a三相鼠笼异步电动机的工作特性实验报告

1 141 异步电机实验报告 课程名 电机学与电力拖动课程名 电机学与电力拖动 姓名 李静怡姓名 李静怡 学院 电气工程学院学院 电气工程学院 班级 电气班级 电气 11081108 班班 学号 学号 1129124011291240 指导老师 郭芳指导老师 郭芳 2 142 三相鼠笼异步电动机的工作特性三相鼠笼异步电动机的工作特性 一 实验目的一 实验目的 1 掌握用日光灯法测转差率的方法 2 掌握三相异步电动机的空载 堵转和负载试验的方法 3 用直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性 4 测定三相鼠笼式异步电动机的参数 二 预习要点二 预习要点 1 用日光灯法测转差率是利用了日光灯的什么特性 2 异步电动机的工作特性指哪些特性 3 异步电动机的等效电路有哪些参数 它们的物理意义是什么 4 工作特性和参数的测定方法 三 实验项目三 实验项目 1 测定电机的转差率 2 测量定子绕组的冷态电阻 3 判定定子绕组的首末端 4 空载实验 5 短路实验 6 负载实验 四 实验方法四 实验方法 1 实验设备 序 号型 号名 称数 量 1MET01 电源控制屏1 台 2DD03 不锈钢电机导轨 测速系统及数显转 速表 1 件 3DJ23 校正过的直流电机1 台 4DJ16 三相鼠笼异步电动机1 台 5D34 2 智能型功率 功率因数表1 件 6D51 波形测试及开关板1 件 7DD05 测功支架 测功盘及弹簧秤 50N 1 套 3 143 2 屏上挂件排列顺序 D34 2 D51 3 空载实验 1 按图 4 3 接线 电机绕组为 接法 UN 220V 直接与测速发电机同轴联接 不联接 校正直流测功机 DJ23 2 把交流调压器调至电压最小位置 接通电源 逐渐升高电压 使电机起动旋转 观察 电机旋转方向 并使电机旋转方向为正转 如转向不符合要求需调整相序时 必须切断电源 3 保持电动机在额定电压下空载运行数分钟 使机械损耗达到稳定后再进行试验 图 4 3 三相鼠笼式异步电动机试验接线图 4 调节电压由 1 2 倍额定电压开始逐渐降低电压 直至电流或功率显著增大为止 在这 范围内读取空载电压 空载电流 空载功率 5 在测取空载实验数据时 在额定电压附近多测几点 共取数据 7 9 组记录于表 4 4 中 表 4 4 UOC V IOL A PO W 序 号UABUBCUCAUOLIAIBICIOLPIPIIPO cos 1264265265264 67 0 2790 2780 2790 2787 22 947 9250 196 2240242240240 67 0 2510 2530 250 2513 17 540 322 80 218 3230230228229 33 0 2390 2370 2390 2383 15 537 121 60 228 4 144 4220221220220 33 0 2280 2290 230 2290 13 134 321 20 243 5210210208209 33 0 2160 2160 2170 2163 11 331 720 40 260 6200200199199 67 0 2050 2040 2050 2047 9 528 919 40 274 7160161160160 33 0 1690 1690 1710 1697 3 720 516 80 357 8100100100100 00 0 1390 1370 1390 1383 1 911 59 60 401 986848685 33 0 1420 1430 1420 1423 2 111 190 428 1070707170 33 0 1570 1570 1580 1573 2 510 78 20 428 4 短路实验 1 测量接线图同图 4 3 用制动工具把三相电机堵住 制动工具可用 DD05 上的圆盘固定 在电机轴上 螺杆装在圆盘上 2 调压器退至零 按下启动按钮 接通交流电源 调节控制屏左侧调压器旋钮使之逐渐 升压至短路电流到 1 2 倍额定电流 再逐渐降压至 0 3 倍额定电流为止 3 在这范围内读取短路电压 短路电流 短路功率 4 共取数据 5 6 组记录于表 4 5 中 表 4 5 UKL V IKL A PK W UABUBCUCAUKLIA A IB A IC A IKLP1PP0 cos K 81 881 981 781 80 0 5990 5980 5990 5987 1 341 139 80 469 71 671 771 771 67 0 4970 4980 4970 4973 1 529 327 80 450 62 862 762 662 70 0 410 410 420 4133 1 720 919 20 428 51 351 251 551 33 0 3020 3020 3010 3017 1 912 310 40 388 39 239 43939 20 0 1920 1920 1910 1917 1 35 74 40 338 33 833 633 933 77 0 1470 1450 1480 1467 0 93 72 80 326 29 829 929 929 87 0 1160 1160 1150 1157 0 72 51 80 301 5 负载实验 1 测量接线图同图 4 3 同轴联接负载电机 图中 Rf用 R1 上 1800 阻值 RL用 R5 上 1800 阻值加 R 上 1300 并联 1300 共 2450 阻值 2 按下启动按钮 接通交流电源 调节调压器使之逐渐升压至额定电压并保持不变 5 145 3 合上校正过的直流电机的励磁电源 调节励磁电流至校正值 100mA 并保持不变 4 合上开关 S 调节负载电阻 RL 注 先调节 R5 上的 1800 电阻 调至零值后用导线 短接再调节 R 上的 650 电阻 使异步电动机的定子电流逐渐上升 直至电流上升到 1 25 倍 额定电流 5 从这负载开始 逐渐减小负载直至空载 即断开开关 S 在这范围内读取异步电动机 的定子电流 输入功率 转速 校正直流测功机的负载电流 IF等数据 6 共取数据 8 9 组记录于表 4 6 中 表 4 6 U1 U1N 220V If 100 Ma I1L A P1 W IA A IB A IC A I1LP P P1 IF A n r min 0 6220 550 550 574119 143 5162 80 611378 0 5500 490 480 51105 135 1140 00 51400 0 5000 440 440 4694 928 11230 421413 0 4500 40 400 4283 720 7104 40 331428 0 4000 360 360 3773 112 785 50 241443 0 3500 310 310 3260 13 5063 60 131459 0 3240 290 290 3053 5 1 951 60 081468 0 3000 260 260 2744 3 8 535 801479 五 实验报告五 实验报告 1 1 作空载特性曲线 作空载特性曲线 I I0 0 P P0 0 coscos 0 0 f U f U0 0 6 146 2 2 作短路特性曲线 作短路特性曲线 I IK K P PK K f U f UK K 7 147 3 3 由空载 短路试验的数据求异步电机等效电路的参数 由空载 短路试验的数据求异步电机等效电路的参数 1 由短路试验数据求短路参数 短路阻抗 K K K I U Z 短路电阻 2 3 K K K I P r 短路电抗 22 KKK rZX 式中 UK IK PK 由短路特性曲线上查得 相应于 IK 为额定电流时的相电压 相电流 三相短路功率 8 148 由图中可以看出 K K K I U Z 为曲线斜率的倒数 所以 ZK 1 0 0847 11 806 由途中可以看出 2 3 K K K I P r 为曲线的斜率 即 RK 6 3857 所以 22 KKK rZX 9 93 转子电阻的折合值 1 2 rrr K 定 转子漏抗 2 2 1 K X XX 9 93 2 4 965 2 由空载试验数据求激磁回路参数 空载阻抗 o o o I U Z 空载电阻 2 3 o o o I P r 空载电抗 22 ooo rZX 式中 U0 I0 P0 相应于 U0为额定电压时的相电压 图3 4 电机中的铁耗和机械耗 K 0 PO UN 2 UO 2 Pmec PFe PO f UO 2 9 149 相电流 三相空载功率 由图中可以看出 o o o I U Z 为曲线斜率的倒数 所以 Z0 1 0 0154 64 935 由图中可以看出 2 3 o o o I P r 为曲线的斜率 即 RK 1 9515 所以 22 ooo rZX 64 9057 激磁电抗 1 XXX Om 激磁电阻 2 3 o I P r Fe m 57 0 式中 PFe为额定电压时的铁耗 由图 3 4 确定 4 4 作工作特性曲线作工作特性曲线 P P1 1 I I1 1 n n S S coscos 1 1 f P f P2 2 由负载试验数据计算工作特性 填入表 3 6 中 表 3 6 U1 220V If 100MA 10 1410 电动机输入电动机输入电动机输出电动机输出计算值计算值 I I1 1 A A P P1 1 W W T T2 2 N m N m n rn r min min P P2 2 W W S S cosjcosj1 1 0 147 48 6 0 182 1478 28 24 1 47 58 12 0 504 0 160 56 2 0 257 1470 39 72 2 00 70 68 0 534 0 178 71 6 0 333 1460 51 01 2 67 71 24 0 610 0 195 84 0 0 397 1450 60 50 3 33 72 02 0 656 0 215 99 0 0 473 1441 71 52 3 93 72 25 0 700 0 234 112 0 0 537 1431 80 73 4 60 72 08 0 726 0 259 126 0 0 602 1421 89 81 5 27 71 28 0 740 0 278 138 4 0 667 1410 98 68 6 00 71 30 0 757 0 299 151 2 0 720 1400 105 89 6 67 70 03 0 768 0 324 165 0 0 785 1388 114 40 7 47 69 33 0 773 0 354 182 6 0 855 1375 123 43 8 33 67 60 0 784 0 361 186 0 0 879 1365 125 93 9 00 67 70 0 783 计算公式为 33 1 CBA III I 100 1500 1500 n S 11 1 1 3 cos IU P 22 105 0 nTP 100 1 2 P P 式中 I1 定子绕组相电流 A U1 定子绕组相电压 V S 转差率 效率 11 1411 12 1412 5 5 由损耗分析法求额定负载时的效率由损耗分析法求额定负载时的效率 电动机的损耗有 13 1413 铁耗 PFe 机械损耗 Pmec 定子铜耗 1 2 11 3rIPCU 3 0 28 0 28 43 09 10 13W 转子铜耗 100 2 SP P em CU 127 85 6 5 100 8 31W 杂散损耗 Pad取为额定负载时输入功率的 0 5 Pad 147 1 0 5 0 074W 式中 Pem 电磁功率 W Pem P1 Pcul PFe 147 1 10 13 9 12 127 85W 铁耗和机械损耗之和为 P0 PFe Pmec PO 3IO 2 r1 9 12 4 98 14 1W 为了分离铁耗和机械损耗 作曲线 2 OO UfP 如图 3 4 延长曲线的直线部分与纵轴相交于 P 点 P 点的纵座标即为电动机的机械损耗 Pmec 过 P 点 作平行于横轴的直线 可得不同电压的铁耗 PFe 电机的总损耗 P PFe Pcul Pcu2 Pad 9 12 10 13 8 31 0 074 27 63W 于是求得额定负载时的效率为 100 1 1 P PP 147 1 27 63 147 1 100 81 2 式中 P1 S I1由工作特性曲线上对应于 P2为额定功率 PN时查得 六 思考题六 思考题 1 由空载 短路试验数据求取异步电机的等效电路参数时 有哪些因素会引起误差 答 各个实验仪表存在一定得误差 数据测量时也会引起一定的误差 实验原理存在 误差 如短路实验时忽略了励磁支路的影响 空载实验时转子的转速会随输入电压的改变而 改变等 2 从短路试验数据我们可以得出哪些结论 答 1 有回馈电源功率 2 短路时线电压很小 3 由直接负载法测得的电机效率和用损耗分析法求得的电机效率各有哪些因素会引起误差 答 由直接负载法测得的电机效率主要可能引起误差的是测量读数时仪表产生的误差 由