電機機械實習(xí)報告

一.實習(xí)項目：交流同步發(fā)電機無載、短路與負(fù)載特性實驗二.實習(xí)目的：：(一)測定磁場場繞阻電阻與與電樞繞組每每相電阻,做無載飽和和特性及短路路特性實驗,利用實驗結(jié)果求求同步阻抗及及短路比.(二)了解同步步發(fā)電機之負(fù)負(fù)載特性(三)了解同步步發(fā)電機之激激磁特性三.相關(guān)知識：：(一)電阻測定定常利用直流壓降降法測定電組組或利用惠斯斯登電橋或凱凱爾文雙電橋橋測之.因同步發(fā)電電機均利用Y形接線線,故先求二線線間之電組R,然后再求每每相電阻r=RR/2(歐姆)(二)無載飽和和曲線因發(fā)電機每相之之感應(yīng)電動勢勢可用下式表表示:Eoo=4..44fNffψKpKd(V))式中f:頻率(Hz))Kp:節(jié)距因數(shù)(pittchfaactor)Kd:分布因數(shù)(disstribuutionfactoor)Nf:每相串聯(lián)匝匝數(shù)ψ:每極磁通通量(Wb))而4..44,ff,Kpp,Kd,N均為定數(shù)故Eo=KKψN(V)),即Eo正比于If及N如轉(zhuǎn)速維持一定定,ψ=NfIf/R(RR:磁阻)故EoαIf/R,而磁阻R為氣隙與鐵鐵磁阻之和,氣氣隙之磁阻是是固定不變的的,而鐵磁路之之磁阻系隨著著激磁電流If所生之磁通密度度增加而增加加,飽和后,則磁阻R與If不再成正比比關(guān)系,故Eo與If之特性曲線線如圖1-1所示之關(guān)系,此Eo-If曲線稱為無無載飽和曲線線.(三)短路實驗驗同步發(fā)電機之三三個線端經(jīng)適適當(dāng)?shù)陌才嘤嬘嫸探?各相同時短短接),在額定的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下,增加電流磁場IIf,測定所對應(yīng)應(yīng)之電樞短路路電流Is,則Is和If之關(guān)系曲線,為近乎一直線,此乃因因ra<<XXs使Is為略成90度之遲相電電流,此電流產(chǎn)生生電樞反應(yīng)為為去磁作用,使磁通減少,不在飽和狀狀態(tài),故短路曲線線近乎一直線線.將前述之無載飽飽和曲線及短短路曲線繪于于同一座標(biāo)內(nèi)內(nèi)如圖1-2所示.當(dāng)交流發(fā)電電機供給負(fù)載載,而有電流流流過電樞繞組組便產(chǎn)生磁通通,由于樞繞組組電阻,電樞反應(yīng)及及電樞漏抗等三者形成所謂謂的同步阻抗抗(syncchro-nnousimmpedannce)以Zs表示即Zs=raa+j(XXs+Xl)≒jXs所謂同步阻抗ZZs,可由開路試試驗及短路試試驗之結(jié)果求求得,其值為同步步速率旋轉(zhuǎn)時時,同一場電流流之開路電壓壓及短路電流流之比即:Zs==(Ω))電機以額定轉(zhuǎn)速速運轉(zhuǎn),于無載時感感應(yīng)額定電壓壓Vn所須之激磁磁電流為Ifo’,在短路通過過額定電流In時所須之激激磁電流為Ifo,則短路比.(sshortccircuiitraatio)Ks==(四)負(fù)載特性性實驗同步發(fā)電機之負(fù)負(fù)載特性,乃把同步發(fā)發(fā)電機以額定定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn),,調(diào)整激磁使使其在某一指指定之功率因因數(shù)下,電壓ˋ電流均為額額定值,維持此激磁磁電流不變,,表示各負(fù)載載電流I與其所對應(yīng)應(yīng)之端電壓VVt之關(guān)系,將其描繪成成曲線,稱為負(fù)載特特性曲線,又稱為外部部特性曲線..外部特性曲曲線會因功因因之變動而變變動.如圖2-1所示曲曲線,C1為遲相功因因時,受電樞反應(yīng)應(yīng)之去磁作用用,端電壓隨負(fù)負(fù)載之增加而而顯著下降,,C3為進相功因因時,受電樞反應(yīng)應(yīng)之加磁作用用,端電壓隨負(fù)負(fù)載之增加而而降低,其降低程度度較小.若把同步發(fā)電機機在一定功因因之下,以額定轉(zhuǎn)速速運轉(zhuǎn),變動負(fù)載電電流,調(diào)整其激磁磁電流,使各負(fù)載之之端電壓仍保保持定值,則激磁電流流If與負(fù)載電流流I之關(guān)系曲線線稱為激磁特性曲線,如如圖2-2所示.F1為功因滯后后曲線,當(dāng)負(fù)載增加加時,為維持端電電壓一定,激磁電流需需增加,以抵消電樞樞反應(yīng)之去磁磁作用.F2曲線為功因因等于1時,負(fù)載增加,激磁電流亦需增增加,以維持電壓壓一定,但增加的幅幅度較前者為為小.F3為功因越前前時,負(fù)載增加,激磁電流要要稍微降低（因因越前功因產(chǎn)產(chǎn)生加磁電樞樞反應(yīng)）,但負(fù)載增加加太大時,激磁電流反反須略為增加加.四.使用設(shè)備和和儀器：(一)直流分激激電動機--交流發(fā)電機機組1組(二)交流儀表表裝置組1.單相瓦特表表4000WW2.電流表0~~20A3.伏特表0~4400V4.讀表選擇開開關(guān)三段式(三)直流儀表表裝置組1.單相瓦特表表4000WW2.電流表0~~20A3.伏特表0~4400V4.讀表選擇開開關(guān)三段式(四)固定直直流電源100VV4A(五)可調(diào)直直流電源0到110V4A(六)可調(diào)直直流電源0到240V4A(七)單相可可調(diào)式交流電電源0到260V220A(八)轉(zhuǎn)速計計一臺(九)三相電阻阻、電感、電電容負(fù)載2200/110VV4A五.電路圖：圖1-3三相同同步發(fā)電機開開路及短路實實驗接線圖2-3三相同同步發(fā)電機負(fù)負(fù)載實驗接線線六.實驗步驟：：(一)場電阻阻及電樞電阻阻測定用直流壓降法或或電橋法為之之,參閱預(yù)備實實驗(二)無載飽飽和曲線1.如圖1-33接線.2.起動直流流電動機,并使交流發(fā)發(fā)電機在實驗驗中維持額定定轉(zhuǎn)速.3.關(guān)上S1,可變電阻置置于最大處,調(diào)節(jié)可變電電阻Rfg,使場電流從從零漸增(同一方向增加),逐逐次紀(jì)錄對應(yīng)應(yīng)If之伏特指示示值,至感應(yīng)電勢E0為額定值之1.25倍.4.次把If漸漸減〔從E0=1.25額定電壓得得之If開始減,且按同一方方向漸減〕.逐次記錄對應(yīng)Iff的伏特計指指示值,直至If=0.(三)短路實驗驗1.如圖圖1-3接線2.起動動直流電動機機,并使交流發(fā)發(fā)電機在實驗驗中維持額定定轉(zhuǎn)速.3.置RRfg于最大值(S1仍open)),關(guān)上S2,記錄此時之Is值.4..關(guān)上S1,調(diào)節(jié)Rfg使If漸增,逐次記錄對對應(yīng)If的值,直至Is值為額定值的1..5倍.(四)負(fù)載實驗驗1..如圖2-3所示接接線.2.在無載下,,起動原動機機使發(fā)電機速速度達(dá)到同步步轉(zhuǎn)速.3.調(diào)整發(fā)電機機之激磁電流流,使發(fā)電機建建立額定電壓壓.4.加上純電阻阻負(fù)載箱,使負(fù)載電流流Ia和端電壓Vt均達(dá)到額定.5.保持激磁電電流不變,逐段減少負(fù)負(fù)載,并記錄每段段之端電壓VVt和負(fù)載電流流Ia,一直到無載為止..6.增加電感性性負(fù)載,調(diào)整并隨時時保持負(fù)載功功因為0.88滯后,重復(fù)步驟4,,5.7.除去電感性性負(fù)載,增加電容性性負(fù)載,調(diào)整并隨時時保持負(fù)載功功因為0.88越前,重復(fù)步驟4,5.8.根據(jù)上述資資料繪制外部部特性曲線.9.重新以電阻阻箱為負(fù)載.10.逐段增加加負(fù)載（分110段）至滿滿載為止,當(dāng)端電壓改改變時,立即調(diào)整激激磁電流,使端電壓隨時保持持額定值,每段記錄激激磁電流If和負(fù)載電流流Ia.11.增加電感感性負(fù)載,調(diào)整并隨時時保持負(fù)載功功因為0.88滯后,重復(fù)步驟100.12.除去電感感性負(fù)載,增加電容性性負(fù)載,調(diào)整并隨時時保持負(fù)載功功因為0.88越前,重復(fù)步驟10.13.根據(jù)上述述資料繪制激激磁特性曲線線.七.實習(xí)結(jié)果磁場電阻為______Ω及電樞每相相電阻為_____Ω,周圍溫度_____度磁場電阻Rf(75℃)為_____Ω及電樞每相相電阻Ra(75℃)為_____Ω(二)無載飽飽和特性曲線線N=______r.p.m.(三)短路實驗N=______r.p.m.編號編號If(A)Is(A)上升下降編號If(A)Eo(V)編號If(A)Eo(V)3.4.5.6.7.8.9.10.繪Eo-IIf曲線及Is-If曲線于同一一座標(biāo)上,利用Eo-If曲線及Is-If曲線計算算出電機之短短路比.短路比Ks===.利用Eo-If曲線及Is-If曲線計算各If下之同步阻阻抗Zs繪出Zs-If曲線編號If(A)Eo(V)Is(A)Zs=Eoo/√3Is(Ω)(四)外部特性性段段數(shù)記錄項目12345678910Pf=1Vt(V)Ia(A))Pf=0..8滯后Vt(V)Ia(A))Pf=0..8越前Vt(V)Ia(A))繪外部特性曲線線(五)激磁特性性段數(shù)記錄項目12345678910Pf=1If(A))Ia(A))Pf=0..8滯后If(A))Ia(A))Pf=0..8超前If(A))Ia(A))繪激磁特性曲線線八.注意事項::開路電壓假設(shè)三三相平衡,且電壓表指指示為每相感感應(yīng)電勢的√3倍.原動機大部分為為直流機,應(yīng)注意保持持轉(zhuǎn)速為額定定.最好有穩(wěn)速速裝置.激磁電流為直流流機磁,切勿通以交交流電,或使用交流流電表.短路電流的增加加,最好配合開開路試驗所加加的激磁電流流值而增加,且因電樞反反應(yīng)甚大,同步阻阻抗承受了壓壓降,不用耽心短短路電流太大大而燒毀線圈圈.作無載試驗場電電流If不可忽增忽忽減以免影響響正確性.九.問題研討::選擇題()1.同同步發(fā)電機之之無載飽和曲曲線系指(A)無載電壓壓–負(fù)載電流(B)無載電壓–磁場電流(C)滿載電壓–磁場電流(D)電樞電流流–磁場電流()2.ZZs-If曲線為(A)一直線(B)平方關(guān)系系(C)平方反比比關(guān)系(D)非直線性性()3.短短路特性曲線線為(A)曲線(B)直線(C)反曲線(D)定值())4.交流發(fā)發(fā)電機若負(fù)載載落后θ角,而θ不等于兀/22,則電樞反應(yīng)應(yīng)包含有(A)正交磁效效應(yīng)(B)去磁及交交磁效應(yīng)(C)增磁及交交磁效應(yīng)(D)以上皆非非()5.當(dāng)當(dāng)負(fù)載增加時時,發(fā)電機之電電樞電流將會會如何變化?增加(B)減少少(C)不變(D)不一定()6.交交流發(fā)電機于于負(fù)載變動時時,若欲維持其其電壓之穩(wěn)定定,在滯后功因因時,負(fù)載增大應(yīng)(A)并聯(lián)電電容器(B)增強場激激(C)減弱場激激(D)提高轉(zhuǎn)速速()7.交交流發(fā)電機電電流越前電壓壓時,其端電壓較較無載電壓為為(A)高(B))低(C)相等(D)不一定()8.交交流發(fā)電機的的無載飽和曲曲線,在磁場沒有有飽和時，是是一條(A)直線(A)拋物線((C)雙曲線(D)圓弧線()9.當(dāng)當(dāng)而cosθ=0而電流滯滯后時,電樞反應(yīng)所所造成結(jié)果使使發(fā)電機應(yīng)電電勢(A)不變(BB)增加(C)減少(D)不一定()10..同步阻抗值值愈小,則(A)空氣隙窄窄(B)空氣隙寬寬C)空氣隙的的寬窄不影響同步阻抗抗值()11..于交流發(fā)電電機中,低磁通密度度時之同步阻阻抗(A)較高飽和和時為大(B)較高飽和時時為小(C)與高飽和和時同(D)以上皆非非()12..三相發(fā)電機機之短路比為為零載時產(chǎn)生生額定電壓所所需之激磁電電流與(A)額定電流(B)短路電流流(C)零載電流流(D)相當(dāng)于額額定電流之短短路電流所需之激磁磁電流之比值值()13..同步發(fā)電機機之短路電流流曲線均為一一直線原因為為(A)電樞反應(yīng)應(yīng)為增磁使磁磁通飽和(B)電樞反應(yīng)應(yīng)為去磁使磁磁通不飽和((C)短路加入入電抗器(D)以上皆非()14..交流發(fā)電機機的定額一般般采用(A)仟瓦(B)仟伏安(C)輸出安培培為單位()15..策動交流發(fā)發(fā)電機的原動動機其定額一一般采用(A)仟瓦(B)仟伏安(C)輸出力為為單位()16..某單相發(fā)電電機之無載端端電壓為1220V、滿載載端電壓為1105V，若若不計其電樞電阻阻，且在每相相之同步電抗抗為5Ω的情形下，該該發(fā)電機之最最大功率輸出出，應(yīng)為(A)12260W(BB)25200W(C)33780W((D)50440W()17..設(shè)同步發(fā)電電機之負(fù)載角角為δ，則其輸出出與(A)sinnδ(B)cossδ(C)tannδ(D)seccδ成正比()18..當(dāng)負(fù)載增加加時,發(fā)電機之電電樞電流將會會如何?(AA)增加(B)減少(C)不變(D)不一定定()19..同步發(fā)電機機,設(shè)ZS=jx,則當(dāng)負(fù)載角角等于(A)0°(B)45°(C)90°(D)180°°時輸出功率率最大()20..有一個12極,2．2仟伏,5000仟伏安,6000每分轉(zhuǎn),功率因數(shù)0．8之發(fā)電機,其負(fù)載效率率為90%,,則發(fā)電機之之損失(A)33((B)44((C)55((D)1000仟伏安()21..在交流發(fā)電電機中，若每每相的電樞電電流和應(yīng)電勢勢同相時，其其電樞反應(yīng)的結(jié)果,會產(chǎn)生生(A)去磁效應(yīng)應(yīng)(B)助磁效應(yīng)應(yīng)(C)交磁效應(yīng)應(yīng)(D)以上皆非非()22..當(dāng)cosθ>1且越前時時,交流發(fā)電機機之電樞反應(yīng)應(yīng)所產(chǎn)生的效效應(yīng)將為(A)交磁與助磁(BB)助磁與去去磁(C)交磁與去去磁(D)助磁()233.同步發(fā)電機機進相9O°電流產(chǎn)生之之電樞反應(yīng)為為(A)正交磁作作用(B)去磁作用(CC)增磁作用用(D)激磁作用用()244.在交流發(fā)電電機中,若cosθ=0,而電流流越前時,其電樞反應(yīng)應(yīng)所造成的結(jié)結(jié)果,會使使發(fā)電機的總總磁通(A)被減少(B)不變(C)被增加(D)以上皆非非()25..同步機中的的電樞反應(yīng)引引起橫軸反應(yīng)應(yīng)時,則電路中(A)功率因數(shù)數(shù)為1(B))功率因數(shù)為為0,且電感性性(C)功率因數(shù)數(shù)為O,且呈電容容性(D)功率因數(shù)數(shù)為0,且電阻性性()26..同步發(fā)電機機中的電樞反反應(yīng)只有增磁磁作用發(fā)生時時,則電路中(A)功率因數(shù)數(shù)為1(B)功率因數(shù)數(shù)為0,且為遲相相(C)功率因數(shù)數(shù)為0,且為進相相(D)以上皆有有可能()27..同步發(fā)電機機于欠激時,,向電路供給給(A)同相位之之電流(B)超前相位位之電流(C)落后相位位之電流(D)以上皆有有可能()28..若增大交流流發(fā)電機的場場激,則該發(fā)電機機將(A)吸取越前前的電樞電流流,其電樞反應(yīng)應(yīng)為去磁作用用(B)吸取滯后后的電樞電流流,其電樞反應(yīng)應(yīng)為助磁作用用(C)吸取滯后后的電樞電流流,其電樞反應(yīng)應(yīng)為去磁作用用(D)吸取越前前的電樞電流流,其電樞反應(yīng)應(yīng)為助磁作用用()29..有臺10KVVA,1000V,作Δ連接的三相相交流發(fā)電機機,其每線電流流,應(yīng)為(A)173..2A(B))IOOA((C)86..6A(D))57．7A()30..同步機中(A)電樞反應(yīng)應(yīng)只與負(fù)載電電流大小有關(guān)關(guān)(B)電樞反應(yīng)應(yīng)除與負(fù)載電流大小小有關(guān)外,尚與電流的的相位有關(guān)((C)同步機中中因不要整流流換向故完全沒沒有電樞反應(yīng)應(yīng)存在(D)電樞反應(yīng)