上海交大电机学实验+三相同步发电机并网运行

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电机学实验报告

实验五

三相同步发电机并网运行

班级： 姓名： 学号： 同组成员： 实验时间： 实验地点：

一、实验目的

1．掌握三相同步发电机投入电网并联运行的条件与操作方法。

2．掌握三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节。

二、实验内容

1．用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。 2．三相同步发电机与电网并联运行时无功功率调节。 (1) 测取输出功率等于零时三相同步发电机的 V 形曲线。

(2) 测取输出功率等于 0.5 倍额定功率时三相同步发电机的 V 形曲线。

三、实验接线图

1．图 5-1 三相同步发电机与电网并联运行接线图

电 枢 电 源

S1

V

A

M ¯ A1 A2

G ~

B1

B2

A

A

B

C

. V . * * * W

. W *

A

A

A

A

B1 R f1

B2

励磁电源

并车开关

1

3 2

T

三 相 交 流 电 源

.

V

A 0

B 0

断 开 C 0

A g

B g

闭 C g 合

四、实验设备

1. T 三相感应调压器

2. G 同步发电机 P N =2kW U N =400V I N =

3.61A I fN =3.6A n N =1500r/min 3. M 直流电动机 P N =2.2kW U N =220V I N =12.4A U fN =220V n N =1500r/min

4.变阻器励磁变阻器Rf10/500Ω1A

5.并车开关

6.直流电流表30A(电枢)

7.直流电流表4A(励磁)

8.直流电压表400V

9.交流电压表500V

10.交流电流表10A

11.功率表

五、实验数据记录

1．P2≈0时无功功率调节实验数据

2．P2=0.5PN时无功功率调节实验数据

六、计算及问题分析

1.根据实验操作过程，简要说明发电机与电网并联运行时无功功率调节的方法。

在保持同步发电机的有功功率不变的情况下，调节同步发电机的励磁电流

I f，改变了功率因数角，调节电机的无功功率输出。在励磁电流变化的过程中，在励磁电流取某一值的时候，定子电流会出现一个最小值，这时功率因数角为

0，无功功率输出为0。以这一点为基础，增大励磁电流，功率因数角增大，无功功率也随之增大，且为感性；减小励磁电流，功率因数角减小，为负值，无功功率也随之增大，且为容性。

2．P2≈0时同步发电机的V形曲线I=f(I f)，如图：

3．P2=0.5P N时同步发电机的V形曲线I=f(I f)，如图：

七、思考题

1.如何根据灯光旋转法中灯光旋转的方向判断发电机的频率是高于还是低于电网频率？

答：当灯光顺时针熄灭时，发电机频率低于电网频率；逆时针熄灭时，发电机频率高于电网频率。

2.为什么同步发电机投入电网后，改变直流电动机的励磁电流，可以改变直流电动机和同步发电机的输出功率？

答：当直流电动机励磁电流减小，同步发电机未投入电网时，则直流电动机的转速将增大，机械功率增大；而同步发电机已投入电网时，直流电动机的转速将保持不变，而原本用于转速改变的机械功率转化为直流电动机的电功率，表现为直流电动机电枢电流的增加，同时机械功率相比励磁电流减小前也有增加，表现为机械转矩的增加；直流电动机对同步发电机输出的机械功率增加，表现为同步发电机功率角θ的变化，从而也改变了同步发电机在的输出功率。当直流电动机励磁电流增大时，同理可分析。

八、实验感想