電機機械特性的測定精

1、電機與拖動實驗指導57第五章電機機械特性的測定實驗一三相異步電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性一. 實驗?zāi)康牧私馊嗬@線式異步電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性。二. 預(yù)習要點1如何利用現(xiàn)有設(shè)備測定三相繞線式異步電動機的機械2 測定各種運行狀態(tài)下的機械特性應(yīng)注意哪些問題。3 .如何根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)計算被試電機在各種運行狀態(tài)下的機械特性。三. 實驗項目1 .測定三相繞線式異步電動機在電動運行狀態(tài)和再生發(fā)電制功狀態(tài)下機械特性。2 測定三相繞線式異步電動機在反接制動運行狀態(tài)下的機械特性。四. 實驗設(shè)備及儀器1. MEL系列電機系統(tǒng)教學實驗臺主控制屏。2. 電機導軌及測速表（ MEL-13、MEL-14）

2、3. 直流電壓、電流、毫安表4 三相可調(diào)電阻器 900 Q （MEL-03）5 三相可調(diào)電阻器 900 Q （MEL-04）6.波形測試及開關(guān)板（MEL-05）五. 實驗方法及步驟按實驗線路圖5-5接線M為三相繞線式異步電動機 M09,額定電壓UN=220伏，Y接法；G為直流并勵電動機 M03（作他勵接法），其UN=220伏，Pn=185WRS選用三組90 Q電阻（每組為 MEL-04, 90 Q電阻）R選用675 Q電阻（MEL-03中，450Q電阻和225 Q電阻相串聯(lián)）。Rf選用3000 Q電阻（電機起動箱中，磁場調(diào)節(jié)電阻）V2、A、mA分別為直流電壓、電流、毫安表，采用MEL-06或直

3、流在主控制屏上V A、W、W為交流、電壓、電流、功率表，含在主控制屏上S選用MEL-05中的雙刀雙擲開關(guān)1. 測定三相繞線式異步電機電動及再發(fā)電制動機械特性儀表量程及開關(guān)、電阻的選擇：（1）V2的量程為300V檔，mA的量程為200mA檔, A的量程為2A檔。（2）金阻值調(diào)至零，R、R阻值調(diào)至最大。(3)直 流 電 機 勵 磁 電 源圖5-5繞線式異步電動機機械特性實驗接線圖（4）三相調(diào)壓旋鈕逆時針到底，直流電機勵磁電源船形開關(guān)和220V直流穩(wěn)壓電源船形開關(guān)在斷開位置。并且直流穩(wěn)壓電源調(diào)節(jié)旋扭逆時針到底，使電壓輸出最小。實驗步驟：（1）接下綠色“閉合”按鈕，接通三相交流電源，調(diào)節(jié)三相交流電壓輸

4、出為180V （注意觀察電機轉(zhuǎn)向是否符合要求），并在以后的實驗中保持不變。（2 ）接通直流電機勵磁電源，調(diào)節(jié) Rf阻值使I f=95mA并保持不變。接通可調(diào)直流穩(wěn)壓 電源的船形開關(guān)和復(fù)位開關(guān)，在開關(guān) S的“2”端測量電機 G的輸出電壓極性，先使其極性 與S開關(guān)“ 1”端的電樞電源相反。在 R1為最大值的條件下，將 S合向“ 1”端。（3）調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源和 R的阻值（先調(diào)節(jié) R中的450Q電阻，當減到0時，用導線 短接，再調(diào)節(jié) 225Q電阻，同時調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源），使電動機從堵轉(zhuǎn)（約 200轉(zhuǎn)左右）到 接近于空載狀態(tài)，其間測取電機 G的Ua、la、n及電動機M的交流電流表 A、功率表Pi、Pi

5、 的讀數(shù)。共取8-9組數(shù)據(jù)記錄于5-6中。表 5-6U=200VR=0 lf=mAU(A)la(A)n(r/mi n)11(A)P(W)Pi (W)(4) 當電動機 M接近空載而轉(zhuǎn)速不能調(diào)高時，將 S含向“ 2”位置，調(diào)換發(fā)電機 G的 電樞極性使其與“直流穩(wěn)壓電源”同極性。調(diào)節(jié)直流電源使其G的電壓值接近相等，將 S 合至“ 1”端，減小Ri阻值直至為零(用導線短接 900 Q相串聯(lián)的電阻)。(5) 升高直流電源電壓，使電動機M的轉(zhuǎn)速上升，當電機轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速時，異步電 機功率接近于0，繼續(xù)調(diào)高電樞電壓，則異步電機從第一象限進入第二象限再生發(fā)電制動狀態(tài)，直至異步電機 M的電流接近額定值，測取電動

6、機M的定子電流li、功率Pi、Pii ,轉(zhuǎn)速r和發(fā)電機G的電樞電流la,電壓U,填入表5-7中。表 5-7U=200伏lf=AU(A)la(A)n(r/mi n)I i(A)P(W)Pi (W)2 電動及反接制功運行狀態(tài)下的機械特性在斷電的條件下，把FS的三只可調(diào)電阻調(diào)至 90 Q,折除Ri的短接導線，并調(diào)至最大2250 歐，直流發(fā)電機 G接到S上的兩個接線端對調(diào)，使直流發(fā)電機輸出電壓極性和“直流穩(wěn)壓 電源”極性相反，開關(guān) S合向左邊，逆時針調(diào)節(jié)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源調(diào)節(jié)旋鈕到底。(1) 按下綠色“閉合”按鈕，調(diào)節(jié)交流電源輸出為200伏，合上勵磁電源船形開關(guān)， 調(diào)節(jié)R的阻值，使lf=95mA(2)

7、按下直流穩(wěn)壓電源的船形開關(guān)和復(fù)位按鈕，起動直流電源，開關(guān)S合向右邊，讓 異步電機M帶上負載運行，減小 R阻值(先減小1800歐0.41A，當減至最小時，用導線短 接，再接小450歐0.82A ),使異步發(fā)電機轉(zhuǎn)速下降，直至為零。(3) 繼續(xù)減小Ri阻值或調(diào)離電樞電壓值，異步電機即進入反向運轉(zhuǎn)狀態(tài)，直至其電流接近額定值，測取發(fā)電機G的電樞電流la、電壓、Ua值和異步電動機 M的定子電流li、Pi、Pii、轉(zhuǎn)速n,共取8-9組數(shù)據(jù)填入表5-8中。表 5-8U=200伏Uf=95mAU(A)la(A)n(r/mi n)li(A)P(W)Pi (W)六. 實驗注意事項i. 調(diào)節(jié)串并聯(lián)電阻時，要按電流的

8、大小而相應(yīng)調(diào)節(jié)串聯(lián)或并聯(lián)電阻，防止電阻器過流引 起燒壞。七. 實驗報告根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出三相繞線轉(zhuǎn)子異步電機運行在三種狀態(tài)下的機械特性。八. 思考題1. 再生發(fā)電制動實驗中，如何判別電機運行在同步轉(zhuǎn)速點 ？,要計算出全壓下2. 在實驗過程中，為什么電機電壓降到200V?在此電壓下所得的數(shù)據(jù)的機械特性應(yīng)作如何處理 ？實驗二異步電機的M S曲線測繪一.實驗?zāi)康霓D(zhuǎn)差曲線，并加以比用本電機教學實驗臺的測功機轉(zhuǎn)速閉環(huán)功能測繪各種異步電機的轉(zhuǎn)矩 較。.預(yù)習要點1. 復(fù)習電機M-S特性曲線。2. M-S特性的測試方法。三. 實驗項目1鼠籠式異步電機的 M-S曲線測繪測。2繞線式異步電動機的 M-S曲線測繪。四

9、. 實驗原理圖5-6異步電機的機械特性異步電機的機械特性的圖 5-6所示。在某一轉(zhuǎn)差率Sm時，轉(zhuǎn)矩有一最大值 Tm,稱為 異步電機的最大轉(zhuǎn)矩，Sm稱為臨界轉(zhuǎn)差率。Tm是異步 電動機可能產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩。如果負載轉(zhuǎn)矩Tz Tm,電動機將承擔不了而停轉(zhuǎn)。起動轉(zhuǎn)矩Tst是異步電動機接至電源開始起動時的電磁轉(zhuǎn)矩，此時S=1( n=0)。對于繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機，轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)附加電 阻，便能改變Tst，從而可改變起動特性。異步電動機的機械特性可視為兩部分組成，即當負載功率轉(zhuǎn)矩 Tz Sm時，機械特性為一曲線，稱為機械特性的曲線部分，對恒轉(zhuǎn)矩負載或恒功率負載而言，因為電動機這一特性段與這類負載轉(zhuǎn)矩 特性的配

10、合，使電機不能穩(wěn)定運行，而對于通風機負載，則在這一特性段上卻能穩(wěn)定工作。在本實驗系統(tǒng)中，通過對電機的轉(zhuǎn)速進行檢測， 動態(tài)調(diào)節(jié)施加于電機的轉(zhuǎn)矩， 產(chǎn)生隨著 電機轉(zhuǎn)速的下降，轉(zhuǎn)矩隨之下降的負載， 使電機穩(wěn)定地運行了機械特性的曲線部分。 通過讀 取不同轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩，可描繪出不同電機的 M-S曲線。五. 實驗設(shè)備1. MEL系列電機系統(tǒng)教學實驗臺主控制屏。2電機導軌及測功機、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量(MEL-13、MEL-14)。3. 電機起動箱(MEL-09)。4. 三相鼠籠式異步電動機M045三相繞線式異步電動機 M09六. 實驗方法1鼠籠式異步電機的 M-S曲線測繪圖5-7鼠籠式異步電機的M-SW繪接線圖被

11、試電機為三相鼠籠式異步電動機M04, Y接法。G為渦流測功機，與 M04電機同軸安裝。按線路圖5-7接線，其中電壓表采用指針式或數(shù)字式均可，量程選用300V檔，電流表采用數(shù)字式，可選 0.75A量程檔。起動電機前，將三相調(diào)壓器旋鈕逆時針調(diào)到底，并將MEL-13中“轉(zhuǎn)矩控制”和“轉(zhuǎn)速控制”選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)速控制”，并將“轉(zhuǎn)速設(shè)定”調(diào)節(jié)旋鈕順時針調(diào)到底。實驗步驟：(1) 按下綠色“閉合”按鈕，調(diào)節(jié)交流電源輸出調(diào)節(jié)旋鈕，使電壓輸出為220V,起動 交流電機。觀察電機的旋轉(zhuǎn)方向，是之符合要求。(2) 逆時針緩慢調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速設(shè)定”電位器經(jīng)過一段時間的延時后，M04電機的負載將隨之增加，其轉(zhuǎn)速下降，繼續(xù)調(diào)節(jié)

12、該電位器旋鈕電機由空載逐漸下降到200轉(zhuǎn)/分左右(注意：轉(zhuǎn)速低于200轉(zhuǎn)/分時，有可能造成電機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定。 )(3) 在空載轉(zhuǎn)速至200轉(zhuǎn)/分范圍內(nèi)，測取8-9組數(shù)據(jù)，其中在最大轉(zhuǎn)矩附近多測幾點，填入表5-9。表 5-9UN=220VY 接法序號123456789轉(zhuǎn)速(r/min )轉(zhuǎn)矩(n.M)(4) 當電機轉(zhuǎn)速下降到 200轉(zhuǎn)/分時，順時針回調(diào)“轉(zhuǎn)速設(shè)定”旋鈕，轉(zhuǎn)速開始上升， 直到升到空載轉(zhuǎn)速為止，在這范圍內(nèi)，讀出8-9組異步電機的轉(zhuǎn)矩 M,轉(zhuǎn)速n,填入表5-10。表 5-10UN=220VY 接法序號123456789轉(zhuǎn)速（r/min ）轉(zhuǎn)矩（N.M）2 繞線式異步電動機的M-S曲線測繪

13、被試電機采用三相繞線式異步電動機M09, Y接法。按線路圖5-8接法，電壓表和電流表的選擇同前，轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻采用 MEL-04中兩只90Q電阻相并聯(lián)（最大值為 45Q）O MEL-13的開關(guān)和旋鈕的設(shè)置同前，調(diào)壓器退至零位。主控制屏 三相交流 電源輸出圖5-8繞線式異步電機的M-S測繪接線圖（1）繞線電機的轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻調(diào)到零（三只旋鈕順時針到底），順時針調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使電壓升至180V,電機開始起動至空載轉(zhuǎn)速。逆時針調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速設(shè)定”旋鈕，M09的負載隨之增加，電機轉(zhuǎn)速開始下降，繼續(xù)逆時針調(diào)節(jié)該旋鈕，電機轉(zhuǎn)速下降至100轉(zhuǎn)/分左右。在空載轉(zhuǎn)速至100轉(zhuǎn)/分范圍時，讀取 8-9組繞線電機轉(zhuǎn)矩 T、轉(zhuǎn)速n記錄于表5-11。表 5-11U=180VY 接法R=OQ序號123456789轉(zhuǎn)速（r/min ）轉(zhuǎn)矩（N.M）（2）繞線電機的轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻調(diào)到 2Q （斷開電源，用萬用表測量，三相需對稱），重復(fù)以上步驟，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。表 5-12U=180VY接法R=2Q序號123456789轉(zhuǎn)速（r/min ）轉(zhuǎn)矩（N.M）（3）繞線電機的轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻