发电机励磁系统实验指导书.doc

发 电 机 励 磁 系 统 实 验 指 导 书 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 实验一 发电机励磁系统仿真实验 3 实验二 励磁系统负载及灭磁实验 8 附录 14 实验一 发电机励磁系统仿真实验 实验目的： 1、熟悉PSIM软件； 2、熟悉三相全控整流桥正常运行的工作波形，观察触发脉冲及其相位移动； 3、观察逆变灭磁时励磁电流和励磁电压的变化； 4、观察正常运行转缺相，正常运行转晶闸管短路、断路时的波形变化。 实验要求： 观测主要电路工作波形，做好仿真实验记录，根据思考题和实验记录，完成实验报告。 实验平台： PSIM励磁仿真实验平台 实验步骤： 同步发电机励磁系统实验仿真图见后： （1）在正常运行的情况下，改变触发角大小，观察电压电流波形； （2）给定逆变触发角，观察逆变灭磁波形；? （3）在正常运行转缺相模块，通过改变控制模块，运行仿真并记录缺相波形； （4）通过控制晶闸管的短路、断路模块，运行仿真并记录晶闸管短路、断路波形。 讨论题： 1、强励是如何改善系统稳定性的？ 2、逆变灭磁与跳灭励磁开关灭磁主要有什么区别? 附录： PSIM软件简介 1、简介 PSIM是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用包软件。PSIM全称Power Simulation。PSIM是由SIMCAD 和SIMVIEM两个软件来组成的。PSIM具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能，为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等有效提供强有力的仿真环境。它将半导体功率器件等效为理想开关，能够进行快速的仿真，对于初学者来说更容易掌握。是专门针对电力电子及电机拖动开发的专用仿真软件，在发达国家得到了广泛应用。 2、元件库介绍 如图1所示：在PSIM软件界面中Elements菜单，其中包含： 主回路元件库：包括R、L、C元件单个半导体开关与二极管、电力半导体模块、耦合电感与变压器、电动机模块(如直流电机、交流感应电机、直流无刷电机、开关磁阻电机和各种电机的机械负荷等； 控制回路单元库：包括各种传递函数、线性运算单元、非线性运算单元、逻辑电路单元、各种离散数字信号处理功能单元等； 各种开关控制驱动器、晶闸管相控触发单元、电流、电压传感器、各类电工仪表； 交、直流和特殊函数发生电流、电压源，各类受控电流、电压源。 图1.PSIM操作界面 　3、使用说明　　a.用PSIM搭建电路图； 　　b.使用Simulation实现多功能控制电路仿真； c.使用Simview分析保存仿真波形。 仿真图及结果图示例 图2.同步电机励磁仿真图 图3.实验图保存示例 实验二 励磁系统负载及灭磁实验 一、负载实验： 实验目的： 1、加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务； 2、了解自励励磁方式的特点； 3、熟悉三相全控整流桥的工作波形，观察触发脉冲及其可控硅导通角的移动； 4、掌握励磁调节器的基本使用方法。 实验仪器： 1、WLC-1000型微机SCR励磁屏一面； 2、电动机—发电机组一套； 3、GCA直流电源一台； 4、T04861示波器一台； 5、SS5702示波器一台 6、SBD6B示波器一台 7、交流变频调速器一台； 8、SJ—12C双微机自动准同期装置一套。 实验步骤： 1、观察励磁屏的结构，并熟悉接线方式； 2、将八线示波器分别连接至三相全控桥六个可控硅的触发控制极上的相应接点； 3、合上原动机电源开关，调节原动机功率开关，使原动机转速达80%以上，合上调节器电源及断路器直流操作电源电压调至190V左右，励磁调节开关放在运行位置，并用另一台示波器观察励磁电压波形； 4、恒励磁电流起励：在完成原动机转速达80%以上时可采用恒励磁电流方式（即手动方式）起励。起励前将调节器切至手动，在这种方式下，励磁电流给定ILg为10%的额定电流，合灭磁开关，待机组转速接近额定值（转速继电器带电），按起励按钮使机组起励建压。观察起励时，机端电压上升过程，上升时间，超调量等。 5、恒压起励：采用逆变灭磁或跳灭磁开关灭磁，重新进行起励，起励前将调节器切至自动，调节原动机功率开关，合灭磁开关，待机组转速接近额定值（转速继电器带电），按起励按钮使机组起励建压。并观察起励时，机端电压上升过程，上升时间，超调量等。 6、机端电压10%阶跃试验：在发电机空载工况下, 按下调节器面板上的【试验方式】键,其左上方的LED点亮,再按下调节器面板上的【上扰】或【下扰】键使调节器的给定电压产生向上或向下10%的阶跃变化，观察或记录机端电压的过渡过程。 7、观察三相全控整流桥的触发脉冲工作波形，观察励磁电压波形和可控硅移相角的变化。 8、改变发电机出口电压给定值，观察发电机出口电压和可控硅移相角的变化