電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗裝置三相同步電機(jī)功能數(shù)值的測量實(shí)驗
一、實(shí)驗?zāi)康?br /> 掌控把握三相同步發(fā)電機(jī)功能數(shù)值的測量方法，并實(shí)行解析對比深入課程課程理論學(xué)習(xí)掌控把握。
二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)
1、同步發(fā)電機(jī)功能數(shù)值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、這些功能數(shù)值的測量有哪些方法？并實(shí)行解析對比。
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、實(shí)驗項目
1、用轉(zhuǎn)差法測量同步發(fā)電機(jī)的同步電抗X_d、X_q。
2、用反同步旋轉(zhuǎn)法測量同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗X₂及負(fù)序電阻r₂。
3、用一相電源測同步發(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)驗方法
1、實(shí)驗設(shè)備

序 號	型 號	名 稱	數(shù) 量
1	DQ03-1	電機(jī)導(dǎo)軌、旋轉(zhuǎn)編碼器及數(shù)字顯露轉(zhuǎn)動速度表	1件
2	DQ19	校正直線DC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ACAC電流（A）表	1件
7	DQ45	數(shù)/模交流ACAC電壓（V）表	1件
8	DQ25	智能型功率（W）、功率（W）因數(shù)表	1件
9	DQ31	波動線測量試驗及開關(guān)板	1件

2、屏上掛式模塊件排列順序
DQ29、DQ45、DQ44、DQ25、DQ31、DQ26
DQ14同步電機(jī)作為電機(jī)使用時，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5-6 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)差法測量同步發(fā)電機(jī)的同步電抗X_d、X_q。
(1) 按圖5-6接線。同步發(fā)電機(jī)ＧＳ定子繞組用Y形接法。校正直線DC測功機(jī)ＭＧ按他勵電機(jī)方法接線，用作ＧＳ的原動機(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（W）表電流（A）線圈短接。查驗控制屏下方兩邊的電樞電源開關(guān)及勵磁電源開關(guān)全部須在"關(guān)"的位置。
(3）接通控制屏上的電源總開關(guān)，按下"啟動"按鈕，先接通勵磁電源，后接通電樞電源，啟動直線DC電機(jī)MG，查看電機(jī)轉(zhuǎn)向。
(4）斷開電樞電源和勵磁電源，使直線DC電機(jī)MG停機(jī)。再調(diào)動調(diào)壓器旋鈕，給三相同步電機(jī)加一電壓（V），使其作同步電機(jī)起動，查看同步電機(jī)轉(zhuǎn)向。
(5）若此時同步電機(jī)轉(zhuǎn)向與直線DC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，將三相電源隨意兩相換接，使定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向改變。
(6）調(diào)動調(diào)壓器給同步發(fā)電機(jī)加5～15%的規(guī)格限定電壓（V）（電壓（V）數(shù)值不宜過高，以免磁阻轉(zhuǎn)矩將電機(jī)牽入同步，同時也不能太低，以免剩磁引起較大誤差）。
(7）調(diào)動直線DC電機(jī)MG轉(zhuǎn)動速度，使之升速到接近GS的規(guī)格限定轉(zhuǎn)動速度1500 r/min，直至同步發(fā)電機(jī)電樞電流（A）表指針緩慢擺動（電流（A）表測量范圍選用0.3A檔），在同一瞬間讀取電樞電流（A）周期性擺動的最小值與相應(yīng)電壓（V）最大值，以及電流（A）周期性擺動最大值和相應(yīng)電壓（V）最小值。
(8）測此兩組數(shù)值記錄于表5-13中。
表5-13

序號	Imax（A）	Umin（V）	Xq（Ω）	Imin（A）	Umax（V）	Xd（Ω）
1
2

計算：
4、用反同步旋轉(zhuǎn)法測量同步發(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)電樞繞組隨意兩相對換，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)，按下啟動按鈕，先接通勵磁電源后接通電樞電源。啟動直線DC電機(jī)ＭＧ，并使電機(jī)升至規(guī)格限定轉(zhuǎn)動速度1500 r/min。
(4) 順時針緩慢調(diào)動調(diào)壓器旋鈕，使三相交流ACAC電源逐漸升壓直至同步發(fā)電機(jī)電樞電流（A）達(dá)30～40%規(guī)格限定電流（A）。
(5) 讀取電樞繞組電壓（V）、電流（A）和功率（W）值并記錄于表5-14中。
表5-14

序號	I（A）	U（V）	PⅠ（W）	PⅡ（W）	P（W）	r2（Ω）	X2（Ω）

表中：
計算：



5、用一相電源測同步發(fā)電機(jī)的零序電抗X₀。

圖5-7 用一相電源測同步發(fā)電機(jī)的零序電抗
(1) 按圖5-7接線，將GS的三相電樞繞組首尾依次串聯(lián)，接至一相交流ACAC電源U、N端上。
(2) 調(diào)壓器退至零位，同步發(fā)電機(jī)勵磁繞組短接。
(3) 起動直線DC電機(jī)MG并使電機(jī)升至規(guī)格限定轉(zhuǎn)動速度1500 r/min。
(4) 接通交流ACAC電源并調(diào)動調(diào)壓器使GS定子繞組電流（A）上升至規(guī)格限定電流（A）值。
(5) 測取此時的電壓（V）、電流（A）和功率（W）值并記錄于表5-15中。
表5-15

序號	U（V）	I（A）	P（W）	X0（Ω）

表中X₀的計算：

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 5-8用靜止法測超瞬變電抗
(1) 按圖5-8接線，將ＧＳ三相電樞繞組聯(lián)接成星形，任取二相端點(diǎn)接至一相交流ACAC電源U、N端上。兩只電流（A）表均用DQ44掛式模塊件。
(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ACAC電源并調(diào)動調(diào)壓器逐漸升高輸出電壓（V），使同步發(fā)電機(jī)定子繞組電流（A）接近20%I_N。
(4) 用手慢慢轉(zhuǎn)動同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，查看兩只電流（A）表讀數(shù)的改變，仔細(xì)調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置使兩只電流（A）表讀數(shù)達(dá)最大。
(5) 讀取這位置時的電壓（V）、定子繞組電流（A）、功率（W）值并記錄于表5-16中。從這數(shù)值可測量X_d''。
表5-16

序號	U（V）	I（A）	P（W）	Xd"（Ω）

表中X _d "的計算：


(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)節(jié)同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置使二只電流（A）表指示達(dá)最小。
(7) 讀取這位置時的電壓（V）U、電流（A）I、功率（W）P值并記錄于表5-17中。從這數(shù)值可測量X_q''。
表5-17

序號	U（V）	I（A）	P（W）	Xq"（Ω）

表中X_q"的計算：



五、實(shí)驗報告
按照試驗數(shù)值計算：X_d、X_q、X₂、r₂、X₀、X_d"、X_q"。
六、思考題
1、各電抗功能數(shù)值的物理意義是什么？
2、各項試驗方法的課程課程理論按照是什么？