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、变压器

2、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） 。考实训记录表格：表 1 1 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（MQ ）序 号测量位置变压器绝缘 电阻值（MIQ ）1AB 间1AB 间2BE2BC 间3CA 间3CA 间4A 地间4A 地间5B

3、 地间5B 地间6C 地间6C 地间7Aa 间7Aa 间8Bb 间8Bb 间9Cc 间9Cc 间10a 地间10a 地间11B 地间11B 地间12C 地间12C 地间表 1 2 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（MIQ ）序 号测量位置变压器绝缘 电阻值（MIQ ）1AB 间1AB 间2BE2BC 间3CA 间3CA 间4A 地间4A 地间5B 地间5B 地间6C 地间6C 地间7Aa 间7Aa 间8Bb 间8Bb 间9Cc 间9Cc 间10a 地间10a 地间11B 地间11B 地间12C 地间12C 地间实训报告（A4 纸）基本内容:1

4、、基本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。38 分析测量电器设备耐压的用途和意义。9、所获的结论。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 种以上的电

5、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：RZ10K (D44)+ 220V励磁电源-参

6、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）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）5（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）式中：-交流测速发电机的相对速度； n实际转速，单位为 r/min；n c-同步转速，单位为 r/mi n由:U诈诈01只玄诈只玄诈0-百只百只玄RZ得：u =E01+ RaRZRZ式中：Ra-电枢回路总电阻RZ- 负载电阻ECen电枢总电势220V励磁电源Ai参考实

7、训线路图- O交流电源110VRi3750(D45)DJ23励磁绕组组绕磁励6参考实训数据记录表表 2 1 米用测速方式一实训记录表格:序号n（r/mi n）轴编码器（标准）无接触(r/mi n)直流发（空）直流发（载）123456789101112参考实验数据记录表表 22 米用测速方式一实训记录表格:序号n（r/mi n）轴编码器（标准）无接触(r/mi n)交流发（空）交流发（载）123456789101112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7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

8、什么范围的转速（包8括实验数据整理和曲线） 。4、分析测速方法二的高、括实验数据整理和曲线） 。5、分析测速方法三的高、括实验数据整理和曲线） 。6、所获的结论。中、低测速误差， 所适用测量什么范围的转速 （包中、低测速误差， 所适用测量什么范围的转速 （包9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

9、？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 GS 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

10、，交流电压表 Vi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,功率表 Pi、 P2选用 D34-2 智能功率、功率因数表， MG 的电枢串联电阻 Rst 选用 D41 上的 670Q 电阻，MG 的励磁回路串联电阻 Ri选用 D45 上的 3750Q 电阻，Rf2选用 D41 的 225Q （用 D41 组件上的 90Q 与 90Q串联后与 90Q与 90Q并联后相串联），同步发电机励磁电流表 A 选用 D3i 上的安培表，直流电动机电枢电流表可选用 D44 上的 2000mAS 流电流表，R选用 D41,其中 R

11、用 9OQ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。10DD01相交流可调电源WAzWAUHz220VVVCoWAOV同步电机励磁绕组Rst670(D45)*（由编；、码器励磁电源-Rf13750(D45)旋转灯C-C0D52(或D45)04O=9R石1,9BK* GSiJB0CO励磁绕组MGAiD53(或D45)220V(D41)D52+)fXU24磁或由32V电O2

12、25图5-5三相同步发电机并联运行实验接线图111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：EOII= UI;（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

13、）按他励电动机的起动步骤（直流电机 MG 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 MG 并使 MG 电机转速达额定转速 1500 转/分，切换开关 S3到 GS 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 R2以改变 GS 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，

14、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 MG。（ 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 S 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 MG ，并使 MG 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

15、或 R2,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 90Q 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 MG 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If= Ifo。3）保持这一励磁电流不变，调节直流电机的励磁调节电阻 R1，使其阻

16、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 6 7 组数据记录于表 57 中12表 5- 7 U= 221.7 V ;ko= 0.826 A怜口. 序号输出电流 I(A)输出功率 P2(W)功率 因数IAIBICIPiPnP2COSP10.0580.0490.0430.05012.15.717.80.927120.1540.1180.1190.13028.117.946.00.921530.2200.1860.1890.佃844.325.369.60.

17、915440.3150.2780.2820.29265.536.3101.80.907950.4180.3870.3870.39789.145.5134.60.882960.5130.4710.4820.489110.948.5159.40.8489表中：1=( IA+IB+IC)/3P2= Pi+ Pn4.三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 P20。(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

18、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)。13表 5 8 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IAIBICIIfCOS申10.0170.0210.0160.0180.855020.0560.0800.0620.0660.975030.0870.1110.0

19、910.0961.031040.1100.1630.1440.1391.140050.0520.0370.0540.0900.737060.1520.0940.1100.1190.623070.1720.1140.1300.1390.584080.2120.1540.1710.1790.5070表中：1=( IA+IB+1C)/3测取当输出功率 B=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

20、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 5 9 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IAIBICIIfCOS10.2530.2230.2210.2320.8450.959220.2790.2400.2420.2540

21、.7810.876230.3160.2710.2780.2880.6630.772740.3470.2970.3170.3200.5880.695450.4020.3440.3580.3680.4810.604760.2440.2200.2160.2270.9930.980470.2580.2740.2600.2641.2700.843080.3080.3430.3230.3251.4680.6847表中：1=( 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试述并网运行条件不满足时并网将引起什么后果?143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

22、在同一张座标纸画出 P 0 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 ?1554三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学习图5-7用转差法测同步电动机的同步电抗实验接线图2.用反同步旋转法测定同步发电机的负序电抗

23、X2及负序电阻2。3 .用单相电源测同步发电机的零序电抗 X。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、人。1 ）实验线路二、预习要求1同步发电机参数 Xd、Xq、XdXqXd、X/、X、X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。DD01相交流可调电源同步发电机励磁绕组*WP1AVB2GSz16如图图 5-7 所示

24、。172)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 V?表选用 D31-2 智能直流电压电流表 上的电压表，交流电压表 Vi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,功率表 Pi、P2选用 D34-2 智能功率、功率因数表，MG的电枢串联电阻 Rst 选用 D44 上的 180Q电 阻，MG 的励磁回路串联电阻 R 选用 D44 上的 1800Q电阻， S 可选用带有开关 的组件 D51 (或 D61 或 D66。3)实验步

25、骤(1) 按图 5- 7 接线，同步发电机 GS 定子绕组用 Y 形接法。校正直流电机 MG按他励电动机方式接线，用作 GS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，R 调至最小，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 MG 并使 MG 升速到接 近 GS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

26、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 MG。(5)调节调压器使同步发电机电枢绕组端电压为515%勺额定电压，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

27、513 中。表 5 13计算:XdXqUmax31min18序号Imax(A)Umi n(V)Xq( Q)Imi n(A)Umax(V)Xd( Q)10.05021.24245.260.04721.28261.4020.06127.70205.390.06027.74209.192用反同步旋转法测定同步发电机的负序电抗茨及负序电阻2(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 MG 的 R 调至最小，Rst 调至最大，

28、先合控制屏上的励磁电源 开关，起动 MG，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%B 定电流(5)读取电枢绕组电压、电流和功率值并记录于表 5 14 中。表 514序号1(A)U(V)Pi(W)Pn(W)P(W)Z2( Q)r2( Q)XQ)10.55966.161.330.732 168.3334.14P 59.1920.65780.033.144.147.270.3336.4560.15表中 P= Pi+ Pn计算z2X2-3用单相电源测同步发电机的零序电抗 XP。1)按图 5 8 接线，将 G