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枢电源电压调为220V，调节电动机磁场调节电阻Rf1，使发电机转速达额定值，并在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变。

图3-1直流他励发电机接线图

4）调节发电机励磁分压电阻Rf2，使发电机空载电压达U0＝1.2UN为止。

5）在保持n=nN＝1600r/min条件下，从U0＝1.2UN 开始，单方向调节分压器电阻Rf2

使发电机励磁电流逐次减小，每次测取发电机的空载电压U0和励磁电流If，直至If＝0（此时测得的电压即为电机的剩磁电压）。

6）测取数据时U0＝UN和If＝0两点必测，并在U0＝UN 附近测点应较密。 7）共测取7～8组数据，记录于表3-1中。

表3-1 n=nN＝1600r/min IL=0

U0（V） If（mA） （2）测外特性

1）把发电机负载电阻R2调到最大值，合上负载开关S。

2）同时调节电动机的磁场调节电阻Rf1，发电机的分压电阻Rf2 和负载电阻R2使发电机的IL＝IN，U＝UN，n=nN，该点为发电机的额定运行点，其励磁电流称为额定励磁电流IfN，记录该组数据。

3）在保持n=nN和If＝IfN 不变的条件下，逐次增加负载电阻R2，即减小发电机负载电流IL，从额定负载到空载运行点范围内，每次测取发电机的电压U和电流IL，直到空载（断开开关S，此时IL=0），共取6-7组数据，记录于表3-2中。

表3-2 n＝nN＝ r/min If＝IfN＝ mA

U（V） IL（A） 3、观察并励发电机自励过程

1）在断电的条件下将发电机G的励磁方式从他励改为并励，接线如图3-2所示。Rf2

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选用D42的900Ω电阻两只相串联并调至最大阻值，打开开关S。

2）起动电动机，调节电动机的转速，使发电机的转速n=nN，用直流电压表量发电机是否有剩磁电压，若无剩磁电压，可将并励绕组改接成他励方式进行充磁。

3）合上开关S逐渐减小Rf2，观察发电机电枢两端的电压，若电压逐渐上升，说明满足自励条件。如果不能自励建压，将励磁回路的两个端头对调联接即可。

4）对应着一定的励磁电阻，逐步降低发电机转速，使发电机电压随之下降，直至电压不能建立，此时的转速即为临界转速。

图3-2直流并励发电机接线图

五、注意事项

1、直流电动机MG起动时，要注意须将R1调到最大，Rf1调到最小，先接通励磁电源，观察到励磁电流If1为最大后，接通电枢电源，MG起动运转。起动完毕，应将R1调到最小。

2、做外特性时，当电流超过0.4A时，R2中串联的电阻调至零并用导线短接，以免电流过大引起变阻器损坏。

六、实验报告

1、根据空载实验数据，作出空载特性曲线，由空载特性曲线计算出被试电机的饱和系数和剩磁电压的百分数。

2、绘出他励发电机的外特性曲线。算出电压变化率：?U%?U0?UN100%。 UN七、思考题

1、并励发电机不能建立电压有哪些原因？

2、在发电机一电动机组成的机组中，当发电机负载增加时，为什么机组的转速会变低？为了保持发电机的转速n=nN，应如何调节？

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实验四 三相同步发电机的运行特性

一、实验目的

用实验方法测量同步发电机在对称负载下的运行特性。

二、预习要点

1、同步发电机在对称负载下有哪些基本特性？ 2、这些基本特性各在什么情况下测得？

3、怎样用实验数据计算对称运行时的稳态参数？

三、实验项目

1、空载实验：在n=nN、I=0的条件下，测取空载特性曲线U0=f(If)。

2、三相短路实验：在n=nN、U=0的条件下，测取三相短路特性曲线IK=f(If)。 3、外特性：在n=nN、If=常数、cosφ=1的条件下，测取外特性曲线U=f(I)。

四、实验方法

1、实验设备

导轨、测速发电机及转速表（DD03）、校正直流测功机（DJ23）、三相同步电机（DJ18）、交流电流表（D32）、交流电压表（D33）、单三相智能功率、功率因数表（D34-3）、直流电压、毫安、安培表（D31）、三相可调电阻器（D41）、三相可调电阻器（D42）、可调电阻器、电容器（D44）、旋转灯、并网开关、同步机励磁电源（D52） 2、空载实验

1) 按图4-1接线，校正直流测功机ＭＧ按他励方式联接，用作电动机拖动三相同步发电机ＧＳ旋转，ＧＳ的定子绕组为Y形接法(UN=220V)。Rf2用D41组件上的90Ω与90Ω串联加上90Ω与90Ω并联共225Ω阻值，Rst用D44 上的180Ω电阻值，Rf1用D44上的1800Ω电阻值。开关S1，S2选用D51挂箱。

2) 调节D52上的24V励磁电源串接的Rf2至最大位置。调节MG的电枢串联电阻Rst至最大值，MG的励磁调节电阻Rf1至最小值。开关S1、S2均断开。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转退到零位，检查控制屏上的电源总开关、电枢电源开关及励磁电源开关都须在“关”断的位置，作好实验开机准备。

3) 接通控制屏上的电源总开关，按下“开”按钮，接通励磁电源开关，看到电流表A2有励磁电流指示后，再接通控制屏上的电枢电源开关，起动MG。MG起动运行正常后， 把Rst调至最小，调节Rf1使MG转速达到同步发电机的额定转速1500 r/min并保持恒定。

4) 接通GS励磁电源，调节GS励磁电流(必须单方向调节)，使If单方向递增至GS输出电压U0≈1.3UN为止。

5) 单方向减小GS励磁电流，使If单方向减至零值为止，读取励磁电流If和相应的空载电压U0。

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图4-1 三相同步发电机实验接线图

6) 共取数据7～9组并记录于表4-1中

表4-1 n=nN=1500r/min I=0

序 号 U0（V） If（A） 在用实验方法测定同步发电机的空载特性时，由于转子磁路中剩磁情况的不同，当单方向改变励磁电流If从零到某一最大值，再反过来由此最大值减小到零时将得到上升和下降的二条不同曲线，如图4-2。

图4-2上升和下降二条空载特性 图4-3校正过的下降空载特性

二条曲线的出现，反映铁磁材料中的磁滞现象。测定参数时使用下降曲线，其最高点取U0≈1.3UN，如剩磁电压较高，可延伸曲线的直线部分使与横轴相交，则交点的横座标绝对值Δif0应作为校正量，在所有试验测得的励磁电流数据上加上此值，即得通过原点之校正曲线，如图4-3所示。

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