三相同步电动机实验
电机及电气技术实验台三相同步电动机实验能掌握三相同步电动机的异步起动方法。
电动机及电气技术实训台三相同步电动机实训
一、实训目的
1、掌控把握三相同步电动机的异步起动方法。
2、测取三相同步电动机的V形弯弯曲线。
3、测取三相同步电动机的作业特性。
二、预习要点
1、三相同步电动机异步起动的原理及实操步骤。
2、三相同步电动机的V形弯弯曲线是怎样的？怎样作为无功发电动机(调相机)使用？
3、三相同步电动机的作业特性怎样？怎样测取？
三、实训内容
1、三相同步电动机的异步起动。
2、测取三相同步电动机输出功率（W）（W）P2≈0时的V形弯弯曲线。
3、测取三相同步电动机输出功率（W）（W）P2=0.5倍规格限定功率（W）（W）时的V形弯弯曲线。
4、测取三相同步电动机的作业特性。
四、实训方法
1、实训设备
2、屏上挂式模型块件排列顺序
DQ22、DQ27、DQ45、DQ44、DQ25、DQ26、DQ32、DQ31、DQ22
DQ14同步电动机作为电动机使用时，PN（W）=90W，UN(V)=220（Y），IN(A)= 0.35A， nN(r/min)= 1500，UfN(V）=10V，IfN(A)=0.8A，绝缘等级E级。
3、三相同步电动机的异步起动
图5-5 三相同步电动机实训接线图
(1) 按图5-5接线。其中R的阻值为同步电动机ＭＳ励磁绕组电阻的10倍(约90Ω)，选用DQ26上90Ω固定电阻。Rf选用DQ26上90Ω串联90Ω加上90Ω并联90Ω共225Ω阻值。Rf1选用DQ27上900Ω串联900Ω共1800Ω阻值并调至小。R2选用DQ27上900Ω串联900Ω加上900Ω并联900Ω共2250Ω阻值并调至大。MS为DQ14(Y接法，规格限定电压（V）（V）UN=220V)。
(2) 开关S闭合于励磁电源一侧(图5-5中为上端)。
(3) 将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转至零位。接通电源总开关，并按下"启动"按钮。调动DQ32同步电动机励磁电源调压旋钮及Rf阻值，使同步电动机励磁电流（A）（A）If约0.8A左右。
(4) 把开关S闭合于R电阻一侧(图5-5中为下端)，向顺时针方向调动调压器旋钮，使升压至同步电动机规格限定电压（V）（V）220伏，查看电动机旋转方向，若不符合则应调动相序使电动机旋转方向符合要求。
(5) 当转动速度接近同步转动速度1500r/min时，把开关S迅速从下端变换到上端让同步电动机励磁绕组加直线DC励磁而强制拉入同步运行，异步起动同步电动机的整个起动过程完毕。
4、测取三相同步电动机输出功率（W）（W）P2≈0时的V形弯弯曲线
(1) 同步电动机空载(轴端不联接校正直线DC电动机DQ19，直接与导轨相连)按上述方法起动同步电动机。
(2) 调动同步电动机的励磁电流（A）（A）If并使If多加，这时同步电动机的定子三相电流（A）（A）I亦随之多加直至达规格限定值，记录定子三相电流（A）（A）I和相应的励磁电流（A）（A）If、写入功率（W）（W）P1。
(3) 调动If使If逐渐减小，这时I亦随之减小直至小值，记录这时MS的定子三相电流（A）（A）I、励磁电流（A）（A）If及写入功率（W）（W）P1。
(4) 继续减小同步电动机的磁励电流（A）（A）If，直到同步电动机的定子三相电流（A）（A）反而增大达到规格限定值。
(5) 在这过励和欠励界限内读取数值9～11组，并记录于表5-10中。
表5-10 n= r/min； U= V； P2≈0
表中：
5、测取三相同步电动机输出功率（W）（W）P2≈0.5倍规格限定功率（W）（W）时的V形弯弯曲线。
(1) 同轴联接校正直线DC电动机MG（按他励发电动机接线）作MS的负载。
(2) 按1方法起动同步电动机，保持直线DC电动机的励磁电流（A）（A）为规定值( 50mA或100mA)，改变直线DC电动机负载电阻R2的大小,使同步电动机输出功率（W）（W）P2改变。直至同步电动机输出功率（W）（W）接近于0.5倍规格限定功率（W）（W）而而且保持不变。
输出功率（W）（W）按下式计算：
式中 P2=0.105nT2
n——电动机转动速度，r/min；
T2——由直线DC电动机负载电流（A）（A）IF查对应转矩，N·m
(3) 调动同步电动机的励磁电流（A）（A）If使If多加，这时同步电动机的定子三相电流（A）（A）I亦随之多加，直到同步电动机达规格限定电流（A）（A），记录定子三相电流（A）（A）I和相应的励磁电流（A）（A）If、写入功率（W）（W）P1。
(4) 调动If使If逐渐减小，这时I亦随之减小直至小值，记录这时的定子三相电流（A）（A）I、励磁电流（A）（A）If、写入功率（W）（W）P1。
(5) 继续调小If，这时同步电动机的定子电流（A）（A）I反而增大直到规格限定值 。
(6) 在过励和欠励界限内读取数值9～11组并记录于表5-11中。
表5-11 n= r/min； U= V； P2≈0.5PN
表中：
4、测取三相同步电动机的作业特性
(1) 按1方法起动同步电动机。
(2) 调动直线DC发电动机的励磁电流（A）（A）为规定值并保持不变。
(3) 调动直线DC发电动机的负载电流（A）（A）IF，同时调动同步电动机的励磁电流（A）（A）If使同步电动机输出功率（W）（W）P2达规格限定值及功率（W）（W）因数为1。
(4) 保持此时同步电动机的励磁电流（A）（A）If及校正直线DC测功机的励磁电流（A）（A）恒定不变，逐渐减小直线DC电动机的负载电流（A）（A），使同步电动机输出功率（W）（W）逐渐减小直至为零，读取定子电流（A）（A）I、写入功率（W）（W）P1、输出转矩T2、转动速度n。共取数值6～7组并记录于表5-12中。
表5-12 U=UN= V； If= A； n= r/min
表中：
五、实训报告
1、作P2≈0时同步电动机V形弯弯曲线I=f(If)，并说明定子电流（A）（A）的性质。
2、作P2≈0.5倍规格限定功率（W）（W）时同步电动机的V形弯弯曲线I=f(If)，并说明定子电流（A）（A）的性质。
3、作同步电动机的作业特性弯弯曲线：I、P、cosφ、T2、η=f(P2)
六、思考题
1、同步电动机异步起动时先把同步电动机的励磁绕组经一可调电阻R 含有概括线路，这可调电阻的阻值调动在同步电动机的励磁绕组电阻值的10倍，这电阻在起动过程中的作用是什么？若这电阻为零时又将怎样？
2、在保持恒功率（W）（W）输出测取V形弯弯曲线时写入功率（W）（W）将有什么改变？为什么？
3、对这台同步电动机的作业特性作一评价。
一、实训目的
1、掌控把握三相同步电动机的异步起动方法。
2、测取三相同步电动机的V形弯弯曲线。
3、测取三相同步电动机的作业特性。
二、预习要点
1、三相同步电动机异步起动的原理及实操步骤。
2、三相同步电动机的V形弯弯曲线是怎样的？怎样作为无功发电动机(调相机)使用？
3、三相同步电动机的作业特性怎样？怎样测取？
三、实训内容
1、三相同步电动机的异步起动。
2、测取三相同步电动机输出功率（W）（W）P2≈0时的V形弯弯曲线。
3、测取三相同步电动机输出功率（W）（W）P2=0.5倍规格限定功率（W）（W）时的V形弯弯曲线。
4、测取三相同步电动机的作业特性。
四、实训方法
1、实训设备
| 序 号 | 型 号 | 名 称 | 数 量 |
| 1 | DQ03-1 | 电动机导轨、旋转编码器及数字显露转动速度表 | 1件 |
| 2 | DQ19 | 校正直线DC测功机 | 1件 |
| 3 | DQ14 | 三相同步电动机 | 1件 |
| 4 | DQ44 | 数/模交流ACAC电流（A）（A）表 | 1件 |
| 5 | DQ45 | 数/模交流ACAC电压（V）（V）表 | 1件 |
| 6 | DQ25 | 智能型功率（W）（W）、功率（W）（W）因数表 | 1件 |
| 7 | DQ22 | 直线DC数字电压（V）（V）、mAmA毫安、安培表 | 2件 |
| 8 | DQ26 | 三相可调电阻器 | 1件 |
| 9 | DQ27 | 三相可调电阻器 | 1件 |
| 10 | DQ32 | 旋转灯、并网开关、同步机励磁电源 | 1件 |
| 11 | DQ31 | 波动线测量试验及开关板 | 1件 |
DQ22、DQ27、DQ45、DQ44、DQ25、DQ26、DQ32、DQ31、DQ22
DQ14同步电动机作为电动机使用时，PN（W）=90W，UN(V)=220（Y），IN(A)= 0.35A， nN(r/min)= 1500，UfN(V）=10V，IfN(A)=0.8A，绝缘等级E级。
3、三相同步电动机的异步起动
图5-5 三相同步电动机实训接线图
(1) 按图5-5接线。其中R的阻值为同步电动机ＭＳ励磁绕组电阻的10倍(约90Ω)，选用DQ26上90Ω固定电阻。Rf选用DQ26上90Ω串联90Ω加上90Ω并联90Ω共225Ω阻值。Rf1选用DQ27上900Ω串联900Ω共1800Ω阻值并调至小。R2选用DQ27上900Ω串联900Ω加上900Ω并联900Ω共2250Ω阻值并调至大。MS为DQ14(Y接法，规格限定电压（V）（V）UN=220V)。
(2) 开关S闭合于励磁电源一侧(图5-5中为上端)。
(3) 将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转至零位。接通电源总开关，并按下"启动"按钮。调动DQ32同步电动机励磁电源调压旋钮及Rf阻值，使同步电动机励磁电流（A）（A）If约0.8A左右。
(4) 把开关S闭合于R电阻一侧(图5-5中为下端)，向顺时针方向调动调压器旋钮，使升压至同步电动机规格限定电压（V）（V）220伏，查看电动机旋转方向，若不符合则应调动相序使电动机旋转方向符合要求。
(5) 当转动速度接近同步转动速度1500r/min时，把开关S迅速从下端变换到上端让同步电动机励磁绕组加直线DC励磁而强制拉入同步运行，异步起动同步电动机的整个起动过程完毕。
4、测取三相同步电动机输出功率（W）（W）P2≈0时的V形弯弯曲线
(1) 同步电动机空载(轴端不联接校正直线DC电动机DQ19，直接与导轨相连)按上述方法起动同步电动机。
(2) 调动同步电动机的励磁电流（A）（A）If并使If多加，这时同步电动机的定子三相电流（A）（A）I亦随之多加直至达规格限定值，记录定子三相电流（A）（A）I和相应的励磁电流（A）（A）If、写入功率（W）（W）P1。
(3) 调动If使If逐渐减小，这时I亦随之减小直至小值，记录这时MS的定子三相电流（A）（A）I、励磁电流（A）（A）If及写入功率（W）（W）P1。
(4) 继续减小同步电动机的磁励电流（A）（A）If，直到同步电动机的定子三相电流（A）（A）反而增大达到规格限定值。
(5) 在这过励和欠励界限内读取数值9～11组，并记录于表5-10中。
表5-10 n= r/min； U= V； P2≈0
|
序 号 |
定 子 三 相 电 流 I（A） |
励 磁 电 流 If（A） |
输 入 功 率 P1（W） |
|||||
| IA | IB | IC | I | If | PⅠ | PⅡ | P1 | |
| 1 | ||||||||
| 2 | ||||||||
| 3 | ||||||||
| 4 | ||||||||
| 5 | ||||||||
| 6 | ||||||||
| 7 | ||||||||
| 8 | ||||||||
| 9 | ||||||||
| 10 | ||||||||
5、测取三相同步电动机输出功率（W）（W）P2≈0.5倍规格限定功率（W）（W）时的V形弯弯曲线。
(1) 同轴联接校正直线DC电动机MG（按他励发电动机接线）作MS的负载。
(2) 按1方法起动同步电动机，保持直线DC电动机的励磁电流（A）（A）为规定值( 50mA或100mA)，改变直线DC电动机负载电阻R2的大小,使同步电动机输出功率（W）（W）P2改变。直至同步电动机输出功率（W）（W）接近于0.5倍规格限定功率（W）（W）而而且保持不变。
输出功率（W）（W）按下式计算：
式中 P2=0.105nT2
n——电动机转动速度，r/min；
T2——由直线DC电动机负载电流（A）（A）IF查对应转矩，N·m
(3) 调动同步电动机的励磁电流（A）（A）If使If多加，这时同步电动机的定子三相电流（A）（A）I亦随之多加，直到同步电动机达规格限定电流（A）（A），记录定子三相电流（A）（A）I和相应的励磁电流（A）（A）If、写入功率（W）（W）P1。
(4) 调动If使If逐渐减小，这时I亦随之减小直至小值，记录这时的定子三相电流（A）（A）I、励磁电流（A）（A）If、写入功率（W）（W）P1。
(5) 继续调小If，这时同步电动机的定子电流（A）（A）I反而增大直到规格限定值 。
(6) 在过励和欠励界限内读取数值9～11组并记录于表5-11中。
表5-11 n= r/min； U= V； P2≈0.5PN
|
序 号 |
定 子 三 相 电 流 I（A） |
励 磁 电 流 If（A） |
输 入 功 率 P1（W） |
|||||
| IA | IB | IC | I | If | PⅠ | PⅡ | P1 | |
| 1 | ||||||||
| 2 | ||||||||
| 3 | ||||||||
| 4 | ||||||||
| 5 | ||||||||
| 6 | ||||||||
| 7 | ||||||||
| 8 | ||||||||
| 9 | ||||||||
| 10 | ||||||||
4、测取三相同步电动机的作业特性
(1) 按1方法起动同步电动机。
(2) 调动直线DC发电动机的励磁电流（A）（A）为规定值并保持不变。
(3) 调动直线DC发电动机的负载电流（A）（A）IF，同时调动同步电动机的励磁电流（A）（A）If使同步电动机输出功率（W）（W）P2达规格限定值及功率（W）（W）因数为1。
(4) 保持此时同步电动机的励磁电流（A）（A）If及校正直线DC测功机的励磁电流（A）（A）恒定不变，逐渐减小直线DC电动机的负载电流（A）（A），使同步电动机输出功率（W）（W）逐渐减小直至为零，读取定子电流（A）（A）I、写入功率（W）（W）P1、输出转矩T2、转动速度n。共取数值6～7组并记录于表5-12中。
表5-12 U=UN= V； If= A； n= r/min
| 同 步 电 动 机 输 入 | 同 步 电 动 机 输 出 | ||||||||||
|
IA (A) |
IB (A) |
IC (A) |
I (A) |
PⅠ (W) |
PⅡ (W) |
P1 (W) |
cosφ |
IF (A) |
T2 (N·m) |
P2 (W) |
η (%) |
五、实训报告
1、作P2≈0时同步电动机V形弯弯曲线I=f(If)，并说明定子电流（A）（A）的性质。
2、作P2≈0.5倍规格限定功率（W）（W）时同步电动机的V形弯弯曲线I=f(If)，并说明定子电流（A）（A）的性质。
3、作同步电动机的作业特性弯弯曲线：I、P、cosφ、T2、η=f(P2)
六、思考题
1、同步电动机异步起动时先把同步电动机的励磁绕组经一可调电阻R 含有概括线路，这可调电阻的阻值调动在同步电动机的励磁绕组电阻值的10倍，这电阻在起动过程中的作用是什么？若这电阻为零时又将怎样？
2、在保持恒功率（W）（W）输出测取V形弯弯曲线时写入功率（W）（W）将有什么改变？为什么？
3、对这台同步电动机的作业特性作一评价。
