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三相同步電動機(jī)實(shí)驗(yàn)

三相同步電動機(jī)-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>
    1、掌握三相同步電動機(jī)的異步起動方法。
    2、測取三相同步電動機(jī)的V形曲線。
    3、測取三相同步電動機(jī)的工作特性。
二、三相同步電動機(jī)預(yù)習(xí)要點(diǎn)：
    1、三相同步電動機(jī)異步起動的原理及操作步驟。
    2、三相同步電動機(jī)的V形曲線是怎樣的？怎樣作為無功發(fā)電機(jī)(調(diào)相機(jī))使用？          
    3、三相同步電動機(jī)的工作特性怎樣？怎樣測取？
三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
    1、三相同步電動機(jī)的異步起動。
    2、測取三相同步電動機(jī)輸出功率P2≈0時(shí)的V形曲線。
    3、測取三相同步電動機(jī)輸出功率P2=0.5倍額定功率時(shí)的V形曲線。
    4、測取三相同步電動機(jī)的工作特性。
四、實(shí)驗(yàn)方法：
    1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
序 號 型 號 名             稱 數(shù) 量
1 DQ03-1 導(dǎo)軌、測速發(fā)電機(jī)及轉(zhuǎn)速表 1件
2 DQ19 校正直流測功機(jī) 1件
3 DQ14 三相凸極式同步電機(jī) 1件
4 DQ44 數(shù)/模交流電流表 1件
5 DQ45 數(shù)/模交流電壓表 1件
6 DQ25 智能型功率、功率因數(shù)表 1件
7 DQ22 直流數(shù)字電壓、毫安、安培表 2件
8 DQ26 三相可調(diào)電阻器 1件
9 DQ27 三相可調(diào)電阻器 1件
10 DQ32 旋轉(zhuǎn)燈、并網(wǎng)開關(guān)、同步機(jī)勵磁電源 1件
11 DQ31 波形測試及開關(guān)板 1件
 
2、屏上掛件排列順序
DQ22、DQ27、DQ45、DQ44、DQ25、DQ26、DQ32、DQ31、DQ22 
DQ14同步電機(jī)作為電動機(jī)使用時(shí)，PN（W）=90W，UN(V)=220（Y），IN(A)= 0.35A， nN(r/min)= 1500，UfN(V）=10V，IfN(A)=0.8A，絕緣等級E級。
    3、三相同步電動機(jī)的異步起動
                    
圖1-1  三相同步電動機(jī)實(shí)驗(yàn)接線圖
    (1) 按圖1-1接線。其中R的阻值為同步電動機(jī)ＭＳ勵磁繞組電阻的10倍(約90Ω)，選用DQ26上90Ω固定電阻。Rf選用DQ26上90Ω串聯(lián)90Ω加上90Ω并聯(lián)90Ω共225Ω阻值。Rf1選用DQ27上900Ω串聯(lián)900Ω共1800Ω阻值并調(diào)至最小。R2選用DQ27上900Ω串聯(lián)900Ω加上900Ω并聯(lián)900Ω共2250Ω阻值并調(diào)至最大。MS為DQ14(Y接法，額定電壓UN=220V)。
    (2) 開關(guān)S閉合于勵磁電源一側(cè)(圖5-5中為上端)。
    (3) 將控制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)至零位。接通電源總開關(guān)，并按下“啟動”按鈕。調(diào)節(jié)DQ32同步電機(jī)勵磁電源調(diào)壓旋鈕及Rf阻值，使同步電機(jī)勵磁電流If約0.8A左右。
    (4) 把開關(guān)S閉合于R電阻一側(cè)(圖5-5中為下端)，向順時(shí)針方向調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使升壓至同步電動機(jī)額定電壓220伏，觀察電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，若不符合則應(yīng)調(diào)整相序使電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向符合要求。
    (5) 當(dāng)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速1500r/min時(shí)，把開關(guān)S迅速從下端切換到上端讓同步電動機(jī)勵磁繞組加直流勵磁而強(qiáng)制拉入同步運(yùn)行，異步起動同步電動機(jī)的整個(gè)起動過程完畢。
4、測取三相同步電動機(jī)輸出功率P2≈0時(shí)的V形曲線
    (1) 同步電動機(jī)空載(軸端不聯(lián)接校正直流電機(jī)DQ19，直接與導(dǎo)軌相連)按上述方法起動同步電動機(jī)。
    (2) 調(diào)節(jié)同步電動機(jī)的勵磁電流If并使If增加，這時(shí)同步電動機(jī)的定子三相電流I亦隨之增加直至達(dá)額定值，記錄定子三相電流I和相應(yīng)的勵磁電流If、輸入功率P1。
    (3) 調(diào)節(jié)If使If逐漸減小，這時(shí)I亦隨之減小直至最小值，記錄這時(shí)MS的定子三相電流I、勵磁電流If及輸入功率P1。
    (4) 繼續(xù)減小同步電動機(jī)的磁勵電流If，直到同步電動機(jī)的定子三相電流反而增大達(dá)到額定值。
    (5) 在這過勵和欠勵范圍內(nèi)讀取數(shù)據(jù)9～11組，并記錄于表1-1中。
表1-1     n=      r/min；   U=      V；    P2≈0
序
號		 定 子 三 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：    
    5、測取三相同步電動機(jī)輸出功率P2≈0.5倍額定功率時(shí)的V形曲線。
    (1) 同軸聯(lián)接校正直流電機(jī)MG（按他勵發(fā)電機(jī)接線）作MS的負(fù)載。
    (2) 按1方法起動同步電動機(jī)，保持直流電機(jī)的勵磁電流為規(guī)定值( 50mA或100mA)，改變直流電機(jī)負(fù)載電阻R2的大小,使同步電動機(jī)輸出功率P2改變。直至同步電動機(jī)輸出功率接近于0.5倍額定功率且保持不變。
   輸出功率按下式計(jì)算：
     式中   P2=0.105nT2
            n——電機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；
　　  　　　T2——由直流電機(jī)負(fù)載電流IF查對應(yīng)轉(zhuǎn)矩，N·m
    (3) 調(diào)節(jié)同步電動機(jī)的勵磁電流If使If增加，這時(shí)同步電動機(jī)的定子三相電流I亦隨之增加，直到同步電動機(jī)達(dá)額定電流，記錄定子三相電流I和相應(yīng)的勵磁電流If、輸入功率P1。
    (4) 調(diào)節(jié)If使If逐漸減小，這時(shí)I亦隨之減小直至最小值，記錄這時(shí)的定子三相電流I、勵磁電流If、輸入功率P1。
    (5) 繼續(xù)調(diào)小If，這時(shí)同步電動機(jī)的定子電流I反而增大直到額定值 。
    (6) 在過勵和欠勵范圍內(nèi)讀取數(shù)據(jù)9～11組并記錄于表1-2中。
    表1-2   n=      r/min；  U=      V；   P2≈0.5PN
 
序
號		 定 子 三 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(jī)的工作特性
    (1) 按1方法起動同步電動機(jī)。
    (2) 調(diào)節(jié)直流發(fā)電機(jī)的勵磁電流為規(guī)定值并保持不變。
    (3) 調(diào)節(jié)直流發(fā)電機(jī)的負(fù)載電流IF，同時(shí)調(diào)節(jié)同步電動機(jī)的勵磁電流If使同步電動機(jī)輸出功率P2達(dá)額定值及功率因數(shù)為1。
    (4) 保持此時(shí)同步電動機(jī)的勵磁電流If及校正直流測功機(jī)的勵磁電流恒定不變，逐漸減小直流電機(jī)的負(fù)載電流，使同步電動機(jī)輸出功率逐漸減小直至為零，讀取定子電流I、輸入功率P1、輸出轉(zhuǎn)矩T2、轉(zhuǎn)速n。共取數(shù)據(jù)6～7組并記錄于表1-3中。
  表1-3     U=UN=     V；   If=     A；    n=      r/min
同 步 電 動 機(jī) 輸 入 同 步 電 動 機(jī) 輸 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(shí)驗(yàn)報(bào)告：
    1、作P2≈0時(shí)同步電動機(jī)V形曲線I=f(If)，并說明定子電流的性質(zhì)。
    2、作P2≈0.5倍額定功率時(shí)同步電動機(jī)的V形曲線I=f(If)，并說明定子電流的性質(zhì)。
    3、作同步電動機(jī)的工作特性曲線：I、P、cosφ、T2、η=f(P2)
六、思考題：
    1、同步電動機(jī)異步起動時(shí)先把同步電動機(jī)的勵磁繞組經(jīng)一可調(diào)電阻R 構(gòu)成回路，這可調(diào)電阻的阻值調(diào)節(jié)在同步電動機(jī)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么？若這電阻為零時(shí)又將怎樣？
    2、在保持恒功率輸出測取V形曲線時(shí)輸入功率將有什么變化？為什么？
    3、對這臺同步電動機(jī)的工作特性作一評價(jià)。

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