电机综合实训内容-电气设备基础测试电机测速方法研究、同步发电机并网、同步发电机参数测定(15修)(1)

1、1 电机综合实训内容实训一电器设备的基础测试一、实训目的 1、了解电器设备的基础测试内容。2、掌握测量电器设备的绝缘电阻的方法。3、掌握测量电器设备的耐压的方法。二、预习要求 1、了解 2 种测量电器设备绝缘电阻原理和仪表及使用方法。 2、了解低压电器设备的基本绝缘电阻要求（查国家标准）。3、学习 2 种绝缘电阻测量仪表的使用方法和仪表技术指标。4、设计应该如何测量低压电机、变压器的绝缘电阻值和相应的记录表格。5、了解测量电器设备耐压的原理和相应所用仪表的使用方法。 6、了解低压电器设备的基本耐压要求（查国家标准）。7、学习耐压测试仪的使用方法和仪表技术指标。8、设计应该如何测量低压电机、变压

2、器的耐压数值和相应的记录表格。9、自拟实验安全注意事项。三、实训项目 1、分别用所选 2 种绝缘电阻测量仪表，测定低压电机、变压器（或调压器）的绝缘电阻。 2、使用耐压测试仪分别测量测定低压电机、变压器（或调压器）的耐压数值。四、实训线路、实验所需组件及步骤 1实训线路自拟实训线路和实训步骤及实训注意事项（特别是所有仪器仪表数据）。参考实训记录表格：表 11 采用第一种测量仪表测量三相异步电动机电机、变压器（或调压器）绝缘电阻2 序号测量位置电机绝缘电阻值（ M ）序号测量位置变压器绝缘电阻值（ M ）1 AB间1 AB间2 BC间2 BC间3 CA间3 CA间4 A地间4 A地间5 B地间5

3、 B地间6 C地间6 C地间7 Aa间7 Aa间8 Bb间8 Bb间9 Cc间9 Cc间10 a 地间10 a 地间11 B地间11 B地间12 C地间12 C地间表 12 采用第二种测量仪表测量电机、变压器（或调压器）绝缘电阻序号测量位置电机绝缘电阻值（ M ）序号测量位置变压器绝缘电阻值（ M ）1 AB间1 AB间2 BC间2 BC间3 CA间3 CA间4 A地间4 A地间5 B地间5 B地间6 C地间6 C地间7 Aa间7 Aa间8 Bb间8 Bb间9 Cc间9 Cc间10 a 地间10 a 地间11 B地间11 B地间12 C地间12 C地间实训报告（ A4 纸）基本内容： 1、基本

4、测量电器设备绝缘方法。 2、使用仪器设备技术参数。 3、分析选择第一种测量绝缘电阻仪表测量绝缘电阻（包括实验数据整理）。 4、分析选择第一种测量绝缘电阻仪表测量绝缘电阻（包括实验数据整理）。 5、分析测量电器设备绝缘电阻的用途和意义。 6、基本测量电器设备的耐压实验方法。 7、使用耐压实验仪器设备技术参数。8、分析测量电器设备耐压的用途和意义。9、所获的结论。3 实训二电机测速方法的研究一、实训目的 1、了解基本的测速方法。 （提示可以采用轴编码器；交、直流测速发电机；无接触式转速表等）2、几种测速方式下，测试电机转速的测量误差。3、特定转速时的最佳测速方式。二、预习要求 1、了解 3 种以上

5、的电机测速方法。 2、选择其中 3 种方法测量电机转速。 3、了解分析电机测量误差的方法。4、如何可以将直流他励电动机的转速分别调节到100 转2500转。三、实训项目 1、分别用所选 3 种测速方法之一，测定电机分别在高、中、低3 种情况下的电机转速。 2、分别用所选 3 种测速方法之二，测定电机分别在高、中、低3 种情况下的电机转速。3、分别用所选 3 种测速方法之三，测定电机分别在高、中、低3 种情况下的电机转速。4 四、实训线路、实训所需设备组件及步骤 1实训线路自拟实训线路和实训步骤及实训注意事项（特别是所有仪器仪表数据）。参考实训线路：A1MG励磁电源220VR 13750(D45

6、)V1电枢电源+-220VA2参考实训线路图（采用直流他励电动机调节不同转速）（提示可调节电枢电阻、调节励磁电阻、调节电机电枢电压）+-R 2670 (D45)DJ23DJ23励磁绕组+-轴编码器A1MG励磁电源220VR 13750(D45)V1电枢电源+-220VA2参考实训线路图（采用直流他励电动机带永磁直流测试发电机）（提示可调节直流他励电动机电枢电阻、调节励磁电阻、调节电机电枢电压）TG+-R 2670 (D45)DJ23DJ23励磁绕组+-轴编码器A3V2R Z10K (D44)S5 由：RREIEZ00U-UaaaR得：nURRRREaeaZZ011C式中：Ra-电枢回路总电阻R

7、Z-负载电阻E0Cen -电枢总电势A1MG励磁电源220VR 13750(D45)V1电枢电源+-220VA2参考实训线路图（采用直流他励电动机带交流测试发电机）（提示可调节直流他励电动机电枢电阻、调节励磁电阻、调节电机电枢电压）TG+-R 2670 (D45)DJ23DJ23励磁绕组+-轴编码器A3V2R Z10K -30K (D44)V3励磁绕组交流电源110VSncn式中：-交流测速发电机的相对速度； n-实际转速，单位为r/min ； nc-同步转速，单位为r/min ；6 参考实训数据记录表表 21 采用测速方式一实训记录表格：序 号n(r/min) 轴编码器（标准）无接触(r/m

8、in) 直流发（空）直流发（载）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 参考实验数据记录表表 22 采用测速方式一实训记录表格：序 号n(r/min) 轴编码器（标准）无接触(r/min) 交流发（空）交流发（载）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 实训报告基本内容： 1、简述基本测速方法有那些。 2、基本测速方法使用仪器设备有那些，你在此次综合实训中采用的仪器设备的技术参数。 3、 分析测速方法一的高、 中、低测速误差，所适用测量什么范围的转速 （包7 括实验数据整理和曲线） 。 4、 分析测速方法二的高、 中、低测速误差，所适用测量什么范围的转速 （包括实验

9、数据整理和曲线） 。5、 分析测速方法三的高、 中、低测速误差，所适用测量什么范围的转速 （包括实验数据整理和曲线） 。6、所获的结论。8 实训三三相同步发电机的并联运行、实验目的 1掌握三相同步发电机投入电网并联运行的条件与操作方法。 2掌握三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节。二、预习要求 1三相同步发电机投入电网并联运行有那些条件？不满足这些条件将产生什么后果？如何满足这些条件？ 2三相同步发电机投入电网并联运行时怎样调节有功功率和无功功率？调节步骤是怎样的？三、实验项目 1用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。 2用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。 3三相

10、同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。 4三相同步发电机与电网并联运行时无功功率调节。 5测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V型曲线。 6测取当输出功率等于0.5 倍额定功率时三相同步发电机的V型曲线。四、实验线路、实验所需组件及步骤 1）实验线路如图 54 所示。2）实验所需组件原动机采用 DJ23校正过的直流电机，三相同步发电机 采用 DJ18(或 D16)三相同步发电机，同步发电机励磁回路直流电压V2表选用 D31-2 智能直流电压电流表上的电压表，交流电压表V1采用 D38-1 数模双显存储式智能真有效值电压表, 交流电流表 A采用 D37-1数模双显存储式智能真有效值电流表,

11、 功率表 P1、P2 选用 D34-2 智能功率、功率因数表， 的电枢串联电阻Rst 选用 D41上的670电阻， 的励磁回路串联电阻Rf1 选用 D45 上的 3750电阻， Rf2选用D41的 225 （用 D41组件上的 90与 90串联后与 90与 90并联后相串联），同步发电机励磁电流表A 选用 D31 上的安培表，直流电动机电枢电流表可选用D44上的 2000mA 直流电流表， R选用 D41 ，其中 R用 9O 电阻（约为同步发电机励磁回路电阻值的10 倍） 。S 可选用带有开关的组件D51 （或 D61、或 D66 ） 。旋转灯整步表选用 D52 、D53或旧 45。同步发电机

12、励磁电源选用D52(或 D48 、D46 、D69)上带有 24V或带有 32V直流电源的挂件。9 GSMG励磁电源+-24V或32VA2WV1Rf2 225(D41)D52I f图5-5 三相同步发电机并联运行实验接线图轴编码器3WVAAAS1R f13750(D45)R St670(D45)A1A220V励磁电源+-220V励磁绕组同步电机励磁绕组xyzBAC*BACC0B0A0旋转灯D52（或D45）HzSVD53（或D45）A0B0C0ABCS2S3VR=90(D41)VDD01三相交流可调电源UVW10 1用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行三相同步发电机与电网并联运行必须满

13、足下列条件： (1)发电机的频率和电网频率要相同，即:fII=fI； (2)发电机电压和电网电压大小、相位要相同，即:E0IIUI； (3)发电机相序和电网的相序要相同。为了检查这些条件是否满足， 可用电压表检查电压， 用旋转灯光法或整步表法检查相序和频率。3）实验步骤（1）按图 55 接线。（2）开关 S3 合向左端，三相调压器退至零位，在电枢电源及励磁电源开关都在“关”断位置的条件下，合上电源总开关，按下“开”按钮，调节调压器使电压升至额定电压220 伏。（3） 按他励电动机的起动步骤 （直流电机 电枢必须串起动电阻 Rst。 ，先接通控制屏上的励磁电源，后接通控制屏上的电枢电源），起动

14、并使电机转速达额定转速1500 转分，切换开关 S3 到 端（即图中的右端），将开关 S2 合到同步发电机的电源端（图示右端） ，调节 Rf2以改变 的励磁电流If，使同步发电机发出额定电压220 伏。（4） 观察三组相灯若三组相灯依次明灭形成旋转灯光则表示发电机和电网相序相同，若三组相灯同时发亮、 同时熄灭则表示发电机和电网相序不同。若发电机和电网相序不同则应停机（先将Rst、调回到最大位置，断开控制屏上的电枢电源开关，再按下交流电源的“停”按钮）。在确保断电的情况下，调换发电机或三相电源任意二根端线以改变相序后，按前述方法重新起动。（5）当发电机和电网相序相同时，调节同步发电机励磁电压和电

15、网（电源）电压相同，同时调节原动机转速使三组相灯依次明灭旋转的速度降至最慢，待A相相灯完全熄灭时合上并车开关S1，把同步发电机投入电网并联运行。2用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行 1） 在开关 S1断开且相序相同的条件下， 把开关 S2闭合到励磁端（图示右端）。 2）按他励电动机的起动步骤起动 ，并使 升速到接近同步转速（14251575转分之间）。 3）调节同步电机励磁电源调压旋钮或Rf2, 以调节 If使发电机电压约等于电网电压 220 伏。 4）将开关 S2 闭合到 R端。R用 90阻值（约为三相同步发电机励磁绕组电阻值（约为同步发电机励磁回路电阻值的10 倍） 。 5）合上并

16、车开关 S1，再把开 S2 闭合到励磁端，这时电机利用“自整步作用”使它迅速被牵入同步。3三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节 1）按上述 1、2 任意一种方法把同步发电机投入电网行。 2）调节发电机的励磁电流If及校正直流电机 的励磁电流使同步发电机定子电流接近于零，这时相应的同步发电机励磁电流IfIfo。 3）保持这一励磁电流不变，调节直流电机的励磁调节电阻Rf1，使其阻值增加， 有时也需要调节直流电机的电枢调节电阻Rst, 使时同步发电机输出功率P2增加。4）在同步机发电机定子电流接近于零到额定电流的范围内读取三相电流、三相功率、功率因数共测取67 组数据记录于表 57 中。11

17、 表 57 U= 221.7 V ；If0 = 0.826 A 序号输出电流 I(A) 输出功率 P2(W) 功率因数IAIBICI PPP2COS1 0.058 0.049 0.043 0.050 12.1 5.7 17.8 0.9271 2 0.154 0.118 0.119 0.130 28.1 17.9 46.0 0.9215 3 0.220 0.186 0.189 0.198 44.3 25.3 69.6 0.9154 4 0.315 0.278 0.282 0.292 65.5 36.3 101.8 0.9079 5 0.418 0.387 0.387 0.397 89.1 45.

18、5 134.6 0.8829 6 0.513 0.471 0.482 0.489 110.9 48.5 159.4 0.8489 表中： I=( IA +IB +IC)/3 P2 = P+ P4三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节测取当输出功率约等于零时三相同步发电机的V型曲线。（1）按上述 1、2 任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行。（2）保持同步发电机的输出功率P2 0。（3）先增加同步发电机励磁电流If ，使同步发电机定子电流上升到额定电流，记录此点励磁电流、电枢电流。（4）减小同步发电机励磁电If 使电枢电流减小到最小值记录此点数据，继续减小同步发电机励磁电流， 这时电枢

19、电流又将增大直至预定电流。在这过励和欠励这二种情况下测取同步发电机定子电流I 和励磁电流 If，共测 68 组数据记录于表 58 中（其中过励、欠励发电机定子额定电流值和定子电流最小值三点必测）。12 表 58 n= 1499.7 r/min ；P20 W 序号三相电流 I(A) 励磁电流 If(A) 功率因数IAIBICI IfCOS1 0.017 0.021 0.016 0.018 0.855 0 2 0.056 0.080 0.062 0.066 0.975 0 3 0.087 0.111 0.091 0.096 1.031 0 4 0.110 0.163 0.144 0.139 1.1

20、40 0 5 0.052 0.037 0.054 0.090 0.737 0 6 0.152 0.094 0.110 0.119 0.623 0 7 0.172 0.114 0.130 0.139 0.584 0 8 0.212 0.154 0.171 0.179 0.507 0 表中：I=( IA +IB +IC)/3 测取当输出功率 P2=0.5PN时三相同步发电机的V曲线。（1）按上 1、2 任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行。（2）保持同步发电机的输出功率P2等于 0.5 倍额定功率。（3）先增加同步发电机励磁电流If、使同步发电机定子电流上升到额定电流，记录此点励磁电流、电枢电

21、流。（4）减小同步发电机励磁电If 使电枢电流减小到最小值记录此点数据，继续减小同步发电机励磁电流， 这时电枢电流又将增大直至预定电流。在这过励和欠励这二种情况下测取同步发电机定子电流I 和励磁电流 If，共测 68 组数据记录于表 59 中（其中过励、欠励发电机定子额定电流值和定子电流最小值三点必测）。表 59 n= 1499.8 r/min ；P2= 0.5 PN = 84.8 W 序号三相电流 I(A) 励磁电流 If(A) 功率因数IAIBICI IfCOS1 0.253 0.223 0.221 0.232 0.845 0.9592 2 0.279 0.240 0.242 0.254

22、0.781 0.8762 3 0.316 0.271 0.278 0.288 0.663 0.7727 4 0.347 0.297 0.317 0.320 0.588 0.6954 5 0.402 0.344 0.358 0.368 0.481 0.6047 6 0.244 0.220 0.216 0.227 0.993 0.9804 7 0.258 0.274 0.260 0.264 1.270 0.8430 8 0.308 0.343 0.323 0.325 1.468 0.6847 表中：I=( IA +IB +IC)/3 五、实验报告 1评述准确同步法和自同步法的优缺点。 2试述并网运

23、行条件不满足时并网将引起什么后果？13 3试述三相同步发电机并联运行时有功功率和无功功率的调节方法。 4 在同一张座标纸画出PO和 P=0.5 倍额定功率时同步发电机的V型曲线，并加以说明。六、思考题 1用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行时先把同步发电机的励磁绕组串入 10 倍励磁绕组电阻值的附加电阻构成回路的作用是什么？ 2用自同步法将三相同步发电机投入电网运行时先由原动机把同步发电机带动旋转到接近同步转速（14751525 转分之间）然后并入电网，若转速太低并车将会出现什么情况? 14 54 三相同步电机参数的测定一、实验目的掌握三相同步发电机参数的测定方法，并进行分析比较加深理论

24、学习。二、预习要求 1同步发电机参数Xd 、Xq、Xd 、Xq 、Xd” 、Xq” 、X0、X2各代表什么物理意义？对应什么磁路和耦合关系？ 2这些参数的测取有哪些方法？并进行分析比较。 3怎样判别同步电机定子旋转磁场与转子的旋转方向是同方向还是反方向？三、实验项目 1用转差法测定同步发电机的同步电抗Xd 、Xq。WGSV2图5-7 用转差法测同步电动机的同步电抗实验接线图3DD01三相交流可调电源VAW*UVWMGmAV轴编码器R f13750(D45)R st670(D45)D55220V+-励磁绕组xyz励磁电源I f1+-同步发电机励 磁 绕 组SP1P2+-电枢电源220VABC2用

25、反同步旋转法测定同步发电机的负序电抗X2及负序电阻 r2。 3 用单相电源测同步发电机的零序电抗X0。 4 用静止法测超瞬变电抗Xd” 、Xq”或瞬变电抗 Xd 、Xq 。四、实验线路、实验所需组件及步骤1 用转差法测定同步发电机的同步电抗Xd 、Xq。 1）实验线路如图图 57 所示。15 2）实验所需组件原动机采用 DJ23校正过的直流电机，同步发电机采用DJ18(或 D16)三相同步发电机，同步发电机励磁回路直流电压V2表选用 D31-2 智能直流电压电流表上的电压表，交流电压表V1采用 D38-1 数模双显存储式智能真有效值电压表, 交流电流表 A采用 D37-1 数模双显存储式智能真

26、有效值电流表, 功率表 P1、 P2 选用D34-2 智能功率、功率因数表， 的电枢串联电阻Rst 选用 D44上的 180电阻，的励磁回路串联电阻Rf 选用 D44上的 1800电阻， S 可选用带有开关的组件 D51 （或 D61 、或 D66 ） 。 3）实验步骤（1）按图 57 接线，同步发电机 定子绕组用 形接法。校正直流电机按他励电动机方式接线，用作的原动机。（2）把控制屏左侧调压器旋钮退到零位，功率表电流线圈短接， 开关 S闭合到直流电压表V2端（图 57 中为上端）。检查控制屏下方两边的电枢电源开关及励磁电源开关都须在“关”的位置。（3） 将 Rst 调至最大，Rf 调至最小，

27、接通控制屏上的电源总开关， 按下“开”按钮，先接通励磁电源， 后接通电枢电源， 启动直流电机 并使升速到接近的额定转速 1500 转分。（4）顺时针缓慢调节调压器旋钮，使三相交流电源逐渐升压， 直到观察同步发电机励磁绕组所接直流电压表，指针能够偏转， 若指针有缓慢摆动则表示同步发电机定子产生的旋转磁场和转子转向相同；若只有轻微振动， 而无摆动则表示同步电机定子产生的旋转磁场和转子的转向相反，这时需停机并调整相序。 停机时，先断开控制屏上电枢电源开关， 并将 Rst 调回到最大值再按下交流电源 “停”按钮。在断电条件下调整好相序后，再按上述实验方法（3）起动 。（5）调节调压器使同步发电机电枢绕

28、组端电压为515% 的额定电压，调节电机转速使同步发电机电流表摆动很慢。在同一瞬间读取电枢电流周期性摆动的最小值和与之相应的电压最大值， 以及电流周期性摆动最大值和与之相应的电压最小值。测取此两组数据记录于表513 中。表 513 序号Imax(A) Umin(V) Xq() Imin(A) Umax(V) Xd() 1 0.050 21.24 245 26 0.047 21.28 261.40 2 0.061 27.70 205.39 0.060 27.74 209.19 计算: maxmin3IUXqminmax3IUXd2用反同步旋转法测定同步发电机的负序电抗X2及负序电阻 r2。16

29、（1）将同步发电机电枢绕组任意两相对换，以改换相序使同步发电机的定子旋转磁场和转子转向相反。（2）开关 S闭合在短接端（图示下端） ，调压器旋钮退至零位，功率表处于正常测量状态（拆掉电流线圈的短接线） 。（3）将电动机 的 Rf调至最小， Rst 调至最大，先合控制屏上的励磁电源开关，起动 ，调节其转速至额定转速1500 转/ 分。（4）顺时针缓慢调节调压器旋钮， 使三相交流电源逐渐升压直至同步发电机电枢电流达 30% 40% 额定电流。（5）读取电枢绕组电压、电流和功率值并记录于表514 中。表 514 序号I(A) U(V) P(W) P(W) P(W) Z2( ) r2( ) X2() 1 0.559 66.16 1.3 30.7 32 68.33 34.14 59.19 2 0.657 80.03 3.1 44.1 47.2 70.33 36.45 60.15 表中 PPP计算IUZ32223IPr3用单相电源测同步发电机的零序电抗X0。 1）按图 58 接线，将 的三相电枢绕组首尾依次串联接至单相交流电源U、N端上。 2）调压器退至零位，同步发电机励磁绕组短接。22222rZX图5用单相电源测同步发电机的零序电抗接线图励磁