三相同步電動機實驗
電機及電氣技術實驗臺三相同步電動機實驗能掌握三相同步電動機的異步起動方法。
電動機及電氣技術實訓臺三相同步電動機實訓
一、實訓目的
1、掌控把握三相同步電動機的異步起動方法。
2、測取三相同步電動機的V形彎彎曲線。
3、測取三相同步電動機的作業特性。
二、預習要點
1、三相同步電動機異步起動的原理及實操步驟。
2、三相同步電動機的V形彎彎曲線是怎樣的？怎樣作為無功發電動機(調相機)使用？
3、三相同步電動機的作業特性怎樣？怎樣測??？
三、實訓內容
1、三相同步電動機的異步起動。
2、測取三相同步電動機輸出功率（W）（W）P2≈0時的V形彎彎曲線。
3、測取三相同步電動機輸出功率（W）（W）P2=0.5倍規格限定功率（W）（W）時的V形彎彎曲線。
4、測取三相同步電動機的作業特性。
四、實訓方法
1、實訓設備
2、屏上掛式模型塊件排列順序
DQ22、DQ27、DQ45、DQ44、DQ25、DQ26、DQ32、DQ31、DQ22
DQ14同步電動機作為電動機使用時，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、三相同步電動機的異步起動
圖5-5 三相同步電動機實訓接線圖
(1) 按圖5-5接線。其中R的阻值為同步電動機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90Ω加上90Ω并聯90Ω共225Ω阻值。Rf1選用DQ27上900Ω串聯900Ω共1800Ω阻值并調至小。R2選用DQ27上900Ω串聯900Ω加上900Ω并聯900Ω共2250Ω阻值并調至大。MS為DQ14(Y接法，規格限定電壓（V）（V）UN=220V)。
(2) 開關S閉合于勵磁電源一側(圖5-5中為上端)。
(3) 將控制屏左側調壓器旋鈕向逆時針方向旋轉至零位。接通電源總開關，并按下"啟動"按鈕。調動DQ32同步電動機勵磁電源調壓旋鈕及Rf阻值，使同步電動機勵磁電流（A）（A）If約0.8A左右。
(4) 把開關S閉合于R電阻一側(圖5-5中為下端)，向順時針方向調動調壓器旋鈕，使升壓至同步電動機規格限定電壓（V）（V）220伏，查看電動機旋轉方向，若不符合則應調動相序使電動機旋轉方向符合要求。
(5) 當轉動速度接近同步轉動速度1500r/min時，把開關S迅速從下端變換到上端讓同步電動機勵磁繞組加直線DC勵磁而強制拉入同步運行，異步起動同步電動機的整個起動過程完畢。
4、測取三相同步電動機輸出功率（W）（W）P2≈0時的V形彎彎曲線
(1) 同步電動機空載(軸端不聯接校正直線DC電動機DQ19，直接與導軌相連)按上述方法起動同步電動機。
(2) 調動同步電動機的勵磁電流（A）（A）If并使If多加，這時同步電動機的定子三相電流（A）（A）I亦隨之多加直至達規格限定值，記錄定子三相電流（A）（A）I和相應的勵磁電流（A）（A）If、寫入功率（W）（W）P1。
(3) 調動If使If逐漸減小，這時I亦隨之減小直至小值，記錄這時MS的定子三相電流（A）（A）I、勵磁電流（A）（A）If及寫入功率（W）（W）P1。
(4) 繼續減小同步電動機的磁勵電流（A）（A）If，直到同步電動機的定子三相電流（A）（A）反而增大達到規格限定值。
(5) 在這過勵和欠勵界限內讀取數值9～11組，并記錄于表5-10中。
表5-10 n= r/min； U= V； P2≈0
表中：
5、測取三相同步電動機輸出功率（W）（W）P2≈0.5倍規格限定功率（W）（W）時的V形彎彎曲線。
(1) 同軸聯接校正直線DC電動機MG（按他勵發電動機接線）作MS的負載。
(2) 按1方法起動同步電動機，保持直線DC電動機的勵磁電流（A）（A）為規定值( 50mA或100mA)，改變直線DC電動機負載電阻R2的大小,使同步電動機輸出功率（W）（W）P2改變。直至同步電動機輸出功率（W）（W）接近于0.5倍規格限定功率（W）（W）而而且保持不變。
輸出功率（W）（W）按下式計算：
式中 P2=0.105nT2
n——電動機轉動速度，r/min；
T2——由直線DC電動機負載電流（A）（A）IF查對應轉矩，N·m
(3) 調動同步電動機的勵磁電流（A）（A）If使If多加，這時同步電動機的定子三相電流（A）（A）I亦隨之多加，直到同步電動機達規格限定電流（A）（A），記錄定子三相電流（A）（A）I和相應的勵磁電流（A）（A）If、寫入功率（W）（W）P1。
(4) 調動If使If逐漸減小，這時I亦隨之減小直至小值，記錄這時的定子三相電流（A）（A）I、勵磁電流（A）（A）If、寫入功率（W）（W）P1。
(5) 繼續調小If，這時同步電動機的定子電流（A）（A）I反而增大直到規格限定值 。
(6) 在過勵和欠勵界限內讀取數值9～11組并記錄于表5-11中。
表5-11 n= r/min； U= V； P2≈0.5PN
表中：
4、測取三相同步電動機的作業特性
(1) 按1方法起動同步電動機。
(2) 調動直線DC發電動機的勵磁電流（A）（A）為規定值并保持不變。
(3) 調動直線DC發電動機的負載電流（A）（A）IF，同時調動同步電動機的勵磁電流（A）（A）If使同步電動機輸出功率（W）（W）P2達規格限定值及功率（W）（W）因數為1。
(4) 保持此時同步電動機的勵磁電流（A）（A）If及校正直線DC測功機的勵磁電流（A）（A）恒定不變，逐漸減小直線DC電動機的負載電流（A）（A），使同步電動機輸出功率（W）（W）逐漸減小直至為零，讀取定子電流（A）（A）I、寫入功率（W）（W）P1、輸出轉矩T2、轉動速度n。共取數值6～7組并記錄于表5-12中。
表5-12 U=UN= V； If= A； n= r/min
表中：
五、實訓報告
1、作P2≈0時同步電動機V形彎彎曲線I=f(If)，并說明定子電流（A）（A）的性質。
2、作P2≈0.5倍規格限定功率（W）（W）時同步電動機的V形彎彎曲線I=f(If)，并說明定子電流（A）（A）的性質。
3、作同步電動機的作業特性彎彎曲線：I、P、cosφ、T2、η=f(P2)
六、思考題
1、同步電動機異步起動時先把同步電動機的勵磁繞組經一可調電阻R 含有概括線路，這可調電阻的阻值調動在同步電動機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？若這電阻為零時又將怎樣？
2、在保持恒功率（W）（W）輸出測取V形彎彎曲線時寫入功率（W）（W）將有什么改變？為什么？
3、對這臺同步電動機的作業特性作一評價。
一、實訓目的
1、掌控把握三相同步電動機的異步起動方法。
2、測取三相同步電動機的V形彎彎曲線。
3、測取三相同步電動機的作業特性。
二、預習要點
1、三相同步電動機異步起動的原理及實操步驟。
2、三相同步電動機的V形彎彎曲線是怎樣的？怎樣作為無功發電動機(調相機)使用？
3、三相同步電動機的作業特性怎樣？怎樣測??？
三、實訓內容
1、三相同步電動機的異步起動。
2、測取三相同步電動機輸出功率（W）（W）P2≈0時的V形彎彎曲線。
3、測取三相同步電動機輸出功率（W）（W）P2=0.5倍規格限定功率（W）（W）時的V形彎彎曲線。
4、測取三相同步電動機的作業特性。
四、實訓方法
1、實訓設備
| 序 號 | 型 號 | 名 稱 | 數 量 |
| 1 | DQ03-1 | 電動機導軌、旋轉編碼器及數字顯露轉動速度表 | 1件 |
| 2 | DQ19 | 校正直線DC測功機 | 1件 |
| 3 | DQ14 | 三相同步電動機 | 1件 |
| 4 | DQ44 | 數/模交流ACAC電流（A）（A）表 | 1件 |
| 5 | DQ45 | 數/模交流ACAC電壓（V）（V）表 | 1件 |
| 6 | DQ25 | 智能型功率（W）（W）、功率（W）（W）因數表 | 1件 |
| 7 | DQ22 | 直線DC數字電壓（V）（V）、mAmA毫安、安培表 | 2件 |
| 8 | DQ26 | 三相可調電阻器 | 1件 |
| 9 | DQ27 | 三相可調電阻器 | 1件 |
| 10 | DQ32 | 旋轉燈、并網開關、同步機勵磁電源 | 1件 |
| 11 | DQ31 | 波動線測量試驗及開關板 | 1件 |
DQ22、DQ27、DQ45、DQ44、DQ25、DQ26、DQ32、DQ31、DQ22
DQ14同步電動機作為電動機使用時，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、三相同步電動機的異步起動
圖5-5 三相同步電動機實訓接線圖
(1) 按圖5-5接線。其中R的阻值為同步電動機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90Ω加上90Ω并聯90Ω共225Ω阻值。Rf1選用DQ27上900Ω串聯900Ω共1800Ω阻值并調至小。R2選用DQ27上900Ω串聯900Ω加上900Ω并聯900Ω共2250Ω阻值并調至大。MS為DQ14(Y接法，規格限定電壓（V）（V）UN=220V)。
(2) 開關S閉合于勵磁電源一側(圖5-5中為上端)。
(3) 將控制屏左側調壓器旋鈕向逆時針方向旋轉至零位。接通電源總開關，并按下"啟動"按鈕。調動DQ32同步電動機勵磁電源調壓旋鈕及Rf阻值，使同步電動機勵磁電流（A）（A）If約0.8A左右。
(4) 把開關S閉合于R電阻一側(圖5-5中為下端)，向順時針方向調動調壓器旋鈕，使升壓至同步電動機規格限定電壓（V）（V）220伏，查看電動機旋轉方向，若不符合則應調動相序使電動機旋轉方向符合要求。
(5) 當轉動速度接近同步轉動速度1500r/min時，把開關S迅速從下端變換到上端讓同步電動機勵磁繞組加直線DC勵磁而強制拉入同步運行，異步起動同步電動機的整個起動過程完畢。
4、測取三相同步電動機輸出功率（W）（W）P2≈0時的V形彎彎曲線
(1) 同步電動機空載(軸端不聯接校正直線DC電動機DQ19，直接與導軌相連)按上述方法起動同步電動機。
(2) 調動同步電動機的勵磁電流（A）（A）If并使If多加，這時同步電動機的定子三相電流（A）（A）I亦隨之多加直至達規格限定值，記錄定子三相電流（A）（A）I和相應的勵磁電流（A）（A）If、寫入功率（W）（W）P1。
(3) 調動If使If逐漸減小，這時I亦隨之減小直至小值，記錄這時MS的定子三相電流（A）（A）I、勵磁電流（A）（A）If及寫入功率（W）（W）P1。
(4) 繼續減小同步電動機的磁勵電流（A）（A）If，直到同步電動機的定子三相電流（A）（A）反而增大達到規格限定值。
(5) 在這過勵和欠勵界限內讀取數值9～11組，并記錄于表5-10中。
表5-10 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 | ||||||||
5、測取三相同步電動機輸出功率（W）（W）P2≈0.5倍規格限定功率（W）（W）時的V形彎彎曲線。
(1) 同軸聯接校正直線DC電動機MG（按他勵發電動機接線）作MS的負載。
(2) 按1方法起動同步電動機，保持直線DC電動機的勵磁電流（A）（A）為規定值( 50mA或100mA)，改變直線DC電動機負載電阻R2的大小,使同步電動機輸出功率（W）（W）P2改變。直至同步電動機輸出功率（W）（W）接近于0.5倍規格限定功率（W）（W）而而且保持不變。
輸出功率（W）（W）按下式計算：
式中 P2=0.105nT2
n——電動機轉動速度，r/min；
T2——由直線DC電動機負載電流（A）（A）IF查對應轉矩，N·m
(3) 調動同步電動機的勵磁電流（A）（A）If使If多加，這時同步電動機的定子三相電流（A）（A）I亦隨之多加，直到同步電動機達規格限定電流（A）（A），記錄定子三相電流（A）（A）I和相應的勵磁電流（A）（A）If、寫入功率（W）（W）P1。
(4) 調動If使If逐漸減小，這時I亦隨之減小直至小值，記錄這時的定子三相電流（A）（A）I、勵磁電流（A）（A）If、寫入功率（W）（W）P1。
(5) 繼續調小If，這時同步電動機的定子電流（A）（A）I反而增大直到規格限定值 。
(6) 在過勵和欠勵界限內讀取數值9～11組并記錄于表5-11中。
表5-11 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 | ||||||||
4、測取三相同步電動機的作業特性
(1) 按1方法起動同步電動機。
(2) 調動直線DC發電動機的勵磁電流（A）（A）為規定值并保持不變。
(3) 調動直線DC發電動機的負載電流（A）（A）IF，同時調動同步電動機的勵磁電流（A）（A）If使同步電動機輸出功率（W）（W）P2達規格限定值及功率（W）（W）因數為1。
(4) 保持此時同步電動機的勵磁電流（A）（A）If及校正直線DC測功機的勵磁電流（A）（A）恒定不變，逐漸減小直線DC電動機的負載電流（A）（A），使同步電動機輸出功率（W）（W）逐漸減小直至為零，讀取定子電流（A）（A）I、寫入功率（W）（W）P1、輸出轉矩T2、轉動速度n。共取數值6～7組并記錄于表5-12中。
表5-12 U=UN= V； If= A； n= r/min
| 同 步 電 動 機 輸 入 | 同 步 電 動 機 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 (%) |
五、實訓報告
1、作P2≈0時同步電動機V形彎彎曲線I=f(If)，并說明定子電流（A）（A）的性質。
2、作P2≈0.5倍規格限定功率（W）（W）時同步電動機的V形彎彎曲線I=f(If)，并說明定子電流（A）（A）的性質。
3、作同步電動機的作業特性彎彎曲線：I、P、cosφ、T2、η=f(P2)
六、思考題
1、同步電動機異步起動時先把同步電動機的勵磁繞組經一可調電阻R 含有概括線路，這可調電阻的阻值調動在同步電動機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？若這電阻為零時又將怎樣？
2、在保持恒功率（W）（W）輸出測取V形彎彎曲線時寫入功率（W）（W）將有什么改變？為什么？
3、對這臺同步電動機的作業特性作一評價。
