三相同步发电机的运行特性报告
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、cosφ≈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、cosφ=1和cosφ=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、cosφ=1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 型 号 MET01 DD03 DJ23 DJ18 D34-2 D51 D52 电源控制屏 不锈钢电机导轨、测速系统及数显转速表 校正直流测功机 三相凸极式同步电机 智能型功率、功率因数表 波形测试及开关板 旋转灯、并网开关、同步机励磁电源 名 称 数 量 1台 1件 1台 1台 1件 1件 1件 1 2 3 4 5 6 7 序 号 2、屏上挂件排列顺序 D34-2、D52、D51
3、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DJ18。 测量与计算方法参见实验4-1。记录室温。测量数据记录于表5-1中。
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表5－1 室温20℃ 绕组Ⅰ 绕组Ⅱ 绕组Ⅲ I(mA) 48.1 26.7 33.8 33.8 26.7 40.8 26.7 33.5 47.1 U(V) 0.76 0.42 0.53 0.53 0.42 0.64 0.42 0.53 0.74 R(Ω) 63.3 63.6 63.8 63.8 63.6 63.8 63.6 63.2 63.6 x XyY zZS2aAMGbBRLRLAIBAICVRLS1IAACOSФ*W*VVACGS3~XYZ同步电机励磁绕组If同步电机 A1电枢绕组 Rf2＋励磁绕组＋cCTGRst Rf1 220V－励磁电源 A2V1图5-1 三相同步发电机实验接线图
4、空载实验
(1) 按图5-1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ＧＳ旋转，ＧＳ的定子绕组为Y形接法(UN=220V)。Rf2用R4组件上的90Ω与90Ω串联加R6上90Ω与90Ω并联共225Ω阻值，Rst用R2上的180Ω电阻值，Rf1用R1上的1800Ω电阻值。开关S1，S2选用D51挂箱。
(2) 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、S2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，按下“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1500 r/min并保持恒定。
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－ 220V电枢电源 － 24V D52 励磁电源 ＋ (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U0≈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U0。
(6) 共取数据7～9组并记录于表5-2中。
表5-2 n=nN=1500r/min I=0 序 号 U0（V） If（A） 1 286 1.48 2 250 3 230 4 220 5 200 6 170 7 140 8 100 9 60 10 20 11 15.5 0.96 0.81 0.76 0.68 0.54 0.43 0.28 0.15 0.03 0.01 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从零到某一最大值，再反过来由此最大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象。测定参数时使用下降曲线，其最高点取U0≈1.3UN，如剩磁电压较高，可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Δif0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) 在额定电压附近测量点相应多些。
图5-2上升和下降二条空载特性 图5-3校正过的下降空载特性
if00If(A)if0if0If(A)if0if0U0(V)U0(V)5、三相短路试验
(1) 调节ＧＳ的励磁电源串接的Rf2至最大值。调节电机转速为额定转速1500r/min，且保持恒定。
(2) 接通GS的24V励磁电源，调节Rf2使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IK=1.2IN，读取GS的励磁
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