同步电机实验报告
永磁同步电机实训报告
永磁同步电机实训报告永磁同步电机实训报告一、实训目的二、实训设备三、实训内容1. 永磁同步电机的工作原理2. 永磁同步电机的特点3. 永磁同步电机的控制方法四、实训过程1. 实验前准备2. 实验一：永磁同步电机启动控制实验3. 实验二：永磁同步电机转速控制实验五、实训总结一、实训目的：本次永磁同步电机实训旨在通过学习永磁同步电机的工作原理和特点，了解永磁同步电机的控制方法，并通过实际操作，掌握永磁同步电机启动和转速控制技术。
二、实训设备：本次永磁同步电机实训所用设备为一台永磁同步电机，一台变频器以及相关接线和测试仪器。
三、实训内容：1. 永磁同步电机的工作原理：永磁同步电机是一种利用定子上与转子上的稀土永磁体产生的恒定磁场与旋转磁场作用，实现转矩传递和能量转换的电机。
当定子上的三相交流电流流过定子绕组时，会在定子上产生一个旋转磁场，而转子上的永磁体则会产生一个恒定的磁场。
当两者相互作用时，就会产生一个旋转力矩，使得转子开始旋转。
2. 永磁同步电机的特点：永磁同步电机具有高效、高功率密度、高精度、低噪音等特点。
由于永磁体的存在，使得永磁同步电机不需要外部励磁，因此具有较好的稳态性能和动态性能。
3. 永磁同步电机的控制方法：永磁同步电机可以通过改变定子上的三相交流电压来控制其速度和力矩。
常用的控制方法包括：直接转换法、间接转换法、空间向量PWM 控制法等。
四、实训过程：1. 实验前准备：(1) 连接变频器：将变频器与永磁同步电机连接，并按要求进行参数设置。
(2) 接线：根据实验要求进行接线，并将测试仪器连接到相应的接口。
(3) 实验器材检查：对实验所用的器材进行检查，确保其正常工作。
2. 实验一：永磁同步电机启动控制实验(1) 按照实验要求，设置变频器参数。
(2) 将永磁同步电机启动，观察其启动过程，并记录相关数据。
(3) 改变变频器输出频率，观察永磁同步电机的转速变化情况。
3. 实验二：永磁同步电机转速控制实验(1) 按照实验要求，设置变频器参数。
四川大学同步电机实验-精品报告系列
四川大学电气信息学院实验报告书课程名称：电机学实验项目：三相同步发电机的运行特性专业班组：实验时间：成绩评定：评阅教师：电机学老师：曾成碧苗虹三相同步发电机的运行特性一．实验目的1掌握三相同步发电机的空载、短路及零功率因数负载特性的实验求取法。
2学会用实验方法求取三相同步发电机对称运行时的稳太参数。
二．预习要点（一定要画电路图！）1同步发电机空载、短路和零功率因数负载特性曲线的意义是什么？曲线的大致状态如何？答：同步发电机空载特性曲线0()f U f I =反映了同步发电机的空载特性，即在额定转速下，定子绕组中电流为零时，绕组端电压和转子激磁电流之间的关系。
由于同步发电机空载时与变压器空载等效电路相似，故同步发电机空载特性曲线与变压器空载磁化曲线状态相似（如下图1中的蓝线）同步发电机短路特征曲线()k f I f I =反映了同步发电机的短路特性，即在发电机转速保持为同步速（n=n1）,电枢绕组端发生电压三相稳态短路时（U=0），短路电流k I 与励磁电流f I 的关系。
由于短路时限制短路电流的只有发电机的同步阻抗，忽略电枢电阻只考虑同步电抗时，短路电流可认为纯感性，故电枢电流与励磁电流成正比，短路特征曲线是一条直线。
（如下图2）零功率因数负载特性曲线1(),cos 0,,f N U f I n n I I ϕ====反映了同步发电机在同步转速与额定电流下，端电压与励磁电流之间的关系。
当电枢电流=0I ，cos 0ϕ=时的零功率因数负载曲线就是空载特征曲线，故二者具有相似的形状，只不过曲线向右平移了一段距离（如下图1中的红线）2怎样利用空载、短路和零功率因数负载特性曲线来求取同步发电机的稳态参数？①直轴同步电抗不饱和值x d 的求取：在同一张坐标纸内做出短路特性曲线、气隙线，任取一个励磁电流值找到对应的气隙线上的E 和短路特性曲线上的I k ，这kd I E x =②直轴同步电抗饱和值x d 的求取：在同一个图像中做出零功率因素特性曲线和空载特性曲线，在N d I I I ==时的零功率因数特性曲线上取出对应于U=U N 的励磁电流I fN 的再在空载特性曲线上取出对应于I fN 的空载电动势E 0N ，得NNN d I U E x -=0③定子漏电抗x σ的求取：在同一个图像中做出空载特性及零功率数特性曲线，作ON=UN 作NA//横轴，截取线段AD 使AD=OR=Ifk ，由D 点引一直线BD ，BD//空载特性起始部分，由B 点作垂线交AD 于C ，△ABC 为特性三角形，BC 为漏抗压降3怎样利用凸极同步电机的简化向量图来求取同步发电机的电压变化率ΔU ？如右图，假设已知机端电压U 电流I 和移相角φ和纵轴同步电抗x d 和横轴同步电抗x q ，则如图先做出jIx q ，得到E Q 则得到Q 轴方向，顺时针旋转90度得到d 轴，将I 分解到q 轴d 轴，在U 的末尾做出jI q x q 和jI d x d 即可得到E 0。
同步发电机实验报告
发电机空载特性和短路特性代表了同步电机两种典型运行状态下的磁路工作状态。同步发电机发生三相稳态短路时，限制短路电流的仅是发电机内部的阻抗。由于同步发电机的电枢电阻远小于同步电抗，因此，短路电流可认为是纯感性的，于是电枢磁势基本上是一个纯去磁的直轴磁势，即 。各磁势矢量都在一条直线上，合成磁势是 。然后利用空载特性即可求出气隙合成电势Eδ。
实验五
陈静鹏 5100309537穆卡5100309647王耀东 5100309555
一、实验目的
1.学习RTDS中同步电机模型基本理论。
2.学习同步电机的空载特性，短路特性，并由此测得同步电抗。
3.学习同步电机的突然三相短路动态特性。
4.了解电力系统稳定器（Power System Stabilizer简称PSS）的作用。
draft图如下：
其中传输线接地短路故障控制电如下：
拨盘FAULT TYPE用来设置接地短路故障类型；滑杆FCLEAR用来设置从故障发生到断路器断开的时间，即故障切除时间；按钮FLTSEQ用来激活接地短路故障；按钮ReClose用来重新合上断路器。
同步电机突然短路控制电路如下：
为了测试同步电机在不同合闸角时发生突然短路故障，必须检测母线上的电压过零点。滑杆POW（Position on Wave）用来控制合闸角，常数0.0000463为60Hz工频下，转子转过1。所对应的时间。
按下BRK3Open按钮，断开BRK3。使同步发电机与系统分离。此时同步电机保持同步转速，空载运行。
调节滑杆ManualAdjust手动改变励磁电压，从而使励磁电流If从0变化到2。记录机端电压VMPU与励磁电流If的值，得到同步电机空载特性曲线。其中If=1必测。
同步发电机工作原理试验
同步发电机工作原理试验实验目的：了解同步发电机的工作原理，掌握其电磁感应原理。
实验仪器：同步发电机、励磁电源、电动机、电流表、电压表、转速计、示波器。
实验步骤：1.确保实验仪器已正确连接，同步发电机的励磁电源以及机械传动系统已稳定。
2.打开励磁电源，并逐渐增加其输出电流，观察同步发电机的电压和电流变化情况。
3.使用示波器观察同步发电机的电压和电流波形，记录不同励磁电流下的波形特点。
4.测量同步发电机的转速，并以一定速率调节电动机的转速，观察同步发电机的电压和电流变化情况。
5.断开励磁电源，记录并观察同步发电机的电压和电流变化情况。
实验原理：1.励磁电源：通过外部励磁电源的提供，将直流电流经过旋转定子绕组，形成磁场。
2.电机的同步关系：励磁电源产生的磁场与旋转定子绕组的磁场形成共同的旋转磁场。
同步发电机的转子以同步速度旋转，与旋转磁场保持同步。
3.感应电动势：在同步发电机的定子绕组中，由于转子的旋转产生的磁场的改变，导致定子绕组中产生感应电动势。
这个感应电动势驱动电流通过负载。
4.转子电流：由于负载的存在，导致同步发电机中存在转子电流。
转子电流与定子产生的磁场相互作用，形成力矩，维持同步发电机的稳定转动。
实验结果：在励磁电流逐渐增加的情况下，同步发电机的电压和电流逐渐增加，但维持在一个相对稳定的数值。
通过示波器观察同步发电机的电压和电流波形，可以发现它们是正弦曲线，在电流达到峰值时电压为零。
随着电动机转速的变化，同步发电机的电压和电流也发生了变化。
当转速改变时，同步发电机的电压和电流都会产生相应的波动。
当励磁电源断开时，同步发电机的电压和电流都会迅速降为零。
实验结论：同步发电机是一种基于电磁感应原理工作的发电机。
励磁电源产生的磁场与旋转定子绕组的磁场形成共同的旋转磁场，在同步发电机的电机同步情况下旋转。
因此，当负载存在时，同步发电机会产生感应电动势，并通过负载输出电能。
同步发电机的电压和电流都是随着励磁电流和转速的变化而变化的。
同步电机
四、实验数据的记录五、实验分析1试分析三相同步发电机用准确同步法和自同步法投入电网并联运行的优缺点准确同步法的优点是投入瞬间，电网和发电机没有冲击电流，缺点是整步过程复杂费时，尤其当电网发生故障而要求把备用同步发电机迅速投入并网运行时，由于电网电压与频率不稳，用准确同步法更难并网，在实验的过程中，由于其他组同学在不断地进行并网操作，会引起电网电压与频率不稳定，使实验的难度增大。
自同步法的优点是操作简单、迅速，不许呀增添复杂的设备，缺点是合闸和加励磁时有电流冲击。
2试叙述三相同步发电机投入电网并联运行时，若不满足投入电网并联条件将引起什么后果若相序不同投入并联，相当于电机的励磁电动势为正序而在电机端点上加上一组负序电压，巨大的电位差产生巨大的环流和转矩冲击。
严重危害电机，是一种严重的故障情况。
如果频率不等，相量E和U之间有相对运动，两者的相角在0=360度间逐步变化，差值电压将忽大忽小，引起数值交变的环流，电机内的功率震荡。
如果波形不同，电机和电网中仍然存在环流致使损耗和温升增高。
若电机和电网的电压大小和相位不一致，则在发电机和电网间由于差值电压的存在将产生一个环流。
特别在极性相反的情况下投入并联时，环流的瞬间值将达到额定电流的5-倍，由此产生的强大冲击性电磁力可能是定子绕组端部受损伤。
3试说明三相同步发电机投入电网并联运行时，有功功率和无功功率的调节方法要增大发电机的输出有功功率，必须增加原动机的输入功率，使功率角增大，当功率角达到90°时，输出有功功率达到最大值。
需要说明的是，在调节有功功率的过程中，无功功率也会发生变化。
调节励磁电流可以调节发电机的无功功率。
当励磁电流较大时，发电机输出滞后无功功率，处于过励的运行状态；减小励磁电流，使定子电流与U同相时，定子电流达到最小值，此时定子电流不含无功分量，发电机处于正常励磁状态；继续减小励磁电流，定子电流将变大而且落后于电压U，发电机开始向电网输出超前的无功功率。
同步电机检测实验报告
同步电机检测实验报告同步电机检测实验报告三相同步发电机的1. 掌握三相同步发电机的空载、短路及零功率因素负载特性的实验求取法2. 学会用试验方法求取三相同步发电机对称运行时的稳态参数实验在电力系统监控实验室进行，每套实验装置以直流电动机作为原动机，带动同步电动机转动，配置常规仪表进行实验参数进行测量，本次同步发电机运行试验，仅采用常规控制方式。
同步发电机的参数如下额定功率 2kw额定电压 400v额定电流 3.6A额定功率因素 0.8◆主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。
◆ 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。
◆ 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。
◆ 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。
通过引出线，即可提供交流电源。
◆ 感应电势有效值：每相感应电势的有效值为◆ 感应电势频率：感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和极对数p ，即◆ 交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。
◆同步转速从供电品质考虑，由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值，这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。
我国电网的频率为50Hz ，故有：◆要使得发电机供给电网50Hz 的工频电能，发电机的转速必须为某些固定值，这些固定值称为同步转速。
例如2极电机的同步转速为3000r/min，4极电机的同步转速为1500r/min，依次类推。
只有运行于同步转速，同步电机才能正常运行，这也是同步电机名称的由来。
◆同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。
作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。
同步电机 实验
第4章同步电机实验一三相同步发电机的运行特性一．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．空载试验：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≈0的条件下，测取纯电感负载特性曲线。
5．外特性：在n=n N、I f=常数、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=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（NMEL-13、MEL-14）。
3．功率、功率因数表（或在主控制屏，或采用单独的组件NMEL-20）。
4．同步电机励磁电源（含在主控制屏左下方，NMEL-19）。
5．三相可调电阻器900Ω（NMEL-03）。
6．三相可调电阻器90Ω（NMEL-04）。
7．旋转指示灯及开关板（NMEL-05B）。
8．三相可调电抗（NMEL-08A，含在主控制屏右下方）。
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。
R f用NMEL-09中的3000Ω磁场调节电阻。
R st采用NMEL-03中90Ω与90Ω电阻相串联，共180Ω电阻。
R L采用NMEL-03中三相可调电阻。
X L采用NMEL-08中三相可变电抗。
S1、S2采用NMEL-05中的三刀双掷开关。
三相同步发电机的运行实验
表10-1 空载实验数据
上升
15
37.8
67.5
95.47
158.6
202.9
240.6
（2）在保持转速为 （调节 ）条件下，先增加励磁电流源输出电流，使同步发电机定子电流 ，然后减小励磁电流 直至为零，记录电流减小过程的励磁电流 和相应的定子电流 ，取 组数据，记录于表10-2中。其中额定电流点必测
表10-2 短路实验数据
0.54
0.45
0.31
0.20
0.14
0.08
0.02
0.90
2．掌握三相同步发电机对称运行时运行特性的测量方法。
二、实验内容
1．空载实验 在 ， 的条件下，测取空载特性 曲线。
2．三相稳态短路实验 在 ， 的条件下，测取三相稳态短路特性 曲线。
3．零功率因数特性 在 ， ， 的条件下，测取纯感性负载特性 曲线。
4．调节特性 在 ， ， 条件下，测取调节特性 曲线。
257.4
264
0
0.1
0.21
0.30
0.52
0.70
0.90
1.0
1.07
下降
264
260
244
220
196
174
141
111
80.2
1.07
1.01
0.85
0.72
0.61
0.53
0.40
0.30
0.2
图10-4 空载特性曲线 图10-5 空载特性曲线的校正
同步发电机运行实验报告
同步发电机运行实验报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：个人收集整理勿做商业用途同步发电机运行实验报告姓名:学号：专业班级：指导老师：个人收集整理勿做商业用途一、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。
山东大学同步电机实验报告
同步电机实验报告实验一、三相同步发电机的参数测定及运行特性一、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、实验电路图及仪器GS：同步发电机DJ18CG：涡流测功机Rst：选用D44的180 Ω电阻Rf1：选用D44的1800Ω电阻Rf2：选用D41的225Ω电阻,两个90 Ω串联，再串上两个90 Ω并联RL：选用D42的1800Ω电阻A1：直流安培表A：交流电流表，1A档位V：交流电压表，300V档位三、实验内容1、同步发电机空载实验步骤(1)按图接线，直流电动机（MG）按他励方式联接，GS的定子绕组为Y形接法。
(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“开”按钮，接通励磁电源开关，再接通电枢电源开关，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并保持恒定不变。
(4) 接通同步发电机（GS）励磁电源，调节同步发电机（GS）励磁电流(必须单方向调节)，使I单方向递增至同步发电机（GS）输出电压U0≈1.2UN为止（264V）。
(5) 单方向减小同步发电机（GS）励磁电流If，使If单方向减至最小值为止，读取同步发电机励磁电流If 和相应的空载电压U0 。
读取数据7～9组并记录于表6-2中。
1-2、同步发电机空载实验注意事项a.直流电动机M 起动时，要注意须将Rst 调到最大，Rf1调到最小，先接通励磁电源，接通电枢电源，M 起动运转。
起动完毕，应将Rst 调到最小。
b.调节磁场调节电阻Rf1对电动机进行调速，电阻增大，转速增加。
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电机实验报告第1篇扬州大学能源与动力工程学院本科生实习题目：课程：专业：班级：学号：姓名：指导教师：实习日期：电机学实习报告刘伟目录前言以及大中电机厂概况1、实习的目的及要求实习的目的实习的任务及要求2、电机整体结构及框架图电机整体结构电机各部分器件3、课程及参观内容第一天课程内容-------------安全生产教育第一天参观内容-------------电机制造的各个车间第二天课程内容-------------低压交流异步电动机技术简介第二天参观内容-------------锻压车间和绕线车间第三天课程内容-------------高压三相异步电动机技术简介和同步电机技术简介第三天参观内容-------------高压电机第四天课程内容--------------直流电动机技术简介和高压电机出厂试验、测试第四天参观内容-------------线圈制造分厂4、收获和体会文献来源电气工程及其自动化是一门非常普遍的学科。
电气工程一级学科包含电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术五个二级学科，电气工程的主要特点是以强电为主、弱电为辅、强弱电结合，电工技术与电子技术相结合、软件与硬件结合、元件与系统结合，具有交叉学科的性质，电力、电子、控制、计算机多学科综合，是“宽口径”专业。
电机实验报告第2篇实验报告格式一、实验报告知识述要实验报告是以实验本身为研究对象，或者以实验作为主要研究手段而得出科研成果后所写出的科研文书。
实验报告具有一般科研文书的科学性、实践性、规范性等特点。
（一）实验报告的概念和用途实验报告是实验者在某项科研活动或专业学习中，用简洁准确的语言完整真实地记录、描述某项实验过程和结果的书面材料，是对实验工作的总结和概括，是整个实验工作不可或缺的组成部分，也是实验成果的重要表现形式。
在科研活动中，实验是形成、发展和检验科学理论或假设的重要方法，而实验报告是实验环节的理吐升华，是实验工作的重要环节。
实验报告-同步电机V形曲线测定
同步电机V形曲线测定一、实验目的在同步电机的定子电压U，频率f和输出功率不变的情况下，改变它的励磁电流I f，测定电机功率因数的变化情况。
二、实验内容在不同负载下保持同步电机的定子电压U，频率f不变，改变励磁电流I f，测出电机功率因数，作出同步电机V形曲线。
三、实验原理根据隐极式同步电动机的电压方程U=E0+jI c X c（忽略定子电阻），可以画出上图不同励磁电流时的向量图。
从图中可以看出励磁电流I f改变时，同步电动机功率因数cosφ也发生改变。
1.正常励磁状态当励磁电流的大小使定子电流与定子电压同相位时，称为正常励磁状态。
此时，同步电机只从电网吸收有功功率，不吸收无功功率，功率因数cosφ=1，电动机类似纯电阻负载。
2.欠励磁状态当励磁电流比正常励磁电流小时，称为欠励状态，此时定子电流落后定子电压。
同步电机从电网吸收有功功率和滞后的无功功率。
电机此时类似电感电阻负载。
3.过励磁状态当励磁电流比正常励磁电流大时，称为过励状态，此时定子电流超前定子电压。
同步电机从电网吸收有功功率和超前的无功功率。
电机此时类似电容电阻负载。
综上，当励磁电流变化时，定子电流和功率因数变化规律像“V”字形状。
如图，为不同功率下的同步电机定子电流和励磁电流变化关系。
四、实验结果1.空载测的数据：U=U N，f=f NI_f0.60.70.80.9 1.05 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5cosφ0.360.450.590.78(L)10.95(C)0.840.670.530.442.轻载测得数据：U=U N，f=f NI f0.60.70.80.9 1.04 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5cosφ0.570.680.770.8910.970.920.820.70.623.重载测得数据：U=U N，f=f NI f0.60.70.80.9 1.02 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 cosφ0.610.720.820.9210.990.940.850.760.69五、实验分析根据所测数据拟合曲线从图中可知，调节同步电机的励磁电流，可改变其功率因数。
电机学---三相同步发电机的并联运行实验报告一
电机学---三相同步发电机的并联运行实验报告课程名称：电机学实验类型：验证性实验实验项目名称：三相同步发电机的并联运行一、实验目的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。
二、预习要点三相同步发电机投入电网并联运行有那些条件?不满足这些条件将产生什么后果?如何满足这些条件?三、实验项目用旋转灯光法将三相同步发电机投入电网并联运行.四、实验设备及仪器1.IKDQ-2A型实验台主控制屏。
2.交流电压表、电流表、功率、功率因数表。
3.三相调压器。
3.交流电动机发电机组。
5.开关板。
6.旋转指示灯。
7.整步表五、实验方法及步骤1.用旋转灯光法将三相同步发电机投入电网并联运行。
工作原理:三相同步发电机与电网首联运行必须满足以下三个条件。
(1)发电机的频率和电网频率要相同，即f II=f I;(2)发电机和电网电压大小、相位要相同，即E OII=U I;(3)发电机和电网的相序要相同:为了检查这些条件是否满足，可用电压表检查电压，用灯光旋转法或整步表法检查相序和频率。
实验步骤:(1)按照图5-1接线，井检查实验接线，电机绕组为Y接法(U N=380伏)。
(2)三相调压器旋钮退至零位，发电机同步励磁电源调节到最小位置与1IKO9整步表上琴键开关打在“断开”位置的条件下合上电源总开关，按下“启动”按钮，调节调压器使电压开至20(电动机额定电压为380考虑到安全因素，初次并网实验时输入电压调节至220V),可通过VI表观测。
(3)调节发电机同步励磁电源，使发电机发出电压为:220V(发电机额定电压380V，为了达到并网，发电机发出的电压值与电动机输入的电压值相等即可)，可通过V2表观测(4)观察三组相灯，若依次明灭形成旋转灯光，则表示发电机和电网相序相同，若三组相灯同时发亮、同时熄灭则表示发电机和电网相序不同。
当发电机和电网相序不同则应停机(先将发电机同步励磁电源调节到最小，并把三相调压器旋至零位使电机停止，再按下实验台电源的“停止”按钮)，在确保断电的情况下，调换发电机或三相电源任意二根端线以改变相序后，按前述方法重新起动电机。
实验三三相永磁同步电机实验
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12、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３D51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。
观察电机旋转方向,每10ＨZ记录电机转速，(涡流测功机不加载)将得到的数据记录表３-２中。
５、压频－转矩特性的测定(1）测量接线图同图3-2，调节变频频率为10Hｚ，调节涡流测功机加载，达到额定转矩T N= １。
同步电机实验报告
一、实验目的1. 理解同步电机的原理和结构。
2. 掌握同步电机参数的测量方法。
3. 分析同步电机在不同运行状态下的性能。
二、实验原理同步电机是一种交流电机，其转速与电源频率成正比，因此被称为同步电机。
同步电机主要由定子和转子组成，其中定子为三相绕组，转子为永磁体或电磁体。
本实验主要研究三相永磁同步电机。
三、实验仪器与设备1. 同步电机实验台2. 三相交流电源3. 数字多用表4. 数据采集卡5. 电脑及实验软件四、实验步骤1. 准备阶段：检查实验台各部件是否完好，连接三相交流电源，打开实验软件。
2. 测量定子电阻：将数字多用表设置在电阻测量模式，分别测量三相定子绕组的电阻值。
3. 测量电感：将数字多用表设置在电感测量模式，分别测量三相定子绕组的交轴电感和直轴电感。
4. 测量反电势系数：将同步电机接入三相交流电源，使电机达到稳定运行状态。
在dq坐标系下，通过实验软件测量三相定子绕组的反电势系数。
5. 测量转动惯量：将同步电机接入三相交流电源，使电机达到稳定运行状态。
通过实验软件测量电机的转动惯量。
6. 实验数据分析：将实验数据整理成表格，分析同步电机在不同运行状态下的性能。
五、实验结果与分析1. 定子电阻：实验测得三相定子绕组的电阻值分别为R1、R2、R3。
2. 电感：实验测得三相定子绕组的交轴电感为Lq，直轴电感为Ld。
3. 反电势系数：实验测得三相定子绕组的反电势系数分别为Kq、Kd。
4. 转动惯量：实验测得同步电机的转动惯量为J。
根据实验数据，可以分析同步电机在不同运行状态下的性能，如启动转矩、调速范围、启动时间等。
六、实验结论1. 通过实验，掌握了同步电机的原理和结构。
2. 熟悉了同步电机参数的测量方法。
3. 分析了同步电机在不同运行状态下的性能。
七、实验心得本次实验使我对同步电机有了更深入的了解，提高了我的动手能力和实验技能。
在实验过程中，我遇到了一些问题，但在老师和同学的帮助下，最终顺利完成了实验。
电机学实验四 三相同步发电机稳定运行特性测定
实验四三相同步发电机一、实验目的1. 用实验方法测取三相同步发电机的运行特性；2. 研究同步发电机投入电网并联运行的方法。
二、实验内容1. 在f=fN, I=0的条件下, 测取空载特性曲线U0=f（If）；2．在f=fN, U=0的条件下, 测取短路特性曲线IK=f（If）；3. 用准确整步法将同步发电机投入电网并联运行。
三、实验接线接线时, 可单独使用同步指示灯或同期表, 也可同时使用同步指示灯和同期表。
使用同期表时, 同期表A.B端接发电机AB相线电压, 同期表A0、B0端接电网端AB相线电压。
四、实验说明1. 空载实验实验步骤:1）请参照实验接线图4-1正确接线。
2）启动直流电机（请参照实验三）。
3）使机组转速n=nN=1500r/min, 并保持不变。
按下实验台同步机励磁电源（40V/4A）合闸按钮, 合上发电机励磁电源箱（40V/4A）的电源开关, 点击“增”按钮将同步发电机电压逐渐升高, 使发电机空载端电压U0=1.1UN, 然后减小同步发电机励磁电流If, U0下降, 直至If=0, 测取7到8组数据, 记录If、U0于表4-1中。
表4-1I fU02．注意: 同步发电机的励磁电流不能忽大忽小, 必须单方向调节。
3．短路实验短路实验接线原理图自拟。
启动直流电动机, 将转速调节到接近额定转速。
先将同步发电机的三相定子绕组短接, 然后加励磁, 调节同步发电机的励磁电流If, 使定子短路电流IK=1.1IN（IN=3.6A）。
再减小励磁电流直至If=0, 记录4到5组数据, 记录If、IK于表4-2中。
表4-23. 用准确整步法将同步发电机投入电网并联运行实验步骤:（1）请参照实验接线图4-2正确接线。
（2）盘车检查, 确认电机没有卡住或异常响声。
（3）按实验一的方法启动直流电动机, 使直流电动机的转速逐渐上升至1500转/分左右。
（4）按下实验台电网合闸按钮, 按下实验台同步机励磁电源（40V/4A）合闸按钮, 合上发电机励磁电源箱（40V/4A）的电源开关, 点击“增”按钮将同步发电机电压逐渐升高压, 使发电机的端电压等于电网电压。
同步电机实验
第五章同步电机实验5-1三相同步发电机的运行特性一、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在下有哪些基本特性？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U O=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）。
ϕ0的条件下，测取纯电感负载特性4、纯电感负载特性。
在n=n N、I=I N、cos≈曲线。
5、外特性。
在n=n N、I f=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=n N、U=U N、cos=1的条件下，测取调节特性曲线I f=f（I）。
四、实验方法1、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。
2、空载实验1）按图5-1接线，校正过的直流电机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型接法（U N=220V）。
图5-1 三相同步发电机实验接线图2）调节M12组件上的24V励磁电源串接的R f2至最大位置（用M13组件上的90与90并联），调节MG的电枢串联电阻Rst至最大值（用D44上的180 阻值）、断开开关S1、S2。
将控制屏左侧调压器旋纽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，做好实验开机准备。
3）接通控制屏上的电源总开关，按下“开”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，启动MG。
MG启动运行正常后，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转/分并保持恒定。
水冷式永磁同步电机实训报告
水冷式永磁同步电机实训报告1、实验目的和要求1.掌握永磁同步电机的基本结构和原理。
2.探究永磁同步电机矢量控制算法的实现方法。
3.研究PID控制器在电机控制系统中的整定方法。
4.掌握运用MATLAB/Simulink实现电气控制相关控制系统的虚拟仿真实验。
2、实验内容和原理1.实验内容依照上节设计的控制结构图，在MATLAB/simulink模块中建立仿真模型。
系统参数设置：永磁电机转子磁通为0.22Wb，定子电阻为2.875Ω，d轴和q轴电感均为8.5mH，极对数设为1，额定转速设定为3000r/min，转动惯量为0.05kgm2。
逆变器直流侧电压设定为600V，脉冲产生模块（SVWPM）中开关频率为5kHz，转速调节器比例系数Kp1、积分系数Kt1和电流调节器比例系数Kp2、及积分系数Kt2自行设定2.实验原理（1）永磁同步电机的基本分类与组成永磁同步电机的分类多种多样，按照转子结构的不同可以分为表面式和内置式两种。
表面式指永久磁极镶于转子导磁材料的外表面，这种结构易于获得足够的磁通密度和较高的矫顽力，但是这种结构的电机很难实现恒功率调速（弱磁调速），一般只能用于恒转矩的工业场合；内置式永磁同步电机是指永久磁极嵌于转子导磁材料内部，这种结构能够利用电枢反应实现弱磁调速，在恒功率和恒转矩场合都能应用。
根据电机转子磁钢几何形状的不同，转子磁场在空间的分布也不相同，应用广泛的主要有梯形波和正弦波两种。
所以，当转子旋转时，产生在定子上的反电动势波形也有两种：一种为梯形波；另一种为正弦波。
这样的变化就使得两种电机在模型、原理及控制方法上有所区别，为了区分由它们组成的永磁同步电机调速系统，习惯上把正弦波永磁同步电动机组成的调速系统称为正弦型永磁同步电动机(PMSM)调速系统，而由梯形波(方波)永磁同步电动机组成的调速系统，在原理和控制方法上与直流电动机调速系统类似，故称这种系统为无刷直流电动机(BLDCM)调速系统。
实验三 三相同步电动机
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。
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电机学实验报告
三相同步发电机的运行特性
学院: 电气信息学院
专业: 电气工程及其自动化
班级: 2011级
姓名:
一、实验目的
1.掌握三相同步发电机的空载、短路及零功率因素负载特性的实验求取法
2.学会用试验方法求取三相同步发电机对称运行时的稳态参数
二、实验参数
实验在电力系统监控实验室进行，每套实验装置以直流电动机作为原动机，带动同步电动机转动，配置常规仪表进行实验参数进行测量，本次同步发电机运行试验，仅采用常规控制方式。
同步发电机的参数如下
额定功率2kw
额定电压400v
额定电流 3.6A
额定功率因素0.8
接法Y
三、实验原理
工作原理
◆主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。
◆载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。
◆切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。
◆交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。
通过引出线，即可提供交流电源。
◆感应电势有效值：每相感应电势的有效值为
◆感应电势频率：感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和极对数p ，即
◆交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。
同步转速
◆同步转速从供电品质考虑，由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值，这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。
我国电网的频率为50Hz ，故有：
◆要使得发电机供给电网50Hz的工频电能，发电机的转速必须为某些固定值，这些固定值称为同步转速。
例如2极电机的同步转速为3000r/min，4极电机的同步转速为1500r/min，依次类推。
只有运行于同步转速，同步电机才能正常运行，这也是同步电机名称的由来。
运行方式
◆同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。
作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。
同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。
近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。
同步电机还
可以接于电网作为同步补偿机。
这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。
三、实验过程 1、空载实验
①实验操作
实验时启动原动机（直流电动机），将发电机拖到额定转速，电枢绕组开路，调节励磁电流使电枢空载电压达到120%U N 值左右，读取三相线电压和励磁电流，作为空载特性的第一点。
然后单方向逐渐减小励磁电流，较均匀地测取6组数据，最后读取励磁电流为零的剩磁电压，将数据记录在表格中。
②数据处理
对实验过程中记录的数据记录处理并完善表格
对U O 的计算：
3
AC
BC AB O U U U U ++=
对*o U 的计算： N
U U U o *
o =
通过以上公式分别计算出了U O 与*
o U ，依次记录在表格中。
对于励磁电流中If 的计算我们需要事先求得电流的修正量0f I ∆，对于0f I ∆的求取我们先利用U O 与，f I 的六组数据，用MA TLAB 通过二次拟合出实测曲线，将特性曲线的直线部分延长与横轴相交，算取修正量，f I ，我们利用六组数据将曲线进行二次拟合，得到拟合函数：
8761.25*4006.580*5880.192-f02
f0++=，，I I U O
曲线拟合如下：
图一
我们代入0=O U 这一点，求得||f0，I 这一值即为图中的0f I ∆，可以得到
0439.00f =∆I
将fo f f I I I ∆+=，分别计算出来填入表格中 同时计算出N I I I /f *f =填入表格中
③数据结果
将实验数据及计算后的数据填入表格中，得到结果如下：
表一
①实验操作
在直流电动机不停机状态下，并且，发电机励磁电流等于零的情况下，这时合上短路开关，将电枢三相绕组短路，将机组转速跳到额定值并保持不变，逐步增加发电机的励磁电流
f I ，使电枢电流达到（1.1-1.2）倍额定值，同时量取电枢电流和励磁电流，然后逐步减小
励磁电流直到降为0为止。
②数据处理
对实验过程中记录的数据记录处理并完善表格
对I k 的计算：
3k C
B A I I I I ++=
对*k I 的计算： N
I I I k *k = 通过以上公式分别计算出了I k 与*
k I ，依次记录在表格中。
同时利用上面计算出的0439.00f =∆I 分别根据公式
fo f f I I I ∆+=，
N I I I /f *
f =
计算出修正后的励磁电流与励磁电流的标幺值，记录到表格中。
③数据结果
实验中记录的各个数据与通过计算得到的各个数据记录如下：
表二
①根据表一绘制空载特性曲线以及气隙线
图二
②根据表二绘制短路特性曲线
图三
③利用空载和短路特性曲线求取同步电抗的不饱和同步电抗*
X
d
我们选取励磁电流标幺值4.1*f =I 的时候的空载电压标幺值*
o U 与短路电流标幺值
*
k
I ，利用公式可以计算得到
④利用简化向量图求作当8.0cos ,==ϕN I I 滞后时的电压变化率)6.0%(*d *q X X U =∆设。
滞后8.0cos =ϕ可知I 之后U 角度37o 。
按顺序依次作U 、I 、Q E 、0E ，向量图
如下：
通过实验结果得到数据16.1*d =X 、70.06.0*d *q ==X X 、1*=I 、1*=U ，
根据向量图可以求出电角度ψ
63.137
cos 37sin arctan o
o
q =+=
U U I X ψ 即o
47.58=ψ
那么同步电机的功角o 47.21-==ϕψδ
最后可以计算得到92.10.85*16.193.0sin cos *d ***0=+=+=ψδI X U E
电压变化率%92%-%*
*
*o =⨯=∆U U E U
五、实验思考
①发电机空载特性不是直线，而短路特性基本为直线，为什么？
答：空载特性开始一段实际上是一条直线，因为这是磁通很小，电机磁路中的磁铁部分饱和，该部分所需的磁动势远小于空气隙磁动势，转子励磁磁动势主要消耗在空气隙中，空载特性的电压较高的部分开始向下弯曲，那是因为随着磁通的增大，电机磁路的铁磁部分迅
I q jX I
o
37=ϕU
轴
q d
I q
I q
q jX I d
d jX I O
E δ
速跑和，它所需磁动势也就很快增大，空载特性边偏离气隙先开始向下弯曲，短路时，电枢电流只有直轴分量，它所产生的电枢反应为纯粹的去磁作用，短路时合成磁动势的数值甚小，只等于漏抗降落，相应的，产生的气隙磁通和合成磁动势亦很小，故电机磁路处于不饱和状态，磁动势和磁通之间为线性关系，故为一条直线。
②发电机定子三相绕组为什么接成星形？接成三角形有什么问题？
答：发电机定子三相绕组接成星形，有三次谐波电势而没有三次电流，接成三角形，因绕组闭合三次谐波电流能流通且很大，增加发电机的损耗，降低发电机的效率和出力。
③调节电动机的电枢电压或励磁电流都可以调速，说明各有什么特点和应用场合。
答：调节电枢电压——励磁电流一定时，转速与外施电压近似成正比，调压调速需专用的直流电源向电动势供电，可以通过调节小功率励磁电路进行，调节方便，使用灵活，损耗小，调速范围广，。
缺点是专用直流电源设备投资大，较适用于不同转速负载转矩恒定不变的工况。
④发电机建压后机组的转速是否有变化，分析原因。
答：有变化，转速会降低。
因为建压后铁耗增加了，没有磁滞损耗，而转子上有流过直流电流而只有铜耗。