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三相同步電機(jī)參數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)

三相同步電機(jī)參數(shù)的測定-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>
    掌握三相同步發(fā)電機(jī)參數(shù)的測定方法，并進(jìn)行分析比較加深理論學(xué)習(xí)。
二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)：
    1、同步發(fā)電機(jī)參數(shù)X_d、X_q、X_d'、X_q'、X_d''、X_q''、X₀、X₂各代表什么物理意義？對應(yīng)什么磁路和耦合關(guān)系？
    2、這些參數(shù)的測量有哪些方法？并進(jìn)行分析比較。
    3、怎樣判別同步電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向是同方向還是反方向？
三、三相同步電機(jī)參數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
    1、用轉(zhuǎn)差法測定同步發(fā)電機(jī)的同步電抗X_d、X_q。
    2、用反同步旋轉(zhuǎn)法測定同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗X₂及負(fù)序電阻r₂。
    3、用單相電源測同步發(fā)電機(jī)的零序電抗X₀。
    4、用靜止法測超瞬變電抗X_d''、X_q''或瞬變電抗X_d'、X_q'。
四、實(shí)驗(yàn)方法：
    1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

序號型號名             稱數(shù) 量

1 DQ03-1 導(dǎo)軌、測速系統(tǒng)及轉(zhuǎn)速表 1件

2 DQ19 校正直流測功機(jī) 1件

3 DQ14 三相同步電機(jī) 1件

4 DQ26 三相可調(diào)電阻器 1件

5 DQ29 可調(diào)電阻器、電容器 1件

6 DQ44 數(shù)/模交流電流表 1件

7 DQ45 數(shù)/模交流電壓表 1件

8 DQ25 智能型功率、功率因數(shù)表 1件

9 DQ31 波形測試及開關(guān)板 1件

     2、屏上掛件排列順序
DQ29、DQ45、DQ44、DQ25、DQ31、DQ26
DQ14同步電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)使用時(shí)，P_N（W）=90W，U_N(V)=220（Y），I_N(A)= 0.35A， n_N(r/min)= 1500，U_fN(V）=10V，I_fN(A)=0.8A，絕緣等級E級。

圖1 用轉(zhuǎn)差法測同步發(fā)電機(jī)的同步電抗接線圖
    3、用轉(zhuǎn)差法測定同步發(fā)電機(jī)的同步電抗X_d、X_q。
    (1) 按圖1接線。同步發(fā)電機(jī)ＧＳ定子繞組用Y形接法。校正直流測功機(jī)ＭＧ按他勵(lì)電動(dòng)機(jī)方式接線，用作ＧＳ的原動(dòng)機(jī)。R_f選用DQ29上1800Ω電阻，并調(diào)至最小。R_st選用DQ29上180Ω電阻，并調(diào)至最大。R選用DQ26上90Ω固定電阻。開關(guān)S合向R端。
    (2) 把控制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕退到零位，功率表電流線圈短接。檢查控制屏下方兩邊的電樞電源開關(guān)及勵(lì)磁電源開關(guān)都須在“關(guān)”的位置。
    (3）接通控制屏上的電源總開關(guān)，按下“啟動(dòng)”按鈕，先接通勵(lì)磁電源，后接通電樞電源，啟動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)MG，觀察電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向。
    (4）斷開電樞電源和勵(lì)磁電源，使直流電機(jī)MG停機(jī)。再調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，給三相同步電機(jī)加一電壓，使其作同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，觀察同步電機(jī)轉(zhuǎn)向。
    (5）若此時(shí)同步電機(jī)轉(zhuǎn)向與直流電機(jī)轉(zhuǎn)向一致。則說明同步機(jī)定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向一致，若不一致，將三相電源任意兩相換接，使定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向改變。
    (6）調(diào)節(jié)調(diào)壓器給同步發(fā)電機(jī)加5～15%的額定電壓（電壓數(shù)值不宜過高，以免磁阻轉(zhuǎn)矩將電機(jī)牽入同步，同時(shí)也不能太低，以免剩磁引起較大誤差）。
    (7）調(diào)節(jié)直流電機(jī)MG轉(zhuǎn)速，使之升速到接近GS的額定轉(zhuǎn)速1500 r/min，直至同步發(fā)電機(jī)電樞電流表指針緩慢擺動(dòng)（電流表量程選用0.3A檔），在同一瞬間讀取電樞電流周期性擺動(dòng)的最小值與相應(yīng)電壓最大值，以及電流周期性擺動(dòng)最大值和相應(yīng)電壓最小值。
    (8）測此兩組數(shù)據(jù)記錄于表1中。
表1

序號 I_max（A） U_min（V） X_q（Ω） I_min（A） U_max（V） X_d（Ω）

1

2

計(jì)算：
4、用反同步旋轉(zhuǎn)法測定同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗X₂及負(fù)序電阻r₂。
    (1) 將同步發(fā)電機(jī)電樞繞組任意兩相對換，以改換相序使同步發(fā)電機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反。
(2) 開關(guān)S閉合在短接端(圖示下端)，調(diào)壓器旋鈕退至零位。
(3) 接通控制屏上的鑰匙開關(guān)，按下啟動(dòng)按鈕，先接通勵(lì)磁電源后接通電樞電源。啟動(dòng)直流電機(jī)ＭＧ，并使電機(jī)升至額定轉(zhuǎn)速1500 r/min。
    (4) 順時(shí)針緩慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使三相交流電源逐漸升壓直至同步發(fā)電機(jī)電樞電流達(dá)30～40%額定電流。
    (5) 讀取電樞繞組電壓、電流和功率值并記錄于表2。
    表2

序號 I（A） U（V） P_Ⅰ（W） P_Ⅱ（W） P（W） r₂（Ω） X₂（Ω）

    表中：
計(jì)算：
5、用單相電源測同步發(fā)電機(jī)的零序電抗X₀。

圖2 用單相電源測同步發(fā)電機(jī)的零序電抗
  (1) 按圖2接線，將GS的三相電樞繞組首尾依次串聯(lián)，接至單相交流電源U、N端上。
    (2) 調(diào)壓器退至零位，同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組短接。
    (3) 起動(dòng)直流電機(jī)MG并使電機(jī)升至額定轉(zhuǎn)速1500 r/min。
    (4) 接通交流電源并調(diào)節(jié)調(diào)壓器使GS定子繞組電流上升至額定電流值。
(5) 測取此時(shí)的電壓、電流和功率值并記錄于表3中。
   表3

序號 U（V） I（A） P（W） X₀（Ω）

   表中X₀的計(jì)算：

6、用靜止法測超瞬變電抗X_d''、X_q''或瞬變電抗X_d'、x_q'。

圖 3用靜止法測超瞬變電抗
    (1) 按圖3接線，將ＧＳ三相電樞繞組聯(lián)接成星形，任取二相端點(diǎn)接至單相交流電源U、N端上。兩只電流表均用DQ44掛件。
    (2) 調(diào)壓器退到零位，發(fā)電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)。
    (3) 接通交流電源并調(diào)節(jié)調(diào)壓器逐漸升高輸出電壓，使同步發(fā)電機(jī)定子繞組電流接近20%I_N。
    (4) 用手慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，觀察兩只電流表讀數(shù)的變化，仔細(xì)調(diào)整同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置使兩只電流表讀數(shù)達(dá)最大。
    (5) 讀取這位置時(shí)的電壓、定子繞組電流、功率值并記錄于表5-17中。從這數(shù)據(jù)可測定X_d''。
       表4

序號 U（V） I（A） P（W） X_d"（Ω）

    表中X_d "的計(jì)算：

(6) 把同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過45°角，在這附近仔細(xì)調(diào)整同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置使二只電流表指示達(dá)最小。
    (7) 讀取這位置時(shí)的電壓U、電流I、功率P值并記錄于表5中。從這數(shù)據(jù)可測定X_q''。
表5

序號 U（V） I（A） P（W） X_q"（Ω）

表中X_q"的計(jì)算：
五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告：
根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算：X_d、X_q、X₂、r₂、X₀、X_d"、X_q"。
六、思考題：
    1、各電抗參數(shù)的物理意義是什么？
    2、各項(xiàng)試驗(yàn)方法的理論根據(jù)是什么？

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三相同步電機(jī)參數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)

我們的優(yōu)勢：

序號	型號	名稱	數(shù) 量
1	DQ03-1	導(dǎo)軌、測速系統(tǒng)及轉(zhuǎn)速表	1件
2	DQ19	校正直流測功機(jī)	1件
3	DQ14	三相同步電機(jī)	1件
4	DQ26	三相可調(diào)電阻器	1件
5	DQ29	可調(diào)電阻器、電容器	1件
6	DQ44	數(shù)/模交流電流表	1件
7	DQ45	數(shù)/模交流電壓表	1件
8	DQ25	智能型功率、功率因數(shù)表	1件
9	DQ31	波形測試及開關(guān)板	1件

序號	I_max（A）	U_min（V）	X_q（Ω）	I_min（A）	U_max（V）	X_d（Ω）
1
2

序號	I（A）	U（V）	P_Ⅰ（W）	P_Ⅱ（W）	P（W）	r₂（Ω）	X₂（Ω）