三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性

1、41 三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性一、 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)。二、 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(chēng)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(guò)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

2、相可調(diào)電阻器1件9D51波形測(cè)試及開(kāi)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(guò)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(xiàn)路如圖4-1.直流電源用主控屏上電樞電源先調(diào)到50V。開(kāi)關(guān)S1、S2選用D51掛箱，R用D42掛箱上1800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(guò)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，因而當(dāng)流過(guò)的電流為

3、50mA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(xiàn)。把R調(diào)至最大位置，合上開(kāi)關(guān)S1，調(diào)節(jié)直流電源及R阻值使試驗(yàn)電流不超過(guò)電機(jī)額定電流的20%，以防因試驗(yàn)電流過(guò)大而引起繞組的溫度上升，讀取電流值，再接通開(kāi)關(guān)S2讀取電壓值。讀完后，先打開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，再打開(kāi)開(kāi)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I繞組II繞組IIII(mA)40503029.9840.0050.1729.9239.9950.11U(V)1.7062.1171.2801.2571.6782.1051.2531.6772.01

4、4R()42.6542.3442.6741.9341.9541.9641.8841.9440.19五、 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(xiàn)。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)行試驗(yàn)。 圖4-3 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)接線(xiàn)圖（4） 保持電動(dòng)機(jī)在額定電壓下空載運(yùn)行

5、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(kāi)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組采集于表4-2內(nèi)。表4-2序號(hào)U OL(V)IOL(A)P0(W)COSUABUBCUCAUOLIAIBICIOLPIPP01259.6256259.8258.50.3020.2820.2820.28952.08-24.5227.560.1232249.8245.9249.5248.40.2850.2670.2670.27347.81-22.0025.8

6、10.1293228.0224.9228.12270.2570.2390.2400.24540.48-16.6523.830.1434221.6218.6221.9220.70.2480.2300.2340.23738.01-12.5625.450.1625220.4217.4220.4219.40.2460.2300.2370.23837.83-15.0122.820.1466220.0217.4219.8222.80.2450.2290.2300.23537.47-14.8722.60.1447216.2214.2217.0215.80.2400.2250.2290.23136.62-14

7、.3422.280.1498210.1207.9211.0209.70.2340.2160.2220.22434.95-13.2021.750.1549133.8133.4134.7134.00.16490.15370.15870.15916.68-1.0515.630.2451080.4079.0080.8080.10.16540.1530.15190.15712.602.4315.030.3981162.9661.8563.1162.-640.2160.2070.2040.20912.932.8415.770.4021255.1354.2254.8254.720.2900.3870.385

8、0.35417.77-1.4316.340.2812. 短路實(shí)驗(yàn)（1） 測(cè)量接線(xiàn)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(pán)固定在電機(jī)軸上，螺桿裝在圓盤(pán)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組采集于表4-3中。表4-3序號(hào)U KL(V)IKL(A)PK(W)COSKUABUBCUCAUKLIAIBICIKLPIPIIIPK175.8674.6375.7575.410.6200.6150.6150.61739.8

9、4-0.9738.870.278265.0264.2165.4764.90.5040.4970.5020.50127.55-1.4526.100.266358.9157.4059.1058.470.4380.4250.4310.43127.55-1.4526.100.266450.2849.0450.1249.810.3440.3370.3380.41013.95-1.7712.180.199541.7340.4941.7241.310.2570.2490.2520.2538.35-1.526.830.217633.8533.4735.0534.120.1850.17350.1860.1824

10、.79-1.123.670.197730.0128.7630.0329.600.14460.13570.13750.1393.14-0.862.280.1853. 負(fù)載實(shí)驗(yàn)（1） 測(cè)量接線(xiàn)圖如圖4-2.同軸聯(lián)接負(fù)載電機(jī)。圖中Rf用D42上1800阻值，RL用D42上1800阻值加上900并聯(lián)900共2250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(guò)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電阻，調(diào)至零后用導(dǎo)線(xiàn)短接再調(diào)節(jié)450電阻），使異步電動(dòng)機(jī)的定子電流逐漸上升，直至電流上

11、升到1.25倍額定電流為止。（5） 從這負(fù)載開(kāi)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中表4-4 U1=U1N=220V() If=100.4mA序號(hào)I1L(A)P1(W)IF(A)T2(N*m)N(r/min)IAIBICI1LPIPIIP110.6210.6010.5960.606130.949.14180.040.6830.920137820.5050.4850.4820.491106.9335.28142.210.5180.730141130.4550.4420.4300.44295

12、.4527.53122.980.4320.654142440.4060.3860.3850.39285.0220.68105.70.3570.556143850.3310.3070.3080.31566.090.69666.790.2010.390145960.3000.2800.2810.28758.001.1359.130.1350.340146870.2870.2690.270.0.27554.30-1.4552.850.1050.290147180.2770.2590.2560.26451.19-4.0447.150.0770.275147990.2540.2380.2400.2444

13、2.15-10.8331.3200.1851485六、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： 式中 1ref 換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)定子繞組的相電阻，； 1c 定子繞組的實(shí)際冷態(tài)相電阻，； ref 基準(zhǔn)工作溫度 ，對(duì)于E級(jí)絕緣為75； c 實(shí)際冷態(tài)時(shí)定子繞組的溫度，；2.作空載特性曲線(xiàn)：IOL、PO、COS0=f(UOL)用MATLAB作圖如下： PO=f(UOL)h IOL=f(UOL) COS0=f(UOL)3.作短路特性曲線(xiàn)：IKL、PK=f(UKL)用MATLAB作圖如下： I

14、KL =f(UKL) PK=f(UKL)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=UKL,IKL=IKL/30.5,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(méi)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ZK()短路電阻r K()短路電抗XK()定轉(zhuǎn)子漏抗X1. ()數(shù)值211.7102.1185.592.8224.4104.0198.899.4235.0104.0210.7105.4210.472.5197.598.6282.9106.7262.

15、0131.0324.7110.8304.5152.3372.9118.0246.1123.0（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 空載電抗 式中 UO=UOL,IO=IOL/30.5,P0-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Z0(K)空載電阻RO(K)空載電阻X0(K)激磁電抗Xm(K)1.5490.3301.5130.7571.5760.3461.5470.7741.6050.3971.5550.7781.6130.4531.5480.7741.5970.4031.5450.7731.6420.4091.5900.7951.61

16、80.4181.5630.7821.6210.4331.5620.7811.4600.6181.3230.6620.8840.6100.6400.3200.5190.3610.3730.1870.2680.1300.3440.172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(xiàn)P1、I1、S、cos1=f(P2)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4-5 U1=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I1(A)P1(W)T2(N*m)n(r/min)P2(W)S(%)(%)cos110.350180.040.9201378133.18.137

17、3.90.76620.283142.210.7301411108.25.9376.10.76130.255122.980.654142497.85.0679.50.73140.226105.70.556143884.04.1379.50.70950.17966.790.390145959.72.7389.40.56560.16659.130.340146852.42.1388.60.54070.15952.850.290147144.81.9384.80.50480.15247.150.275147942.71.4090.60.47090.14131.320.185148528.81.0092.00.337用MATLAB作圖如下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： PCU1=3I21r1轉(zhuǎn)子銅耗： PCU2=PemS/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+Pmec=P0-I2Or1為了分離鐵耗和機(jī)械損耗，作曲線(xiàn)P0=f(U20),如圖4-4延長(zhǎng)曲線(xiàn)的直線(xiàn)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(guò)K點(diǎn)作平行于橫軸的直線(xiàn)，可得不同電壓的鐵耗PFe。電機(jī)的總損耗 于是求得額定負(fù)載時(shí)的效率為： 式中P1