上海交大電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)+三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)與工作特性

1、.電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)三三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)及工作特性一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握三相異步電動(dòng)機(jī)空載、堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)及參數(shù)計(jì)算的方法；2 用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 三相異步電動(dòng)機(jī)空載實(shí)驗(yàn)；2 三相異步電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)；3 三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載實(shí)驗(yàn)。三、實(shí)驗(yàn)接線圖下圖3-1為三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)及工作特性實(shí)驗(yàn)的兩種接線圖，分別對(duì)應(yīng)不同的實(shí)驗(yàn)臺(tái)。本組所使用的7 號(hào)實(shí)驗(yàn)臺(tái)有磁粉制動(dòng)器，所以實(shí)驗(yàn)實(shí)際所用的為圖b 的接線方式 。.下載可編輯 .圖 3-1三相異步電動(dòng)機(jī)接線圖四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1 T三相感應(yīng)調(diào)壓器額定容量 10kVA ， 額定輸入電壓380V ，額定輸出電壓0430V ，額定輸出電流 1

2、3.4A ；2 M繞 線 轉(zhuǎn) 子 三 相 異 步 電 動(dòng) 機(jī)PN=3kW(R 1 =2 )UN =380VIN =7.1An N =1390r/min；3 G 直流發(fā)電機(jī)3kW ( 或 ZJ 轉(zhuǎn)矩傳感器50N?m ，CZ 磁粉制動(dòng)器50N?m) ；4 RL 單相變阻器8.8/108 2/25A ；5 交流電壓表500V ；6 交流電流表10A ；7 功率表 500V 10A ；.下載可編輯 .8 直流電壓表400V ；9 直流電流表30A ；10 直流電流表4A ；11 張力控制器 ；12 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速顯示儀。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1 三相異步電動(dòng)機(jī)空載實(shí)驗(yàn)：表 3-1三相異步電動(dòng)機(jī)空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)序U(V)I

3、(A)P(W)cos0號(hào)UABUBCUCAU 0IAIBICI0P?P?p 01414.419.421.418.3.914.113.493.8491-456456L0.176976216022386.391.393.390.3.303.532.923.2570-306403L0.188577012193380.385.387.384.3.173.462.813.1567-283391L0.194063218044375.380.382.379.3.093.382.733.0763-253384L0.209176652175369.373.376.373.3.003.302.713.0060-2

4、27375L0.205974196926365.369.372.368.2.923.212.602,9158-212368L0.20.下載可編輯 .2239803407287.290.292.289.2.072.251.892.0737-93284L0.280238990678190.191.192.191.1.461.611.311.462014218L0.50480488364其中 U0=( U AB+U AB +U CA)/3 ；I0=(I A+I B+I C)/3 ；p 0=p ?+p ?為三相輸入功率 。2 三相異步電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)：表 3-2三相異步電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)溫度 =16 序

5、U(V)I(A)P(W)kcos 號(hào)UABUBCUCAUkIAIBICIkP?P?Pk182.984.484.283.87.117.046.957.0455117667L0.67558984900277.578.778.978.36.496.406.366.4247106578L0.68610953302366.768.568.067.75.545.505.355.463475421L0.67124620356454.956.655.755.74.504.484.334.442348280L0.67102489542541.842.842.142.23.443.383.283.37132616

6、0L0.67862937724626.027.727.126.92.192.212.032.14551065L0.66.下載可編輯 .62272405其中 U0=( U AB +U AB +U CA)/3?為三相輸入功率。；Ik =( I A + I B + I C)/3 ； p0 =p +p3 三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載實(shí)驗(yàn)：表 3-3三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)序I(A)P(W)T2N號(hào)IAIBICI1PIPIIP1(N m)(r/min)16.9807.4127.0497.14725071400390721.4711365.326.0146.2685.9546.07920391068310716.

7、3371389.635.5175.9765.4395.6441989880286915.2171401.044.2584.7134.1544.375137442718019.18661436.153.5164.0023.6963.738109021913096.13541460.763.1573.3402.8203.106636-2923440.50821492.6其中I1=(IA + I B + I C)/3 ； p1 =p ?+p ?為負(fù)載時(shí)三相輸入功率。六、特性曲線 、參數(shù)計(jì)算及問(wèn)題分析1 根據(jù)空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出空載特性曲線U0 =f(I 0)、 p 0=f(U 0)、 cos 0 =f(

8、U 0)。 其中 ，空載功率因數(shù)為cos 0 =0：00.下載可編輯 .圖 3-2三相異步電動(dòng)機(jī)空載特性曲線U0=f(I 0)圖 3-3三相異步電動(dòng)機(jī)空載特性曲線p 0=f(U 0).下載可編輯 .圖 3-4三相異步電動(dòng)機(jī)空載特性曲線cos0=f(U 0)2 根據(jù)空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出堵轉(zhuǎn)特性曲線Uk=f(I k)、 pk=f(U k)、 cos k=f(U k)。 其中 ，堵轉(zhuǎn)功率因數(shù)為cos k =：圖 3-5三相異步電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)特性曲線U k=f(I k).下載可編輯 .圖 3-6三相異步電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)特性曲線pk=f(U k)圖 3-7三相異步電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)特性曲線cos k=f(U k)3 根據(jù)堵轉(zhuǎn)

9、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算三相異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁參數(shù)Rk、 Xk、Z k：利用表 3-2 中的數(shù)據(jù)計(jì)算溫度為16時(shí)的勵(lì)磁參數(shù)。由 Ik=I N，讀出短路電壓Uk =83.89V ，p k = 667W，利用式子 ：.下載可編輯 .Zk =Rk =2Xk =22計(jì)算得 ：88= 11. 16Z k =0Rk =66= .8602Xk = 11 16 286 2= 11.0再將溫度為 16的電阻值折算到基準(zhǔn)工作溫度75 時(shí)的數(shù)值 ，利用式子 ：5 =225 5 5 = R k2 552 5計(jì)算得 ：5 = 5.55 = 12. 514 根據(jù)空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算三相異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁參數(shù)Rm、 Xm 、Z m：為了求勵(lì)磁

10、參數(shù)，應(yīng)分離鐵損耗p Fe 和機(jī)械損耗p mec 。 如下圖 3-8 所示 ，利用圖中的數(shù)據(jù)，可計(jì)算 （其中 Z0X0 ，定子漏電抗X1 由堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)求得， X1Xk/2 5.52）：0Rm =Z0 =200Xm = X 0 X 1Zm = 2 2.下載可編輯 .圖 3-8 由空載損耗分離鐵損耗與機(jī)械損耗首先利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ，作出擬合曲線 P0=f(U 0 2)，如圖 3-9 所示 ：圖 3-9 P0 =f(U 0 2)由圖中的數(shù)據(jù)可知， p mec = 149.29 W。 當(dāng) U 0=U N 時(shí)，可近似計(jì)算 I0 = 3.071A； p Fe =384-149.29 = 234.71 W。所以帶

11、入上式可計(jì)算得 ：Z0 =6= 123.6 0 121= 8.296Rm =0 12Xm = 123.65.52 = 118.08Z m = 118 082826 2 =118.371 .下載可編輯 .5 根據(jù)負(fù)載實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性，并將實(shí)驗(yàn)和計(jì)算數(shù)據(jù)記入表 3-4 中 。 輸出功率P2、功率因數(shù)cos 1 和效率 可由下式求得：P2 = 0.105nT21cos 1 =11 =2 100%1表 3-4 工作特性數(shù)據(jù)電動(dòng)機(jī)輸入電動(dòng)機(jī)輸出計(jì)算值I1(A)P1(W)T2 (Nm)n(r/min)P2 (W)cos 17.147390721.4711365.3307878.78

12、%0.83066.079310716.3371389.6238476.73%0.77655.644286915.2171401.0223878.02%0.77234.37518019.18661436.1138576.92%0.62543.73813096.13541460.794171.89%0.53213.1063440.50821492.68023.15%0.16836 由表 3-4 中數(shù)據(jù)繪出三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性曲線I1 =f(P 2)、T2=f(P 2)、 n=f(P 2)、cos 1=f(P 2)、=f(P 2 )：.下載可編輯 .圖 3-10三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性曲線I 1=

13、f(P 2 )圖 3-11三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性曲線T2=f(P 2 ).下載可編輯 .圖 3-12三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性曲線n=f(P 2)圖 3-13三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性曲線cos1 2=f(P ).下載可編輯 .圖 3-14三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性曲線=f(P2 )七、思考題1 空載實(shí)驗(yàn)為何不宜在過(guò)低的電壓下運(yùn)行？答：異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩在只有電壓變化的情況下，與電壓的平方成正比。 如果電壓過(guò)低，則啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)很小，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將會(huì)在比較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)都很小，即轉(zhuǎn)差率 s 接近 1。 由異步電機(jī)的等效電路可以看出，啟動(dòng)電流Ist =比較大 ，所以長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)大電流 ，會(huì)使電機(jī)嚴(yán)重發(fā)熱，燒壞儀器 。2 空載實(shí)驗(yàn)中電動(dòng)機(jī)的端電壓逐步降低至轉(zhuǎn)速有明顯變化時(shí)，為何定子電流會(huì)回升？答：異步電機(jī)的輸出功率在只有電壓變化時(shí)，與電壓的平方成正比。電動(dòng)機(jī)的端電壓降低 ，則電動(dòng)機(jī)的輸出功率也會(huì)降低。由于機(jī)械損耗p mec 變化不大 ，所以轉(zhuǎn)子的功率會(huì)迅速降低 ，轉(zhuǎn)速迅速下降，轉(zhuǎn)差率迅速增加。隨著轉(zhuǎn)差率的增加，轉(zhuǎn)子電流也會(huì)增加，定子電流也會(huì)發(fā)過(guò)來(lái)增加。.下載可編輯 .3 堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中電動(dòng)機(jī)定子電流達(dá)到額定值時(shí)，為什么電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩并不大？答：堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中 ，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為0 ，轉(zhuǎn)差率為1，由