三相同步電機參（cān）數的測定（dìng）實驗

三相同步電機參數的測定-實驗目的：
    掌（zhǎng）握三相同步發電（diàn）機（jī）參（cān）數（shù）的測定方法，並進行分析比較加深理（lǐ）論學習。
二、預習要點：
    1、同步發電機參數X_d、X_q、X_d'、X_q'、X_d''、X_q''、X₀、X₂各代表什麽物理意義？對應什麽磁路和耦合關係？
    2、這些參（cān）數的測量有哪些方法？並進行分析比（bǐ）較。
    3、怎（zěn）樣判別同步電機定（dìng）子旋（xuán）轉磁場與轉子的（de）旋轉方向是同方向還是反方向（xiàng）？
三、三相同步電機參（cān）數的測定實驗項目：
    1、用轉差法測定同步發電機的（de）同步電抗X_d、X_q。
    2、用反同步旋轉法測定同步發電機的負序電抗（kàng）X₂及負（fù）序電阻r₂。
    3、用單相電源測同步發電機的零序電（diàn）抗X₀。
    4、用靜止法測（cè）超（chāo）瞬變電抗（kàng）X_d''、X_q''或瞬變電抗（kàng）X_d'、X_q'。
四、實驗方法：
    1、實驗（yàn）設備

序 號（hào）	型 號	名             稱	數 量
1	DQ03-1	導軌、測（cè）速係統及轉速表	1件
2	DQ19	校正直流測功（gōng）機	1件
3	DQ14	三相同步電機	1件
4	DQ26	三相可（kě）調電阻器	1件（jiàn）
5	DQ29	可調電阻器、電容器	1件
6	DQ44	數/模交流電流表	1件
7	DQ45	數/模交流電壓表（biǎo）	1件
8	DQ25	智能型功率、功（gōng）率因（yīn）數表	1件（jiàn）
9	DQ31	波形測試及開關板	1件

     2、屏上掛件排列順序
DQ29、DQ45、DQ44、DQ25、DQ31、DQ26
DQ14同步電機作為電動機使用時，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（jí）。
 
圖1 用（yòng）轉差法（fǎ）測同步發電機的同步電抗接線圖
    3、用轉差法測定同步發電機的同步電（diàn）抗X_d、X_q。
    (1) 按圖1接線（xiàn）。同步發電機ＧＳ定子繞（rào）組用Y形（xíng）接法。校正直流測功機ＭＧ按他勵電（diàn）動機方式接線（xiàn），用作ＧＳ的原動機。R_f選用DQ29上1800Ω電阻，並調（diào）至最（zuì）小。R_st選用DQ29上180Ω電阻，並調至最大（dà）。R選用（yòng）DQ26上90Ω固（gù）定電阻。開關（guān）S合向R端。
    (2) 把（bǎ）控製（zhì）屏左側調壓器旋鈕退到零位，功率表電流線圈短接。檢查控製（zhì）屏下方兩邊的電樞電源開關及勵磁電源（yuán）開關（guān）都須（xū）在“關”的位置。
    (3）接通控製屏上的電源總開關，按（àn）下“啟動”按鈕，先接通勵磁電源（yuán），後接通（tōng）電樞電源，啟動直流電動機MG，觀察電動機轉向。
    (4）斷開電樞電源和勵磁電源，使直流電機MG停機。再調節調壓器（qì）旋鈕，給三相（xiàng）同步電機加一電壓，使其作同步電動機起（qǐ）動，觀察同（tóng）步電機轉向（xiàng）。
    (5）若此時同步電機轉向（xiàng）與直流電機轉向一致。則說明同步（bù）機定子旋轉磁場與轉子轉向一致，若不一致，將三相（xiàng）電源任意兩相換接，使定子旋轉磁場（chǎng）轉向改變。
    (6）調節調壓器給同步發電機加5～15%的額定電壓（電壓數值不宜過高，以免磁阻轉矩（jǔ）將電機牽入同步，同時也（yě）不能（néng）太低（dī），以免剩磁（cí）引起較大誤差（chà））。
    (7）調節直流電機MG轉速，使之升速到接近GS的額定轉速1500 r/min，直至同步發電機電樞電流表指針緩慢擺動（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的最小值與相應電壓最（zuì）大值，以及（jí）電流周期性擺動最大值和相應電壓最小值。
    (8）測（cè）此（cǐ）兩組數據記錄於表1中。
表1

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

計算：
4、用反同步旋（xuán）轉法測定同步發電機的負序電抗X₂及（jí）負序電阻r₂。
    (1) 將同步發電機電樞繞組任意兩相對換，以改換相序（xù）使同步發電機的定子旋轉磁場和轉子（zǐ）轉向相反。
(2) 開關S閉合在短接（jiē）端(圖示下端)，調壓器（qì）旋鈕退（tuì）至零位。
(3) 接通控製屏上的鑰匙開關，按下啟動按鈕，先接通勵磁電源後接通電（diàn）樞電（diàn）源。啟動直流電機ＭＧ，並使電機升至額定轉速1500 r/min。
    (4) 順時針緩慢調節調壓器旋鈕，使（shǐ）三相交流電源逐漸升壓直至同步發（fā）電機電樞電流達30～40%額定電（diàn）流。
    (5) 讀（dú）取電樞繞組電壓、電流和功率值並記錄於表2。
    表2

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

    表中：  
 計算：  
 5、用單相電源測同步發電機（jī）的零序電抗X₀。
        
圖2  用單（dān）相（xiàng）電源測同步發電機的零序電抗（kàng）
    (1) 按圖2接線，將GS的三（sān）相電樞（shū）繞組首尾依次（cì）串聯，接至單相交流（liú）電源U、N端上。
    (2) 調壓器退至零位，同步發電機（jī）勵磁繞組短接。
    (3) 起動（dòng）直流電機MG並使電機升至額定轉速1500 r/min。
    (4) 接通交流電源並調節調（diào）壓器使GS定子繞（rào）組電（diàn）流上升（shēng）至額定電流值。
(5) 測取此時的電壓、電流和功率值並記錄於表3中。
   表3

序號	U（V）	I（A）	P（W）	X0（Ω）

   表中X₀的計算：

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

圖（tú） 3用靜（jìng）止法測超瞬變（biàn）電抗
    (1) 按圖3接線，將ＧＳ三相電樞繞組聯接成星形，任取二相端點接（jiē）至單（dān）相交流電源U、N端上。兩隻電流表（biǎo）均用（yòng）DQ44掛件。
    (2) 調壓（yā）器退到零位，發電機處於靜（jìng）止狀態。
    (3) 接（jiē）通交流（liú）電源並調節調壓（yā）器逐（zhú）漸升高輸出電壓，使同步發電（diàn）機（jī）定子繞組電流接近20%I_N。
    (4) 用手慢（màn）慢轉動同步發電機轉子，觀察兩隻（zhī）電（diàn）流（liú）表讀數（shù）的變化，仔細（xì）調整同步發電機轉子的位置使兩隻電流表讀數（shù）達最大。
    (5) 讀取這位置時的電壓、定子繞組電流、功率值並記錄於表5-17中。從（cóng）這數據可測定X_d''。
       表4

序號	U（V）	I（A）	P（W）	Xd"（Ω）

     表中X _d "的計算：
 
(6) 把同步發電機轉子轉過45°角（jiǎo），在這附近（jìn）仔細調整同步發電機轉子的位置使二隻電流表指示達最小。
    (7) 讀（dú）取這位置時（shí）的電壓U、電流I、功率P值並記錄於表5中。從這數據（jù）可測定X_q''。
表5

序號	U（V）	I（A）	P（W）	Xq"（Ω）

  表中X_q"的計算：
五、實驗報告：
  根據試驗數據計算：X_d、X_q、X₂、r₂、X₀、X_d"、X_q"。
六、思考題：
    1、各電抗參數的物理意義（yì）是什麽？
    2、各（gè）項試驗方法的理論根（gēn）據是什麽？