實驗四三相籠型異步電動機的工作特性(選做)

1、實驗四 三相籠型異步電動機的工作特性（選做）一實驗目的1掌握三相異步電機的空載、堵轉和負載實驗的方法。2用直接負載法測取三相鼠籠異步電動機的工作特性。3測定三相籠型異步電動機的參數(shù)。二預習要點1異步電動機的工作特性指哪些特性？2異步電動機的等效電路有哪些參數(shù)？它們的特理意義是什么？3工作特性和參數(shù)的測定方法。三實驗項目1測量定子繞組的冷態(tài)電阻。2判定定子繞組的首未端。3空載實驗。4短路實驗。5負載實驗。四實驗設備及儀器1MEL系列電機教學實驗臺主控制屏。2電機導軌及測功機、矩矩轉速測量（MEL-13、MEL-14）。3交流功率、功率因數(shù)表。4直流電壓、毫安、安培表。5三相可調(diào)電阻器900（ME

2、L-03）。6波形測試及開關板（MEL-05）。7三相鼠籠式異步電動機M04。五實驗方法及步驟1測量定子繞組的冷態(tài)直流電阻。準備：將電機在室內(nèi)放置一段時間，用溫度計測量電機繞組端部或鐵芯的溫度。當所測溫度與冷動介質(zhì)溫度之差不超過2K時，即為實際冷態(tài)。記錄此時的溫度和測量定子繞組的直流電阻，此阻值即為冷態(tài)直流電阻。（1）伏安法按線路圖3-1接線。圖3-1 三相交流繞組電阻的測定S1，S2：雙刀雙擲和單刀雙擲開關，位于MEL-05。R：四只900和900電阻相串聯(lián)（MEL-03）。A、V：直流毫安表和直流電壓表，或采用MEL-06，或在主控制屏上。量程的選擇：測量時，通過的測量電流約為電機額定電流

3、的10%，即為50mA，因而直流毫安表的量程用200mA檔。三相籠型異步電動機定子一相繞組的電阻約為50歐姆，因而當流過的電流為50mA時三端電壓約為2.5伏，所以直流電壓表量程用20V檔，實驗開始前，合上開關S1，斷開開關S2，調(diào)節(jié)電阻R至最大（3600）。分別合上綠色“閉合”按鈕和220V直流可調(diào)電源的船形開關，按下復位按鈕，調(diào)節(jié)直流可調(diào)電源及可調(diào)電阻R，使實驗電機電流不超過電機額定電流的10%，以防止因?qū)嶒炿娏鬟^大而引起繞組的溫度上升，讀取電流值，再接通開關S2讀取電壓值。讀完后，先打開開關S2，再打開開關S1。調(diào)節(jié)R使A表分別為50mA，40mA，30mA測取三次，取其平均值，測量定子

4、三相繞組的電阻值，記錄于表3-1中。表3-1 室溫 繞組I繞組繞組I（mA）U（V）R（）注意事項：（1）在測量時，電動機的轉須靜止不動。（2）測量通電時間不應超過1分鐘。（2）電橋法（選做）用單臂電橋測量電阻時，應先將刻度盤旋到電橋能大致平衡的位置，然后按下電池按鈕，接通電源，等電橋中的電源達到穩(wěn)定后，方可按下檢流計按鈕接入檢流計。測量完畢后，應先斷開檢流計，再斷開電源，以免檢流計受到?jīng)_擊。記錄數(shù)據(jù)于表3-2中。電橋法測定繞組直流電阻準確度以靈敏度高，并有直接讀數(shù)的優(yōu)點。表3-2中繞組I繞組II繞組IIIR（）2判定定子繞組的首未端先用萬用表測出各相繞組的兩個線端，將其中的任意二相繞組串聯(lián)，

5、如圖3-2所示。將調(diào)壓器調(diào)壓旋鈕退至零位，合上綠色“閉合”按鈕，接通交流電源，調(diào)節(jié)交流電源，在繞組端施以單相低電壓U=80100V，注意電流不應超過額定值，測出第三相繞組的電壓，如測得的電壓有一定讀數(shù)，表示兩相繞組的未端與首端相聯(lián)，如圖3-2（a）所示；反之，如測得電壓近似為零，則二相繞組的未端與未端（或首端與首端）相連，如圖3-2（b）所示。用同樣方法測出第三相繞組的首未端。”3空載實驗測量電路如圖3-3所示。電機繞組為接法（UN=220伏），且電機不同測功機同軸聯(lián)接，不帶測功機。圖3-3 三相籠型異步異步電動機實驗接線圖a起動電壓前，把交流電壓調(diào)節(jié)旋鈕退至零位，然后接通電源，逐漸升高電壓，

6、使電機起動旋轉，觀察電機旋轉方向。并使電機旋轉方向符合要求。b保持電動機在額定電壓下空載運行數(shù)分鐘，使機械損耗達到穩(wěn)定后再進行實驗。c調(diào)節(jié)電壓由1.2倍額定電壓開始逐漸降低電壓，直至電流或功率顯著增大為止。在這范圍內(nèi)讀取空載電壓、空載電流、空載功率。d在測取空載實驗數(shù)據(jù)時，在額定電壓附近多測幾點，共取數(shù)據(jù)7-9組記錄于表3-3中。序號UOC（V）IOL（A）PO（W）cosjUABUBCUCAUOLIAIBICIOLPIPIIPO12345674短路實驗測量線路如圖3-3。將測功機和三相異步電機同軸聯(lián)接。a將起子插入測功機堵轉孔中，使測功機定轉子堵住。將三相調(diào)壓器退至零位。b合上交流電源，調(diào)節(jié)

7、調(diào)壓器使之逐漸升壓至短路電流到1.2倍額定電流，再逐漸降壓至0.3倍額定電流為止。a在這范圍內(nèi)讀取短路電壓、短路電流、短路功率，共取4-5組數(shù)據(jù)，填入表3-4中。做完實驗后，注意取出測功機堵轉孔中的起子。序號UOC（V）IOL（A）PO（W）cosjKUABUBCUCAUKIAIBICIKPIPIIPK12345675負載實驗選用設備和測量接線同空載實驗。實驗開始前，MEL-13中的“轉速控制”和“轉矩控制”選擇開關扳向“轉矩控制”，“轉矩設定”旋鈕逆時針到底。a合上交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使之逐漸升壓至額定電壓，并在實驗中保持此額定電壓不變。b調(diào)節(jié)測功機“轉矩設定”旋鈕使之加載，使異步電動機的定

8、子電流逐漸上升，直至電流上升到1.25倍額定電流。c從這負載開始，逐漸減小負載直至空載，在這范圍內(nèi)讀取異步電動機的定子電流、輸入功率，轉速、轉矩等數(shù)據(jù)，共讀取5-6組數(shù)據(jù)，記錄于表3-5中。表3-5 UN=220伏（）序號IOL（A）PO（W）T2（N.m）n（r/min）P2（W）IAIBICI1PIPIIP1123456六實驗報告1計算基準工作溫度時的相電阻由實驗直接測得每相電阻值，此值為實際冷態(tài)電阻值。冷態(tài)溫度為室溫。按下式換算到基準工作溫度時的定子繞組相電阻：式中 rlef 換算到基準工作溫度時定子繞組的相電阻，；r1c定子繞組的實際冷態(tài)相電阻，；ref基準工作溫度，對于E級絕緣為75

9、OC；c實際冷態(tài)時定子繞組的溫度，OC。2作空載特性曲線：I0、P0、cosj0=f(U0)3作短路特性曲線：IK、PK=f(UK)4由空載、短路實驗的數(shù)據(jù)求異步電機等效電路的參數(shù)。(1)由短路實驗數(shù)據(jù)求短路參數(shù)短路阻抗 短路電阻 短路電抗 式中 UK、IK、PK由短路特性曲線上查得，相應于IK為額定電流時的相電壓、相電流、三相短路功率。轉子電阻的折合值 定、轉子漏抗 (2)由空載實驗數(shù)據(jù)求激磁回路參數(shù)空載阻抗 空載電阻 空載電抗 式中 U0、I0、P0相應于U0為額定電壓時的相電壓、相電流、三相空載功率。激磁電抗 激磁電阻 式中 PFe為額定電壓時的鐵耗，由圖3-4確定。5作工作特性曲線P1

10、、I1、n、S、cosj1=f(P2)由負載實驗數(shù)據(jù)計算工作特性，填入表3-6中。 表3-6 U1 = 220V（） If = A序號電動機輸入電 動 機 輸 出計 算 值I1(A)P1(W)T2(N·m)n(rmin)P2（W）S()()cosj1123456 計算公式為： 式中 I1定子繞組相電流，A； U1定子繞組相電壓，V； S轉差率； 效率。 6由損耗分析法求額定負載時的效率 電動機的損耗有： 鐵耗 PFe 機械損耗 Pmec 定子銅耗 轉子銅耗 雜散損耗Pad取為額定負載時輸入功率的0.5。 式中 Pem電磁功率，W； Pem = P1 -Pcul - PFe 鐵耗和機械損耗之和為： P0= PFe + Pmec = PO- 3Ir1 為了分離鐵耗和機械損耗，作曲線，如圖3-4。 延長曲線的直線部分與縱軸相交于P點，P點的縱座標即為電動機的機械損耗Pmec，過P點作平行于橫軸的直線,可得不同電壓的鐵耗PFe。電機的總損耗P = PFe + P