN為止。
(5) 單方向減小GS勵(lì)磁電流（A），使If單方向減至零值為止，讀取勵(lì)磁電流（A）If和相應(yīng)的空載電壓（V）U0。
(6) 共取數(shù)值7～9組并記錄于表5-2中。
表5-2 n=nN=1500r/min I=0
在用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量同步發(fā)電機(jī)的空載特性時(shí)，由于轉(zhuǎn)子磁路中剩磁現(xiàn)象的不一樣，當(dāng)單方向改變勵(lì)磁電流（A）If從零到某一最大值，再反過(guò)來(lái)由此最大值減小到零時(shí)將得到上升和下降的二條不一樣彎彎曲線,如圖5-2。二條彎彎曲線的出現(xiàn)，反映鐵磁材料中的磁滯現(xiàn)象。測(cè)量功能數(shù)值時(shí)使用下降彎彎曲線，其最高點(diǎn)取U0≈1.3UN，如剩磁電壓（V）較高，可延伸彎彎曲線的直線部分使與橫軸相交，則交點(diǎn)的橫座標(biāo)絕對(duì)值Δif0應(yīng)作為校正量，在全部試驗(yàn)測(cè)得的勵(lì)磁電流（A）數(shù)值上加上此值，即得經(jīng)過(guò)原點(diǎn)之校正彎彎曲線，如圖5-3所示。
注意事項(xiàng)：
(1) 轉(zhuǎn)動(dòng)速度要保持恒定。
(2) 在規(guī)格限定電壓（V）附近測(cè)量點(diǎn)相應(yīng)多些。
圖5-2上升和下降二條空載特性
圖5-3校正過(guò)的下降空載特性
5、三相短路試驗(yàn)
(1) 調(diào)動(dòng)ＧＳ的勵(lì)磁電源串接的Rf2至最大值。調(diào)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度為規(guī)格限定轉(zhuǎn)動(dòng)速度1500r/min，而且保持恒定。
(2) 接通GS的勵(lì)磁電源（調(diào)到約14V左右），調(diào)動(dòng)Rf2使GS輸出的三相線電壓（V）(即三只電壓（V）表V的讀數(shù))最小，然后把GS輸出三端點(diǎn)短接，即把三只電流（A）表輸出端短接。
(3) 調(diào)動(dòng)GS的勵(lì)磁電流（A）If使其定子電流（A）IK=1.2IN，讀取GS的勵(lì)磁電流（A）值If和相應(yīng)的定子電流（A）值IK。
(4) 減小GS的勵(lì)磁電流（A）使定子電流（A）減小，直至勵(lì)磁電流（A）為零，讀取勵(lì)磁電流（A）If和相應(yīng)的定子電流（A）IK。
(5) 共取數(shù)值5～6組并記錄于表5-3中。
表5-3 U=0V； n＝nN=1500r/min
6、測(cè)同步發(fā)電機(jī)在純電阻負(fù)載時(shí)的外特性
(1) 把三相可變電阻器RL接成三相Y接法，每相用DQ27結(jié)合套件上的900Ω與900Ω串聯(lián)，調(diào)動(dòng)其阻值為最大值。
(2) 按他勵(lì)直線DC電機(jī)的起動(dòng)步驟起動(dòng)MG，調(diào)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度達(dá)同步發(fā)電機(jī)規(guī)格限定轉(zhuǎn)動(dòng)速度1500 r/min，而而且保持轉(zhuǎn)動(dòng)速度恒定。
(3)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，合上S1，電機(jī)GS帶三相純電阻負(fù)載運(yùn)行。
(4) 接通14V勵(lì)磁電源，調(diào)動(dòng)Rf2和負(fù)載電阻RL使同步發(fā)電機(jī)的端電壓（V）達(dá)規(guī)格限定值220伏而且負(fù)載電流（A）亦達(dá)規(guī)格限定值。
(5) 保持這時(shí)的同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流（A）If恒定不變，調(diào)動(dòng)負(fù)載電阻RL，測(cè)同步發(fā)電機(jī)端電壓（V）和相應(yīng)的平衡負(fù)載電流（A），直至負(fù)載電流（A）減小到零，測(cè)出整條外特性。
(6) 共取數(shù)值5～6組并記錄于表5-4中。
表5-4 n＝nN=1500r/min If= A cosφ=1
7、測(cè)同步發(fā)電機(jī)在純電阻負(fù)載時(shí)的調(diào)節(jié)特性
(1)發(fā)電機(jī)接入三相電阻負(fù)載RL，調(diào)動(dòng)RL使阻值達(dá)最大，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度仍為規(guī)格限定轉(zhuǎn)動(dòng)速度1500 r/min而且保持恒定。
(2) 調(diào)動(dòng)Rf2使發(fā)電機(jī)端電壓（V）達(dá)規(guī)格限定值220伏而且保持恒定。
(3) 調(diào)動(dòng)RL阻值，以改變負(fù)載電流（A），讀取相應(yīng)勵(lì)磁電流（A）If及負(fù)載電流（A），測(cè)出整條調(diào)節(jié)特性。
(4) 共取數(shù)值4～5組記錄于表5-5中。
表5-5 U=UN=220V n=nN=1500r/min
五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告
1、按照實(shí)驗(yàn)數(shù)值繪出同步發(fā)電機(jī)的空載特性。
2、按照實(shí)驗(yàn)數(shù)值繪出同步發(fā)電機(jī)短路特性。
4、按照實(shí)驗(yàn)數(shù)值繪出同步發(fā)電機(jī)的外特性。
5、按照實(shí)驗(yàn)數(shù)值繪出同步發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)特性。
6、由空載特性和短路特性求取電機(jī)定子漏抗Xσ和特性三角形。
7、由零功率（W）因數(shù)特性和空載特性確定電機(jī)定子保梯電抗。
8、運(yùn)用空載特性和短路特性確定同步電機(jī)的直軸同步電抗Xd(不飽和值)。
10、求短路比。
11、由外特性試驗(yàn)數(shù)值求取電壓（V）調(diào)節(jié)率ΔU%。
六、思考題
1、定子漏抗Xσ和保梯電抗Xp它們各代表什么功能數(shù)值？它們的差別是怎樣產(chǎn)生的？
2、由空載特性和特性三角形用作圖法求得的零功率（W）因數(shù)的負(fù)載特性和實(shí)驗(yàn)測(cè)試特性是否有差別？造成這差別的因素是什么？
常見(jiàn)問(wèn)題：
1、如果我要購(gòu)買(mǎi)三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)，是否有安裝、培訓(xùn)服務(wù)呢？
答：我們的設(shè)備如果沒(méi)有特別注明“不含安裝”“裸機(jī)價(jià)”“出廠”等字樣的，都是提供安裝、培訓(xùn)服務(wù)的。
2、你們的三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)是否能開(kāi)增值稅專用發(fā)票？
答：可以的，我們是正規(guī)企業(yè)，并且已經(jīng)升級(jí)到一般納稅人，可以開(kāi)具增值稅專用發(fā)票，如果您需要開(kāi)三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)的發(fā)票，您需要提供開(kāi)票資料。
3、你們的三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)都是自己生產(chǎn)的嗎？都有什么產(chǎn)品資質(zhì)？
答：我們公司是專業(yè)生產(chǎn)教學(xué)設(shè)備的企業(yè)，完全自主生產(chǎn)，并通過(guò)了最新版ISO9001認(rèn)證，擁有多項(xiàng)專利與著作權(quán)。
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