交流同步电机特性

Electrical Engineering

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Overview

资料来源: Bazzi, 康涅狄格州大学电气工程系, 斯托斯, CT。

三相绕线转子同步电动机是不受欢迎的永磁转子同步电动机由于转子领域所需的刷子。在现有的发电厂中, 同步发电机的频率和电压调节都很好, 因此它们更加普遍和有效。由于转子转速与定子的磁场速度完全相同, 同步电机具有近0% 速度调节的优点, 使转子转速恒定, 无论电机轴的载荷有多大。因此, 它们非常适合于固定速度的应用。

本实验的目的是了解启动三相同步电动机的概念, 对负载影响电机功率因数的各种载荷的 V 曲线, 以及负载对端电压与后势夹角的影响

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 电气工程. 交流同步电机特性. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Principles

同步电机依靠旋转磁场概念引入感应电机。三相电流, 流动在机器的定子, 产生一个旋转磁场的恒定大小在一个理想的频率。同步和异步机之间的区别在于后者在转子一侧短路了绕组或 "松鼠笼", 而同步电机则在转子一侧有固定的磁场。这个磁场由励磁器或永久磁铁提供。永磁同步电机由于其高效率和紧凑的尺寸而变得越来越普遍, 但它们通常使用稀土材料。因为转子磁场是独立于定子的, 所以使用这个术语, 它锁定旋转磁场, 使转子以相同的转速 (或同步速度) 旋转, 作为定子的旋转磁场。

启动一个三相绕线转子同步电机, 现场绕组短路的地方, 该机器作为一个感应电机。一旦机器速度接近同步速度, 短路就会被移除, 直流电压就会在整个场绕组中应用。这就锁定了转子和定子磁场, 从而实现了转子和定子的同步。在这个实验室中, 同步电动机是由在 "感应启动" 位置上的接口板上的顶部开关启动的, 一旦速度达到稳定状态, 开关就会翻转到 "同步运行" 位置。

Procedure

1. 直流测试

  1. 打开低功耗直流电源, 在其终端上短路。
    1. 将低功耗直流电源的电流限制为 1.8 A。
    2. 关闭电源并断开短路。
  2. 在同步电动机的端口1和4之间连接电源端子。
    1. 打开电源, 测量直流电压和电流。根据需要更改电压以达到 1.8 a 的电流。
    2. 关闭电源, 然后对端口2和5以及端口3和6重复前面的两个步骤。
  3. 断开低功耗直流电源。

2. 同步机启动

  1. 确保三相断开开关、同步电机开关和直流电机开关全部关闭。
    1. 检查调压器是否在0%。
    2. 将调压器线连接至三相插座, 并将安装在图1中的设置接通。
    3. 请记住设置1到1000的数字功率计电流探头的比例。
  2. 检查 "启动/运行" 开关是否处于 "开始" 位置。
  3. 打开三相断开开关。
  4. 快速增加调压器输出直到数字功率计读数约 115 v
  5. 测量电枢电流IAC1, 电枢电压VAC1, 真正的电源和功率因数。
  6. 请记住, 相位 "a" 上的相位 (中性点) 电压和相位电流是被测量的, 因此电能表上的功率因数测量正确地反映了每相功率因数。
  7. 测量机器的扭矩和转速。
  8. 打开 125 V 直流电源。确保从供应终端的所有连接都是明确的。
    1. 按下电源 "启动" 按钮, 并将电源输出设置为 125 v。
  9. 翻转 "开始/运行" 切换到 "运行" 位置。注意机器声音的变化。随着转子磁场对定子旋转磁场的锁定, 机器的声音变得更加平滑。
    1. 记录电枢电流IAC1、电枢电压VAC1、真实电源、功率因数、以及来自直流电源显示的现场电压和电流。
    2. 测量并记录机器的扭矩和转速。
  10. 关闭直流电源, 将 "启动/运行" 切换到 "开始" 位置, 并将调压器设置回0%。
  11. 关闭三相断开开关。剩下的电路保持完好

Figure 1
图 1: 启动同步电动机的安装示意图.请单击此处查看此图的较大版本.

3. 负载对扭矩角的影响

  1. 确保三相断开开关、同步电机开关 "s1" 和直流电机开关 "s2" 全部关闭。
    1. 请注意, 虽然 "S1" 位于同步电机一侧, 但它用于连接/断开 "RL" 负载, 使其跨越直流机终端。
    2. 检查调压器是否在0%。
  2. 连接图2所示的设置, 并将 "RL" 设置为200Ω。
  3. 检查 "启动/运行" 开关是否处于 "开始" 位置。
  4. 打开三相断开开关。
  5. 快速增加调压器输出直到数字功率计读数约 115 v
  6. 打开 125 V 直流电源。确保从供应终端的所有连接都是明确的。
  7. 按电源启动按钮并将电源输出设置为 125 v。
  8. 翻转 "开始/运行" 切换到 "运行" 位置。
  9. 记录电枢电流IAC1、电枢电压VAC1、真实电源、功率因数、以及来自直流电源显示的现场电压和电流。
  10. 测量并记录机器的扭矩和转速。
  11. 使闪光灯靠近轴, 并测量初始角度δo
    1. 要设置闪光灯, 请将其插入常规电源插座并将其打开。
    2. 用粗旋钮, 调整闪光灯上的速度读数, 以接近 1800 RPM, 这是1四极60赫兹机的同步速度。同步速度以每分钟 (RPM) 的圆为单位计算, 为n= 120 xf/p , 其中f是频率, p是极点的数目。
    3. 将闪光灯置于马达轴的边缘, 调整微调旋钮直至轴出现静止。人的眼睛被欺骗看见轴作为静止的由有频闪光频率 (或速度读) 匹配轴速度。
  12. 打开 "S1", 并重复步骤3.9 到 3.11, 但测量新角度为δ1
  13. 打开 "S2", 并重复步骤3.9 到 3.11, 但测量新角度为δ2
  14. 关闭 "S2", 并将 "RL" 更改为100Ω。
  15. 打开 "S2", 并重复步骤3.9 到 3.11, 但测量新角度为δ3
  16. 关闭直流电源, 将 "启动/运行" 开关翻转到 "开始" 位置, 关闭 "S1" 和 "S2", 然后将调压器设置回0%。
  17. 关闭三相断开开关。剩下的电路保持完好

Figure 2
图 2: 设置的示意图, 用于研究负载对扭矩角的影响.请单击此处查看此图的较大版本.

4. 电场电流对功率因数的影响

本节研究 V 型曲线的一侧。

  1. 确保三相断开开关、同步电机开关 s1和直流电机开关的2全部关闭。
  2. 检查调压器是否在0%。
  3. 连接图3所示的设置, 它仅与图2不同, 它通过添加系列场电阻 "rF, 并将" rL"设置为200Ω。
  4. 将 "RF" 设置为10Ω位置。"RF" 不需要对此实验进行测量, 因为目标是仅更改字段电流。
  5. 检查 "启动/运行" 开关是否处于 "开始" 位置。
  6. 打开三相断开开关。
  7. 快速增加调压器输出直到数字功率计读数为 115 v
  8. 打开 125 V 直流电源。确保从供应终端的所有连接都是明确的。
  9. 按电源启动按钮并将电源输出设置为 125 v。
  10. 翻转 "开始/运行" 切换到 "运行" 位置。
  11. 对于 "RF" = 10、6、3和 1, 记录电枢电流IAC1、电枢电压VAC1 、实际电源、功率因数、场电压和电流从直流电源显示。
  12. 测量并记录机器的扭矩和转速。
  13. 将 "RF" 重置为10Ω。
  14. 打开 "S1, 然后重复步骤4.11 到4.13。
  15. 打开 "S2, 然后重复步骤4.11 到4.13。
  16. 关闭 "S2", 并将 "RL" 更改为100Ω。
  17. 打开 "S2, 然后重复步骤4.11 到4.13。
  18. 关闭直流电源, 将 "启动/运行" 切换到 "开始" 位置, 并将调压器设置回0%。
  19. 关闭三相断开开关并断开安装。

Figure 3
图 3: 设置的示意图, 用于研究更改字段电流的效果.请单击此处查看此图的较大版本.

同步电动机是理想的应用要求恒定的转子转速独立于不同的轴负荷, 几乎无处不在的发电厂调节频率和电压。同步电机由称为转子的内旋芯和称为定子的外固定环组成。转子磁场是固定的, 是使用永磁或直流电源产生的。在三相同步电动机中, 电流流向机器的定子, 每个相连接到它自己单独的定子线圈组。这产生一个独立的旋转磁场, 对应于电源线电流的振荡。定子和转子磁场耦合或锁定, 导致转子的转速与定子磁场的旋转速度完全相同。该视频的总体目标是引入三相同步机, 演示启动和锁定转子和定子磁场的协议, 并说明了在扭矩角上找到电机负载影响的协议。

为了克服定子和转子磁场对齐前的初始惯性, 三相同步电机最初是作为异步电动机运行的。在这个过程中, 定子的旋转磁场在鼠笼转子中感应电流, 随后在转子周围产生磁场并诱导旋转。一旦机器的速度接近同步速度, 直流电压将被应用到整个场绕组。从这一点上, 电磁励磁控制转子磁场。随着转子磁场的固定, 转子和定子磁场变得锁定, 实现转子-定子的同步。因此, 同步电机的转速由定子磁场转速控制, 且与负载无关。当转子负载不影响转子的速度在一个同步电机, 它确实导致转子拉下降轻微背后的定子拉。当马达继续以同步速度运行时, 角位移被称为扭矩角, 它在较低的载荷下较小, 在较高的载荷下更大。随着机械荷载的增加, 扭矩角增大, 直到角高, 转子被拉出的同步。因此, 这种高的机械负荷高于电机所能承受的极限, 被称为击穿扭矩。现在已经介绍了同步电动机, 我们将演示启动、同步和特性化的过程。

在启动同步电动机之前, 测试用于锁定转子和定子磁场的直流电源。一、短路低功率直流电源并开机。将电源上的电流减少到一点八安培, 然后关闭电源并断开短路。直流试验测量定子绕组电阻。首先, 将直流电源终端连接到同步电机的第一和四端口, 并打开电源。然后, 在这些端口上记录直流电压和电流。根据需要更改电压, 以达到电流限制的1点八安培。记录电压, 然后关闭电源。重复端口2和五的电压和电流测量, 然后对端口三和六进行描述。最后, 断开直流电源以完成 dc 测试。

在该协议的下一步中, 同步电机启动在异步电动机的模式, 然后转子和定子磁场被锁定。首先, 检查三相断开开关、同步电机开关和直流电机开关是否全部关闭。然后, 检查调压器设置为零百分比输出电压。设备关闭后, 将调压器连接至三相插座, 并将安装程序按所示进行连线。然后, 将一小片胶带连接到交流同步电机转子轴上。最后, 设置五到 100 A 级的数字功率计电流探头。现在, 启动电机的电源设备上。首先, 检查 "开始运行" 开关是否在 "开始" 位置。第二, 打开三相断开开关。第三, 快速增加调压器输出, 直到数字功率计读数约115伏。这些测量对应于相 A, 线到中性相电压和电流, 使功率因数测量正确地反映了每个相位功率因数。然后, 在感应模式下测量电机转矩。最后, 利用频闪光技术测量电机转速。有关此技术的更多信息, 请参阅科学教育视频 "DC 马达"。随着机器的启动和初始参数的测量, 它已经准备好同步。首先, 打开125伏直流电源。然后, 翻转 "开始运行" 切换到 "运行" 位置。注意机器声音的变化。作为转子磁场锁定到定子旋转磁场, 机器的声音变得更顺畅。与转子和定子磁场锁定, 或同步, 测量电枢电流和电压, 功率, 功率因数。然后, 从直流电源显示器上测量现场电压和电流。其次, 测量机械特性、扭矩和速度。最后, 关闭从直流电源开始的设备。然后, 将 "开始运行" 切换到 "开始" 位置, 并将调压器返回到零百分比输出。最后, 关闭三相断开开关。

当直流电机机械耦合到同步电机提供机械负载时, 同步电动机的转矩角可以通过直流电机中的并联励磁场电流来修正。该协议检查电机场负荷和扭矩角之间的关系。随着设备的关闭, 连接设置如图所示, 并设置分流负载电阻到两公斤欧姆。现在, 按前面描述的那样对设备通电。记录电气和机械参数。其次, 记录扭矩角与分流场加载。为此, 请使用频闪来直观地冻结同步电机的轴。调整的频闪频率使用 ' 课程 ', 以近似匹配 1800 RPM, 同步速度四拉60赫兹机。然后, 瞄准电机轴的边缘的闪光灯, 并调整 "罚款", 直到轴出现平稳最初, 测量的扭矩角与 RL 设置为200欧姆, 并开关 S1 和 S2 关闭。然后, 重复的角度测量与分流场加载如下。翻转 S1 和测量角度三角洲一, 然后打开 S2 和测量角度三角洲二。最后, 关闭 S2, 将 RL 更改为300欧姆, 然后重新打开 S2。最后, 如前所述关闭设备。

直流相位电阻估计为直流电压与直流电流的比值, 当应用在相位端子和中性点之间时。相位电阻会造成机器的损耗, 并导致整个电枢的电压下降。将直流电压施加到现场绕组, 测量场电流, 以类似的方式测量电场电阻。场电阻控制现场电流。场电压可随固定场电阻变化而改变场电流。最后, 通过改变直流电机的分流场电流, 增加了机械负载, 使扭矩角变大。机器的实际功率, 然后与扭矩角, 如图所示。这告诉我们, 当扭矩角为零时, 输出功率最高。

同步机是常见的应用需要恒定的速度在电机的轴与非常严格的速度条例。三相绕线式转子同步发电机是全球电力的主要来源。为了使发电机与电网连接, 发电机输出电压中的三因素必须与电网、震级、频率和相位序列相匹配。在大型发电厂中, 通常采用自动同步器, 在科学教育视频 "交流同步机同步" 的情况下, 给出了一种简单的方法。同步电动机通常用于简单的设备, 如球磨机。球磨机是一种通过旋转含有小金属球的圆柱体来混合和研磨材料的装置。球的冲击研磨的材料放在气缸内。这些磨床经常用于混合材料, 如油漆, 或粉碎材料, 如植物的谷物。

你刚才看了朱庇特介绍交流同步电机特性。您现在应该了解交流同步机是如何工作的, 如何启动和同步机器, 以及识别电机负载对扭矩角的影响。谢谢收看

Results

直流相位电阻可由直流试验估计为直流电压与直流电流的比值, 当应用在相位端子和中性点之间时。通过将直流电压施加到现场绕组和测量场电流, 可以以类似的方式测量电场电阻。同步电抗 (Xs), 回势的机器 (e一个), 及其相关的常数kφ 可以从真正的电源 (p3φ) 中找到机器的测量: p3φ = 3VφEAcos (δ)/Xs (忽略定子电阻Rs) 和每相等效电路的基本功率流方程 (图 4)。

V-曲线决定了机器的功率因数, 由源 (网格) 看到。V 曲线表明, 该机器可以在一定条件下提供无功功率 (主导功率因数), 因此, 像一个电容器, 可以提高电网电压稳定。在这种情况下操作时, 机器被称为 "同步冷凝器"。

Figure 4
图 4: 用于代表结果的每相等效电路的示意图.

Applications and Summary

同步机是常见的应用需要恒定的速度在电机的轴与非常严格的速度条例。这种应用包括电时钟和硬盘驱动器, 但扩展到同步冷凝器, 这是在主导功率因数区运行的同步电动机, 为负载提供无功功率。功率因数校正是用于同步冷凝器应用的另一个术语。请注意, 最常见的同步电动机是永磁电机, 而最常见的同步发电机则是绕线式转子同步发电机。

1. 直流测试

  1. 打开低功耗直流电源, 在其终端上短路。
    1. 将低功耗直流电源的电流限制为 1.8 A。
    2. 关闭电源并断开短路。
  2. 在同步电动机的端口1和4之间连接电源端子。
    1. 打开电源, 测量直流电压和电流。根据需要更改电压以达到 1.8 a 的电流。
    2. 关闭电源, 然后对端口2和5以及端口3和6重复前面的两个步骤。
  3. 断开低功耗直流电源。

2. 同步机启动

  1. 确保三相断开开关、同步电机开关和直流电机开关全部关闭。
    1. 检查调压器是否在0%。
    2. 将调压器线连接至三相插座, 并将安装在图1中的设置接通。
    3. 请记住设置1到1000的数字功率计电流探头的比例。
  2. 检查 "启动/运行" 开关是否处于 "开始" 位置。
  3. 打开三相断开开关。
  4. 快速增加调压器输出直到数字功率计读数约 115 v
  5. 测量电枢电流IAC1, 电枢电压VAC1, 真正的电源和功率因数。
  6. 请记住, 相位 "a" 上的相位 (中性点) 电压和相位电流是被测量的, 因此电能表上的功率因数测量正确地反映了每相功率因数。
  7. 测量机器的扭矩和转速。
  8. 打开 125 V 直流电源。确保从供应终端的所有连接都是明确的。
    1. 按下电源 "启动" 按钮, 并将电源输出设置为 125 v。
  9. 翻转 "开始/运行" 切换到 "运行" 位置。注意机器声音的变化。随着转子磁场对定子旋转磁场的锁定, 机器的声音变得更加平滑。
    1. 记录电枢电流IAC1、电枢电压VAC1、真实电源、功率因数、以及来自直流电源显示的现场电压和电流。
    2. 测量并记录机器的扭矩和转速。
  10. 关闭直流电源, 将 "启动/运行" 切换到 "开始" 位置, 并将调压器设置回0%。
  11. 关闭三相断开开关。剩下的电路保持完好

Figure 1
图 1: 启动同步电动机的安装示意图.请单击此处查看此图的较大版本.

3. 负载对扭矩角的影响

  1. 确保三相断开开关、同步电机开关 "s1" 和直流电机开关 "s2" 全部关闭。
    1. 请注意, 虽然 "S1" 位于同步电机一侧, 但它用于连接/断开 "RL" 负载, 使其跨越直流机终端。
    2. 检查调压器是否在0%。
  2. 连接图2所示的设置, 并将 "RL" 设置为200Ω。
  3. 检查 "启动/运行" 开关是否处于 "开始" 位置。
  4. 打开三相断开开关。
  5. 快速增加调压器输出直到数字功率计读数约 115 v
  6. 打开 125 V 直流电源。确保从供应终端的所有连接都是明确的。
  7. 按电源启动按钮并将电源输出设置为 125 v。
  8. 翻转 "开始/运行" 切换到 "运行" 位置。
  9. 记录电枢电流IAC1、电枢电压VAC1、真实电源、功率因数、以及来自直流电源显示的现场电压和电流。
  10. 测量并记录机器的扭矩和转速。
  11. 使闪光灯靠近轴, 并测量初始角度δo
    1. 要设置闪光灯, 请将其插入常规电源插座并将其打开。
    2. 用粗旋钮, 调整闪光灯上的速度读数, 以接近 1800 RPM, 这是1四极60赫兹机的同步速度。同步速度以每分钟 (RPM) 的圆为单位计算, 为n= 120 xf/p , 其中f是频率, p是极点的数目。
    3. 将闪光灯置于马达轴的边缘, 调整微调旋钮直至轴出现静止。人的眼睛被欺骗看见轴作为静止的由有频闪光频率 (或速度读) 匹配轴速度。
  12. 打开 "S1", 并重复步骤3.9 到 3.11, 但测量新角度为δ1
  13. 打开 "S2", 并重复步骤3.9 到 3.11, 但测量新角度为δ2
  14. 关闭 "S2", 并将 "RL" 更改为100Ω。
  15. 打开 "S2", 并重复步骤3.9 到 3.11, 但测量新角度为δ3
  16. 关闭直流电源, 将 "启动/运行" 开关翻转到 "开始" 位置, 关闭 "S1" 和 "S2", 然后将调压器设置回0%。
  17. 关闭三相断开开关。剩下的电路保持完好

Figure 2
图 2: 设置的示意图, 用于研究负载对扭矩角的影响.请单击此处查看此图的较大版本.

4. 电场电流对功率因数的影响

本节研究 V 型曲线的一侧。

  1. 确保三相断开开关、同步电机开关 s1和直流电机开关的2全部关闭。
  2. 检查调压器是否在0%。
  3. 连接图3所示的设置, 它仅与图2不同, 它通过添加系列场电阻 "rF, 并将" rL"设置为200Ω。
  4. 将 "RF" 设置为10Ω位置。"RF" 不需要对此实验进行测量, 因为目标是仅更改字段电流。
  5. 检查 "启动/运行" 开关是否处于 "开始" 位置。
  6. 打开三相断开开关。
  7. 快速增加调压器输出直到数字功率计读数为 115 v
  8. 打开 125 V 直流电源。确保从供应终端的所有连接都是明确的。
  9. 按电源启动按钮并将电源输出设置为 125 v。
  10. 翻转 "开始/运行" 切换到 "运行" 位置。
  11. 对于 "RF" = 10、6、3和 1, 记录电枢电流IAC1、电枢电压VAC1 、实际电源、功率因数、场电压和电流从直流电源显示。
  12. 测量并记录机器的扭矩和转速。
  13. 将 "RF" 重置为10Ω。
  14. 打开 "S1, 然后重复步骤4.11 到4.13。
  15. 打开 "S2, 然后重复步骤4.11 到4.13。
  16. 关闭 "S2", 并将 "RL" 更改为100Ω。
  17. 打开 "S2, 然后重复步骤4.11 到4.13。
  18. 关闭直流电源, 将 "启动/运行" 切换到 "开始" 位置, 并将调压器设置回0%。
  19. 关闭三相断开开关并断开安装。

Figure 3
图 3: 设置的示意图, 用于研究更改字段电流的效果.请单击此处查看此图的较大版本.

同步电动机是理想的应用要求恒定的转子转速独立于不同的轴负荷, 几乎无处不在的发电厂调节频率和电压。同步电机由称为转子的内旋芯和称为定子的外固定环组成。转子磁场是固定的, 是使用永磁或直流电源产生的。在三相同步电动机中, 电流流向机器的定子, 每个相连接到它自己单独的定子线圈组。这产生一个独立的旋转磁场, 对应于电源线电流的振荡。定子和转子磁场耦合或锁定, 导致转子的转速与定子磁场的旋转速度完全相同。该视频的总体目标是引入三相同步机, 演示启动和锁定转子和定子磁场的协议, 并说明了在扭矩角上找到电机负载影响的协议。

为了克服定子和转子磁场对齐前的初始惯性, 三相同步电机最初是作为异步电动机运行的。在这个过程中, 定子的旋转磁场在鼠笼转子中感应电流, 随后在转子周围产生磁场并诱导旋转。一旦机器的速度接近同步速度, 直流电压将被应用到整个场绕组。从这一点上, 电磁励磁控制转子磁场。随着转子磁场的固定, 转子和定子磁场变得锁定, 实现转子-定子的同步。因此, 同步电机的转速由定子磁场转速控制, 且与负载无关。当转子负载不影响转子的速度在一个同步电机, 它确实导致转子拉下降轻微背后的定子拉。当马达继续以同步速度运行时, 角位移被称为扭矩角, 它在较低的载荷下较小, 在较高的载荷下更大。随着机械荷载的增加, 扭矩角增大, 直到角高, 转子被拉出的同步。因此, 这种高的机械负荷高于电机所能承受的极限, 被称为击穿扭矩。现在已经介绍了同步电动机, 我们将演示启动、同步和特性化的过程。

在启动同步电动机之前, 测试用于锁定转子和定子磁场的直流电源。一、短路低功率直流电源并开机。将电源上的电流减少到一点八安培, 然后关闭电源并断开短路。直流试验测量定子绕组电阻。首先, 将直流电源终端连接到同步电机的第一和四端口, 并打开电源。然后, 在这些端口上记录直流电压和电流。根据需要更改电压, 以达到电流限制的1点八安培。记录电压, 然后关闭电源。重复端口2和五的电压和电流测量, 然后对端口三和六进行描述。最后, 断开直流电源以完成 dc 测试。

在该协议的下一步中, 同步电机启动在异步电动机的模式, 然后转子和定子磁场被锁定。首先, 检查三相断开开关、同步电机开关和直流电机开关是否全部关闭。然后, 检查调压器设置为零百分比输出电压。设备关闭后, 将调压器连接至三相插座, 并将安装程序按所示进行连线。然后, 将一小片胶带连接到交流同步电机转子轴上。最后, 设置五到 100 A 级的数字功率计电流探头。现在, 启动电机的电源设备上。首先, 检查 "开始运行" 开关是否在 "开始" 位置。第二, 打开三相断开开关。第三, 快速增加调压器输出, 直到数字功率计读数约115伏。这些测量对应于相 A, 线到中性相电压和电流, 使功率因数测量正确地反映了每个相位功率因数。然后, 在感应模式下测量电机转矩。最后, 利用频闪光技术测量电机转速。有关此技术的更多信息, 请参阅科学教育视频 "DC 马达"。随着机器的启动和初始参数的测量, 它已经准备好同步。首先, 打开125伏直流电源。然后, 翻转 "开始运行" 切换到 "运行" 位置。注意机器声音的变化。作为转子磁场锁定到定子旋转磁场, 机器的声音变得更顺畅。与转子和定子磁场锁定, 或同步, 测量电枢电流和电压, 功率, 功率因数。然后, 从直流电源显示器上测量现场电压和电流。其次, 测量机械特性、扭矩和速度。最后, 关闭从直流电源开始的设备。然后, 将 "开始运行" 切换到 "开始" 位置, 并将调压器返回到零百分比输出。最后, 关闭三相断开开关。

当直流电机机械耦合到同步电机提供机械负载时, 同步电动机的转矩角可以通过直流电机中的并联励磁场电流来修正。该协议检查电机场负荷和扭矩角之间的关系。随着设备的关闭, 连接设置如图所示, 并设置分流负载电阻到两公斤欧姆。现在, 按前面描述的那样对设备通电。记录电气和机械参数。其次, 记录扭矩角与分流场加载。为此, 请使用频闪来直观地冻结同步电机的轴。调整的频闪频率使用 ' 课程 ', 以近似匹配 1800 RPM, 同步速度四拉60赫兹机。然后, 瞄准电机轴的边缘的闪光灯, 并调整 "罚款", 直到轴出现平稳最初, 测量的扭矩角与 RL 设置为200欧姆, 并开关 S1 和 S2 关闭。然后, 重复的角度测量与分流场加载如下。翻转 S1 和测量角度三角洲一, 然后打开 S2 和测量角度三角洲二。最后, 关闭 S2, 将 RL 更改为300欧姆, 然后重新打开 S2。最后, 如前所述关闭设备。

直流相位电阻估计为直流电压与直流电流的比值, 当应用在相位端子和中性点之间时。相位电阻会造成机器的损耗, 并导致整个电枢的电压下降。将直流电压施加到现场绕组, 测量场电流, 以类似的方式测量电场电阻。场电阻控制现场电流。场电压可随固定场电阻变化而改变场电流。最后, 通过改变直流电机的分流场电流, 增加了机械负载, 使扭矩角变大。机器的实际功率, 然后与扭矩角, 如图所示。这告诉我们, 当扭矩角为零时, 输出功率最高。

同步机是常见的应用需要恒定的速度在电机的轴与非常严格的速度条例。三相绕线式转子同步发电机是全球电力的主要来源。为了使发电机与电网连接, 发电机输出电压中的三因素必须与电网、震级、频率和相位序列相匹配。在大型发电厂中, 通常采用自动同步器, 在科学教育视频 "交流同步机同步" 的情况下, 给出了一种简单的方法。同步电动机通常用于简单的设备, 如球磨机。球磨机是一种通过旋转含有小金属球的圆柱体来混合和研磨材料的装置。球的冲击研磨的材料放在气缸内。这些磨床经常用于混合材料, 如油漆, 或粉碎材料, 如植物的谷物。

你刚才看了朱庇特介绍交流同步电机特性。您现在应该了解交流同步机是如何工作的, 如何启动和同步机器, 以及识别电机负载对扭矩角的影响。谢谢收看

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