電機(jī)機(jī)械實(shí)習(xí)報(bào)告

一.實(shí)習(xí)項(xiàng)目：交流同步發(fā)電機(jī)無載、短路與負(fù)載特性實(shí)驗(yàn)二.實(shí)習(xí)目的：：(一)測(cè)定磁場(chǎng)場(chǎng)繞阻電阻與與電樞繞組每每相電阻,做無載飽和和特性及短路路特性實(shí)驗(yàn),利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果求求同步阻抗及及短路比.(二)了解同步步發(fā)電機(jī)之負(fù)負(fù)載特性(三)了解同步步發(fā)電機(jī)之激激磁特性三.相關(guān)知識(shí)：：(一)電阻測(cè)定定常利用直流壓降降法測(cè)定電組組或利用惠斯斯登電橋或凱凱爾文雙電橋橋測(cè)之.因同步發(fā)電電機(jī)均利用Y形接線線,故先求二線線間之電組R,然后再求每每相電阻r=RR/2(歐姆)(二)無載飽和和曲線因發(fā)電機(jī)每相之之感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)勢(shì)可用下式表表示:Eoo=4..44fNffψKpKd(V))式中f:頻率(Hz))Kp:節(jié)距因數(shù)(pittchfaactor)Kd:分布因數(shù)(disstribuutionfactoor)Nf:每相串聯(lián)匝匝數(shù)ψ:每極磁通通量(Wb))而4..44,ff,Kpp,Kd,N均為定數(shù)故Eo=KKψN(V)),即Eo正比于If及N如轉(zhuǎn)速維持一定定,ψ=NfIf/R(RR:磁阻)故EoαIf/R,而磁阻R為氣隙與鐵鐵磁阻之和,氣氣隙之磁阻是是固定不變的的,而鐵磁路之之磁阻系隨著著激磁電流If所生之磁通密度度增加而增加加,飽和后,則磁阻R與If不再成正比比關(guān)系,故Eo與If之特性曲線線如圖1-1所示之關(guān)系,此Eo-If曲線稱為無無載飽和曲線線.(三)短路實(shí)驗(yàn)驗(yàn)同步發(fā)電機(jī)之三三個(gè)線端經(jīng)適適當(dāng)?shù)陌才嘤?jì)計(jì)短接(各相同時(shí)短短接),在額定的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下,增加電流磁場(chǎng)IIf,測(cè)定所對(duì)應(yīng)應(yīng)之電樞短路路電流Is,則Is和If之關(guān)系曲線,為近乎一直線,此乃因因ra<<XXs使Is為略成90度之遲相電電流,此電流產(chǎn)生生電樞反應(yīng)為為去磁作用,使磁通減少,不在飽和狀狀態(tài),故短路曲線線近乎一直線線.將前述之無載飽飽和曲線及短短路曲線繪于于同一座標(biāo)內(nèi)內(nèi)如圖1-2所示.當(dāng)交流發(fā)電電機(jī)供給負(fù)載載,而有電流流流過電樞繞組組便產(chǎn)生磁通通,由于樞繞組組電阻,電樞反應(yīng)及及電樞漏抗等三者形成所謂謂的同步阻抗抗(syncchro-nnousimmpedannce)以Zs表示即Zs=raa+j(XXs+Xl)≒jXs所謂同步阻抗ZZs,可由開路試試驗(yàn)及短路試試驗(yàn)之結(jié)果求求得,其值為同步步速率旋轉(zhuǎn)時(shí)時(shí),同一場(chǎng)電流流之開路電壓壓及短路電流流之比即:Zs==(Ω))電機(jī)以額定轉(zhuǎn)速速運(yùn)轉(zhuǎn),于無載時(shí)感感應(yīng)額定電壓壓Vn所須之激磁磁電流為Ifo’,在短路通過過額定電流In時(shí)所須之激激磁電流為Ifo,則短路比.(sshortccircuiitraatio)Ks==(四)負(fù)載特性性實(shí)驗(yàn)同步發(fā)電機(jī)之負(fù)負(fù)載特性,乃把同步發(fā)發(fā)電機(jī)以額定定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn),,調(diào)整激磁使使其在某一指指定之功率因因數(shù)下,電壓ˋ電流均為額額定值,維持此激磁磁電流不變,,表示各負(fù)載載電流I與其所對(duì)應(yīng)應(yīng)之端電壓VVt之關(guān)系,將其描繪成成曲線,稱為負(fù)載特特性曲線,又稱為外部部特性曲線..外部特性曲曲線會(huì)因功因因之變動(dòng)而變變動(dòng).如圖2-1所示曲曲線,C1為遲相功因因時(shí),受電樞反應(yīng)應(yīng)之去磁作用用,端電壓隨負(fù)負(fù)載之增加而而顯著下降,,C3為進(jìn)相功因因時(shí),受電樞反應(yīng)應(yīng)之加磁作用用,端電壓隨負(fù)負(fù)載之增加而而降低,其降低程度度較小.若把同步發(fā)電機(jī)機(jī)在一定功因因之下,以額定轉(zhuǎn)速速運(yùn)轉(zhuǎn),變動(dòng)負(fù)載電電流,調(diào)整其激磁磁電流,使各負(fù)載之之端電壓仍保保持定值,則激磁電流流If與負(fù)載電流流I之關(guān)系曲線線稱為激磁特性曲線,如如圖2-2所示.F1為功因滯后后曲線,當(dāng)負(fù)載增加加時(shí),為維持端電電壓一定,激磁電流需需增加,以抵消電樞樞反應(yīng)之去磁磁作用.F2曲線為功因因等于1時(shí),負(fù)載增加,激磁電流亦需增增加,以維持電壓壓一定,但增加的幅幅度較前者為為小.F3為功因越前前時(shí),負(fù)載增加,激磁電流要要稍微降低（因因越前功因產(chǎn)產(chǎn)生加磁電樞樞反應(yīng)）,但負(fù)載增加加太大時(shí),激磁電流反反須略為增加加.四.使用設(shè)備和和儀器：(一)直流分激激電動(dòng)機(jī)--交流發(fā)電機(jī)機(jī)組1組(二)交流儀表表裝置組1.單相瓦特表表4000WW2.電流表0~~20A3.伏特表0~4400V4.讀表選擇開開關(guān)三段式(三)直流儀表表裝置組1.單相瓦特表表4000WW2.電流表0~~20A3.伏特表0~4400V4.讀表選擇開開關(guān)三段式(四)固定直直流電源100VV4A(五)可調(diào)直直流電源0到110V4A(六)可調(diào)直直流電源0到240V4A(七)單相可可調(diào)式交流電電源0到260V220A(八)轉(zhuǎn)速計(jì)計(jì)一臺(tái)(九)三相電阻阻、電感、電電容負(fù)載2200/110VV4A五.電路圖：圖1-3三相同同步發(fā)電機(jī)開開路及短路實(shí)實(shí)驗(yàn)接線圖2-3三相同同步發(fā)電機(jī)負(fù)負(fù)載實(shí)驗(yàn)接線線六.實(shí)驗(yàn)步驟：：(一)場(chǎng)電阻阻及電樞電阻阻測(cè)定用直流壓降法或或電橋法為之之,參閱預(yù)備實(shí)實(shí)驗(yàn)(二)無載飽飽和曲線1.如圖1-33接線.2.起動(dòng)直流流電動(dòng)機(jī),并使交流發(fā)發(fā)電機(jī)在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中維持額定定轉(zhuǎn)速.3.關(guān)上S1,可變電阻置置于最大處,調(diào)節(jié)可變電電阻Rfg,使場(chǎng)電流從從零漸增(同一方向增加),逐逐次紀(jì)錄對(duì)應(yīng)應(yīng)If之伏特指示示值,至感應(yīng)電勢(shì)E0為額定值之1.25倍.4.次把If漸漸減〔從E0=1.25額定電壓得得之If開始減,且按同一方方向漸減〕.逐次記錄對(duì)應(yīng)Iff的伏特計(jì)指指示值,直至If=0.(三)短路實(shí)驗(yàn)驗(yàn)1.如圖圖1-3接線2.起動(dòng)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)機(jī),并使交流發(fā)發(fā)電機(jī)在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中維持額定定轉(zhuǎn)速.3.置RRfg于最大值(S1仍open)),關(guān)上S2,記錄此時(shí)之Is值.4..關(guān)上S1,調(diào)節(jié)Rfg使If漸增,逐次記錄對(duì)對(duì)應(yīng)If的值,直至Is值為額定值的1..5倍.(四)負(fù)載實(shí)驗(yàn)驗(yàn)1..如圖2-3所示接接線.2.在無載下,,起動(dòng)原動(dòng)機(jī)機(jī)使發(fā)電機(jī)速速度達(dá)到同步步轉(zhuǎn)速.3.調(diào)整發(fā)電機(jī)機(jī)之激磁電流流,使發(fā)電機(jī)建建立額定電壓壓.4.加上純電阻阻負(fù)載箱,使負(fù)載電流流Ia和端電壓Vt均達(dá)到額定.5.保持激磁電電流不變,逐段減少負(fù)負(fù)載,并記錄每段段之端電壓VVt和負(fù)載電流流Ia,一直到無載為止..6.增加電感性性負(fù)載,調(diào)整并隨時(shí)時(shí)保持負(fù)載功功因?yàn)?.88滯后,重復(fù)步驟4,,5.7.除去電感性性負(fù)載,增加電容性性負(fù)載,調(diào)整并隨時(shí)時(shí)保持負(fù)載功功因?yàn)?.88越前,重復(fù)步驟4,5.8.根據(jù)上述資資料繪制外部部特性曲線.9.重新以電阻阻箱為負(fù)載.10.逐段增加加負(fù)載（分110段）至滿滿載為止,當(dāng)端電壓改改變時(shí),立即調(diào)整激激磁電流,使端電壓隨時(shí)保持持額定值,每段記錄激激磁電流If和負(fù)載電流流Ia.11.增加電感感性負(fù)載,調(diào)整并隨時(shí)時(shí)保持負(fù)載功功因?yàn)?.88滯后,重復(fù)步驟100.12.除去電感感性負(fù)載,增加電容性性負(fù)載,調(diào)整并隨時(shí)時(shí)保持負(fù)載功功因?yàn)?.88越前,重復(fù)步驟10.13.根據(jù)上述述資料繪制激激磁特性曲線線.七.實(shí)習(xí)結(jié)果磁場(chǎng)電阻為______Ω及電樞每相相電阻為_____Ω,周圍溫度_____度磁場(chǎng)電阻Rf(75℃)為_____Ω及電樞每相相電阻Ra(75℃)為_____Ω(二)無載飽飽和特性曲線線N=______r.p.m.(三)短路實(shí)驗(yàn)N=______r.p.m.編號(hào)編號(hào)If(A)Is(A)上升下降編號(hào)If(A)Eo(V)編號(hào)If(A)Eo(V)3.4.5.6.7.8.9.10.繪Eo-IIf曲線及Is-If曲線于同一一座標(biāo)上,利用Eo-If曲線及Is-If曲線計(jì)算算出電機(jī)之短短路比.短路比Ks===.利用Eo-If曲線及Is-If曲線計(jì)算各If下之同步阻阻抗Zs繪出Zs-If曲線編號(hào)If(A)Eo(V)Is(A)Zs=Eoo/√3Is(Ω)(四)外部特性性段段數(shù)記錄項(xiàng)目12345678910Pf=1Vt(V)Ia(A))Pf=0..8滯后Vt(V)Ia(A))Pf=0..8越前Vt(V)Ia(A))繪外部特性曲線線(五)激磁特性性段數(shù)記錄項(xiàng)目12345678910Pf=1If(A))Ia(A))Pf=0..8滯后If(A))Ia(A))Pf=0..8超前If(A))Ia(A))繪激磁特性曲線線八.注意事項(xiàng)::開路電壓假設(shè)三三相平衡,且電壓表指指示為每相感感應(yīng)電勢(shì)的√3倍.原動(dòng)機(jī)大部分為為直流機(jī),應(yīng)注意保持持轉(zhuǎn)速為額定定.最好有穩(wěn)速速裝置.激磁電流為直流流機(jī)磁,切勿通以交交流電,或使用交流流電表.短路電流的增加加,最好配合開開路試驗(yàn)所加加的激磁電流流值而增加,且因電樞反反應(yīng)甚大,同步阻阻抗承受了壓壓降,不用耽心短短路電流太大大而燒毀線圈圈.作無載試驗(yàn)場(chǎng)電電流If不可忽增忽忽減以免影響響正確性.九.問題研討::選擇題()1.同同步發(fā)電機(jī)之之無載飽和曲曲線系指(A)無載電壓壓–負(fù)載電流(B)無載電壓–磁場(chǎng)電流(C)滿載電壓–磁場(chǎng)電流(D)電樞電流流–磁場(chǎng)電流()2.ZZs-If曲線為(A)一直線(B)平方關(guān)系系(C)平方反比比關(guān)系(D)非直線性性()3.短短路特性曲線線為(A)曲線(B)直線(C)反曲線(D)定值())4.交流發(fā)發(fā)電機(jī)若負(fù)載載落后θ角,而θ不等于兀/22,則電樞反應(yīng)應(yīng)包含有(A)正交磁效效應(yīng)(B)去磁及交交磁效應(yīng)(C)增磁及交交磁效應(yīng)(D)以上皆非非()5.當(dāng)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)時(shí),發(fā)電機(jī)之電電樞電流將會(huì)會(huì)如何變化?增加(B)減少少(C)不變(D)不一定()6.交交流發(fā)電機(jī)于于負(fù)載變動(dòng)時(shí)時(shí),若欲維持其其電壓之穩(wěn)定定,在滯后功因因時(shí),負(fù)載增大應(yīng)(A)并聯(lián)電電容器(B)增強(qiáng)場(chǎng)激激(C)減弱場(chǎng)激激(D)提高轉(zhuǎn)速速()7.交交流發(fā)電機(jī)電電流越前電壓壓時(shí),其端電壓較較無載電壓為為(A)高(B))低(C)相等(D)不一定()8.交交流發(fā)電機(jī)的的無載飽和曲曲線,在磁場(chǎng)沒有有飽和時(shí)，是是一條(A)直線(A)拋物線((C)雙曲線(D)圓弧線()9.當(dāng)當(dāng)而cosθ=0而電流滯滯后時(shí),電樞反應(yīng)所所造成結(jié)果使使發(fā)電機(jī)應(yīng)電電勢(shì)(A)不變(BB)增加(C)減少(D)不一定()10..同步阻抗值值愈小,則(A)空氣隙窄窄(B)空氣隙寬寬C)空氣隙的的寬窄不影響同步阻抗抗值()11..于交流發(fā)電電機(jī)中,低磁通密度度時(shí)之同步阻阻抗(A)較高飽和和時(shí)為大(B)較高飽和時(shí)時(shí)為小(C)與高飽和和時(shí)同(D)以上皆非非()12..三相發(fā)電機(jī)機(jī)之短路比為為零載時(shí)產(chǎn)生生額定電壓所所需之激磁電電流與(A)額定電流(B)短路電流流(C)零載電流流(D)相當(dāng)于額額定電流之短短路電流所需之激磁磁電流之比值值()13..同步發(fā)電機(jī)機(jī)之短路電流流曲線均為一一直線原因?yàn)闉?A)電樞反應(yīng)應(yīng)為增磁使磁磁通飽和(B)電樞反應(yīng)應(yīng)為去磁使磁磁通不飽和((C)短路加入入電抗器(D)以上皆非()14..交流發(fā)電機(jī)機(jī)的定額一般般采用(A)仟瓦(B)仟伏安(C)輸出安培培為單位()15..策動(dòng)交流發(fā)發(fā)電機(jī)的原動(dòng)動(dòng)機(jī)其定額一一般采用(A)仟瓦(B)仟伏安(C)輸出力為為單位()16..某單相發(fā)電電機(jī)之無載端端電壓為1220V、滿載載端電壓為1105V，若若不計(jì)其電樞電阻阻，且在每相相之同步電抗抗為5Ω的情形下，該該發(fā)電機(jī)之最最大功率輸出出，應(yīng)為(A)12260W(BB)25200W(C)33780W((D)50440W()17..設(shè)同步發(fā)電電機(jī)之負(fù)載角角為δ，則其輸出出與(A)sinnδ(B)cossδ(C)tannδ(D)seccδ成正比()18..當(dāng)負(fù)載增加加時(shí),發(fā)電機(jī)之電電樞電流將會(huì)會(huì)如何?(AA)增加(B)減少(C)不變(D)不一定定()19..同步發(fā)電機(jī)機(jī),設(shè)ZS=jx,則當(dāng)負(fù)載角角等于(A)0°(B)45°(C)90°(D)180°°時(shí)輸出功率率最大()20..有一個(gè)12極,2．2仟伏,5000仟伏安,6000每分轉(zhuǎn),功率因數(shù)0．8之發(fā)電機(jī),其負(fù)載效率率為90%,,則發(fā)電機(jī)之之損失(A)33((B)44((C)55((D)1000仟伏安()21..在交流發(fā)電電機(jī)中，若每每相的電樞電電流和應(yīng)電勢(shì)勢(shì)同相時(shí)，其其電樞反應(yīng)的結(jié)果,會(huì)產(chǎn)生生(A)去磁效應(yīng)應(yīng)(B)助磁效應(yīng)應(yīng)(C)交磁效應(yīng)應(yīng)(D)以上皆非非()22..當(dāng)cosθ>1且越前時(shí)時(shí),交流發(fā)電機(jī)機(jī)之電樞反應(yīng)應(yīng)所產(chǎn)生的效效應(yīng)將為(A)交磁與助磁(BB)助磁與去去磁(C)交磁與去去磁(D)助磁()233.同步發(fā)電機(jī)機(jī)進(jìn)相9O°電流產(chǎn)生之之電樞反應(yīng)為為(A)正交磁作作用(B)去磁作用(CC)增磁作用用(D)激磁作用用()244.在交流發(fā)電電機(jī)中,若cosθ=0,而電流流越前時(shí),其電樞反應(yīng)應(yīng)所造成的結(jié)結(jié)果,會(huì)使使發(fā)電機(jī)的總總磁通(A)被減少(B)不變(C)被增加(D)以上皆非非()25..同步機(jī)中的的電樞反應(yīng)引引起橫軸反應(yīng)應(yīng)時(shí),則電路中(A)功率因數(shù)數(shù)為1(B))功率因數(shù)為為0,且電感性性(C)功率因數(shù)數(shù)為O,且呈電容容性(D)功率因數(shù)數(shù)為0,且電阻性性()26..同步發(fā)電機(jī)機(jī)中的電樞反反應(yīng)只有增磁磁作用發(fā)生時(shí)時(shí),則電路中(A)功率因數(shù)數(shù)為1(B)功率因數(shù)數(shù)為0,且為遲相相(C)功率因數(shù)數(shù)為0,且為進(jìn)相相(D)以上皆有有可能()27..同步發(fā)電機(jī)機(jī)于欠激時(shí),,向電路供給給(A)同相位之之電流(B)超前相位位之電流(C)落后相位位之電流(D)以上皆有有可能()28..若增大交流流發(fā)電機(jī)的場(chǎng)場(chǎng)激,則該發(fā)電機(jī)機(jī)將(A)吸取越前前的電樞電流流,其電樞反應(yīng)應(yīng)為去磁作用用(B)吸取滯后后的電樞電流流,其電樞反應(yīng)應(yīng)為助磁作用用(C)吸取滯后后的電樞電流流,其電樞反應(yīng)應(yīng)為去磁作用用(D)吸取越前前的電樞電流流,其電樞反應(yīng)應(yīng)為助磁作用用()29..有臺(tái)10KVVA,1000V,作Δ連接的三相相交流發(fā)電機(jī)機(jī),其每線電流流,應(yīng)為(A)173..2A(B))IOOA((C)86..6A(D))57．7A()30..同步機(jī)中(A)電樞反應(yīng)應(yīng)只與負(fù)載電電流大小有關(guān)關(guān)(B)電樞反應(yīng)應(yīng)除與負(fù)載電流大小小有關(guān)外,尚與電流的的相位有關(guān)((C)同步機(jī)中中因不要整流流換向故完全沒沒有電樞反應(yīng)應(yīng)存在(D)電樞反應(yīng)