实验方法及数据记录表：测定同步发电机空载特性和短路实验

1.实验设备

实验设备见表3-1。

2.屏上挂件排列顺序

其排列按D44、D33、D32、D34-3、D52、D31、D41、D42、D43的顺序进行。

表3-1　实验设备

3.测定电枢绕组实际冷态直流电阻

被试电机为三相凸极式同步电机，选用DJ18。

测量线路如图3-1所示。直流电源用主控屏上电枢电源先调到50V。开关S1、S2选用D51挂箱，R用D42挂箱上1800Ω可调电阻。

图3-1　三相交流绕组电阻测定

量程的选择：测量时通过的测量电流应小于额定电流的20%，约为50mA，因而直流电流表的量程用200mA挡。三相笼型异步电动机定子一相绕组的电阻约为50Ω，因而当流过的电流为50mA时二端电压约为2.5V，所以直流电压表量程用20V挡。

按图3-1所示接线。把R调至最大位置，合上开关S1，调节直流电源及R阻值，使实验电流不超过电机额定电流的20%，以防因实验电流过大而引起绕组的温度上升，读取电流值，再接通开关S2读取电压值。读完后，先断开开关S2，再断开开关S1。

调节R使A表分别为50mA、40mA、30mA测取3次，取其平均值，测量定子三相绕组的电阻值，记录于表3-2中。

表3-2　测量定子三相绕组的电阻值室温℃

注意事项：

（1）在测量时，电动机的转子须静止不动。

（2）测量通电时间不应超过1min。

4.空载实验

（1）按图3-2所示接线，校正直流测功机MG按他励方式连接，用作电动机拖动三相同步发电机GS旋转，GS的定子绕组为Y形接法（UN=220V）。Rf2用D41组件上的90Ω与90Ω串联加上90Ω与90Ω并联，共225Ω阻值，Rst用D44上的180Ω电阻值，Rf1用D44上的1800Ω电阻值。开关S1、S2选用D51挂箱。

图3-2　三相同步发电机实验接线

（2）调节D52上的24V励磁电源串接的Rf2至最大位置。调节MG的电枢串联电阻Rst至最大值，MG的励磁调节电阻Rf1至最小值。开关S1、S2均断开。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转退到零位，检查控制屏上的电源总开关、电枢电源开关及励磁电源开关都须在“关”断的位置，作好实验开机准备。

（3）接通控制屏上的电源总开关，按下“开”按钮，接通励磁电源开关，看到电流表A2有励磁电流指示后，再接通控制屏上的电枢电源开关，启动MG。MG启动运行正常后，把Rst调至最小，调节Rf1使MG转速达到同步发电机的额定转速1500r/min，并保持恒定。

（4）接通GS励磁电源，调节GS励磁电流（必须单方向调节），使If单方向递增至GS输出电压U0≈1.3UN为止。

（5）单方向减小GS励磁电流，使If单方向减至零值（零值需拔掉GS励磁接线）为止，读取励磁电流If和相应的空载电压U0。

（6）共取数据7～9组并记录于表3-3中。

表3-3　数据记录表　n=nN=1500r/min；I=0

在用实验方法测定同步发电机的空载特性时，由于转子磁路中剩磁情况的不同，当单方向改变励磁电流If从零到某一最大值，再反过来由此最大值减小到零时将得到上升和下降的两条不同曲线，如图3-3所示。两条曲线的出现，反映铁磁材料中的磁滞现象。测定参数时使用下降曲线，其最高点取U0≈1.3UN，如剩磁电压较高，可延伸曲线的直线部分使之与横轴相交，则交点的横坐标绝对值Δif0应作为校正量，在所有实验测得的励磁电流数据上加上此值，即得通过原点的校正曲线，如图3-4所示。

注意事项：

（1）转速要保持恒定。

（2）在额定电压附近读数相应多些。

图3-3　上升和下降两条空载特性

图3-4　校正过的下降空载特性

5.短路实验(www.xing528.com)

（1）调节GS的励磁电源串接的Rf2至最大值。调节电机转速为额定转速1500r/min，且保持恒定。

（2）接通GS的24V励磁电源，调节Rf2使GS输出的三相线电压（即3件电压表V的读数）最小，然后把GS输出3端点短接。

（3）调节GS的励磁电流If使其定子电流IK=1.2IN，读取GS的励磁电流值If和相应的定子短路电流值IK。

（4）减小GS的励磁电流使定子短路电流减小，直至励磁电流为零，读取励磁电流If和相应的定子电流IK。

（5）共取数据五六组并记录于表3-4中。

表3-4　数据记录表　U=0V；n=nN=1500r/min

6.纯电感负载特性

（1）调节GS的Rf2至最大值，调节可变电抗器使其阻抗达到最大。同时拔掉GS输出3端点的短接线。

（2）按他励直流电动机的启动步骤（MG电枢串联全值启动电阻Rst，先接通励磁电源，后接通电枢电源）启动直流电机MG，调节MG的转速达1500r/min且保持恒定。合上开关S2，电机GS带纯电感负载运行。

（3）调节Rf2和可变电抗器，使同步发电机端电压接近于1.1倍额定电压且电流为额定电流，读取端电压值和励磁电流值。

（4）每次调节励磁电流使电机端电压减小且调节可变电抗器，使定子电流值保持恒定为额定电流。读取端电压和相应的励磁电流。

（5）取几组数据并记录于表3-5中。

表3-5　　数据记录表　n=nN=1500r/min；　I=IN=A

7.测同步发电机在纯电阻负载时的外特性

（1）把三相可变电阻器RL接成三相Y接法，每相用D42组件上的900Ω与900Ω串联，调节其阻值为最大值。

（2）按他励直流电动机的启动步骤启动MG，调节电机转速达同步发电机额定转速1500r/min，而且保持转速恒定。

（3）打开开关S2，合上S1，电机GS带三相纯电阻负载运行。

（4）接通24V励磁电源，调节Rf2和负载电阻RL，使同步发电机的端电压达额定值220V且负载电流亦达额定值。

（5）保持这时的同步发电机励磁电流If恒定不变，调节负载电阻RL，测同步发电机端电压和相应的平衡负载电流，直至负载电流减小到零，测出整条外特性。

（6）共取数据五六组并记录于表3-6中。

表3-6　数据记录表

8.测同步发电机在负载功率因数为0.8时的外特性

（1）在图3-2中接入功率因数表，调节可变负载电阻使阻值达最大，调节可变电抗器使电抗值达最大值。

（2）调节Rf2至最大值，启动直流电机并调节电机转速至同步发电机额定转速1500r/min，且保持转速恒定。合上开关S1、S2。把RL和XL并联用作电机GS的负载。

（3）接通24V励磁电源，调节Rf2、负载电阻RL及可变电抗器XL，使同步发电机的端电压达额定值220V，负载电流达额定值及功率因数为0.8。

（4）保持这时的同步发电机励磁电流If恒定不变，调节负载电阻RL和可变电抗器XL，使负载电流改变而功率因数保持不变为0.8，测同步发电机端电压和相应的平衡负载电流，测出整条外特性。

（5）共取数据五六组并记录于表3-7中。

表3-7　数据记录表

9.测同步发电机在纯电阻负载时的调整特性

（1）发电机接入三相电阻负载RL，调节RL使阻值达最大，电机转速仍为额定转速1500r/min，且保持恒定。

（2）调节Rf2使发电机端电压达额定值220V且保持恒定。

（3）调节RL阻值，以改变负载电流，读取为了保持电压恒定的相应励磁电流If，测出整条调整特性。

（4）共取数据四五组记录于表3-8中。

表3-8　数据记录表　U=UN=220V；n=nN=1500r/min