三相同步发电机的突然短路实验

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1、三相同步发电机的突然短路实验一、实验目的1、掌握超导体闭合回路磁链导恒原则。2、熟悉三相突然短路的物理分析，短路电流及时间常数的计算。3、了解瞬变电抗和超瞬变电抗及其测定方法。4、观察三相同步发电机在空载状态下突然短路时定子绕组以及励磁绕组通过的瞬间电流波形。二、预习要点1、三相同步电机突然短路的数学分析三、实验项目1、观察突然短路时定子绕组以及励磁绕组的瞬间电流。四、实验方法1、实验设备序号型号名称数量1MET01电源控制屏1台2DD03不锈钢电机导轨、测速系统及数显转速表1件3DJ18三相同步电机1台4DJ23校正直流测功机1台5D52旋转灯、并网开关、同步机励磁电源1

2、件6数字记忆示波器1件2、控制屏上挂件顺序D523、观察三相同步发电机突然短路瞬间的电流波形（1）、按照图5・9接线，其屮校正直流测功机的励磁电阻R仃选用R1上的900Q加900Q共1800Q阻值，限流电阻选用R2上的90Q串联90Q共180Q阻值。电阻R选用R上的650Q并联650Q共325Q阻值,再调到5Q忌选用R3上900Q串联900Q共1800Q阻值。交流电流表选用MET01上的数模双显智能交流电流表，开关S选用D52上的交流接触器。同步机的励磁电源选用D52上提供的电源。启动之前电阻&调至最大位置，R门调至最小位置，电阻Rf2调至最大位置。开关S处于断开状态。（2

3、）、先接通校止直流测功机的励磁电源，然后接通电枢电源，同时使电机的转向符合正转要求。升高电枢电压至220V,将启动电阻R］调至最小位置使校正直流测功机在额定电压下运行，再调节励磁电阻R门使其转速达到同步转速1500r/mino（3）、然后调节同步电机的励磁电流使同步电机输出电压等于额定电压110V。在表5・19中记录此时电机的转速、电压、定子电流、励磁电流以及校正直流测功机的电枢电流。图5・9三相同步发电机突然短路实验接线图表5・19序号n(r/min)U(V)1(A)If(A)Ia(A)短路前150011000.3780.283短路后14981.0240.2430.384

4、0.289励磁电源220V励at绕组+电第醫源1800Q180Q同步机励貳绕组D52励磁电源(4)、将数字式记忆示波器的探头接至A相绕组所串联电阻R两端。按下D52上的启动按钮使同步发电机突然短路，用示波器摄录短路后定子绕组电流的波形。将短路后转速、电压、定子电流、励磁电流以及校正直流测功机的电枢电流数据记录于表5-19'Po然后将数字示波器的触发电平位置调高。按下D52上的停止按钮，使同步发电机开路，将数字式记忆示波器设为单脉冲触发状态。重新按下D52上的启动按钮使同步发电机突然短路，数字示波器上将显示突然短路时A相绕组瞬时的电流波形。在图5-10画出突然短路瞬间A相电流

5、的瞬时波形。(5)、按下D52上的停止按钮使三相同步发电机开路。将示波器的探头接至励磁绕组所串联电阻Rf2两端，按步骤(4)所述方法用数字式记忆示波器摄录短路瞬间三相同步发电机的励磁电流的波形，并在图5-10中画出突然短路瞬I'可励磁电流的波形。五、实验报告1、画出三相同步发电机在空载额定电压下三相同步发电机突然短路吋定子绕组的电流波形。2、计算数据根据电机学可知定子电流一般应为周期分量、非周期分量和2次谐波等三个分量之和。若忽略2次谐波，则有：i=V2E0占+(£_占)庐+(£—£)严COS(3t+0Q+4^COS0phC入d入d入d入(1入d入d=瓯K(8)+(0)e乓

6、+AZ：(0)e弔]C0S(31+0”)+/存=近Uk(呵++M"k]C0S(31+0m)+beL式中短路稳态电流最人值△4(0)=-乜皿瞬变分量电流的最大值X；Xd0X：xf辱COS0ph—A<1T：、T；、Ta三相突然短路时瞬变分量、超瞬变分量及非周期分量电流衰减时间常数超瞬变分量电流的最人值a非周期分量电流的起始值A/；=A/；(0)etA/；=A/；(0)e^根据上述相电流的表达式，可以确定瞬变分量电流、超瞬变分量电流以及非周期分量电流的分离方法和步骤如下：⑴、画出三相突然短路电流波幅的包络线。将所摄录电流波形的各个波峰值绘制在坐标纸上，然后用平滑的曲线连接起来，

7、就得到一相电流波形的上下两条包络线，如图5・11所示。如果起始儿个电流波峰Z间的时间间隔不相等，则应按实际量得的时间间隔绘制。(2)、将各项电流的周期分量与非周期分量分开。两瞬时包络线的距离的屮点的连线(即图5・11中虚线所示)，为非周期分量电流衰减曲线。两者代数差的一半(即虚线至包络线的距离)为该瞬间电流的周期分量，再求出三相电流周期分量的平均值。(3)、瞬变分量(AiK)和超瞬变分量(△i“K)。从电枢电流周期分量屮减去稳态短路电流Iks，即得电流曲线(△"+△")，将其绘于半对数坐标纸上,将(△“+△")曲线