三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、精品文檔三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)報(bào)告。1 歡迎下載精品文檔一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握三相同步發(fā)電機(jī)的空載、短路及零功率因數(shù)負(fù)載特性的實(shí)驗(yàn)求取法。2. 學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)方法求取三相同步發(fā)電機(jī)對(duì)稱(chēng)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)太參數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 空載實(shí)驗(yàn)：在n=nN， I=0 的條件下，測(cè)取同步發(fā)電機(jī)的空載特性曲線Uo=f(If)。2. 三相短路實(shí)驗(yàn)：在n=nN， U=0 的條件下，測(cè)取同步發(fā)電機(jī)的三相短路特性曲線I k =f(I f ).3. 求取零功率因數(shù)負(fù)載特性曲線上的一點(diǎn)，在 n=nN；U=UN；cos ?0 的條件下， 測(cè)取當(dāng) I=IN時(shí)的 If值。三、實(shí)驗(yàn)儀器及其接線1. 實(shí)驗(yàn)儀器如下圖所示：名稱(chēng)：三相

2、交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)生產(chǎn)廠家：上海寶徠科技開(kāi)發(fā)公司名稱(chēng)：滑動(dòng)變阻器名稱(chēng)：滑動(dòng)變阻器。2 歡迎下載精品文檔2. 實(shí)驗(yàn)室實(shí)際接線圖如下圖所示：圖 1 實(shí)驗(yàn)室實(shí)際接線圖四、實(shí)驗(yàn)線路及操作步驟：1. 空載實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)接線圖如圖2 所示圖 2 實(shí)驗(yàn)接線圖實(shí)驗(yàn)時(shí)啟動(dòng)原動(dòng)機(jī)（直流電動(dòng)機(jī)） ，將發(fā)電機(jī)拖到額定轉(zhuǎn)速，電樞繞組開(kāi)路，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流使電樞空載電壓達(dá)到 120%UN值左右，讀取三相線電壓和勵(lì)磁電流，作為空載特性的第一點(diǎn)。然后單方向逐漸減小勵(lì)磁電流， 較均勻地測(cè)取 8 到 9 組數(shù)據(jù)， 最后讀取勵(lì)磁電流為零時(shí)的剩磁電壓，將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄于表1 中。3 歡迎下載精品文檔表 1空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄n=no=1500轉(zhuǎn)/

3、 分 I=0序空 載電壓（伏）勵(lì)磁電流（安）號(hào)UABUBCUACUoUo*I' fI f =I' f + I f oI f*14204244224221.0551.31.421.18323803803803800.950.961.080.933403423413410.8520.780.90.75543003003003000.750.6560.7760.64752602642622620.6550.560.680.56762202222222220.5550.440.560.46771801821841820.4550.330.450.37581401401421410.35

4、20.230.2920.355數(shù)據(jù)說(shuō)明：（1）表 1 中U ABUBC UACUU0=3U0*= U0IINf =I f+ I f0 I fIffoI f0 為 U0= UN時(shí)的 I f 值，在本實(shí)驗(yàn)室中取UN=400V,I N=3.6A。（2）若空載特性剩磁較高，則空載特性應(yīng)予以修正，即將特曲線的的直線部分延長(zhǎng)與橫軸相交，交點(diǎn)的橫坐標(biāo)絕對(duì)植I f0 即為修正量，在所有試驗(yàn)測(cè)得的勵(lì)磁電流數(shù)據(jù)上加上I f0 ，即得通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)之空載校正曲線。如圖3 所示。圖 3 空載特性曲線校正2. 短路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)線路圖如圖 2 所示。在直流電動(dòng)機(jī)不停機(jī)狀態(tài)下， 并且，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流等于零的情況下，這時(shí)合上短路開(kāi)

5、關(guān) K2，將電樞三相繞組短路，將機(jī)組轉(zhuǎn)速調(diào)到額定值并保持不變，逐步增加發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流 I f ，使電樞電流達(dá)到（ 1.1-1.2 ）倍額定值，同時(shí)量取電樞電流和勵(lì)磁電流，然后逐步減小勵(lì)磁電流直到降為0 為止。其間共同讀取5-6 組數(shù)據(jù)，記于表2中。4 歡迎下載精品文檔表 2 短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄序短路電流（伏）勵(lì)磁電流（安）號(hào)I AI BI CI kI k*I' fI f =I' f + I f oI f*144441.111.081.160.96723.53.53.53.50.9720.941.020.85332.9532.980.8280.780.860.71742.52.5

6、2.52.50.6940.640.720.6522220.5560.50.580.48361.51.51.51.50.4170.360.440.367數(shù)據(jù)說(shuō)明：II AIB ICI * =I在表 172 中=3IKK式中： I N- 發(fā)電機(jī)額定電流If0 -空載電壓為額定電壓時(shí)的勵(lì)磁電流。五、數(shù)據(jù)處理（1）利用空載特性曲線原始數(shù)據(jù)繪圖求 I f o 利用原始數(shù)據(jù)繪出的空載特性曲線如下圖所示：KI fNI f I foU0=f（If'）500400)300V(2000U1000-0.5-100 00.511.5If'（A)圖 4 修正前的空載特性曲線由圖可以看出：修正前，短路特性

7、曲線與橫軸交于（-0.12 ， 0） Ifo 0.12A則利用公式I f =I' f + I fo，則修正后的 I f 如下表所示表 3 修正前后If數(shù)據(jù)對(duì)比I' f1.30.960.780.6560.560.440.330.23。5 歡迎下載精品文檔I f =I' f + I f o1.421.080.90.7760.680.560.450.35（2）修正后的空載特性曲線由表 3 數(shù)據(jù)可繪出修正后的空載特性曲線如下圖所示U0=f（If ）600500400)V300(0U2001000-0.2-100 00.20.40.60.811.21.41.6If （A)圖 5

8、修正后的空載特性曲線實(shí)驗(yàn)室用的額定電壓為UN=400V，從圖 5 可以讀出當(dāng) UN=400V時(shí)， If=Ifo=1.2A（3）利用短路特性曲線原始數(shù)據(jù)繪圖求I f oIk=f （If' ）54)3A(2kI1-0.2000.20.40.60.811.2-1If'(A)圖 4 修正前的短路特性曲線由圖可以看出：修正前，短路特性曲線與橫軸交于（- 0.08 ， 0）， 故可求得I f o0.08A ， 則利用公式 I f =I' f +I f o，則修正后的I f 如下表所示表 4 修正前后 If數(shù)據(jù)對(duì)比I' f1.080.940.780.640.50.36I f

9、=I' f + I f o1.161.020.860.720.580.44。6 歡迎下載精品文檔（4）修正后的短路特性曲線由表 4 數(shù)據(jù)可繪出修正后的空載特性曲線如下圖所示Ik=f（If）54)3A(2kI10-0.2-1 00.20.40.60.811.21.4If(A)圖 5 修正后的短路特性曲線（ 5）分別求 U0 ， I K ， I f 的標(biāo)幺值標(biāo)幺值的求取公式如下：UU0*= U0 I N ，IK*= IKIN， I f Iffo其中 UN=400V， I N=3.6A ， Ifo=1.2A處理后的數(shù)據(jù)如下表所示：表 5 空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)幺值Uo1.0550.950.85250

10、.750.6550.5550.4550.3525*I f*1.1830.90.750.6470.5670.4670.3750.292表 6空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)幺值I k*1.110.9720.8280.6940.5560.417I f*0.9670.850.7170.60.4830.367轉(zhuǎn)化成標(biāo)幺值后，空載特性曲線和短路特性曲線可繪在同一坐標(biāo)系里。7 歡迎下載精品文檔（5）利用空載特性曲線和短路特性曲線求同步電抗xd 的不飽和值的標(biāo)幺值利用表 5 和表 6 數(shù)據(jù)繪制空載和短路特性曲線如下：空載及其短路特性曲線1.21.4y = 1.1488x11.20.810.8*0.6*k0.6oI0.4Uy

11、= 1.1019x0.40.20.200-0.2 -0.2 00.20.40.60.811.21.4 -0.2If*圖 6空載和短路特性曲線如圖 6，通過(guò)添加趨勢(shì)線方程，我們可以看出氣隙線的斜率K1=1.1019 ，短路特性直線的斜率 K2=1.148 又由于 xd*xdE0' INE0'*ZbI kU NI k*而在實(shí)驗(yàn)作圖過(guò)程中，我們不難發(fā)現(xiàn)E0' *E0'* I f 0*k1（具體分析過(guò)程見(jiàn)后面問(wèn)題討論I k*I f 0* I k*k 2第二題），所以可以推導(dǎo)得 xd *E0'*k1I k*k 2代入數(shù)據(jù)解得 xd*=0.959（6）同步電抗 xd

12、 的不飽和值的有名值已知 UN=400V， I N=3.6A ，由公式 ZNU N求得， ZN =111.11歐姆I Nxd = Z N .xd*=111.11 X 0.959=106.55歐姆六、誤差分析（1）對(duì)于本實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有像之前采用鉗形諧波小功率表進(jìn)行測(cè)量，而是采用電壓表與電流表測(cè)量，讀數(shù)過(guò)程不可避免的產(chǎn)生誤差。（ 2）本實(shí)驗(yàn)在檢查發(fā)電機(jī)是否達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，采用閃光測(cè)頻法，肉眼的局限性易使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生誤差。（ 3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過(guò)程，主要采用的是作圖法求解，也會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。8 歡迎下載精品文檔七、問(wèn)題討論1. 同步發(fā)電機(jī)空載、短路和零功率因數(shù)負(fù)載特性曲線的意義是什么？曲線的大致?tīng)顟B(tài)如

13、何？答：（1）同步發(fā)電機(jī)在n=nN， I=0 的運(yùn)行狀態(tài)下，測(cè)得的E0=f(If)，即空載特性當(dāng)同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行于n=nN， U=0，即電樞三相繞組持續(xù)穩(wěn)定短路時(shí)，測(cè)得短路電流Ik 隨勵(lì)磁電流If變化的關(guān)系曲線Ik=f(If)，稱(chēng)為短路特性。同步發(fā)電機(jī)在n=nN 下，帶純電感負(fù)載，保持負(fù)載電流 I 為常量，測(cè)得的U=f(If)關(guān)系曲線稱(chēng)為零功率因數(shù)負(fù)載特性。利用它們可以求取同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)（2）發(fā)電機(jī)空載、短路和零功率因數(shù)負(fù)載特性曲線大致?tīng)顟B(tài)如下圖所示：圖 7 空載特性曲線和短路特性曲線圖 8 空載特性曲線和零功率特性曲線2. 怎樣利用空載、短路和零功率因數(shù)負(fù)載特性曲線來(lái)求取同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)

14、參數(shù)？。9 歡迎下載精品文檔（1）同步電抗簡(jiǎn)單測(cè)量方法：原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)在同步轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，測(cè)其開(kāi)路和短路特性。 在同一坐標(biāo)紙上繪制成曲線，并作出氣隙線。選一固定的If ，求對(duì)應(yīng)的短路電流Ik和對(duì)應(yīng)于氣隙線上的電勢(shì)E0 ，則同步電抗可按下式求得：xd( 不飽和 )= E0 /Ik圖 9 空載及其短路特性曲線xd *xdE0' INE0'*ZbI kU NI k*而在實(shí)驗(yàn)作圖過(guò)程中，E0'*E0'* I f 0*k1分別為氣隙線和短我們不難發(fā)現(xiàn)（其中 K1,K2I k*I f 0* I k*k 2路特性直線的斜率之比）所以 xE0'*k1即可算出 xd

15、的標(biāo)幺值，乘上基準(zhǔn)值，即可得出有名值d *I k*k 2（2）定子漏抗的求取圖 9 同步電機(jī)的特性三角形U=0 時(shí)的勵(lì)磁電流If=OC ，兩部分： OB用來(lái)克服漏抗電動(dòng)勢(shì) E 的勵(lì)磁電流， AB 為對(duì)應(yīng)的漏抗壓降，即=xId ， BC段平衡電樞電動(dòng)勢(shì)Ead 的勵(lì)磁電流， Ead xadId ，ABABC的 BC邊代表純?nèi)ゴ诺碾姌蟹磻?yīng)磁動(dòng)勢(shì)，AB邊代表定子漏抗。10 歡迎下載精品文檔BC和AB 均和 I 成正比。所以 I 一定時(shí)， ABC固定，此三角形稱(chēng)為同步電機(jī)的特性三角形。則定子漏抗xABI d（3）直軸同步電抗xd 飽和值的求取圖 10 空載和零功率因數(shù)負(fù)載特性曲線如圖 10 通過(guò)空載、短路特性和零功率因數(shù)負(fù)載特性可求出直軸同步電抗xd 的飽和值和定子漏抗 x 。接純電感負(fù)載，即=90 ，有 :U E0xd I dE0U NI N xdE0U NQAxdI NI N八、心得體會(huì)首先， 這次實(shí)驗(yàn)讓我們對(duì)同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行有了更深入的了解，是一次很好的學(xué)習(xí)。 在完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告過(guò)程中， 采用了 excel 軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，克服了手工作圖誤差較大的問(wèn)題。同時(shí)， 在實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，采用了一定的創(chuàng)新，如通過(guò)斜率來(lái)求同步電抗的不飽和值。 由于實(shí)驗(yàn)條件的原因，零功率因數(shù)負(fù)