三相同步发电机的运行特性完整版

三相同步发电机的运行特性

、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=n N、I=0 的条件下，测取空载特性曲线U0=f(I f) 。

3、三相短路实验：在n=n N、U=0 的条件下，测取三相短路特性曲线I K =f(I f)。

4、纯电感负载特性：在n=n N、I=I N、cosφ≈的0条件下，测取纯电感负载特性曲线。

5、外特性：在n=n N、I f=常数、cos φ =1和cos φ =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=n N、U=U N、cosφ=1的条件下，测取调节特性曲线I f=f(I) 。

四、实验方法

1

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。

源 电

磁 励

2 5 ＋D ＋D

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Ｇ Ｓ旋转， ＧＳ的定子绕组为 Y 形接法 (U N =220V) 。R f2用 R4 组件上的 90Ω与 90Ω 串联加 R6 上 90Ω 与 90Ω并联共 225Ω 阻值， R st 用 R2 上的 180Ω 电阻值， R f1用 R1 上的 1800Ω电阻值。开关 S 1， S 2 选用 D51 挂箱。

(2) 调节 D52 上的 24V 励磁电源串接的 R f2 至最大位置。调节 MG 的电枢串联电阻 R st 至最大值， MG 的励磁调节电阻 R f1 至最小值。开关 S 1、S 2 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 A 2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 R st 调至最小，调节

R f1使 MG 转速达到同步发电机的额定转速 1500 r/min 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 I f 单方向递增至 GS 输出电压 U 0≈ 1.3U N 为止。

(5) 单方向减小 GS 励磁电流，使 I f 单方向减至零值为止，读取励磁电流 I f 和相应的空载电压 U 0。

(6) 共取数据 7～9 组并记录于表 5-2 中。

表 5-2

n=n N =1500r/min I=0 序号

1 2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

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

COSФ

R L

S

1 R L

A

R L

I C

R

f2

＋

x A

MG

X

＋ y

B

V 1

C

同步电机 励磁绕组

同步电机 电枢绕组

TG

R t

s

源 电 磁 励

GS 3~

励磁绕组

U

0(V) 286 250 230 220 200 170 140 100 60 20 15.5

I f(A) 1.48 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I f 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≈ 1.3U N ，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Δi f0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。

5、三相短路试验

(1)调节ＧＳ的励磁电源串接的R f2 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R f2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I f使其定子电流I K=1.2I N，读取GS的励磁电流值I f和相应的定子电流值I K。

(4)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I f 和相应的定子电流I K。

(5)共取数据5～ 6 组并记录于表5-3 中。

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

图5-2 上升和下降二条空图5-3 校正过的下降空载