上海交大電機學試驗同步發(fā)電機運行特性

1、WORD格式整理電機學實驗報告實驗四同步發(fā)電機運行特性、實驗目的.掌握用實驗方法測取三相同步發(fā)電機對稱運行特性的方法；.掌握用實驗數(shù)據(jù)獲取同步發(fā)電機穩(wěn)態(tài)參數(shù)的方法。、實驗內容.測取發(fā)電機的空載特性；.測取發(fā)電機的短路特性；.測取額定電流條件下發(fā)電機的零功率因數(shù)負載特性。三、實驗接線圖測取三相同步發(fā)電機對稱運行特性的實驗線路圖如圖4-1所示。其中發(fā)電機G的轉子與直流電動機M的轉子機械連接，轉子勵磁繞組接勵磁電源，電樞繞組為Y形連接。圖4-1 三相同步發(fā)電機運行特性接線圖專業(yè)資料值得擁有WORD格式整理實驗過程中，測定三相同步發(fā)電機空載特性的時候，將開關 S2打開，這樣同步發(fā)電機 處于空載狀態(tài)。測

2、定三相同步發(fā)電機短路特性的時候，將開關S2的右側的三個端口短接，這樣同步發(fā)電機處于短路運行狀態(tài)。測定額定電流條件下三相同步發(fā)電機零功率因數(shù)負載特性的時候，將開關S2閉合，Xl為一個三相飽和電抗器，忽略電阻，則它的功率因數(shù)為零，這樣來測定零功率因數(shù)負載特性。四、實驗設備. GW步發(fā)電機 P=2kW U=400V、|n=3.6A、nN=1500r/min ;. M直流電動機 PN=2.2kW、LN=220V、I n=12.4A、Un=220V、nN=1500r/min ;.變阻器 Ri： 0/204 、0/17A ,勵磁變阻器 Ri : 0/500 、1A;. Xl三相飽和電抗器；.直流電流表30

3、A（電樞）；.直流電流表 4A（勵磁）；.直流電壓表400V;.交流電壓表500V;.交流電流表10A；.功率表 500V 10A。五、實驗數(shù)據(jù)1.測定發(fā)電機的空載特性：表4-1發(fā)電機的空載特性實驗數(shù)據(jù)n=nN=1500r/min I=0廳PU(V)I(A)LAbLAbLCaU0If1479.8480.6482.9481.11.7912438.2439.8441.4439.81.4333418.9419.2421.8419.971.3014393.4393.6397.3394.771.1595379.0380.3380.73801.0756357.1358.4360.2358.570.981專

4、業(yè)資料值得擁有WORD格式整理7318.5320.5321.6320.20.824841.2741.3141.1441.240其中 U0=( U ab +Uab +Uca)/3 。2.測定發(fā)電機的短路特性:表4-2發(fā)電機的短路特性實驗數(shù)據(jù)n=nN=1500r/min U=0廳PI(A)I(A)I AI BI CI kIf14.0474.0224.0424.0371.67623.6333.6143.6393.62871.48533.2223.1973.2083.2091.29242.5812.5732.5762.57671.02151.5951.5741.5711.580.58960.2420.

5、2340.2330.23630其中 I k =( I A + I B + I C)/3 o3.測定發(fā)電機的零功率因數(shù)負載特性:表4-3 發(fā)電機的零功率因數(shù)負載特性實驗數(shù)據(jù)n=n N=1500r/min I=In=3.61A廳pU(V)I(A)UAbUBcUCaUIf1399.2401.1401.3400.533.0772346.2348.6347.3347.372.5523280.4281.2280.6280.732.2514201.3200.8201.8201.31.943專業(yè)資料值得擁有WORD格式整理5187.1187.0187.2187.11.9176150.8151.0150.615

6、0.81.785其中 U=( Uab +Uab +U喇/3 。六、特性曲線、參數(shù)計算及問題分析1 .根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出同步發(fā)電機的空載運行特性曲線U)=f(I f),如下圖4-2所示:500-1If /A發(fā)電機空載特性曲線|圖4-2發(fā)電機空載運行特性曲線2.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出同步發(fā)電機的短路運行特性曲線Ik=f(l f),如下圖4-3所示:專業(yè)資料值得擁有WORD格式整理 發(fā)電機短路特件曲線圖4-3發(fā)電機短路運行特性曲線.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出同步發(fā)電機的零功率因數(shù)負載特性曲線U=f(I f),如下圖4-4所示450-).卜一發(fā) 電機零功率因數(shù)負載特性曲硼：/A圖4-4發(fā)電機零功率因數(shù)負載特性曲線.利用

7、空載特性和短路特性確定同步電機的直軸同步電抗乂(不飽和值)以及短路比：計算直軸同步電抗 Xd需要在取同一個If值的情況下，計算空載電壓 Ub和短路電流Ik的 比值。專業(yè)資料值得擁有WORD格式整理首先選定If = 0.589 A 。此時由實驗數(shù)據(jù)可以直接讀出Ik = 1.58 A；由于空載特性曲線中I f在（0, 0.8）范圍內大致呈一條直線，所以可以計算出 If = 0.589 A時，電壓U = 237.934V。所以可以計算得：Xd （不飽和值）=- =. Q計算短路比，需要確定當空載為額定電壓時，空載特性曲線所對應的電流If,并求出電流為If時的短路電流Ik。由空載特性實驗數(shù)據(jù)大致可以求

8、出，空載特性曲線所對應的電流：If = + 1.159 = 1.1885 A再由短路特性曲線，可以大致計算出，此時：I k = + 2.5767 = 2.9675 A所以，短路比為：Kc= = 0.822.利用空載特性和純電感負載特性確定同步電機的直軸同步電抗 （飽和值）：計算同步電機的直軸同步電抗飽和值，需要先找出純電感負載，即零功率因數(shù)負載時，額定電壓時的電流If,然后根據(jù)If求出空載時的電壓 Ubo最后利用U0和Lk In求出同步電 抗飽和值。由同步發(fā)電機零功率因數(shù)負載特性的實驗數(shù)據(jù)可以看出，額定電壓時，If = 3.077A , TOC o 1-5 h z 此時，可以近似求得，空載時的

9、電壓Lb:Lb = + 439.8 = 629.457 V所以，同步電抗飽和值：Xd （飽和值）=. Q.根據(jù)空載特性和零功率因數(shù)負載特性求發(fā)電機保梯電抗Xp：計算同步電機保梯電抗，需要確定空載和零功率因數(shù)負載時，電壓為零時所對應的If的差值，并利用該差值，通過作圖，求出空載曲線上的電壓Lto最后利用 L0和LN、In求出保梯電抗。首先，求出差值：I f0 = 1.943 -=1.3132A 。從零功率因數(shù)負載特性數(shù)據(jù)可知，額定電壓時，If= 3.077A ,所以在空載特性曲線上，通過點（ 1.7638A, 400V）作斜率與氣隙電抗斜率相同的直線，經(jīng)計算可得，兩者交點的電壓值 為：（2.11

10、3A, 518.26V）。所以計算保梯電抗為：Xp =專業(yè)資料值得擁有WORD格式整理七、思考題.同步發(fā)電機的短路特性為什么是一條直線？答：短路時，電機的氣隙磁通很小， 所以電機的同步電抗為常數(shù)，所以0正比于If ,所以有|k8E0808 If ,即短路特性是一條直線。.由空載特性和零功率因數(shù)負載特性求出的保梯電抗Xp與電樞漏抗Xb有什么區(qū)別？答：保才電抗 Xp大于電樞漏抗 Xb。因為零功率因數(shù)負載時，當電壓加到額定電壓， 由于磁路的飽和，磁阻要變大，所以這時作電抗三角形，該三角形就會處于空載特性曲線下 方，這樣會使電抗三角形的高度變高。電抗三角形的高度代表的正是電抗的大小，所以保梯電抗的值要大于電樞漏