三相同步電動機實驗

三相同步電動機-實驗目的：
    1、掌握（wò）三相同步電（diàn）動機的異步起動方（fāng）法。
    2、測（cè）取三相（xiàng）同步電動機的V形曲線。
    3、測取三相同步電（diàn）動機的工作特（tè）性。
二、三相同步電動機預習要點：
    1、三相同步電動機（jī）異步（bù）起（qǐ）動的原理及操作步（bù）驟。
    2、三相同步電動機的V形曲線是怎樣（yàng）的？怎樣作為無（wú）功發電機(調相機)使用？          
    3、三相同步電動機的工作特性（xìng）怎（zěn）樣？怎樣測取？
三、實驗項目：
    1、三（sān）相同步電（diàn）動機的異步起動。
    2、測取三相同步電動機輸出功率P₂≈0時的V形曲線。
    3、測取三相同步電動機輸出功率P₂=0.5倍額定功率時的（de）V形曲線。
    4、測取三相同步電動機的工作特性。
四、實驗方法：
    1、實（shí）驗（yàn）設備

序（xù） 號	型（xíng） 號	名             稱	數（shù） 量
1	DQ03-1	導軌、測速發（fā）電機及轉速（sù）表	1件
2	DQ19	校（xiào）正直流測功機（jī）	1件
3	DQ14	三相凸極式同（tóng）步電機	1件
4	DQ44	數/模交流電流表	1件
5	DQ45	數/模交流電壓表	1件
6	DQ25	智能型功率、功率因數表	1件
7	DQ22	直流數字電壓、毫安、安培（péi）表	2件
8	DQ26	三相可（kě）調電阻（zǔ）器	1件（jiàn）
9	DQ27	三相可調電阻（zǔ）器	1件
10	DQ32	旋轉燈、並網開關、同（tóng）步（bù）機勵磁電源	1件
11	DQ31	波形測試及開關板	1件

2、屏上掛件排（pái）列順序
DQ22、DQ27、DQ45、DQ44、DQ25、DQ26、DQ32、DQ31、DQ22 
DQ14同步電（diàn）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。
    3、三（sān）相（xiàng）同（tóng）步電動機的異步起動
                    
圖1-1  三（sān）相同步電動機（jī）實驗接線圖（tú）
    (1) 按圖1-1接線（xiàn）。其（qí）中R的阻值（zhí）為同步電動機ＭＳ勵磁繞（rào）組電（diàn）阻的10倍(約90Ω)，選用DQ26上90Ω固定電（diàn）阻。R_f選用DQ26上90Ω串聯90Ω加上90Ω並聯90Ω共225Ω阻值。R_f1選用DQ27上900Ω串聯900Ω共1800Ω阻值並調至最小（xiǎo）。R₂選用DQ27上900Ω串聯900Ω加上900Ω並聯900Ω共2250Ω阻值（zhí）並調至最大（dà）。MS為DQ14(Y接法（fǎ），額定電壓U_N=220V)。
    (2) 開關（guān）S閉合於勵磁電源一（yī）側（cè）(圖5-5中（zhōng）為上端)。
    (3) 將控製屏左側調壓器旋鈕向逆時針方向旋轉至零（líng）位。接通電源總開關，並按下“啟動”按（àn）鈕。調節DQ32同步電機勵磁電源調壓（yā）旋鈕及R_f阻（zǔ）值，使同步電機勵（lì）磁電流I_f約（yuē）0.8A左右。
    (4) 把開關S閉合於R電阻（zǔ）一側(圖5-5中為下端)，向（xiàng）順時針方向調節調壓器旋（xuán）鈕，使升壓至同（tóng）步電（diàn）動機（jī）額定電壓220伏，觀察電機旋轉方向，若不符合則應調（diào）整相序使（shǐ）電機旋轉方向符合要求（qiú）。
    (5) 當轉速接近同步轉（zhuǎn）速1500r/min時，把開關S迅速從下端（duān）切換到上（shàng）端讓同步電動機勵（lì）磁繞組加直流勵磁（cí）而（ér）強製拉入同步運行（háng），異步起動同步電動機的整個起動過程完畢。
4、測取三相同步電動機輸（shū）出功率P₂≈0時的V形曲線
    (1) 同步電（diàn）動機空載(軸端不聯接校（xiào）正（zhèng）直流電機（jī）DQ19，直（zhí）接與導軌相（xiàng）連（lián）)按上述方法起動同步電動機（jī）。
    (2) 調節同步電動機的勵磁電流I_f並使I_f增加，這時同步電動機的定（dìng）子三相電流I亦隨之增加（jiā）直至達額定值，記錄定（dìng）子三相電流I和相應的勵磁電流I_f、輸入（rù）功（gōng）率P₁。
    (3) 調節I_f使I_f逐漸減（jiǎn）小，這時I亦隨之減小直至最（zuì）小（xiǎo）值，記錄這時MS的定子三相電流I、勵磁電流I_f及輸入功率P₁。
    (4) 繼續減小同步電動機的磁勵電流I_f，直到同步電動機的定子三相電流反而增大達到額定值。
    (5) 在（zài）這（zhè）過勵和（hé）欠勵範圍內讀取數據9～11組，並記錄於表1-1中。
表1-1     n=      r/min；   U=      V；    P₂≈0

序 號	定 子 三 相（xiàng） 電 流 I（A）				勵 磁 電 流 If（A）	輸 入 功（gōng） 率 P1（W）
	IA	IB	IC	I	If	PⅠ	PⅡ	P1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

表中：    
    5、測取三（sān）相同步電動機輸出功率P₂≈0.5倍（bèi）額（é）定功（gōng）率時的V形曲線。
    (1) 同軸聯（lián）接校正直流電機MG（按（àn）他勵發電（diàn）機接線）作MS的負載。
    (2) 按1方法起動同步電動機，保持直流電機的勵磁電流為規定值( 50mA或（huò）100mA)，改（gǎi）變直流電機負載電阻R₂的大小,使同步電動機輸出功率P₂改變。直（zhí）至同步電動機輸（shū）出功率（lǜ）接近於0.5倍額定功率且保持不變。
   輸出功率按下式計算：
     式中   P₂=0.105nT₂
            n——電（diàn）機轉速，r/min；
　　  　　　T₂——由直流電機負載電（diàn）流I_F查對應轉矩，N·m
    (3) 調節同步電動機的勵磁電流I_f使I_f增加，這時同（tóng）步電動機（jī）的定子三相電（diàn）流（liú）I亦（yì）隨之增加，直到同步電動機（jī）達額定電（diàn）流，記錄（lù）定子三相電流（liú）I和相應（yīng）的勵磁電流I_f、輸入功率P₁。
    (4) 調節I_f使I_f逐漸減小，這時I亦隨之減（jiǎn）小直至最小值，記錄這時的定子三相電流（liú）I、勵磁電流I_f、輸入功率P₁。
    (5) 繼續調小I_f，這時同步電動機的定子電流I反而增大直到額定值 。
    (6) 在過勵（lì）和欠勵範圍內讀取數據9～11組並記錄於表1-2中。
    表1-2   n=      r/min；  U=      V；   P₂≈0.5P_N

序（xù） 號	定 子 三（sān） 相 電 流 I（A）				勵 磁 電 流 If（A）	輸 入 功 率 P1（W）
	IA	IB	IC	I	If	PⅠ	PⅡ	P1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

表中：   
  4、測取三相同步電動機的工作特性
    (1) 按1方法起動同步電動機。
    (2) 調節直流發電機的（de）勵磁電流為規定值並保持不變。
    (3) 調（diào）節直流發電機的負載電流I_F，同時調節（jiē）同（tóng）步（bù）電動機的勵磁電流I_f使同（tóng）步電動機輸出功率P₂達額定值及功率因數為1。
    (4) 保持此（cǐ）時同步電動機的（de）勵磁（cí）電流I_f及校（xiào）正直流（liú）測功（gōng）機的勵磁電流恒定不變，逐漸減小直流電機（jī）的負（fù）載電流，使（shǐ）同步電動機輸出功率逐漸減小（xiǎo）直至為（wéi）零，讀取定子電流I、輸入功率P₁、輸出轉矩T₂、轉速n。共取數據（jù）6～7組並記錄於表1-3中。
  表1-3     U=U_N=     V；   I_f=     A；    n=      r/min

同 步 電 動 機 輸 入								同 步 電（diàn） 動 機 輸（shū） 出
IA (A)	IB (A)	IC (A)	I (A)	PⅠ (W)	PⅡ (W)	P1 (W)	cosφ	IF (A)	T2 (N·m)	P2 (W)	η (%)

   表中：                                
                                                                                     
五、實驗報告（gào）：
    1、作P₂≈0時同步電動機V形曲線I=f(I_f)，並說明定子電流的性質。
    2、作P₂≈0.5倍（bèi）額定功（gōng）率時同步電動機的V形曲（qǔ）線I=f(I_f)，並說明定子電流的性質。
    3、作（zuò）同步電動機的工作特性曲線（xiàn）：I、P、cosφ、T₂、η=f(P₂)
六、思考（kǎo）題：
    1、同步電動機異步起動時先把同步電動機的勵（lì）磁繞組（zǔ）經一可調電阻R 構成回路，這可調電阻的阻值調節（jiē）在同步電動機的勵磁繞組電阻值的10倍，這電阻在起動過程中的作用是什麽？若這電阻為零時又將怎樣？
    2、在保持恒功率輸（shū）出測取V形曲（qǔ）線時輸（shū）入功率將有什麽變（biàn）化？為什麽？
    3、對這台同步電（diàn）動機的工作特性作一評價。