三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性

1、4 1三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的空載、堵轉(zhuǎn)和負(fù)載試驗(yàn)的方法。2. 用直接負(fù)載法測(cè)取三相鼠籠有電動(dòng)機(jī)的工作特性。3. 測(cè)定三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)。預(yù)習(xí)要點(diǎn)1. 異步電動(dòng)機(jī)的工作特性指哪些特征？2. 異步電動(dòng)機(jī)的等效電路有哪些參數(shù)？它們的物理意義是什么?3. 工作特性和參數(shù)的測(cè)定方法。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)DDSZ-1名稱數(shù)量1DD03導(dǎo)軌、測(cè)速發(fā)電機(jī)及轉(zhuǎn)速表1件2DJ23校正過的直流電機(jī)1件3DJ16三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)1件4D33交流電壓表1件5D32交流電流表1件6D34-3單三相智能功率、功率因數(shù)表1件7D31直流電壓、毫安、安培表1件8D42三相可調(diào)電阻器1

2、件9D51波形測(cè)試及開關(guān)板1件四、測(cè)量定子繞組的冷態(tài)直流電阻將電機(jī)在室內(nèi)放置一段時(shí)間，用溫度計(jì)測(cè)量電機(jī)繞組端部或鐵心的溫度與冷 卻介質(zhì)溫度之差不超過2K時(shí)，即為世紀(jì)冷態(tài)。記錄此時(shí)的溫度和測(cè)量定子繞組 的直流電阻，此阻值即為冷態(tài)直流電阻。用伏安法測(cè)定子繞組電阻，測(cè)量線路如圖4-1.直流電源用主控屏上電樞電源先調(diào)到50V。開關(guān)S1、S2選用D51掛箱，R用D42掛箱上1800 Q可調(diào)電阻。圖4-1三相交流繞組電阻測(cè)定量程的選擇：測(cè)量時(shí)通過的測(cè)量電流應(yīng)小于額定電流的20%，約為50mA ,因而直流電流表的量程用200mA檔。三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)定子一相繞組的電 阻約為50 Q,因而當(dāng)流過的電流為50

3、mA時(shí)二端電壓約為2.5V ,所以直流電壓 表量程用20V檔。按圖4-1接線。把R調(diào)至最大位置，合上開關(guān)S1,調(diào)節(jié)直流電源及R阻值 使試驗(yàn)電流不超過電機(jī)額定電流的 20%，以防因試驗(yàn)電流過大而引起繞組的溫 度上升，讀取電流值，再接通開關(guān) S2讀取電壓值。讀完后，先打開開關(guān) S2,再 打開開關(guān)S1。調(diào)節(jié)R使A表分別為50mA，40mA,30mA 測(cè)取三次，取其平均值，測(cè)量 定子三相繞組的電阻值，采集數(shù)據(jù)：表4-1繞組1繞組II繞組IIII(mA40503029.940.050.129.939.950.1)807291u（v）1.702.111.281.251.672.101.251.672.01

4、670785374R( Q)42.642.342.641.941.941.941.841.940.1547356849五、負(fù)載情況（一）針對(duì)DDSZ-1電機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)1. 空載實(shí)驗(yàn)（1）按圖4-2接線。電機(jī)繞組為接法（Un=220V），直接與測(cè)速發(fā)電機(jī)同 軸聯(lián)接，負(fù)載電機(jī)DJ23不接。（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(jī)啟動(dòng) 旋轉(zhuǎn)，觀察電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。并使電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向符合要求（如果轉(zhuǎn)向不符合要求需 要調(diào)整相序時(shí)，必須切斷電源）。（3）保持電動(dòng)機(jī)在額定電壓下空載運(yùn)行數(shù)分鐘， 使機(jī)械損耗達(dá)到穩(wěn)定后再進(jìn)行O凱申址萃刃的帥三3丄馴U_1yJH 1* O圖4-3 三相鼠籠

5、式異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)接線圖（4）保持電動(dòng)機(jī)在額定電壓下空載運(yùn)行數(shù)分鐘， 使機(jī)械損耗達(dá)到穩(wěn)定后再進(jìn)行 試驗(yàn)。（5）調(diào)節(jié)電壓由1.2倍額定電壓開始逐漸降低電壓，直至電流或動(dòng)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。(6)在測(cè)取空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，在額定電壓附近多測(cè)幾個(gè)點(diǎn)，共取數(shù)據(jù)79組集于表4-2內(nèi)表4-2序號(hào)U OL(V)Iol(A)Po(W)COS UabUbcUcaUolIaIbIcIOLPiPP01259.256259.258.0.300.280.280.2852.0-24.527.50.12368522298262249.245.249.248.0.280.260.260.2

6、747.8-22.025.80.12989545773101228.224.228.2270.250.230.240.2440.4-16.623.80.143309179058534221.218.221.220.0.240.230.230.2338.0-12.525.40.16266978047165220.217.220.219.0.240.230.230.2337.8-15.022.80.146544446078312220.217.219.222.0.240.220.230.2337.4-14.822.60.14460488590577216.214.217.215.0.240.220

7、.220.2336.6-14.322.20.149722080591248210.207.211.209.0.230.210.220.2234.9-13.221.70.1548190746245059133.133.134.134.0.160.150.150.1516.6-1.0515.60.245847049378798380.479.080.880.10.160.150.150.1512.62.4315.00.39810000543197031162.961.863.162.-60.210.200.200.2012.92.8415.70.402651467493755.154.254.85

8、4.70.290.380.380.3517.7-1.4316.30.2811232220754742. 短路實(shí)驗(yàn)(1) 測(cè)量接線圖同圖4-2,。用制動(dòng)工具把三相電機(jī)堵住。制動(dòng)工具可用DD05上的圓盤固定在電機(jī)軸上，螺桿裝在圓盤上。(2) 調(diào)壓器退至零，合上交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使之逐漸升壓到短路電流到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。共讀取 56組米集于 表4-3 中。表4-3序號(hào)U kl(V)Ikl(A)Pk(W)COSKUabUbcUcaUklIaI BIcIklPiPillPk175.874.675.775.40.620

9、.610.610.6139.8-0.938.80.27635105574778265.064.265.464.90.500.490.500.5027.5-1.426.10.2621747215506358.957.459.158.40.430.420.430.4327.5-1.426.10.26100785115506450.249.050.149.80.340.330.330.4113.9-1.712.10.19842147805789541.740.441.741.30.250.240.250.258.35-1.56.830.213921792327633.833.435.034.10.1

10、80.170.180.184.79-1.13.670.1957525356227730.028.730.029.60.140.130.130.133.14-0.82.280.1816304657759653.負(fù)載實(shí)驗(yàn)(1) 測(cè)量接線圖如圖4-2.同軸聯(lián)接負(fù)載電機(jī)。圖中Rf用D42上1800 Q阻值，RL用D42上1800 Q阻值加上900 Q并聯(lián)900 Q共2250 Q阻值。(2) 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保持不變。(3) 合上校正過的直流電機(jī)的勵(lì)磁電源，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流至校正值( 50mA或 100mA )并保持不變。(4) 調(diào)節(jié)負(fù)載電阻RL (先調(diào)節(jié)1800 Q電阻，調(diào)至

11、零后用導(dǎo)線短接再調(diào)節(jié)450 Q電阻)，使異步電動(dòng)機(jī)的定子電流逐漸上升，直至電流上升到 1.25倍額定電流 為止。(5) 從這負(fù)載開始，逐漸減小負(fù)載直至空載，在這范圍內(nèi)讀取異步電動(dòng)機(jī)的定子電流、輸入功率、轉(zhuǎn)速、直流電機(jī)的負(fù)載電流If等數(shù)據(jù)。(6) 共取數(shù)據(jù)89組采集于表4-4中序號(hào)Iil(A)P1(W)If(a)T2(N*m)N(r/min)IaIbIc|1LPiPiiP110.6210.6010.5960.606130.949.14180.040.6830.920137820.5050.4850.4820.491106.9335.28142.210.5180.730141130.4550.44

12、20.4300.44295.4527.53122.980.4320.654142440.4060.3860.3850.39285.0220.68105.70.3570.556143850.3310.3070.3080.31566.090.69666.790.2010.390145960.3000.2800.2810.28758.001.1359.130.1350.340146870.2870.2690.270.0.27554.30-1.4552.850.1050.290147180.2770.2590.2560.26451.19-4.0447.150.0770.275147990.2540.2

13、380.2400.24442.15-10.8331.3200.1851485六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、計(jì)算基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的相電阻由實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得每相電阻值，此值為實(shí)際冷態(tài)電阻值。冷態(tài)溫度為室溫按下式換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的定子繞組相電阻：r1ref235riC_235ref式中 r irefr ic換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)定子繞組的相電阻，Q;定子繞組的實(shí)際冷態(tài)相電阻，Q;Oref 基準(zhǔn)工作溫度 ，對(duì)于E級(jí)絕緣為75 C； 9c實(shí)際冷態(tài)時(shí)定子繞組的溫度，C；2.作空載特性曲線：Iol、Po、cos o=f(U 0L)用MATLAB作圖如下：P0=f(U OL)l0L=f(U 0L)UOLCOS0=f(U OL)

14、3作短路特性曲線：IKL、PK=f(U KL)用MATLAB作圖如下:IKL =f(U KL)PK=f(U KL)4.由空載、短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求異步電機(jī)的等效電路參數(shù)(1)由短路實(shí)驗(yàn)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產(chǎn)U kl,Ikl=Ikl/3.5,Pk-電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)的相電壓，相電流，三相短路功率(接法)。轉(zhuǎn)子電阻的折合值：式中r1c是沒有折合得75oC時(shí)實(shí)際值定、轉(zhuǎn)子漏抗:短路參數(shù)短路阻抗短路電阻短路電抗定轉(zhuǎn)子漏抗Zk( Q)r k( Q)Xk( Q)X1. ( Q)數(shù)211.7102.1185.592.8值224.4104.0198.899.4235.0104.0210.7

15、105.4210.472.5197.598.6282.9106.7262.0131.0324.7110.8304.5152.3372.9118.0246.1123.0U 口(2)由空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)求激磁回路參數(shù)空載阻抗空載電阻吃二r空載電抗X防J茲-蹤式中Uo尸Uol,Io尸| ol/35,Po-電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)的相電壓，相電流，三相短路功率(接法)。激磁電抗激磁電阻空載阻抗Zo(KQ)空載電阻Ro(K Q)空載電阻Xo(K Q)激磁電抗Xm(K Q)1.5490.3301.5130.7571.5760.3461.5470.7741.6050.3971.5550.7781.6130.4531.5480

16、.7741.5970.4031.5450.7731.6420.4091.5900.7951.6180.4181.5630.7821.6210.4331.5620.7811.4600.6181.3230.6620.8840.6100.6400.3200.5190.3610.3730.1870.2680.1300.3440.172式中PFe為額定電壓時(shí)的鐵耗，由圖4-4確定5.做工作特性曲線 Pi、li、n、S、cos 仁f(P 2)由負(fù)載試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算工作特性，填入表 4-5中表 4-5Ui =220V( If=100.4mA序號(hào)電動(dòng)機(jī)輸入電動(dòng)機(jī)輸出計(jì)算值Ig(A)P1(W)T2(N*m)n (r

17、/min)P2(W)S(%)訊)cos 110.350180.040.9201378133.18.1373.90.76620.283142.210.7301411108.25.9376.10.76130.255122.980.654142497.85.0679.50.73140.226105.70.556143884.04.1379.50.70950.17966.790.390145959.72.7389.40.56560.16659.130.340146852.42.1388.60.54070.15952.850.290147144.81.9384.80.50480.15247.150.27

18、5147942.71.4090.60.47090.14131.320.185148528.81.0092.00.337計(jì)算公式為 /兒十作十*33r 1 500* U mg, S =x 100%1500片佗-OJOSwT77 = -KlO(F%代屮I,一定子繞組郴電流.A：定子繞組和電Jh V；S轉(zhuǎn)差率;A 效率6.由損耗分析法求額定負(fù)載時(shí)的效率電動(dòng)機(jī)的損耗有：鐵耗：PFe機(jī)械損耗：Pcui =31 21 轉(zhuǎn)子銅耗：P CU2 =P em S/100雜散損耗Pad取為額定負(fù)載時(shí)輸入功率的0.5%。式中Pem-電磁功率， W；P0 =PFe + P mec =Po-I2o 汀1延長(zhǎng)曲線的直線部分與縱軸相較于K點(diǎn)，K點(diǎn)的縱坐標(biāo)即為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗Pmec,過K點(diǎn)作平行于橫軸的直線，可得不同電壓的鐵耗PFe。電機(jī)的總損耗E P二兄亠P迪+ P衣十P,于是求得額定負(fù)載時(shí)的效率為