三相鼠籠異步電動機的工作特性實驗報告

1、異步電機實驗報告課程名：電機學(xué)與電力拖動姓名：李靜怡學(xué)院：電氣工程學(xué)院班級：電氣 1108 班 指導(dǎo)老師：郭芳 三相鼠籠異步電動機的工作特性一、實驗?zāi)康? 、掌握用日光燈法測轉(zhuǎn)差率的方法。2 、掌握三相異步電動機的空載、堵轉(zhuǎn)和負載試驗的方法。3 、用直接負載法測取三相鼠籠式異步電動機的工作特性。4 、測定三相鼠籠式異步電動機的參數(shù)。二、預(yù)習(xí)要點1 、用日光燈法測轉(zhuǎn)差率是利用了日光燈的什么特性？2 、異步電動機的工作特性指哪些特性？3 、異步電動機的等效電路有哪些參數(shù)？它們的物理意義是什么？4 、工作特性和參數(shù)的測定方法。三、實驗項目1 、測定電機的轉(zhuǎn)差率。2 、測量定子繞組的冷態(tài)電阻。3 、判

2、定定子繞組的首末端 .4 、空載實驗。5 、短路實驗。6 、負載實驗。四、實驗方法1實驗設(shè)備序號型號名稱數(shù)量1MET01電源控制屏1臺2DD03不銹鋼電機導(dǎo)軌、測速系統(tǒng)及數(shù)顯轉(zhuǎn)速1件3DJ23校正過的直流電機1臺4DJ16三相鼠籠異步電動機1臺5D34-2智能型功率、功率因數(shù)表1件6D51波形測試及開關(guān)板1件7DD05測功支架、測功盤及彈簧秤(50N)1套2、屏上掛件排列順序D34-2、D513、空載實驗(1)按圖4-3接線。電機繞組為接法(Un=220V),直接與測速發(fā)電機同軸聯(lián)接，不聯(lián)接校正直流測功機DJ23(2) 把交流調(diào)壓器調(diào)至電壓最小位置，接通電源，逐漸升高電壓，使電機起動旋轉(zhuǎn)，觀察

3、電 機旋轉(zhuǎn)方向。并使電機旋轉(zhuǎn)方向為正轉(zhuǎn)(如轉(zhuǎn)向不符合要求需調(diào)整相序時，必須切斷電源 )。(3) 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)定后再進行試驗。圖4-3 三相鼠籠式異步電動機試驗接線圖(4) 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。(5) 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)79組記錄于表4-4中。表4-4序 號Uoc (V)|OL (A)Po (W)cosUabUbcUCAUolIAIBICIOLPiPiiPo1264265265264.670.2790.2780.2790.

4、2787-22.947.9250.1962240242240240.670.2510.2530.250.2513-17.540.322.80.2183230230228229.330.2390.2370.2390.2383-15.537.121.60.2284220221220220.330.2280.2290.230.2290-13.134.321.20.2435210210208209.330.2160.2160.2170.2163-11.331.720.40.2606200200199199.670.2050.2040.2050.2047-9.528.919.40.27471601611

5、60160.330.1690.1690.1710.1697-3.720.516.80.3578100100100100.000.1390.1370.1390.1383-1.911.59.60.401986848685.330.1420.1430.1420.1423-2.111.190.4281070707170.330.1570.1570.1580.1573-2.510.78.20.4284、短路實驗(1) 測量接線圖同圖4-3。用制動工具把三相電機堵住。制動工具可用DD05上的圓盤固定在電機軸上，螺桿裝在圓盤上。(2) 調(diào)壓器退至零，按下啟動按鈕，接通交流電源。調(diào)節(jié)控制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕使之逐

6、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。(3) 在這范圍內(nèi)讀取短路電壓、短路電流、短路功率。(4)共取數(shù)據(jù)56組記錄于表4-5中。表4-5Ul(V)1 kl(A)P<(W)COS KLabLBcLCaUkLIa(A)Ib(A)Ic(A)1 klP1PF081.881.981.781.800.5990.5980.5990.5987-1.341.139.80.46971.671.771.771.670.4970.4980.4970.4973-1.529.327.80.45062.862.762.662.700.410.410.420.4133-1.720.91

7、9.20.42851.351.251.551.330.3020.3020.3010.3017-1.912.310.40.38839.239.43939.200.1920.1920.1910.1917-1.35.74.40.33833.833.633.933.770.1470.1450.1480.1467-0.93.72.80.32629.829.929.929.870.1160.1160.1150.1157-0.72.51.80.3015、負載實驗(1) 測量接線圖同圖4-3。同軸聯(lián)接負載電機。圖中R用R1上1800Q阻值，R用R5上1800Q阻值加R上1300Q并聯(lián)1300Q共2450Q阻值

8、。(2)按下啟動按鈕，接通交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使之逐漸升壓至額定電壓并保持不變。(3) 合上校正過的直流電機的勵磁電源，調(diào)節(jié)勵磁電流至校正值(100mA)并保持不變。(4) 合上開關(guān)S,調(diào)節(jié)負載電阻R.(注：先調(diào)節(jié)R5上的1800Q電阻，調(diào)至零值后用導(dǎo)線短接再調(diào)節(jié)R上的650Q電阻)，使異步電動機的定子電流逐漸上升，直至電流上升到1.25倍額定電流。(5) 從這負載開始，逐漸減小負載直至空載(即斷開開關(guān)S),在這范圍內(nèi)讀取異步電動機的定子電流、輸入功率、轉(zhuǎn)速、校正直流測功機的負載電流If等數(shù)據(jù)。(6) 共取數(shù)據(jù)89組記錄于表4-6中。表 4-6 U 1=U1n=220V (A)I f=100

9、Ma1 1l(A)R(W)If(A)n(r/mi n)Ia(A)Ib(A)Ic(A)I 1LPiPnP10.6220.550.550.574119.143.5162.80.6113780.5500.490.480.51105.135.1140.00.514000.5000.440.440.4694.928.11230.4214130.4500.40.400.4283.720.7104.40.3314280.4000.360.360.3773.112.785.50.2414430.3500.310.310.3260.13.5063.60.1314590.3240.290.290.3053.5-1

10、.951.60.0814680.3000.260.260.2744.3-8.535.8o1479五、實驗報告1作空載特性曲線：Io、Po、COSo=f(Uo)2作短路特性曲線：Ik、PK=f(U K)3.由空載、短路試驗的數(shù)據(jù)求異步電機等效電路的參數(shù)。(1)由短路試驗數(shù)據(jù)求短路參數(shù)短路阻抗ZkUkIk短路電阻KPk3I K短路電抗Xk.ZK rK2式中UK、IK、PK由短路特性曲線上查得，相應(yīng)于IK為額定電流時的相電壓、相電流、 三相短路功率。由圖中可以看出Zk Uk，為曲線斜率的倒數(shù)，所以Zk=1/0.0847=11.806 (Q)I K由途中可以看出収 匕，為曲線的斜率，即Rk=6.385

11、7 (Q)3I K所以，Xk.'Zk 點=9.93 (Q)轉(zhuǎn)子電阻的折合值r 2r K r1定、轉(zhuǎn)子漏抗x1x2 Xk =9.93/2=4.965 (Q)2(2)由空載試驗數(shù)據(jù)求激磁回路參數(shù)空載阻抗Zo圖3-4電機中的鐵耗和機械耗空載電阻roPo31?空載電抗Xo式中U 0、I 0、Po相應(yīng)于UU為額定電壓時的相電壓、相電流、三相空載功率。由圖中可以看出ZoU：，為曲線斜率的倒數(shù)，所以Z=1/0-0154=64-935 (Q)由圖中可以看出ro-Po2，為曲線的斜率，即RK=1.9515 (Q)31 2所以，Xxz2 r。2 =64.9057 (Q)激磁電抗Xm X。 Xi激磁電阻rm

12、 站57.0 (Q)式中P Fe為額定電壓時的鐵耗，由圖3-4確定。4.作工作特性曲線Pi、I 1、n、n、S、cos i=f(P 2)式中電動機輸入電動機輸出計算值Ii(A)P1(W)T2(N m)n(r / min)P2 ( WS( %)n (%)COSj 10.14748.60.182147828.241.4758.120.5040.16056.20.257147039.722.0070.680.5340.178 171.60.333146051.012.6771.240.6100.19584.00.397145060.503.3372.020.6560.21599.00.4731441

13、71.523.9372.250.7000.234 :112.00.537143180.734.6072.080.7260.259126.00.602142189.815.2771.280.7400.278138.40.667141098.686.0071.300.7570.299 :151.20.720r 1400105.896.6770.030.7680.324165.00.7851388114.407.4769.330.7730.354182.60.8551375123.438.3367.600.7840.361 1186.00.879r1365125.939.0067.700.783表3

14、-6U1 =220V計算公式為:由負載試驗數(shù)據(jù)計算工作特性，填入表 3-6中。() If =100MAI A I B I C113 3I i定子繞組相電流，A;1定子繞組相電壓，V;S轉(zhuǎn)差率；n 效率。由損耗分析法求額疋負載時的效率電動機的損耗有：鐵耗PFe機械損耗Rnec定子銅耗Pcu 13112r1 =3*0.28*0.28*43.09=10.13W轉(zhuǎn)子銅耗FoU 2PemS =127.85*6.5/100=8.31W100雜散損耗Pad取為額定負載時輸入功率的 0.5 %。Pad=147.1 X 0.5 % =0.074W 式中Pem電磁功率，WPem = P i -P cui - P

15、Fe =147.1-10.13-9.12=127.85W鐵耗和機械損耗之和為：P0 ' = PFe + P mec = P O- 3I =9.12+4.98=14.1W為了分離鐵耗和機械損耗，作曲線Po f(uO)，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 工 P = PFe + P cul + P cu2 + P ad =9.12+10.13+8.31+0.074=27.63W于是求得額定負載時的效率為：P1P 100%= (147.1-27.63 ) - 147.1

16、X 100% =81.2 %P1式中P 1、S、I 1由工作特性曲線上對應(yīng)于P2為額定功率PN時查得。六、思考題1. 由空載、短路試驗數(shù)據(jù)求取異步電機的等效電路參數(shù)時，有哪些因素會引起誤差？答：各個實驗儀表存在一定得誤差，數(shù)據(jù)測量時也會引起一定的誤差；實驗原理存在誤差。如短路實驗時忽略了勵磁支路的影響；空載實驗時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速會隨輸入電壓的改變而改變 等。2. 從短路試驗數(shù)據(jù)我們可以得出哪些結(jié)論？答1.有回饋電源功率。2.短路時線電壓很小3. 由直接負載法測得的電機效率和用損耗分析法求得的電機效率各有哪些因素會引起誤差？答：由直接負載法測得的電機效率主要可能引起誤差的是測量讀數(shù)時儀表產(chǎn)生的誤差。由損耗分析法求得的電機效率主要可能引起誤差的因素是由圖像讀數(shù)時產(chǎn)生的誤差。七、實驗心得在這次的實驗中，我們主要做了一些了解三相異步電動機的運行情況和三相異步電動機的工 作特性，先按照老師的要求把線連接好，在正常運行后觀察并且測試數(shù)據(jù)。在此次實驗中，我對異步電機的參數(shù)有了進一步的認識和理解， 對異步電機的特性有了更具 體深刻的體會，通過本次實驗，我們基本掌握了三相異步電機的空載和負載實驗的方法，學(xué)會了 用直接負載法測取三相鼠籠異步電動機的工作特性，并掌握測定三相籠型異步電動機的參數(shù)， 對異步電機有了更深的了解。同時學(xué)會了在實驗室應(yīng)根據(jù)需要正確選擇各儀