实验三三相同步电动机

同步发电机同步发电机参数第13章三相同步发电机的参数测定所属专题：同步发电机发布时间：2014/8/2 15:54:12第13章三相同步发电机的参数测定原理简述各种电抗是定量分析同步电机性能的有用参数。

同步电机的参数主要有；（1）同步电抗等。

本次实验介绍同步发电机中最基本和常用的几个参数的测量方法。

一、同步电抗的求取如前述实验，可通过空载、稳态短路实验求出。

而利用转差率实验可以同时测出凸极式同步电机的直轴、交轴同步电抗的不饱和值。

转差率实验的作法是：把被试同步电机的励磁绕组开路，即不加励磁；原动机拖动转子以接近同步速旋转，约有左右，以避免转子被拖入同步，但其相序须保证电枢旋转磁场的转向与转子转向一致。

此时定子旋转磁场便以转差率速度切割转子。

当定子磁场轴线与转子直轴重合时，电抗达最高值，电枢电流便有最小值。

当定子磁场轴线与转子的交轴重合时，电抗达最低值，而电枢电流便有最大值。

由于线路中电压降的影响，随着电枢电流的变化，定子绕组上测得的电压也有相应的、较小幅度的变动，显然电枢电流有最小值时电压为最大，电枢电流有最大值时电压为最小。

电枢电流和端电压波动的频率正比于转差率。

由于转差率很低，电流表和电压表的指针摆动位置可以被清楚地读取，即记录出各最大电流，电压和最小电流、电压值。

设读取的数据为每相值，则每相同步电抗为：二、负序电抗研究电机不对称运行最有效的方法是对称分量法。

即把不对称的三相电压或三相电流分解为正序、负序和零序分量。

然后对各个分量分别建立方程并求解，最后迭加起来得到最后结果。

对不同相序的电流来说，同步电机的电抗也就有不同数值。

若定子电流为一稳定的对称三相电流，这时定子电流仅有正序分量，所遇到的电抗就是前述的同步电抗，其电抗的测取方法前已介绍。

故正序电抗值等于同步电抗值。

定子三相电流若不对称时则存在负序电流，由于负序电流所产生的旋转磁场与转子转向相反，此反向旋转磁场以两倍同步速度切割转子绕组（包括励磁和阻尼绕组），在其中感应一个两倍频率的交变电势。

实验三三相永磁同步电机实验一、实验目的1、掌握三相永磁同步电机结构特点2、掌握三相永磁同步电机工作原理3、掌握三相永磁同步电机运行特性二、预习要点1、三相永磁同步电机的工作原理2、三相永磁同步电机的运行特性三、实验项目1、测量定子绕组的冷态电阻。

2、速度—频率n=f（f）测试3、压频—转矩特性的测定4、测取三相永磁同步电机在工频下的工作特性。

四、实验方法1序号型号名称数量1 HK01 电源控制屏1件2 HK02 实验桌1件3 HK03 涡流测功系统导轨1件4 HK91 三相永磁同步电机控制箱1件5 HK91 三相永磁同步电机1件2、屏上挂件排列顺序HK913、测量定子绕组的冷态直流电阻。

将电机在室内放置一段时间，用温度计测量电机绕组端部或铁心的温度。

当所测温度与冷却介质温度之差不超过2K时，即为实际冷态。

记录此时的温度和测量定子绕组的直流电阻，此阻值即为冷态直流电阻。

(1) 伏安法测量线路图为图3-1。

直流电源用主控屏上电枢电源先调到50V。

开关S选用D51挂件上的双刀双掷开关，R用1800Ω可调电阻。

图3-1 三相交流绕组电阻测定量程的选择：测量时通过的测量电流应小于额定电流的20%，约为50毫安，因而直流电流表的量程用200mA档，直流电压表量程用20V档。

按图3-1接线。

把R调至最大位置，合上开关S，调节直流电源及R阻值使试验电流不超过电机额定电流的20%，以防因试验电流过大而引起绕组的温度上升，读取电流值，再读取电压值。

调节R使A表分别为50mA，40mA，30mA测取三次，取其平均值，测量定子三相绕组的电阻值，记录于表3-1中。

表3-1 室温℃绕组Ⅰ绕组Ⅱ绕组ⅢI（mA）U（V）R（Ω）R平均（Ω）4、速度—频率n=f（f）测试(1) 按图3-2接线。

电机绕组为Y接法，直接与涡流测功机同轴联接。

图3-2 速度—频率n=f（f）测试接线图(2) 按下控制屏上的“启动”按钮，把交流调压器调至电压380V，首先按下变频器上的PU/EXT按钮，调节左侧旋钮使频率显示为零，然后按下RUN使电机运转起来，然后调节变频器左侧旋钮既可调节频率从而改变转速。

三相同步发电机的v形曲线实验原理原理是V形曲线的最低点对应于“正常励磁”情况，此时功率因数为1，定子电流最小且与电压同相。

由于P2=mUIcosφ，当电压与功率因数为常数时，输出有功功率正比于电流，前者增大必然使得后者增大。

由于电枢绕组本身的感性性质，此时电枢反应呈去磁性。

电流越大，去磁效果越明显，因此需要更多的励磁电流才能保持端电压不变。

发电机的“V”形曲线：
通过调节励磁电流可以调节同步发电机无功功率。

励磁电流变化时，发电机的电枢电流也会发生相应的变化。

在有功功率不变时，将励磁电流If从欠励调节到过励，Ia=f （If）的曲线是一个V形。

V形曲线是一簇曲线，每条曲线对应一定的有功功率。

V形曲线上都有一个最低点，对应cosφ=1的情况。

将所有的最低点连接起来，将得到与cosφ=1对应的曲线，该线左边为欠励状态，功率因数超前，右边为过励状态，功率因数滞后。

电机学实验报告实验四同步发电机运行特性一、实验目的1．掌握用实验方法测取三相同步发电机对称运行特性的方法；2．掌握用实验数据获取同步发电机稳态参数的方法。

二、实验内容1．测取发电机的空载特性；2．测取发电机的短路特性；3．测取额定电流条件下发电机的零功率因数负载特性。

三、实验接线图测取三相同步发电机对称运行特性的实验线路图如图4-1所示。

其中发电机G的转子与直流电动机M的转子机械连接，转子励磁绕组接励磁电源，电枢绕组为Y形连接。

图4-1 三相同步发电机运行特性接线图实验过程中，测定三相同步发电机空载特性的时候，将开关S2打开，这样同步发电机处于空载状态。

测定三相同步发电机短路特性的时候，将开关S2的右侧的三个端口短接，这样同步发电机处于短路运行状态。

测定额定电流条件下三相同步发电机零功率因数负载特性的时候，将开关S2闭合，X L 为一个三相饱和电抗器，忽略电阻，则它的功率因数为零，这样来测定零功率因数负载特性。

四、实验设备1．G同步发电机P N=2kW、U N=400V、I N=3.6A、n N=1500r/min；2．M直流电动机P N=2.2kW、U N=220V、I N=12.4A、U fN=220V、n N=1500r/min；3．变阻器R1：0/204Ω、0/17A，励磁变阻器R f1：0/500Ω、1A；4．X L三相饱和电抗器；5．直流电流表30A(电枢)；6．直流电流表4A(励磁)；7．直流电压表400V；8．交流电压表500V；9．交流电流表10A；10．功率表500V 10A。

五、实验数据1．测定发电机的空载特性：0AB AB CA2．测定发电机的短路特性：表4-2 发电机的短路特性实验数据n=nk A B C3．测定发电机的零功率因数负载特性：表4-3 发电机的零功率因数负载特性实验数据n=nAB AB CA六、特性曲线、参数计算及问题分析1．根据实验数据作出同步发电机的空载运行特性曲线U0=f(I f)，如下图4-2所示：图4-2 发电机空载运行特性曲线2．根据实验数据作出同步发电机的短路运行特性曲线I k=f(I f)，如下图4-3所示：图4-3 发电机短路运行特性曲线3．根据实验数据作出同步发电机的零功率因数负载特性曲线U=f(I f)，如下图4-4所示图4-4 发电机零功率因数负载特性曲线4．利用空载特性和短路特性确定同步电机的直轴同步电抗X d（不饱和值）以及短路比：计算直轴同步电抗X d需要在取同一个I f值的情况下，计算空载电压U0和短路电流I k 的比值。

目录实验一单相变压器实验 (1)实验二三相变压器的联接组实验 (7)实验三三相异步电动机工作特性测定实验 (14)实验四三相同步发电机的并联运行实验 (18)实验五异步电动机同步化运行实验 (23)实验六直流他励电动机实验 (28)实验七直流伺服电动机实验 (33)实验八旋转变压器实验 (39)实验一单相变压器实验一、实验目的和任务1、通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。

2、通过负载实验测取变压器的运行特性。

二、实验内容1、空载实验测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , cosφ0=f(U0)。

2、短路实验测取短路特性U K=f(I K)，P K=f(I K), cosφK=f(I K)。

三、实验仪器、设备及材料四、实验原理1、空载试验：接线如图1-1所示 。

为了便于测量和安全起见，通常在低压侧加电压，将高压侧开路。

为了测出空载电流和空载损耗随电压变化的曲线，外加电压应能在一定范围内调节。

在测定的空载特性曲线I 0=f （U 1），p 0=f （U 1）上，找出对应于U 1= U 1N 时的空载电流I 0和空载损耗p 0作为计算励磁参数的依据。

2、短路试验：接线如图1-2所示。

为便于测量，通常在高压侧加电压，将低压侧短路。

由于短路时外加电压全部降在变压器的漏阻抗Z k 上，而Z k 的数值很小，一般电力变压器额定电流时的漏阻抗压降I 1N Z K 仅为额定电压的4~17.5％，因此，为了避免过大的短路电流，短路试验应在降低电压下进行，使I k 不超过1.2I 1N 。

在不同的电压下测出短路特性曲线I k =f (U k )、p k =f （U k ）。

根据额定电流时的p k 、U k 值，可以计算出变压器的短路参数。

五、主要技术重点、难点1、空载实验在三相调压交流电源断电的条件下，按图1-1接线。

被测变压器选用三相组式变压器DJK10中的一只作为单相变压器，其额定容量 S N =50VA ，U 1N /U 2N =127/31.8V ，I 1N /I 2N =0.4/1.6A 。

一、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方法。

二、预习要点1．同步发电机并联运行有哪些条件？如何满足这些条件？2．同步发电机并网运行时，怎样调节其有功功率和无功功率？在改变有功功率时，无功功率有无变化？3．同步发电机并网后，若原动机为直流电动机，为什么减少直流电动机的励磁电流可以增加发电机有功功率？三．实验项目1．用准确整步法将三相同步发电机投入电网并联运行。

2．三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。

3．三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节。

(1)测取当输出功率时三相同步发电机的形曲线。

(2)测取当输出功率时三相同步发电机的形曲线。

四．实验设备及仪器1．MEL系列电机教学实验台主控制屏（含交流电压表、交流电流表）2．功率及功率因数表（MEL-20或含在主控制屏内）3．三相组式变压器（MEL-01）或单相变压器（在主控制屏的右下方）4．三相可调电阻900Ω（MEL-03）5．波形测试及开关板（MEL-05）6．三相可调电抗（MEL-08）五．实验方法接线说明：实验线路如图1。

图中为直流电动机，作原动机用；被试电机为三相凸极式同步电机，其额定值为：，，，；为涡流测功机。

、同步电机、由联轴器直接联接（虚线所示）。

电阻选用挂箱上的阻值为（接端，即两只串联）、电流为的可调电阻，作为直流并励电动机的起动电阻。

电阻选用挂箱上的阻值为、电流为的可调电阻，作为直流并励电动机励磁回路串接电阻。

直流电流表选用直流电机励磁电源上的励磁电流表（mA），选用直流稳压电源上的电枢电流表（A）。

同步发电机定子回路的电流表、功率表、电压表选用主控屏左侧的交流电流表、功率表、电压表。

同步指示灯为挂箱上的三组灯。

开关选用挂箱上的。

图1 同步发电机与电网并联接线图1．用准确整步法将三相同步发电机投入电网关联运行本实验采用交叉法将三相同步发电机投入电网关联运行。

实验报告实验名称：三相同步电动机小组成员：许世飞许晨光杨鹏飞王凯征一．实验目的1．掌握三相同步电动机的异步起动方法。

2．测取三相同步电动机的V形曲线。

3．测取三相同步电动机的工作特性。

二．预习要点1．三相同步电动机异步起动的原理及操作步骤。

2．三相同步电动机的V形曲线是怎样的？怎样作为无功发电机（调相机）？3．三相同步电动机的工作特性怎样？怎样测取？三．实验项目1．三相同步电动机的异步起动。

≈0时的V形曲线。

2．测取三相同步电动机输出功率P23．测取三相同步电动机输出功率P=0.5倍额定功率时的V 形曲线。

24．测取三相同步电动机的工作特性。

四．实验设备及仪器1．实验台主控制屏；2．电机导轨及转速测量；3．功率、功率因数表（NMCL-001）；4．同步电机励磁电源（含在主控制屏左下方，NMEL-19）；5．直流电机仪表、电源（含在主控制屏左下方，NMEL-18）；6．三相可调电阻器900Ω（NMEL-03）；7．三相可调电阻器90Ω（NMEL-04）；8．旋转指示灯及开关板（NMEL-05A）；9．三相同步电机M08； 10．直流并励电动机M03。

五．实验方法被试电机为凸极式三相同步电动机M08。

1．三相同步电动机的异步起动 实验线路图如图3-1。

实验开始前，MEL-13中的“转速控制”和“转矩控制”选择开关扳向“转矩控制”，“转矩设定”旋钮逆时针到底。

R 的阻值选择为同步发电机励磁绕组电阻的10倍（约90欧姆），选用NMEL-04中的90Ω电阻。

开关S 选用NMEL-05。

同步电机励磁电源（NMEL-19）固定在控制屏的右下部。

a ．把功率表电流线圈短接，把交流电流表短接，先将开关S 闭合于励磁电流源端，启动励磁电流源，调节励磁电流源输出大约0.7A 左右，然后将开关S 闭合于可变电阻器R （图示左端）。

b ．把调压器退到零位，合上电源开关，调节调压器使升压至同步电动机额定电压220伏，观察电机旋转方向，若不符合则应调整相序使电机旋转方向符合要求。

同步发电机运行实验指导书王庆华贺秋丽编广西大学电气工程学院目录一、实验目的二、实验装置及接线三、实验内容实验一电动机- 发电机组的接线实验二发电机组的起动和同步电抗Xd测定实验三发电机同期并网实验实验四发电机的正常运行实验五发电机的特殊运行方式四、实验报告五、附录同步发电机运行实验指导书一、实验目的同步发电机是电力系统最重要又最复杂的电气设备，在电力系统运行中起着十分重要的作用。

通过实验，使学生掌握和巩固同步发电机及其运行的基本概念和基本原理，培养学生的实践能力、分析能力和创新能力，加强工程实线训练，提高学生的综合素质。

二、实验装置及接线实验在电力系统监控实验室进行，每套实验装置以7.5KW直流电动机与同轴的5KW 同步发电机为被控对象，配置常规仪表测量控制屏（常规控制）和计算机监视控制屏（计算机监控）。

可实现对发电机组的测量、控制、信号、保护、调节、并列等功能，本次同步发电机运行实验，仅采用常规控制方式。

直流电动机-同步发电机组的参数如下：直流电动机：型号Z2-52，凸极机额定功率7.5kW额定电压DC220V额定电流41A额定转速1500r/min额定励磁电压DC220V额定励磁电流0.98A(5、6、7号机组为0.5A)同步发电机型号T2-54-55额定功率5kW额定电压AC400V(星接)额定电流9.08A额定功率因数0.8空载励磁电流 2.9A额定励磁电流5A直流电动机-同步发电机组接线如图一所示。

发电机通过空气开关2QS和接触器2KM可与系统并列，发电机机端装有电压互感器1TV和电流互感器1TA，供测量、同期用，系统侧装有单相电压互感器2TV作同期用，两侧电压通过转换开关6SA接入同期表S（MZ-10）。

发电机励磁电源可以取自380V电网（他励方式），也可以取自机端（自励方式），通过4QS进行切换，交流电源经励磁变压器CB降压隔离后，经分立元件整流装置或模块式晶闸管SCR-L变为直流，再通过灭磁开关3KM供电给发电机励磁绕组FLQ，励磁电流通过调压按钮或电位器2WR进行调节。