電機拖動與實驗一

1、實驗報告實驗名稱：異步電機的M-S曲線測繪小組成員：許世飛 許晨光 楊鵬飛 王凱征一、實驗目的和要求1.學習電機實驗的基本要求與安全操作注意事項。2.通過實驗掌握異步電動機的啟動和調(diào)速的方法。二、實驗內(nèi)容1.了解教學實驗臺中的直流穩(wěn)壓電源、渦流測功機、變阻器、多量程直流電壓表、電流表、毫安表以及各種電動機的使用方法。2.異步電動機的直接啟動。3.異步電動機星形三角形換接啟動。4.自耦變壓器啟動。5.繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器啟動。6.繞線式異步電動機轉(zhuǎn)自繞組串入可變電阻器調(diào)速。三、主要儀器設備1.MEL系列電機系統(tǒng)教學實驗臺主控制屏（含交流電壓表）；2.指針式交流電流表。3. 電機

2、導軌及測功機、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量（MEL-13、MEL-14）；4.電機起動箱（MEL-09）；5.鼠籠式異步電動機（M04）。6.繞線式異步電動機(M09)。四、操作方法和數(shù)據(jù)記錄1.由助教學長學姐講解電機實驗的基本要求，實驗臺各面板的布置及使用方法和注意事項。2.三相鼠籠型異步電動機直接啟動實驗。啟動前，把轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量實驗箱中的“轉(zhuǎn)矩設定”電位器逆時針調(diào)到底，“轉(zhuǎn)速控制”、“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，檢查點擊導軌和連接。a調(diào)節(jié)三相交流電源旋鈕逆時針調(diào)節(jié)到底，合上開關(guān)，然后調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使輸出達到電機額定電壓220V，使電機旋轉(zhuǎn)起來。b斷開電源，待電動機完全停止旋轉(zhuǎn)后，接通三相交流電源，使

3、電機全壓起動，觀察電動機啟動瞬間電流值。數(shù)據(jù)記錄：平緩啟動至額定電壓時的電流（A）瞬間啟動至額定電壓時的電流（A）0.161.203.星形三角形起動按照下圖接線。電壓表、電流表的選擇同前，開關(guān)S選用MEL-05。a.啟動前，把三相調(diào)壓器退到零位，三刀雙擲開關(guān)接星形接法，合上電源開關(guān)，逐漸調(diào)節(jié)調(diào)壓器使電壓逐步升高到額定電壓UN=220V，斷開電源開關(guān)，待電源停轉(zhuǎn)。b.待電機完全停轉(zhuǎn)后，合上電源開關(guān)，記錄啟動瞬間電流，然后把S成三角形接法，點擊進入正常運行狀態(tài)，整個啟動過程結(jié)束。數(shù)據(jù)記錄：星形接法瞬間升壓啟動電流（A）三角形接法正常運行電流（A）0.450.054.自耦變壓器降壓起動按照下圖接線a

4、.啟動前，把調(diào)壓器退到零位，合上電源開關(guān)，使輸出電壓達110V，斷開電源開關(guān)，待電機停轉(zhuǎn)。b.待電機完全停轉(zhuǎn)后，再合上電源開關(guān)，使電機就自耦變壓器，降壓起動，觀察電流表的瞬間讀數(shù)值，經(jīng)過一定時間后，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸出電機達電機額定電壓UN=220V，結(jié)束。自耦變壓器降壓啟動瞬間電流（A）正常工作電流（A）0.630.095.繞線式異步電動機轉(zhuǎn)繞組串入可變電阻啟動。電路采用星形接法，轉(zhuǎn)子串入的電阻由刷形開關(guān)來調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)電阻采用五檔啟動電阻，MEL-13中的“轉(zhuǎn)矩控制”和“轉(zhuǎn)速控制”開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)速控制”，“轉(zhuǎn)速設定”電位器旋鈕順時針調(diào)節(jié)到底。a.啟動電源前，把調(diào)壓器退至零位，啟動電阻調(diào)節(jié)為0.b.合

5、上交流電源，調(diào)節(jié)交流電源使電機啟動，注意電機轉(zhuǎn)向是否符合要求。c.在定子電壓為180V時，逆時針調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速設定”電位器到底，繞線式電機轉(zhuǎn)動緩慢（只有幾十轉(zhuǎn)），讀取此時的轉(zhuǎn)矩值IST和TST。d.用刷形開關(guān)切換啟動電阻，分別讀出啟動電阻為、的啟動轉(zhuǎn)矩TST和啟動電流ISTRST02515TST（）1.451.561.431.00IST（A）0.950.850.650.506.繞線式異步電動機繞組串入可變電阻器調(diào)速實驗連線同前。MEL-13中“轉(zhuǎn)矩控制”和“轉(zhuǎn)速控制”選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設定”電位器逆時針調(diào)節(jié)到底，“轉(zhuǎn)速設定”電位器順時針調(diào)節(jié)到底。MEL-09“繞線電機啟動電阻”調(diào)節(jié)到

6、零。a.合上電源開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出電壓至UN=220V，使電機空載啟動。b.調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)矩設定”電位器調(diào)節(jié)旋鈕，使電動機輸出功率接近額定功率并保持輸出轉(zhuǎn)矩T2不變，改變轉(zhuǎn)子附加電阻，分別測出對應的轉(zhuǎn)速，記錄下來。數(shù)據(jù)記錄：U=220V，T2=0.67RST02515n（r/min）138513141212736六、實驗結(jié)果分析1.比較異步電動機不同啟動方法的優(yōu)缺點。答：直接啟動方法：優(yōu)點：啟動轉(zhuǎn)矩相對較大。缺點：啟動電流大，容易導致過熱。星形-三角形換接降壓起動：優(yōu)點：降低了啟動電流。缺點：起動轉(zhuǎn)矩小，只適用于空載。自耦變壓器減壓起動：優(yōu)點：減少了啟動的電流。缺點：起動轉(zhuǎn)矩也相應減小。串電阻啟動

7、：優(yōu)點：可以減小啟動電流，在串入一定阻值時可以增加起動轉(zhuǎn)矩。缺點：需要的啟動設備較多，能量損耗較多。2.由實驗數(shù)據(jù)求下述三種情況下的啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩：答：(1)外施額定電壓UN（直接法啟動）由實驗可得，實驗中未記錄 值，故無法求得起動轉(zhuǎn)矩。(2)外施電壓為。（星形-三角形啟動）由實驗可得，實驗中未記錄 值，故無法求得起動轉(zhuǎn)矩。(3)外施電壓為，式中為啟動用自耦變壓器的變比。（自耦變壓器啟動）由實驗可得，實驗中未記錄 值，故無法求得起動轉(zhuǎn)矩。3.繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入電阻對啟動電流和起動轉(zhuǎn)矩的影響。答：通過實驗數(shù)據(jù)可以看出，串入電阻阻值越大，啟動電流越小；串入電阻阻值升高時，起動轉(zhuǎn)矩先升

8、高后減小，故在串入某個阻值時，存在一個起動轉(zhuǎn)矩的最大值。4.繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入電阻對電機轉(zhuǎn)速的影響。答：串入的電阻阻值越大，電機轉(zhuǎn)速越小。思考題1.啟動電流和外施電壓成正比，起動轉(zhuǎn)矩和外施電壓的平方成正比在什么情況下才能成立？答：當電機啟動瞬間，轉(zhuǎn)差率為1，電網(wǎng)頻率恒定，同時三相交流異步電動機的阻抗參數(shù)都為常數(shù)時，啟動電流和外施電壓成正比，起動轉(zhuǎn)矩和外施電壓的平方成正比成立。2.啟動時的實際情況和上述假定是否相符，不相符的原因是什么？答: 啟動時的實際情況和上述假定不相符。主要原因是電機啟動時電流是急速上升到啟動電流，并不是理論上的躍變，這會使轉(zhuǎn)差率S有變化；電流的積膚效應等作用是的轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻、感抗都會有一些變化，這使得啟動實際情況與上述假定不相符。七、討論與心得這是我們第一次的電機實驗。通過實際體驗與操作兩種三相異步交流電動機的啟動