同步电机实验报告
永磁同步电机实训报告
永磁同步电机实训报告永磁同步电机实训报告一、实训目的二、实训设备三、实训内容1. 永磁同步电机的工作原理2. 永磁同步电机的特点3. 永磁同步电机的控制方法四、实训过程1. 实验前准备2. 实验一：永磁同步电机启动控制实验3. 实验二：永磁同步电机转速控制实验五、实训总结一、实训目的：本次永磁同步电机实训旨在通过学习永磁同步电机的工作原理和特点，了解永磁同步电机的控制方法，并通过实际操作，掌握永磁同步电机启动和转速控制技术。
二、实训设备：本次永磁同步电机实训所用设备为一台永磁同步电机，一台变频器以及相关接线和测试仪器。
三、实训内容：1. 永磁同步电机的工作原理：永磁同步电机是一种利用定子上与转子上的稀土永磁体产生的恒定磁场与旋转磁场作用，实现转矩传递和能量转换的电机。
当定子上的三相交流电流流过定子绕组时，会在定子上产生一个旋转磁场，而转子上的永磁体则会产生一个恒定的磁场。
当两者相互作用时，就会产生一个旋转力矩，使得转子开始旋转。
2. 永磁同步电机的特点：永磁同步电机具有高效、高功率密度、高精度、低噪音等特点。
由于永磁体的存在，使得永磁同步电机不需要外部励磁，因此具有较好的稳态性能和动态性能。
3. 永磁同步电机的控制方法：永磁同步电机可以通过改变定子上的三相交流电压来控制其速度和力矩。
常用的控制方法包括：直接转换法、间接转换法、空间向量PWM 控制法等。
四、实训过程：1. 实验前准备：(1) 连接变频器：将变频器与永磁同步电机连接，并按要求进行参数设置。
(2) 接线：根据实验要求进行接线，并将测试仪器连接到相应的接口。
(3) 实验器材检查：对实验所用的器材进行检查，确保其正常工作。
2. 实验一：永磁同步电机启动控制实验(1) 按照实验要求，设置变频器参数。
(2) 将永磁同步电机启动，观察其启动过程，并记录相关数据。
(3) 改变变频器输出频率，观察永磁同步电机的转速变化情况。
3. 实验二：永磁同步电机转速控制实验(1) 按照实验要求，设置变频器参数。
三相同步发电机实验报告
三相同步发电机实验报告
实验报告
三相同步发电机实验
实验目的：
1.学习三相同步发电机的基本原理。
2.掌握同步发电机的电气特性及其调节方法。
3.熟练掌握实验仪器的使用方法。
实验原理：
三相同步发电机的基本构造是将三相绕组分别形成0°、120°和240°的电角度来组成。
同步发电机的转速严格地等于输入电源频率除以极数。
当負载或超負荷情况下，发电机转子转速下降，自励磁通密度下降，产生的欧姆热和交流损耗就会增大，由此影响到全机的性能。
实验器材：
同步发电机，柿子电动机，数字万用表，发电机调速器等。
实验步骤：
1.在实验室中接线，接线图见实验室布置。
2.将实验室3相电源与柿子电动机相连接，按标示电压调整稳
压器电压。
3.用发电机调速器控制稳压后的电压，将柿子电动机转速控制
在1500r/min左右。
4.读取同步发电机转速，记录数据并分析结果。
实验结果：
1.柿子电动机的电动力学及发电机调速器装置详情见教材附录。
2.同步发电机的转速严格地等于输入电源频率除以极数。
3.当负载或超负荷情况下，发电机转子转速下降，自励磁通密
度下降，产生的欧姆热和交流损耗就会增加，从而影响到全机的
性能。
总结：
通过本次实验，我掌握了三相同步发电机的基本原理和调节方法，了解了同步发电机的电气特性。
在实验中，我学会了使用实验仪器，整个实验过程中安排合理，成果取得显著效果。
同步发电机实验报告
发电机空载特性和短路特性代表了同步电机两种典型运行状态下的磁路工作状态。同步发电机发生三相稳态短路时，限制短路电流的仅是发电机内部的阻抗。由于同步发电机的电枢电阻远小于同步电抗，因此，短路电流可认为是纯感性的，于是电枢磁势基本上是一个纯去磁的直轴磁势，即 。各磁势矢量都在一条直线上，合成磁势是 。然后利用空载特性即可求出气隙合成电势Eδ。
实验五
陈静鹏 5100309537穆卡5100309647王耀东 5100309555
一、实验目的
1.学习RTDS中同步电机模型基本理论。
2.学习同步电机的空载特性，短路特性，并由此测得同步电抗。
3.学习同步电机的突然三相短路动态特性。
4.了解电力系统稳定器（Power System Stabilizer简称PSS）的作用。
draft图如下：
其中传输线接地短路故障控制电如下：
拨盘FAULT TYPE用来设置接地短路故障类型；滑杆FCLEAR用来设置从故障发生到断路器断开的时间，即故障切除时间；按钮FLTSEQ用来激活接地短路故障；按钮ReClose用来重新合上断路器。
同步电机突然短路控制电路如下：
为了测试同步电机在不同合闸角时发生突然短路故障，必须检测母线上的电压过零点。滑杆POW（Position on Wave）用来控制合闸角，常数0.0000463为60Hz工频下，转子转过1。所对应的时间。
按下BRK3Open按钮，断开BRK3。使同步发电机与系统分离。此时同步电机保持同步转速，空载运行。
调节滑杆ManualAdjust手动改变励磁电压，从而使励磁电流If从0变化到2。记录机端电压VMPU与励磁电流If的值，得到同步电机空载特性曲线。其中If=1必测。
同步发电机运行及控制实验报告
同步发电机运行及控制实验报告
实验目的：
掌握同步发电机的基本结构和工作原理，了解发电机的运行特性，掌握发电机的运行和控制方法。
实验仪器与设备：
实验步骤：
1.将同步发电机连接到电源，使其与电网同步运行。
2.调节电源的输出电压，使电流表和电压表示值满足同步发电机额定电流和电压的要求。
3.通过电阻箱调节电源输出电阻，改变电网和发电机的功率因数，并观察电网电流和发电机输出电压的变化。
4.测量发电机的绕组电流、电压和功率因数，以及电网的电流。
实验结果与讨论：
在实验过程中，我们观察到随着电阻箱电阻的增加，发电机的绕组电流和功率因数逐渐增加，而电压保持稳定。
这是因为增加电阻可以提高发电机的励磁电流，使其能够提供更大的功率输出，从而提高功率因数。
同时，电网电流也会相应增加。
根据实验结果
1.同步发电机的运行与电网的同步性密切相关。
只有当发电机的转速与电网的频率相同，才能实现电能的传输和接收。
2.发电机的输出电压和电流受到电网电压的控制。
如果电网电压发生变化，发电机的输出电压和电流也会相应变化。
3.发电机的功率因数可以通过调节励磁电流来改变。
增加励磁电流可以提高功率因数，使发电机能够提供更大的功率输出。
结论：
通过本次实验，我们深入了解了同步发电机的运行原理和控制方法。
了解发电机的运行特性对于电力系统的稳定运行和电能的高效传输具有重要意义。
同时，实验结果也为我们进一步研究和探索发电机的优化设计和控制提供了基础。
同步电机
四、实验数据的记录五、实验分析1试分析三相同步发电机用准确同步法和自同步法投入电网并联运行的优缺点准确同步法的优点是投入瞬间，电网和发电机没有冲击电流，缺点是整步过程复杂费时，尤其当电网发生故障而要求把备用同步发电机迅速投入并网运行时，由于电网电压与频率不稳，用准确同步法更难并网，在实验的过程中，由于其他组同学在不断地进行并网操作，会引起电网电压与频率不稳定，使实验的难度增大。
自同步法的优点是操作简单、迅速，不许呀增添复杂的设备，缺点是合闸和加励磁时有电流冲击。
2试叙述三相同步发电机投入电网并联运行时，若不满足投入电网并联条件将引起什么后果若相序不同投入并联，相当于电机的励磁电动势为正序而在电机端点上加上一组负序电压，巨大的电位差产生巨大的环流和转矩冲击。
严重危害电机，是一种严重的故障情况。
如果频率不等，相量E和U之间有相对运动，两者的相角在0=360度间逐步变化，差值电压将忽大忽小，引起数值交变的环流，电机内的功率震荡。
如果波形不同，电机和电网中仍然存在环流致使损耗和温升增高。
若电机和电网的电压大小和相位不一致，则在发电机和电网间由于差值电压的存在将产生一个环流。
特别在极性相反的情况下投入并联时，环流的瞬间值将达到额定电流的5-倍，由此产生的强大冲击性电磁力可能是定子绕组端部受损伤。
3试说明三相同步发电机投入电网并联运行时，有功功率和无功功率的调节方法要增大发电机的输出有功功率，必须增加原动机的输入功率，使功率角增大，当功率角达到90°时，输出有功功率达到最大值。
需要说明的是，在调节有功功率的过程中，无功功率也会发生变化。
调节励磁电流可以调节发电机的无功功率。
当励磁电流较大时，发电机输出滞后无功功率，处于过励的运行状态；减小励磁电流，使定子电流与U同相时，定子电流达到最小值，此时定子电流不含无功分量，发电机处于正常励磁状态；继续减小励磁电流，定子电流将变大而且落后于电压U，发电机开始向电网输出超前的无功功率。
5交流同步机
广东海洋大学学生实验报告书（学生用表）4 同步机实验数据线电压UL= V, 相电压Up= V, n1=1500 rpm同步机u、iG波形（发电机惯例）IG～A∠+ A∠0° A ∠－无功吸收/发出感性无功0无功吸收/发出感性无功4．2同步机并网电动有功调节直流机发电Ia 0A 0.4A同步机有功I～, n电动功率P=3*Up*IM~A∠0° rpmWA∠0° rpmW无功调节 Ia=0.4 A励磁IfIf0-0.3= A If0= A If0+0.5= A同步机u、iM波形（电动机惯例）IM～A∠－A∠0° A ∠+无功吸收/发出感性无功0无功吸收/发出感性无功电机学实验五交流同步电机实验1实验目的掌握交流同步电动机基本性能特点。
2实验电路与原理电路如下图交流绕线机转子接直流励磁模拟同步机。
图中示波器按发电机惯例观察电压电流波形。
直流机用电流环控制，可电动拖动同步机发电，或自身发电作同步机电动时的负载。
注意实验中同步机励磁电流不要过小，否则失步转矩过小，易引起同步机失步停车。
3实验步骤：3.1 实验准备（1）按图连接线路。
注意直流机与同步机均按正转接线。
（2）同步机励磁直流电源限流2A，调好输出电流If= 1.3 A后断开Kf。
Rz 置最大。
（3）Ia给定-Ui*回0。
（4）示波器Y1Y2分别观察同步机相电压电流u、i波形。
幅值置5V、5mV 档，扫描2ms档。
显示为”双踪”且Y2置”正相”,使i=iG为发电电流。
3.2 同步机并网通主电路。
减Rz交流机升速至n≈1200rpm，接通励磁开关Kf，使交流机转为同步机并网运行。
Rz回最大。
调节示波器（电流信号）观察同步机相电压电流u、i波形，注意调两波形的0线重合到水平中线。
测量记录线、相电压UL、Up与转速n。
3.3同步机并网发电3.3.1有功调节（1）升直流机Ia=0.7 A使直流机拖同步机发电。
调同步机励磁If使同步机相电压电流up、iG同相。
同步电机检测实验报告
同步电机检测实验报告同步电机检测实验报告三相同步发电机的1. 掌握三相同步发电机的空载、短路及零功率因素负载特性的实验求取法2. 学会用试验方法求取三相同步发电机对称运行时的稳态参数实验在电力系统监控实验室进行，每套实验装置以直流电动机作为原动机，带动同步电动机转动，配置常规仪表进行实验参数进行测量，本次同步发电机运行试验，仅采用常规控制方式。
同步发电机的参数如下额定功率 2kw额定电压 400v额定电流 3.6A额定功率因素 0.8◆主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。
◆ 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。
◆ 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。
◆ 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。
通过引出线，即可提供交流电源。
◆ 感应电势有效值：每相感应电势的有效值为◆ 感应电势频率：感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和极对数p ，即◆ 交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。
◆同步转速从供电品质考虑，由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值，这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。
我国电网的频率为50Hz ，故有：◆要使得发电机供给电网50Hz 的工频电能，发电机的转速必须为某些固定值，这些固定值称为同步转速。
例如2极电机的同步转速为3000r/min，4极电机的同步转速为1500r/min，依次类推。
只有运行于同步转速，同步电机才能正常运行，这也是同步电机名称的由来。
◆同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。
作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。
水冷式永磁同步电机实训报告
水冷式永磁同步电机实训报告1、实验目的和要求1.掌握永磁同步电机的基本结构和原理。
2.探究永磁同步电机矢量控制算法的实现方法。
3.研究PID控制器在电机控制系统中的整定方法。
4.掌握运用MATLAB/Simulink实现电气控制相关控制系统的虚拟仿真实验。
2、实验内容和原理1.实验内容依照上节设计的控制结构图，在MATLAB/simulink模块中建立仿真模型。
系统参数设置：永磁电机转子磁通为0.22Wb，定子电阻为2.875Ω，d轴和q轴电感均为8.5mH，极对数设为1，额定转速设定为3000r/min，转动惯量为0.05kgm2。
逆变器直流侧电压设定为600V，脉冲产生模块（SVWPM）中开关频率为5kHz，转速调节器比例系数Kp1、积分系数Kt1和电流调节器比例系数Kp2、及积分系数Kt2自行设定2.实验原理（1）永磁同步电机的基本分类与组成永磁同步电机的分类多种多样，按照转子结构的不同可以分为表面式和内置式两种。
表面式指永久磁极镶于转子导磁材料的外表面，这种结构易于获得足够的磁通密度和较高的矫顽力，但是这种结构的电机很难实现恒功率调速（弱磁调速），一般只能用于恒转矩的工业场合；内置式永磁同步电机是指永久磁极嵌于转子导磁材料内部，这种结构能够利用电枢反应实现弱磁调速，在恒功率和恒转矩场合都能应用。
根据电机转子磁钢几何形状的不同，转子磁场在空间的分布也不相同，应用广泛的主要有梯形波和正弦波两种。
所以，当转子旋转时，产生在定子上的反电动势波形也有两种：一种为梯形波；另一种为正弦波。
这样的变化就使得两种电机在模型、原理及控制方法上有所区别，为了区分由它们组成的永磁同步电机调速系统，习惯上把正弦波永磁同步电动机组成的调速系统称为正弦型永磁同步电动机(PMSM)调速系统，而由梯形波(方波)永磁同步电动机组成的调速系统，在原理和控制方法上与直流电动机调速系统类似，故称这种系统为无刷直流电动机(BLDCM)调速系统。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验报告
课程名称： 电机学 指导老师： 成绩：
实验名称： 三相同步发电机的并联运行 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理
六、实验结果与分析（必填）
七、讨论、心得
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和操作方法； 2．掌握三相同步发电机投入电网并联运行时有功和无功功率的调节。
二、实验项目
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的调节。
（1）测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V 形曲线。
（2）测取当输出功率等于0.5倍额定功率时三相同步发电机的V 形曲线。
三、实验步骤及操作步骤
实验接线如图所示。
K
V
K 2
w
w
A A A V
C
B
A
Z Y X
A
r f2
R 1
I f 同步机励磁绕组
励磁
机电枢绕组
A
V
DM R J
r f
F A
L+
L-+
220V
-
起动器
K 1
1
DG
图1 准同步法同步发电机与电网并联实验接线图
专业： 电气工程及其自动化 姓名： 学号：
日期： 地点：
(一) 用准同步法将三相同步发电机投入电网并联运行
三相同步发电机与电网并联运行时必须满足的条件如下：
1）发电机端电压与电网电压大小和相位相同，即E0II=U1
2) 发电机的频率与电网频率相同，即f II=f I
3) 发电机与电网的相序相同。
本实验按灯光旋转法接线，即指示灯按图1接线。
图中电压表与指示灯（两只指示灯串联）应按２倍电网额定电压选择，若电压表分别测量发电机电压和电网电压进行比较时，则电压表的量程只按电网额定电压选择。
起动原动机（并励直流电动机），使同步发电机的转速接近额定值；调节同步发电机的励磁电流，使同步发电机的端电压等于电网电压；按灯光旋转法接线时，若三相相灯依次明灭形成旋转灯光，则表示发电机与电网的相序相同。
如发现三相的相灯同时发亮，同时熄灭，这说明发电机与电网的相序不一致，应将开关K打开，然后将发电机（或电网）任意两相互换，使相序一致；当发电机转速接近同步转速，发电机端电压与电网电压相等或接近，各相灯光依次明灭而旋转的速度达到最慢，待直接相连的一相（即Ａ）相灯光熄灭时，立即合上开关K2，把同步发电机投入电网并联运行。
(二) 三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节
1）测取当输出功率等于零（P2≈0）时三相同步发电机V形曲线
实验接线图同图1。
在同步发电机并入电网后，调节直流电动机的励磁电流，使同步发电机的输出功率P2≈0。
在保持P2=0条件下，增加同步发电机的励磁电流If ，使同步发电机的电枢电流增加到额定值，记录此点的励磁电流、电枢电流和功率因数，然后减少同步发电机的励磁电流If ，使发电机的电枢电流减小到最小值，并记录此点数据，继续减小发电机的励磁电流，则电枢电流又将增大，直至额定值，在这个过励和欠励的范围内测取5-6组数据，并记录。
注意：在实验的过程中，电流应单方向调节。
2）测取当输出功率等于0.5倍额定功率时三相同步发电机的V形曲线
调节直流电动机的励磁电流，使同步发电机的输出功率P2=0.5倍额定功率，在保持P2=0.5 PΝ条件下，增加同步发电机的励磁电流，使同步发电机电枢电流增加至额定值，记录此点的励磁电流、电枢电流和功率因数，然后减小发电机的励磁电流，使发电机的电枢电流减小到最小值，并记录此点数据，继续减小同步发电机的励磁电流，则电枢电流又将增大，直至额定值，但不可欠励过多，以防同步发电机失步，若出现失步，应立即增加发电机励磁电流，以便牵入同步，同时注意电枢电流不应超过额定值，在这个过励和欠励的范围内测取5-6组数据，并记录。
注意：在实验的过程中，电流应单方向调节。
四、实验数据记录与处理
（1）当输出功率P2=0时
n=n N= r/min U = U N =377 V P2≈0
序号三相电流励磁功率
Iu(A) Iv(A) Iw(A) I(A) If(A)
1 5.450 5.47
2 5.22
3 5.382 5.6
2 4.319 4.217 4.041 4.192 4.9
3 3.571 3.491 3.345 3.469 4.5
4 2.132 2.101 1.914 2.049 3.6
5 0.307 0.324 0.217 0.283 2.5
6 0.21
7 0.241 0.285 0.24
8 2.3
7 0.683 0.678 0.731 0.697 2.0
8 2.574 2.524 2.663 2.587 1.0
9 3.655 3.604 3.764 3.674 0.4
表中，I=（I A+I B+I C）/3。
V形曲线：
（1）当输出功率P2=0.5PN=500W时
n=n N= r/min U = U N =377 V P2≈0
序号三相电流励磁功率功率因数Iu(A) Iv(A) Iw(A) I(A) If(A) cos
1 2.349 2.100 2.256 2.235 2.9 0.99
2 5.432 5.372 5.227 5.344 5.7 L0.42
3 4.367 4.308 4.227 4.301 4.9 L0.53
4 3.382 3.281 3.227 3.297 4.2 L0.67
5 2.378 2.181 2.204 2.254 3.0 0.99
6 2.600 2.402 2.539 2.514 2.2 C0.88
7 4.258 4.105 4.225 4.196 1.3 C0.52 表中，I=（I A+I B+I C）/3。