实验二同步积分器的研究及主要参数测量
一、实验目的
了解同步积分器的原理，掌握同步积分器的输出特性，同步积分器的抑制干扰能力与抑 制白噪声能
力，同步积分器的过载电平的含义及同步积分器的等效噪声带宽的概念 基本原理：
同步积分器是一种同步滤波器， 同步积分器能在噪声中提取微弱信号， 具有很弱的抗干 扰能力，和相关器一样是微弱信号检测仪器中的关键部件之一。
输出为交流信号，简单
形式如下：
二、 实验仪器：
双踪通用示波器一台
三、 实验步骤： 1、输出波形的观察与测试
（1）按图连接线路（2）通用电源（3）用相位计测量同步积分器的输入信号与参考信号的 相位差（4）调节相位器的相位移量，观察同步积分器的输出方波随参考信号之间相位差的 变化规律并记录
微弱信号检测技术实验综合装置
o
2、谐波响应的观察与测量
改变置分频数n ,测量对应的n 次谐波响应，用电压表测出输出响应
五、实验结论
随着相位的不同，幅值也发生变化
(2
)同步积分器能够抑制偶此次谐波。
(1)同步积分器输出为一个与参考信号同频的方波，方波的幅值为
V o 2 I cos
n=1
n=2 n=3
87一基本参数 表示；α齿顶圆：轮齿齿顶所对应的圆称为齿顶圆，其直径用d 齿根圆：齿轮的齿槽底部所对应的圆称为齿根圆，直径用df表示。 齿厚：任意直径dk的圆周上，轮齿两侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿厚，用sk表示；齿槽宽：任意直径dk的圆周上，齿槽两侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿槽宽，用ek表示； 齿距：相邻两齿同侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿距，用表示。设z 为齿数，则根据齿距定义可，故。 齿轮不同直径的圆周上，比值不同，而且其中还包含无理数;π k也是不等的。α又由渐开线特性可知，在不同直径的圆周上，齿廓各点的压力角 分度圆：为了便于设计、制造及互换，我们把齿轮某一圆周上的比值规定为标准值(整数或较完整的有理数)，并使该圆上的压力角也为标准值，这个圆称为分度圆，其直径以d表示。 表示，我国国家标准规定的标准压力角为20°α压力角：分度圆上的压力角简称为压力角，以
模数：分度圆上的齿距p对π的比值称为模数，用m表示，单位为mm，即。模数是齿轮的主要参数之一，齿轮的主要几何尺寸都与模数成正比，m越大，则p越大，轮齿就越大，轮齿的抗弯能力就越强，所以模数m又是轮齿抗弯能力的标志。 顶隙：顶隙c=c*m是指一对齿轮啮合时，一个齿轮的齿顶圆到另一个齿轮的齿根圆的径向距离。顶隙有利于润滑油的流动。 表示；α齿顶高：轮齿上介于齿顶圆和分度之间的部分称为齿顶，其径向高度称为齿顶高， 用 h 齿根高：轮齿上介于齿根圆和分度之间的部分称为齿根，其径向高度称为齿根高，用hf 表示 标准齿轮： 标准齿轮：分度圆上齿厚与齿槽宽相等，且齿顶高和齿根高为标准值的齿轮为标准齿轮。因此，对于标准齿轮有 模数和齿数是齿轮最主要的参数。 在齿数不变的情况下，模数越大则轮齿越大，抗折断的能力越强，当然齿轮轮坯也越大，空间尺寸越大； 模数不变的情况下，齿数越大则渐开线越平缓，齿顶圆齿厚、齿根圆齿厚相应地越厚；
第六章同期系统 将一台单独运行的发电机投入到运行中的电力系统参加并列运行的操作，称为发电机的并列操作。同步发电机的并列操作，必须按照准同期方法或自同期方法进行。否则，盲目地将发电机并入系统，将会出现冲击电流，引起系统振荡，甚至会发生事故、造成设备损坏。 准同期并列操作，就是将待并发电机升至额定转速和额定电压后，满足以下四项准同期条件时，操作同期点断路器合闸，使发电机并网。 （!）发电机电压相序与系统电压相序相同； （"）发电机电压与并列点系统电压相等； （#）发电机的频率与系统的频率基本相等； （$）合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。自同期并列操作，就是将发电机升速至额定转速后，在未加励磁的情况下合 闸，将发电机并入系统，随即供给励磁电流，由系统将发电机拉入同步。自同期法的优点：!合闸迅速，自同期一般只需要几分钟就能完成，在系统 急需增加功率的事故情况下，对系统稳定具有特别重要的意义；"操作简便，易于实现操作自动化。因为在发电机未加励磁电流时合闸并网，不存在准同期条件的限制，不存在准同期法可能出现的问题；#在系统电压和频率因故降低至不能使用难同期法并列操作时，自同期方法将发电机投入系统提供了可能性。 自同期法的缺点是：未加励磁的发电机合闸并入系统瞬间，相当一个大容量的电感线圈接入系统，必然会产生冲击电流，导致局部系统电压瞬间下降。一般自同期法使用于水轮发电机及发电机—变压器组接线方式的汽轮发电机。在采用自同期法实施并列前，应经计算核对。 发电厂发电机的并列操作断路器，称为同期点。除了发电机的出口断路器之外在一次电路中，凡有可能与发电机主回路串联后与系统（或另一电源）之间构成唯一断路点的断路器，均可作为同期点。例如，发电机—变压器组的高压侧断路器，发电机—三绕组变压器组的各侧断路器，高压母线联络断路器及旁路断
实验9-3 相关器的研究及其主要参数测量 微弱信号检测是利用电子学、信息论、计算机、物理学的方法从噪声中提取出有用信号的一门技术学科。“微弱信号”并不是单纯的信号幅度很小，而主要是指信号被噪声淹没，“微弱”是相对于噪声而言的。因此，微弱信号检测是专门与噪声作斗争的技术，其主要任务是提高信噪比。为此，就需要研究噪声的来源和性质，分析噪声产生的原因和规律，噪声的传播路径，有针对性地采取有效措施抑制噪声。研究被测信号和噪声的特性及其差别，以寻找出从噪声中检测出有用信号的理论和方法。 微弱信号检测基本原理：频域的窄带化、时域信号的平均处理、离散量的计数统计、并行检测、自适应噪声抵消等。 微弱信号检测常见技术：相关检测、锁定放大、取样积分(多点平均)、光学多道分析仪、光子计数、自适应噪声抵消等。 【实验目的】 1、了解相关器的原理 2、测量相关器的输出特性 3、测量相关器的抑制干扰能力和抑制白噪声能力 【实验仪器】 1、ND-501C型微弱信号检测实验综合装置 包括：相关器实验盒、宽频带相移器实验盒、同步积分器实验盒、多点信号平均器实验盒、选频放大器实验盒、多功能信号源实验盒、有源高通-低通滤波器实验盒、低噪声前置放大器实验盒、交流-直流-噪声电压表实验盒、频率计实验盒、跟踪滤波器实验盒、相位计实验盒、双相相关器实验盒、PA级电流前置放大器实验盒、电压源-电流源实验盒、V X，V Y→V K，Vφ运算电路实验盒。 2、数字存储示波器 【实验原理】 相关器是锁定(相)放大器的核心部件。相关器就是实现求参考信号和被测信号两者互相关函数的电子线路。由相关函数的数学表达式可知，需要一个乘法器和积分器实现这一数学运算。从理论上讲用一个模拟乘法器和一个积分时间为无穷长的积分器，就可以把深埋在任意大噪声中的微弱信号检测出来。 通常在锁定放大器中不采用模拟乘法器，也不采用积分时间为无穷长的积分器。因为模拟乘法器要保证动态范围大，线性好将是困难的。由于被测信号是正弦波或方波，乘法器就可以采用动态范围大、线性好、电路简单的开关乘法器。国内外大部分的锁定放大器都是采用这种乘法器，本实验只讨论采用这种乘法器的相关器。 3.1 相关器的数学解 锁定放大器中常采用的相关器原理方框图如图1-1所示。被测信号V A和参考信号V B在乘法器中相乘，两者之积V1为乘法器的输出信号。同时也是低通滤波器的输入信号。低通滤波器是采用运算放大器的有源滤波器，电阻R1、R0、C0为图中所示，V o为低通滤波器的输出信号。图中的乘法器用开关来实现，可以等效成被测输入信号与单位幅度的方波相乘的乘法器。若参考信号为占空比1：1的对称方波，V B就能用单位幅度的对称方波函数表示(或称单位幅度开关函数记为X K)。因此有： V B=X k=4 π∑1 2n+1 sin(2n+1)ωR t n=0,1,2… ={ +1 正半周 ?1 负半周 (1-1)
三相同步电机参数的测定 一、实验目的 掌握三相同步发电机参数的测定方法，并进行分析比较加深理论学习。 二、预习要点 1、同步发电机参数X d、X q、X d'、X q'、X d''、X q''、X0、X2各代表什么物理意义？对应什么磁路和耦合关系？ 2、这些参数的测量有哪些方法？并进行分析比较。 3、怎样判别同步电机定子旋转磁场与转子的旋转方向是同方向还是反方向？ 三、实验项目 1、用转差法测定同步发电机的同步电抗X d、X q。 2、用反同步旋转法测定同步发电机的负序电抗X2及负序电阻r2。 3、用单相电源测同步发电机的零序电抗X0。 4、用静止法测超瞬变电抗X d''、X q''或瞬变电抗X d'、X q'。 四、实验方法 1 2、屏上挂件排列顺序 D34-2、D51 3、用转差法测定同步发电机的同步电抗X d、X q。 (1) 按图5-6接线。同步发电机ＧＳ定子绕组用Y形接法。校正直流测功机ＭＧ按他励电动机方式接线，用作ＧＳ的原动机。R f选用R1上1800Ω电阻，并调至最小。R st选用R2上180Ω电阻，并调至最大。R选用R6上90Ω固定电阻。开关S合向R端。 (2) 把控制屏左侧调压器旋钮退到零位，功率表电流线圈短接。检查控制屏下方两边的电枢电源开关及励磁电源开关都须在“关”的位置。 (3）接通控制屏上的电源总开关，按下“启动”按钮，先接通励磁电源，后接通电枢电源，启动直流电动机MG，观察电动机转向。
图5-6 用转差法测同步发电机的同步电抗接线图 (4）断开电枢电源和励磁电源，使直流电机MG 停机。再调节调压器旋钮，给三相同步电机加一电压，使其作同步电动机起动，观察同步电机转向。 (5）若此时同步电机转向与直流电机转向一致。则说明同步机定子旋转磁场与转子转向一致，若不一致，将三相电源任意两相换接，使定子旋转磁场转向改变。 (6）调节调压器给同步发电机加5～15%的额定电压（电压数值不宜过高，以免磁阻转矩将电机牵入同步，同时也不能太低，以免剩磁引起较大误差）。 (7）调节直流电机MG 转速，使之升速到接近GS 的额定转速1500 r/min ，直至同步发电机电枢电流表指针缓慢摆动（电流表量程选用0.3A 档），在同一瞬间读取电枢电流周期性摆动的最小值与相应电压最大值，以及电流周期性摆动最大值和相应电压最小值。 (8）测此两组数据记录于表5-14中。 计算： 4、用反同步旋转法测定同步发电机的负序电抗X 2及负序电阻r 2。 (1) 将同步发电机电枢绕组任意两相对换，以改换相序使同步发电机的定子旋转磁场和转子转向相反。 (2) 开关S 闭合在短接端(图示下端)，调压器旋钮退至零位。 (3) 接通控制屏上的钥匙开关，按下启动按钮，先接通励磁电源后接通电枢电源。启动直流电机ＭＧ，并使电机升至额定转速1500 r/min 。 min max max min 33I U X I U X d q ==
广东梅县发电厂三期工程 #5发电机自动准同期定值（第1页共1页） 特别提示 1 基于大量发电机组均采用性能优良的跟踪式调速器，开机后发电机较快达到并稳定在系统频率上，在这种“同频”工况下装置是拒绝并网的。不论是否选择自动调频，装置都会对机组实施加速控制使发电机脱离同频状态，创造并网条件。因此，即使不需同期装置参与并网过程中的自动调频，也必须敷设装置至调速器的加速控制电缆。为避免同期装置遭遇同频工况，加速并网过程，应在有一定频差（不小于0.3HZ）时投入同期装置。 2 切记控制器背板的所有插头都不得带电插拔！
关于同期参数的说明： 说明：参数设定主要参照厂家的说明书结合我厂发电机的特性和同期开关的相关参数设定，有些参数必须经过运行的实际情况再进行调整。现对相关参数说 明如下供运行及调试人员参考。 1、开关合闸时间：为发电机出口开关2205接到同期合闸命令后到开关合上的时 间（辅助接点返回）。是计算提前预合角的依据，开关合闸时间为扩建办提供，实际测量合闸时间为49.23ms。 2、允许频差、允许压差：允许频差和允许压差为并网的两个条件，当并列点两侧 的频率差和电压差在这两个参数指定的范围内时，即满足并网条件。否则，如果设定了自动调频或自动调压功能，控制器则实施调频或者调压控制。如果设定为不调频、不调压则控制器不执行调频和调压控制。 频差和压差的定义为发电机侧减系统侧的差值，允许频差及允许压差的定值可选“+”和“±”，取“+”表示只有发电机侧的值大于系统侧的值时才允许并网，即并网后待并侧电源立即带上一定的有功和无功功率，避免并网时产生逆功率，如取“±”表示则差值无论正负都可以并网。 3、均压控制系数、均频控制系数：均频均压控制系数两参数决定调频调压的品质。 数值越大，调整就越快。在并网时如果发现调整过程大慢，则将该参数调大，但是如果设置过大，会引起控制过程不稳定，出现反复过调。所以该参数和调速系统（均频控制系数）和励磁调节系统（均压控制系数）的特性有关。应在开机时可通过几次试验才能得到比较合适系数。 4、允许功角：仅用于同频并网的工况，此时自动停止调频和调压。在同频工况下 同期装置将拒绝并网。 5、待并侧TV二次电压额定值：在同期屏中，发电机侧PT接到同期装置JK2-3 和JK2-5的电压端子分别为C650和B652，线电压的额定值为100V。 6、系统侧TV二次电压额定值：在同期屏中，系统侧PT接到同期装置JK2-4的 电压端子为C660但JK2-6的端子现在未接入，应在安装调试时再确认，如接入为线电压则设为100V，如接入的为相电压则设为58V。 7、发电机过电压保护：过压保护值是指允许发电机过电压值对发电机额定电压的 百分数。 8、自动调频、自动调压：YES表示在并网期间需要控制器自动调频或者调压， NO表示不需要控制器参调频和调压。 9、同频调频脉宽：无量纲，指发电机的频率和系统频率一致或极相近，在这种情 况下控制器自动将发电机侧系统频率调高，破坏这一僵持状态。调频力度由“同频调频脉宽”参数决定，该参数越大，调频正脉宽越大。 10、并列点代号：一般取同期开关的名称，为主变高压侧开关名称2205。 11、系统侧应转角：由于发电厂的升压变压器采用了Y/△-11接线，导致星形侧与 三角形侧的对应的相电压有30°的相移。现定义只对系统侧电压进行转角设置，如同期装置两输入TV二次电压是相对应的电压，则应将系统侧电压进行超前30°的转角即设为-30°，该定值一定要在现场通过相应测试确认。12、待并侧信号源、系统侧信号源：控制器输入信号的来源，外部为实际的TV信 号，内部为控制器产生的待并侧可调频系统侧为50HZ的两个工频信号。13、低压闭锁：发电机侧和系统侧的电压低于额定电压的百分数时，控制器不进
微波基本参数的测量 一、实验目的 1、了解各种微波器件； 2、了解微波工作状态及传输特性； 3、了解微波传输线场型特性； 4、熟悉驻波、衰减、波长（频率）和功率的测量； 5、学会测量微波介质材料的介电常数和损耗角正切值。 二、实验原理 微波系统中最基本的参数有频率、驻波比、功率等。要对这些参数进行测量，首先要了解电磁波在规则波导内传播的特点，各种常用元器件及仪器的结构原理和使用方法，其次是要掌握一些微波测量的基本技术。 １、导行波的概念： 由传输线所引导的，能沿一定方向传播的电磁波称为“导行波”。导行波的电场E 或磁场H 都是x 、y 、z 三个方向的函数。导行波可分成以下三种类型： (A) 横电磁波（TEM 波）： TEM 波的特征是：电场E 和磁场H 均无纵向分量，亦即：0=Z E ,0=Z H 。电场E 和磁场H ，都是纯横向的。TEM 波沿传输方向的分量为零。所以，这种波是无法在波导中传播的。 (B) 横电波（TE 波）： TE 波即是横电波或称为“磁波”（H 波），其特征是0=Z E ,而0≠Z H 。亦即：电场E 是纯横向的，而磁场H 则具有纵向分量。 (C) 横磁波（TM 波）： TM 波即是横磁波或称为“电波”(E 波)，其特征是0=Z H ，而0≠Z E 。亦即：磁场H 是纯横向的，而电场E 则具有纵向分量。 TE 波和TM 波均为“色散波”。矩形波导中，既能传输mm TE 波，又能传输mm TM 波（其中m 代表电场或磁场在x 方向半周变化的次数，n 代表电场或磁场在y 方向半周变化的次数)。 ２、波导管： 波导管是引导微波电磁波能量沿一定方向传播的微波传输系统，有同轴线波导管和微带等，波导的功率容量大，损耗小。常见的波导管有矩形波导和圆波导，本实验用矩形波导。 矩形波导的宽边定为x 方向，内尺寸用a 表示。窄边定为y 方向，内尺寸用b 表示。10TE 波以圆频率ω自波导管开口沿着z 方向传播。在忽略损耗，且管内充满均匀介质（空气）下，波导管内电磁场的各分量可由麦克斯韦方程组以及边界条件得到： ()sin()j t z o y x E j e ωβωμππα-=-， ()sin()j t z o x x H j e ωβμαππα -=
第十六章发电机特性试验和参数测量 第一节发电机空载特性试验 一、概述 发电机的空载运行工况，是指发电机处于额定转速，在励磁绕组中通入一定的励磁电流，而定子绕组中的电流为零时的运行状态。此时，励磁绕组中电流所产生的磁通可以分为气隙主磁通和漏磁通两部分。主磁通通过空气隙与定子绕组相交链，并在定子绕组中产生感应电势E。漏磁通仅与励磁绕组相交链。 在这种条件下，定子绕组的感应电势置与其端电压U相等，即U＝E。设I E表示励磁电流，W表示匝数，则I E W就代表励磁绕组中的安匝数。因为匝数W一定，则主磁通υ及其在定子绕组中的感应电势E就取决于励磁电流的大小和磁回路的饱和程度。在空载试验后，取励磁电流为横坐标，取端电压为纵坐标，即可得到关系曲线U＝f(I E)。 发电机在空载运行条件下其端电压和励磁电流的关系曲线U＝f(I E)，称为发电机的空载特性曲线。空载特性曲线不仅表示了感应电势Z和励磁电流．I E的关系，同时也表示了气隙主磁通υ和励磁电流I E的关系。 空载特性曲线常常用标么值来表示，即选定子额定电压U N为电压基准值，选空载试验时对应于定子额定电压的励磁电流I EO为电流基准值。 空载特性是发电机的最基本特性之一，由此可求出发电机的电压变化率ΔU％、同步电抗X d；短路比及和负载特性等。在求取此特性的同时，还可以检查发电机三相电压的对称性和进行定子绕组匝间绝缘试验。 二、测量方法 (一)试验接线 发电机空载特性试验接线如图l6-l所示。
(二)试验步骤 (1)按图16—1在发电机转子回路和定子回路接入各种表计，包括定子电压表、频率表、在标准分流器(O.2级)上接测量励磁电流的毫伏表、在励磁回路上接的励磁电压表，将励磁电阻调至最大值位置。 (2)将电压调节器、强励装置退出运行，差动、过流、接地保护装置投入运行。 (3)启动原动机至额定转速且维持不变。 (4)电机在空载状态下，合上磁场开关，先慢慢调节励磁，使电压升至额定值，然后缓慢减少励磁，测下降曲线，在降压过程中可分10个点，分别记录各表计读数，直到电压降到零。再进行第二次升压，测上升曲线，也分l0个点读数，直至升到1.3U N ，有匝间绝缘的发电机，在1.3U N 试验电压下应持续5min ；随即将电压下降。 (5)励磁电流降至最小值后，断开磁场开关，发电机仍应保持额定转速，然后在定子绕组出线端的电压互感器二次侧测量电压，按变比计算定子残压值。也可用绝缘棒将足够量程的高内阻电压表直接搭到发电机出线上测量残压值。 (三)注意事项 (1)合上磁场开关后，应慢慢升压，当电压升至额定电压的20％时，检查三相电压是否平衡，且巡视发电机等设备是否正常。 (2)在测取上升和下降曲线时，励磁电流大小只能沿一个方向调节，严禁中途反向。否则由于磁滞作用，将影响试验结果。 (3)调节励磁到一定数值，待表计指针稳定后进行读表，并要求所有表计同时读取。 (4)在发电机出线上测量定子残压时，必须做好安全措施，例如磁场开关应在断开位置，测量人员要戴绝缘手套并利用绝缘棒测量定子残压值。所使用仪表应是多量程的高内阻交流电压表。 (5)试验时发现异常现象应立即停止试验，及时查明原因。 (四)试验结果分析 (1)将各仪表读数换算成实际值，其中定子电压应取三相电压的平均值。 (2)试验过程中转速应稳定，否则所测电压应按下式换算到额定转速之电压值 U=U m M N n n (16—1) 式中 U m ——实测电压，V ； n N ——额定转速，r ／min ； n m ——实测转速，r ／min 。 (3)将整理的数据，绘制空载特性曲线。由于铁芯磁滞的影响，曲线上升支和下降支不是重合的，应取平均值，该平均值绘制的曲线即为空载特性曲线。 (4)根据所得空载特性曲线与出厂数据和历年的数据进行比较。如所得曲线比历年数据降低得多，即说明转子绕组可能有匝问短路缺陷。 第二节 发电机短路特性试验 一、概述 发电机短路特性是指发电机的转速n 为额定转速，电枢绕组的端电压为零时电枢电流和励磁电流的关系I k ＝f(I E )。 发电机三相对称稳定短路工况；是指发电机处于额定转速下，转子绕组通入一定的励磁
实验9-3相关器的研究及其主要参数测量 微弱信号检测是利用电子学、信息论、计算机、物理学的方法从噪声中提取出有用信号的一门技术学科。“微弱信号”并不是单纯的信号幅度很小，而主要是指信号被噪声淹没，“微弱”是相对于噪声而言的。因此，微弱信号检测是专门与噪声作斗争的技术，其主要任务是提高信噪比。为此，就需要研究噪声的来源和性质，分析噪声产生的原因和规律，噪声的传播路径，有针对性地采取有效措施抑制噪声。研究被测信号和噪声的特性及其差别，以寻找出从噪声中检测出有用信号的理论和方法。 微弱信号检测基本原理：频域的窄带化、时域信号的平均处理、离散量的计数统计、并行检测、自适应噪声抵消等。 微弱信号检测常见技术：相关检测、锁定放大、取样积分(多点平均)、光学多道分析仪、光子计数、自适应噪声抵消等。 【实验目的】 1、了解相关器的原理 2、测量相关器的输出特性 3、测量相关器的抑制干扰能力和抑制白噪声能力 【实验仪器】 1、ND-501C 型微弱信号检测实验综合装置 包括：相关器实验盒、宽频带相移器实验盒、同步积分器实验盒、多点信号平均器实验盒、选频放大器实验盒、多功能信号源实验盒、有源高通-低通滤波器实验盒、低噪声前置放大器实验盒、交流-直流-噪声电压表实验盒、频率计实验盒、跟踪滤波器实验盒、相位计实验盒、双相相关器实验盒、PA 级电流前置放大器实验盒、电压源-电流源实验盒、V X ，V Y →V K ，V φ运算电路实验盒。2、数字存储示波器 【实验原理】 相关器是锁定(相)放大器的核心部件。相关器就是实现求参考信号和被测信号两者互相关函数的电子线路。由相关函数的数学表达式可知，需要一个乘法器和积分器实现这一数学运算。从理论上讲用一个模拟乘法器和一个积分时间为无穷长的积分器，就可以把深埋在任意大噪声中的微弱信号检测出来。 通常在锁定放大器中不采用模拟乘法器，也不采用积分时间为无穷长的积分器。因为模拟乘法器要保证动态范围大，线性好将是困难的。由于被测信号是正弦波或方波，乘法器就可以采用动态范围大、线性好、电路简单的开关乘法器。国内外大部分的锁定放大器都是采用这种乘法器，本实验只讨论采用这种乘法器的相关器。 3.1相关器的数学解 锁定放大器中常采用的相关器原理方框图如图1-1所示。被测信号V A 和参考信号V B 在乘法器中相乘，两者之积V 1为乘法器的输出信号。同时也是低通滤波器的输入信号。低通滤波器是采用运算放大器的有源滤波器，电阻R 1、R 0、C 0为图中所示，V o 为低通滤波器的输出信号。图中的乘法器用开关来实现，可以等效成被测输入信号与单位幅度的方波相乘的乘法器。若参考信号为占空比1：1的对称方波，V B 就能用单位幅度的对称方波函数表示(或称单位幅度开关函数记为X K )。因此有：
一、实验目的 1. 测量永磁同步电机定子电阻、交轴电感、直轴电感、转子磁链以及转动惯量。 二、实验内容 1. 掌握永磁同步电机dq 坐标系下的电气数学模型以及机械模型。 2. 了解三相永磁同步电机内部结构。 3. 确定永磁同步电机定子电阻、交轴电感、直轴电感、反电势系数以及转动惯量。 三、拟需实验器件 1. 待测永磁同步电机1台； 2. 示波器1台； 3. 西门子变频器一台； 4. 测功机一台及导线若干； 5. 电压表、电流表各一件； 四、实验原理 1. 定子电阻的测量 采用直流实验的方法检测定子电阻。通过逆变器向电机通入一个任意的空间电压矢量U i (例如U 1)和零矢量U 0,同时记录电机的定子相电流,缓慢增加电压矢量U i 的幅值,直到定子电流达到额定值。如图1所示为实验的等效图,A 、B 、C 为三相定子绕组,U d 为经过斩波后的等效低压直流电压。I d 为母线电流采样结果。当通入直流时，电机状态稳定以后，电机转子定位，记录此时的稳态相电流。因此，定子电阻值的计算公式为： 1 ,2a d b c d I I I I I ===- (1) 23d s d U R I = (2)
图1 电路等效模型 2． 直轴电感的测量 在做直流实验测量定子电阻时,定子相电流达到稳态后,永磁转子将旋转到和定子电压矢量重合的位置,也即此时的d 轴位置。测定定子电阻后,关断功率开关管,永磁同步电机处于自由状态。向永磁同步电机施加一个恒定幅值,矢量角度与直流实验相同的脉冲电压矢量(例如 U 1),此时电机轴不会旋转(ω=0),d 轴定子电流将建立起来，则d 轴电压方程可以简化为： d d d q q d di u Ri L i L dt ω=-+d d d d di u Ri L dt =+ (3) 对于d 轴电压输入时的电流响应为： ()(1)d R t L U i t e R -=- (4) 利用式(4)以及测量得到的定子电阻值和观测的电流响应曲线可以计算得到直轴电感值。 其中U /R 为稳态时的电流反应，R 为测得的电机定子电阻。由上式可知电流上升至稳态值的倍时，1d R t L - =-，电感与电阻的关系式可以写成： 0.632d L t R =? (5) 其中为电流上升至稳态值倍时所需的时间. 3． 交轴电感的测量 测出L d 之后,在q 轴方向(d 轴加90°)施加一脉冲电压矢量。电压矢量的作用时间一般选取的很短 ,小于电机的机械时间常数,保证电机轴在电压矢量作用期间不会转动。则q 轴电压方
计算分析题 =================================================== 1、某发电机采用自动准同期并列方式与系统进行并列，系统的参数为已归算到以发电机额定容量为基准的标么值。一次系统的参数为：发电机交轴次暂态电抗''q X 为0.128；系统等值机组的交轴次暂态电抗与线路之和为0.22；断路器合闸时间为s t QF 4.0=，它的最大可能误差时间为QF t 的%20±；自动并列装置最大误差时间为s 05.0±；待并发电机允许的冲击电流值为GE h I i 2''max .=。求允许合闸相角差ey δ、允许滑差sy ω与相应的脉动电压周期。 2、同步发电机等值电路如下，试绘制其矢量图。 3、在某电力系统中，与频率无关的负荷占25%，与频率一次方成比例的负荷占40%，与频率二次方成比例的负荷占15%，与频率三次方成比例的负荷占20%。当系统频率由50Hz 下降到48Hz 时，系统KL*值为多少？ 4、某电力系统用户总功率为Pfhe=2500MW ，系统最大功率缺额Pqe=800MW ，负荷调节效应系数KL*=1.8。自动减负荷装置接入后，期望恢复频率为ffh=48 Hz 。试计算： 5、AB 两电力系统由联络线相连。已知A 系统Hz MW K GA /800=，Hz MW K LA /50=， MW P LA 100=?；B 系统Hz MW K Hz MW K LB G B /40,/700==MW P LB 50=?。求在下列情 况下系统频率的变化量△f 和联络线功率的变化量△P ab 。 （1）两系统所有机组都参加一次调频； （2）A 系统机组参加一次调频，而B 系统机组不参加一次调频； (1) 残留的频率偏差标幺值Δf fh* (2) 接入减负荷装置的总功率P JH (3) 在图中标出P fhe 及P qe 位置和大小 I G X d
同步发电机同步发电机参数第13章三相同步发电机的参数测定 所属专题：同步发电机发布时间：2014/8/2 15:54:12 第13章三相同步发电机的参数测定 原理简述 各种电抗是定量分析同步电机性能的有用参数。同步电机的参数主要有；（1）同步电抗等。 本次实验介绍同步发电机中最基本和常用的几个参数的测量方法。 一、同步电抗的求取如前述实验，可通过空载、稳态短路实验求出。而利用转差率实验可以同时测出凸极 式同步电机的直轴、交轴同步电抗的不饱和值。转差率实验的作法是：把被试同步电机的励磁绕组开路，即不加励磁；原动机拖动转子以接近同步速旋转，约有左右，以避免转子被拖入同步，但其相序须保证电 枢旋转磁场的转向与转子转向一致。此时定子旋转磁场便以转差率速度切割转子。当定子磁场轴线与转子 直轴重合时，电抗达最高值，电枢电流便有最小值。当定子磁场轴线与转子的交轴重合时，电抗达最低值， 而电枢电流便有最大值。由于线路中电压降的影响，随着电枢电流的变化，定子绕组上测得的电压也有相 应的、较小幅度的变动，显然电枢电流有最小值时电压为最大，电枢电流有最大值时电压为最小。电枢电 流和端电压波动的频率正比于转差率。由于转差率很低，电流表和电压表的指针摆动位置可以被清楚地读取，即记录出各最大电流，电压和最小电流、电压值。设读取的数据为每相值，则每相同步电抗为： 二、负序电抗 研究电机不对称运行最有效的方法是对称分量法。即把不对称的三相电压或三相电流分解为正序、负序和零序分量。然后对各个分量分别建立方程并求解，最后迭加起来得到最后结果。对不同相序的电流来说，同步电机的电抗也就有不同数值。若定子电流为一稳定的对称三相电流，这时定子电流仅有正序分量，所遇到的电抗就是前述的同步电抗，其电抗的测取方法前已介绍。故正序电抗值等于同步电抗值。 定子三相电流若不对称时则存在负序电流，由于负序电流所产生的旋转磁场与转子转向相反，此反向旋转磁场以两倍同步速度切割转子绕组（包括励磁和阻尼绕组），在其中感应一个两倍频率的交变电势。在电机正常运行时，转子所有绕组都是自成闭路的，因而产生两倍频率的电流。这就相当于异步电机运行于转差率时的制动状态。负序电流流过定子绕组所对应的电抗就是负序电抗，故根据以上分析可用“逆同步旋转法实验”测取负序电抗。测定负序 电抗的方法是，被试电机的励磁绕组首先短路，对定子绕组外施一适当降低的三相对称电压，被试发电机的转子由原动机拖动且以同步速旋转，但其转向应与定子磁场的旋转方向相反。测量并记录此时电机每相的电压 零序电流流过定子绕组时所对应的电抗就是零序电抗。由于三相零序电流在时间上各相同相位、振幅又相等，将三相绕组依次按末端、首端连接的次序串联后接到电源，此时绕组通过的便是零序电流。当零序电流流过三相绕组时，各相所建立的磁势在时间上也应同相位、振
泰州市世飞液压 PLC同步顶升系统 PLC控制液压同步系统由液压系统（含检测传感器）、计算机自动控制系统两个部分组成，该系统能全自动完成同步位移，实现力和位移控制、操作闭锁、过程显示、故障报警等多种功能。 该系统具有以下特点： ①具有Windows用户界面的计算机控制系统； ②整体安全可靠，功能齐全； ③操作控制集中，所有油缸既可同时控制，也可单独控制； ④同步控制点数量可根据需要设置，适用于大体积结构物的同步位移； ⑤各控制点同步偏差极小，结构物的位移精确。一、PLC控制液压同步系统的结构: 1. 液压泵 2. 带触摸屏的PLC控制装置 3. 液压缸 4. 位移传感器 5. 液压软管 6. 传感器电缆 7. 电磁控制器 8. 压力传感器 二、 PLC顶升系统及其工作原理 2.1 顶升液压系统 顶升装置：液压千斤顶偏载能力5°，最大顶升速度为10mm/min；分组千斤顶组内顶升缸控制形式为压力闭环控制，压力控制精度≤5%，组与组间控制形式为位置闭环控制，同步精度±3.0mm。 2.1.1 液压系统工作原理
由高压柱塞泵、单向阀、压力传感器及电磁溢流阀组成电子卸荷节能供油回路，稳定地为顶升缸提供达油压。 顶升缸的下腔接有减压阀液控单向阀和测压接头。 减压阀共有3个油口：进油口、出油口、回油口，出油口的压力为减压阀的调定压力与回油口的压力之和。回油口压力受比例伺服阀控制，当比例伺服阀的出口压力为2.0Mpa时，顶升缸的总推力与顶升物的自重平衡。 一旦电磁阀意外断电，液控单向阀立即关闭，确保顶升缸不至于带载下滑，防止突然断电所带来的灾难性的后果。同时通过测压接头可向顶升缸内少量补油。 正常工作时，电磁阀的电磁铁始终通电，当电磁阀处于中位时，顶升油缸完成一步顶升，顶升缸上下腔油压均为零，关闭液控单向阀后，可以拆装油管，进行临时支撑支垫。当电磁铁通电时，顶升缸处于空载快速回缩状态。 为避免举升或回缩时速度过快，在电磁阀的进油口接有调速阀，她可控制顶升缸的最大运动速度。 2.1.2 液压系统控制原理 比例阀、压力传感器和电子放大器组成压力闭环，根据每个顶升缸承载的不同，调定减压阀的压力，千斤托举起桥梁上部结构，为了稳定桥梁的位置，在每千斤安装1个光栅尺作精密位置测量，进行位置反馈，组成位置闭环，一旦测量位置与指令位置存在偏差，便会产生误差信号，该信号经放大后叠加到指令信号上，使该组总的举升力量增加或减小，于是各油缸的位置发生变化，直至位置误差消除为止。由于每个千斤顶顶升系统的位置信号由同一个数字积分器给出，因此可保持同步顶升，只要改变数字积分器的时间常数，便可方便地改变顶升或回落的速度。 2.2 计算机自动控制系统 计算机自动控制系统的核心控制位置装置是S7-200系列的CPUS7-224，触摸屏可以显示各个顶升过程数据。系统安装了UPS电源，即使意外断电，也可确保数据和工程的安全。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/3d5327514.html, 同步相量测量(PMU)系统改造与应用 作者：李丹 来源：《城市建设理论研究》2013年第28期 摘要：同步相量测量就是在电厂和变电站实时测量相角（包括发电机的功角和母线电压相角）等电气参量，利用全球定位系统(GPS)实现时钟同步,并把打上时标的电气参数利用高速数据通道传输到调度中心的调度自动化系统。使相关运行人员实时监视系统母线电压向量和发电机的功角变化；同时，由于提供了精确实测的电网状态参数，可以使以前只能离线计算的电力系统稳定分析等更准确地用于实时计算，从而实时地进行动态安全分析，对运行的电力系统实现预防性控制、紧急控制。 关键词：同步相量测量；实时测量；GPS；数据传输；动态安全分析 中图分类号：P228.4文献标识码： A 前言 随着电力系统规模的日益壮大, 现代电力系统的结构及运行方式也日趋复杂，为保证电力系统的稳定运行，可靠、动态实时的监控具有十分重要的意义。目前主体的监测手段集中于稳态和局部监控阶段,电网的实时动态同步量测工作,对于系统的运行调度来说缺少有效的监测管理平台。 同步相量测量装置是电力系统实时动态监测系统的基础和核心，它能为电力系统的安全稳定运行提供有力的监测手段，同步相量测量装置利用高精度的GPS卫星同步时钟实现时钟同步,并把打上时标的电气参数利用高速数据通道传输到中调，使相关人员实时监视系统母线电 压向量和发电机的功角变化，极大提高电力系统的监控水平和稳定运行水平。同时通过同步相量装置将有时标的一次调频信息、发电机及励磁系统电气量信号上传到中调，提高电网对各厂站发电机监视功能，有利于电网异常运行情况分析。 一．我厂PMU现状 我厂有四台发电机组，其中1号机和2号机为两台220MW机组，3号机和4号机为两台300MW机组，四台发电机全部采用三级励磁方式。原同步相量测量装置采用河海大学与河南省电力公司共同开发生产同步相量测量装置，于2003年投入运行。原系统主屏安装在#2机电气保护室，配有相量测量装置主机、GPS授时单元和#1机相量测量单元及#2机相量测量单元。辅屛安装在#3机电气保护室，配有#3机相量测量单元和#4机相量测量单元，通过控制电缆与主屏连接传输信号。原装置属早期科研产品，整套装置在技术性能和测量信号数量（测量模拟信号和开关信号）已不满足国网公司2006年颁布的《电力系统同步相量标准》、《电力
1．同步发电机运行实验指导书2．发电机励磁调节装置实验指导书3．静态稳定实验(提纲，供参考) 4．发电机保护实验提示 5． 广西大学电气工程学院
同步发电机运行实验指导书 目录 一、实验目的 二、实验装置及接线 三、实验内容 实验一发电机组的起动和同步电抗Xd测定 实验二发电机同期并网实验 实验三发电机的正常运行 实验四发电机的特殊运行方式 实验五发电机的起励实验 四、实验报告 五、参考资料 六、附录 1．不饱和Xd的求法 2．用简化矢量图求Eq和δ 3．同期表及同期电压矢量分析
一、实验目的 同步发电机是电力系统最重要又最复杂的电气设备，在电力系统运行中起着十分重要的作用。通过实验，使学生掌握和巩固同步发电机及其运行的基本概念和基本原理，培养学生的实践能力、分析能力和创新能力，加强工程实线训练，提高学生的综合素质。 二、实验装置及接线 实验在电力系统监控实验室进行，每套实验装置以4KW直流电动机与同轴的1.5KW同步发电机为被控对象，配置常规仪表测量控制屏（常规控制）和自动控制屏（微机监控）。可实现对发电机组的测量、控制、信号、保护、调节、并列等功能，本次同步发电机运行实验，仅采用常规控制方式。 直流电动机-同步发电机组的参数如下： 直流电动机： 型号Z2-42，凸极机 额定功率4KW 额定电压DC220V 额定电流22A 额定转速1500r/min 额定励磁电压DC220V 额定励磁电流0.81A 同步发电机 型号STC-1.5 额定功率 1.5KW 额定电压AC400V(星接) 额定电流 2.7A 额定功率因数0.8 空载励磁电流1A 额定励磁电流2A 同步发电机接线如图电-01所示。发电机通过接触器1KM、转换开关1QS、
实验四渐开线齿轮参数测量实验 一、实验目的 1、掌握用游标卡尺测定渐开线直齿轮基本参数的方法； 2、进一步熟悉齿轮的各部分尺寸、参数关系及渐开线的性质。 二、实验预习的容 1、渐开线的形成及特性； 2、齿轮的各部分名称、基本参数和尺寸计算。 三、实验设备和工具 1、被测齿轮； 2、游标卡尺； 3、计算器。 四、原理和方法 本实验要测定和计算的渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数有：齿数z、模数m、分度圆压力角α、齿顶高系数h*、径向间隙系数c*、和变位系数x等。 1、确定模数m（或径节D p）和压力角α 要确定m和α，首先应测出基圆齿距p b，因渐开线的法线切于基圆，故由图4-1可知，基圆切线与齿廓垂直。因此，用游标卡尺跨过k个齿，测的齿廓间的公法线距离为w k毫米，再跨过k+1个齿，测的齿廓间的公法线距离为w k+1毫米。为保证卡尺的两个卡爪与齿廓的渐开线部分相切，跨齿数k应根据被测齿轮的齿数参考表4-1决定。 表4-1 齿数与跨齿数的对应关系 Z 12～18 19～27 28～36 37～45 46～54 55～63 64～72 73～81 K 2 3 4 5 6 7 8 9 图4-1齿轮参数测定原理 由渐开线的性质可知，齿廓间的公法线AB与所对应的基圆上圆弧ab长度相
等，因此得 (1)k b b w k p s =-+ 同理 1k b b w kp s +=+ 消去b s ，则基圆齿距为 1b k k p w w +=- 根据所测得的基圆齿距p b ，查表4—4可得出相应的m （或D p ）和α。 因为cos b p m πα=，且式中m 和α都已标准化，所以可查出其相应的的模数m 和压力角α。 2、确定变位系数x 要确定齿轮是标准齿轮还是变位齿轮，就要确定齿轮的变位系数，因此，应按测得的数据代入下列公式计算出基圆齿厚b s 1111 ()(1)b k b k k k k k s w kp w k w w kw k w ++++=-=--=-- 得到b s 后，则可利用基圆齿厚公式推导出变位系数x ，因为， 2cos (2)2cos 2(2)cos cos 2 b b b b b r s s r inv r r m s xmtg r inv r s xtg m mz inv ααπαααπ αααα= +=++=++ 由此 cos 22b s zinv m x tg π α αα --= 式中 inv tg ααα=-，α为弧度。 3、确定齿顶高系数h *a 和径向间隙系数c * 当被测齿轮的齿数为偶数时，可用卡尺直接测得齿顶圆直径d a 及齿根圆直径d f 。如果被测齿轮齿数为奇数时，则应先测量出齿轮轴孔直径d 孔，然后再测量孔到齿顶的距离H 顶和轴孔到齿根的距离H 根。如图4-2所示，可得： 图4-2单齿数测量方法
向量测量装置（PMU）基础知识（2010-5-13） 一、同步测量技术的基本原理 同步相量测量是利用高精度的GPS 卫星同步时钟实现对电网母线电压和 线路电流相量的同步测量，通过通信系统传送到电网的控制中心或保护、控制器中，用于实现全网运行监测控制或实现区域保护和控制。 交流电力系统的电压、电流信号可以使用相量表示，相量由两部分组成，即幅值X（有效值）和相角φ，用直角坐标则表示为实部和虚部。所以相量测 量就必须同时测量幅值和相角。幅值可以用交流电压电流表测量；而相角的大小取决于时间参考点，同一个信号在不同的时间参考点下，其相角值是不同的。所以，在进行系统相量测量时，必须有一个统一的时间参考点，高精度的GPS 同步时钟就提供了一个这样的参考点。任意两个相量在统一时间参考点下测得的两个相角的“差”即为两地功角，这就是相量测量的基本原理。 设正弦信号： 可以采用相量表示为： 由式(2)可见，相量有两种表示方法：直角坐标法（实部和虚部）和极坐标 法（幅度值和相位）。交流信号通过傅里叶变换，将输入的采样值转换到频域信号，从而得到相量值。式(1)可以用相量的形式表示出来：
如图1-1 所示，V(t)代表变换器要处理的瞬时电压信号，通过傅里叶变换，电压或电流可以用相量的形式表示出来。 二、组成结构 1. 基本结构：
2. 基本实现方式： 3. 组合方式：
分为集中式和分布式组合方式，类同与原RTU与目前测控装置组合方式。a) 集中式子站 集中式子站一般集中组屏，通信方式简单，通信电缆较少。适用于集中主控式的变电站及发电厂和电厂开关站，PAC-2000 电力系统相量测量装置可以直接与多个主站通信。 b) 分布式子站 分布式子站能显著减少二次系统电缆长度，大大降低二次系统负载，工程设计灵活，降低安装工作量，提高测量精度。适用于规模很大或测量信号分散的发电厂和变电站，PAC-2000 电力系统相量测量装置可以通过数据集中器来构建分布式子站，数据集中器将各PMU 的信息透明发送到主站，同时将主站的命令信息发送到各PMU 中。 三、主要功能 1. 相量测量装置的主要特点和技术关键： a) 同步性：相量测量装置必须以精确的同步时钟信号（如GPS）作为采 样过程的基准，使各个远方节点的相量之间存在着确定统一的相位关系。相量测量装置能利用同步时钟的秒脉冲信号同步装置的采样脉冲，采样脉冲的同步误差应不大于±1μs。 b) 实时性：相量测量装置在高速通信系统的支撑下，能实时地将各种数据传送 至多个主站，并接收各主站的相应命令。 c) 高速度：相量测量装置必须具有高速的内部数据总线和对外通信接口，以满 足大量实时数据的测量、存贮和对外发送。 d) 高精度：相量测量装置必须具有足够高的测量精度，一般A/D 需在16位及以 上，装置测量环节产生的信号相移必须要进行补偿，装置的测量精度包括幅值和相角的精度。 e) 高可靠性：相量测量装置必须具备很高的可靠性，以满足未来的动态监控系
实验实训老师：实验实训地点：实验实训日期：2020年6月1日 实验实训题目：三相同步发电机参数测量 一、实验目的 用实验方法求三相同步发电机的参数。 二、主要仪器设备 三相调压器、实验工作台、三相同步发电机。 三、实验内容与步骤 1.实验内容 （1）测定三相同步发电机的同步电抗X d、X q； （2）测定三相同步发电机的负序电抗X2； （3）测定三相同步发电机的零序电抗X O； （4）测定三相同步发电机的瞬变电抗X'd、X'q。 2.实验步骤 1)用低转差法测定同步电抗X d和X q （1）参照实验接线图8-1正确接线，同步机励磁绕组要开路，并接入一直流电压表。 （2）启动他励直流电动机， 使同步发电机转速接近同步转 速（比同步转速慢5到10r/min）。 （3）将调压器置电压为零， 按下实验台上调压器的合闸按 钮，通过三相调压器给定子绕组 加三相低电压（0.02～0.15）U N， 在升压过程中，仔细观察串入发 电机定子的外接电流表A0，若指 针缓慢摆动，说明定子旋转磁场 的转向与转子的转向相同；反之， 说明二者转向相反，应迅速将调 压器调零，并按下实验台上调压 器的分闸按钮，断开调压器。然 后将三相电源接到定子绕组的
任意二根线对调，使二者转向相同。 （4）使同步发电机定子所加电流不超过额定的值，读取定子边电压（实验台电压表V4）和电流表A0（为外接指针式电流表，看指针摆动的大小）的最大值和最小值，记录于表8-1中 2)负序电抗X2的测定 （1）参照实验接线图8-1正确接线，即在上个实验线路中将同步发电机励磁绕组短路，并将同步发电机定子绕组任意两相对换，以改变相序。 （2）启动他励直流电动机，使同步发电机转速为同步转速。 （3）将调压器置电压为零，按下实验台上调压器的合闸按钮，调节调压器给定子绕组加三相低电压，定子电流约为额定电流的（30~40）%，此时定子旋转磁场的转向与转子转向相反（即n=—n1）。测量发电机定子边的相电压及相电流值，记录于表8-2中。 3)零序电抗X0的测定 （1）参照实验接线图8-2正确接线，将同步发电机励磁绕组短路，定子三相绕组并联后经调压器接一单相低压电源。 （2）启动他励直流电动机，使同步发电机转速为同步转速； （3）将调压器置电压为零，按下实验台上调压器的合闸按钮，通过三相调压器给定子绕组加单相低电压，电流表显示定子电流约为额定值，测量定子电压及电流值，记录于表8-3中。 4)瞬变电抗X'd及X'q的测定 （1）参照实验接线图8-3中正确接线，发电机励磁绕组短路。 （2）同步发电机转子静止，将调压器置输出电压为零，按下实验台上调压器的合闸按钮，给发电机定子绕组加单相低电压，用手慢慢转动转子，