电机与拖动实验指导 42
实验五 三相同步发电机的运行特性（选做）
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下测得？ 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、I=0的条件下，测取空载特性曲线U0=f（If）。 3．三相短路实验：在n=nN、U=0的条件下，测取三相短路特性曲线IK=f（If）。 4．纯电感负载特性：在n=nN、I=IN、cos?≈0的条件下，测取纯电感负载特性曲线。 5．外特性：在n=nN、If=常数、cos?=1和cos?=0.8（滞后）的条件下，测取外特性曲线U=f（I）。
6．调节特性：在n=nN、U=UN、cos?=1的条件下，测取调节特性曲线If=f（I）。
四．实验设备及仪器
1．MEL系列电机系统教学实验台主控制屏。
2．电机导轨及测功机，转矩转速测量（MEL-13、MEL-14）。 3．功率、功率因数表。 4．同步电机励磁电源。
5．三相可调电阻器900Ω（MEL-03）。 6．三相可调电阻器90Ω（MEL-04）。 7．波形测试及开关板（MEL-05）。 8．自耦调压器、电抗器（MEL-08）。 9．三相同步电机M08。 10．直流并励电动机M03。
五．实验方法及步骤
1．测定电枢绕组实际冷态直流电阻。
被试电机采用三相凸极式同步电机M08。
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测量与计算方法参见实验3-1。记录室温，测量数据记录于表4-1中。
表4-1 I（mA） U（V） R（Ω） 2．空载实验
室温 ℃ 绕组III 绕组I 绕组II 图4-1 三相同步电动机实验接线图
按线路图4-1接线，直流电动机M按他励方式联接，拖动三相同步发电机G旋转，发电机的定子绕组为Y形接法（UN=220V）。
Rf用MEL-09中的3000Ω磁场调节电阻。
Rst采用MEL-03中90Ω与90Ω电阻相串联，共180Ω电阻。 RL采用MEL-03中三相可调电阻。 XL采用MEL-08中三相可变电抗。 S1、S2采用MEL-05中的三刀双掷开关。
同步电机励磁电源为0~2.5A可调的恒流源，安装在主控制屏的右下部。须注意，切不可将恒流源输出短路。
V1、mA、A1为直流电压、毫安、安倍表，按装在主控制屏的右下部。
交流电压表、交流电流表、功率表按装在主控制屏上，不同型号的实验台，其仪表数量
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不同，接法可参见异步电机的接线。
实验步骤：
（1）未上电源前，同步电机励磁电源调节旋钮逆时针到底，直流电机磁场调节电阻Rf
调至最小，电枢调节电阻Rst调至最大开关S1、S2板向“2”位置（断开位置）。
（2）按下绿色“闭合”按钮，合上直流电机励磁电源和电枢电源船形开关，启动直流电机M03。
调节Rst至最小，并调节可调直流稳压电源（电枢电压）和磁场调节电阻Rf，使M03电机转速达到同步发电机的额定转速1500s/min并保持恒定。
（3）合上同步电机励磁电源船形开关，调节M08电机励磁电流If（注意必须单方向调节），使If单方向递增至发电机输出电压U0≈1.3UN为止。在这范围内，读取同步发电机励磁电流If和相应的空载电压Uo，测取7-8组数据填入表4-2中。
表4-2 序 号 UO（V） If（A） 1 2 3 n=nN=1500r/min 4 5 6 7 I=0 8 （4）减小M08电机励磁电流，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U0。填入表4-3中。
表4-2 序 号 UO（V） If（A） 实验注意事项：
（1）转速保持n=nN=1500r/min恒定。 （2）在额定电压附近读数相应多些。 1 2 3 n=nN=1500r/min 4 5 6 7 I=0 8 图4-2 上升和下降两条空载特性图4-3 校正过的下降空载特性实验说明：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从零到某一最大值，再反过来由此最大值减小到零时将得到上