三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性

三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性一、实验目的 了解三相线绕式异步电动机在各种运行状态下的机械特性。二、预习要点 1、如何利用现有设备测定三相线绕式异步电动机的机械特性。 2、测定各种运行状态下的机械特性应注意哪些问题。 3、如何根据所测出的数据计算被试电机在各种运行状态下的机械特性。三、实验项目 1、测定三相线绕式转子异步电动机在RS=0时，电动运行状态和再生发电制动状态下的机械特性。 2、测定三相线绕转子异步电动机在RS=36时，测定电动状态与反接制动状态下的机械特性。 3、RS=36，定子绕组加直流励磁电流I1=0.36A及I2=0.6A时，分别测定能耗制动状态下的机械特性。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校正直流测功机1台4DJ17三相线绕式异步电动机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 2、屏上挂件排列顺序 D34-2、D51 图6-2 三相线绕转子异步电动机机械特性的接线图 3、RS=0时的反转性状态下机械特性、电动状态机械特性及再生发电制动状态下机械特性。(1)按图6-2接线，图中M用编号为DJ17的三相线绕式异步电动机，UN=220V,Y接法。MG用编号为DJ23的校正直流测功机。S1、S2、S3选用D51挂箱上的对应开关，并将S1合向左边1端，S2合在左边短接端（即线绕式电机转子短路），S3合在2位置。R1选用R2的180阻值加上R3、R5上四只900串联再加R上两只1300并联共4430阻值，R2选用R1上1800阻值，RS选用MET01电源控制屏R7上36的电阻，R3暂不接。直流电表A2、A4的量程为5A，A3量程为200mA，V2的量程为500V，交流电表V1的量程为500V，A1量程为3A。 (2)确定S1合在左边1端，S2合在左边短接端，S3合在2位置，M的定子绕组接成星形的情况下。把R1、R2阻值置最大位置，将控制屏左侧三相调压器旋钮向逆时针方向旋到底，即把输出电压调到零。 (3) 检查控制屏下方“直流电机电源”的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开位置。接通三相调压“电源总开关”，按下“启动”按钮，旋转调压器旋钮使三相交流电压慢慢升高，观察电机转向是否符合要求。若符合要求则升高到U=110V，并在以后实验中保持不变。接通“励磁电源” ，调节R2阻值，使校正直流测功机的励磁电流为校正值100mA并保持不变。 （4）接通控制屏右下方的“电枢电源”开关，在开关S3的2端测量校正直流测功机的输出电压的极性，先使其极性与S3开关1端的电枢电源相反。在R1阻值为最大的条件下将S3合向1位置。 （5）调节“电枢电源”输出电压或R1阻值，使电动机M的转速下降，直至n为零，再把R1的R3、R5上四个900串联电阻调至零后用导线短接，继续减小R1阻值或调高电枢电压使电机反向运转，直至n=-1300r/min为止。然后增大电阻R1或者减小校正直流测功机的电枢电压使电机从反转运行状态进入堵转然后进入电动运行状态，在该范围内测取电机MG的Ua、Ia、n及电动机M的交流电流表A1的I1值，将数据记录于表6-6对应的表格中。当电动机接近空载而转速不能调高时，将S3合向2位置，调换MG电枢极性（在开关S3的两端换）使其与“电枢电源”同极性。调节“电枢电源”电压值使其与MG电压值接近相等，将S3合至1端。减小R1阻值直至短路位置 （注：R3、R5上4只900阻值调至短路后应用导线短接）。升高“电枢电源”电压或增大R2阻值（减小电机MG的励磁电流）使电动机M的转速超过同步转速n0而进入回馈制动状态，在1700r/minn0范围内测取电机MG的Ua、Ia、n及电动机M的定子电流I1值。将数据记录于表6-6对应的表格中。 （6）停机（先将S3合至2 端，关断“电枢电源”再关断“励磁电源”，将调压器调至零位，按下“停止”按钮）。表6-6 U=110V RS=0 If= 100 mAn(r/min)180017001600150014001300120011001000900800Ua（V）248233219204189166.7153.4140.1127113100.5Ia（A）0.8650.6520.4240.2180.045-0.082-0.158-0.207-0.226-0.234-0.235n(r/min)7006005004003002001000-100-200-300Ua（V）8874.461.548.136.522.410.73-2.05-18.9-31.7-44.8Ia（A）-0.241-0.236-0.23-0.228-0.225-0.225-0.225-0.241-0.553-0.555-0.558n(r/min)-400-500-600-700-800-900-1000-1100-1200-1300-1400Ua（V）-58.1-71.3-84.5-97.7-110.7-123.4-137.1150.2-163-176.6-189.2Ia（A）-0.565-0.564-0.565-0.565-0.565-0.565-0.565-0.565-0.564-0.565-0.565 4、RS=36时的反转性状态下机械特性、电动状态机械特性及发电制动状态下的机械特性 将开关S2合向右端，绕线式异步电动机转子每相串入36 电阻。重复3中的试验步骤。记录对应的数据于表6-7中。表6-7 U=110V RS=36 If = 100 mAn(r/min)180017001600150014001300120011001000900800Ua（V）187.4182.4191.8181.9169.6157.8145.4145.4121.4108.896.6Ia（A）0.3660.3220.270.2350.1980.1680.1450.1150.0860.0580.032n(r/min)7006005004003002001000-100-200-300Ua（V）8479.665.551.137.624.611.46-1.52-18.49-31.7-45.5Ia（A）0.007-0.005-0.031-0.043-0.069-0.093-0.121=0.141-0.482-0.507-0.53n(r/min)-400-500-600-700-800-900-1000-1100-1200-1300-1400Ua（V）-58.6-72-85.3-98.8-111.9-125.4-138.7-152.1-165.4-179192.3Ia（A）-0.547-0.566-0.583-0.6-0.615-0.629-0.643-0.655-0.673-0.684-0.694 5、能耗制动状态下的机械特性 （1）确认在“停机”状态下。把开关S1合向右边2 端，S2合向右端（RS仍保持36不变），S3合向左边2端， R1用R2上180阻值并调至最大，R2用R1上1800阻值并调至最大，R3用R3上900与900并联再加R5上900与900并联共900阻值并调至最大。 （2）开启“励磁电源”，调节R2阻值，使A3表If=100mA，开启“电枢电源”，调节电枢电源的输出电压U=220V，再调节R3使电动机M的定子绕组流过I= 0.6IN=0.36A并保持不变。 （3）在R1阻值为最大的条件下，把开关S3合向右边1端，减小R1阻值，使电机MG起动运转后转速约为1600r/min，增大R1阻值或减小电枢电源电压（但要保持A4表的电流I不变）使电机转速下降，直至转速n约为50r/min，其间测取电机MG的Ua，Ia及n值，共取10-11组数据记录于表6-8中。 （4）停机。同3（6） （5）调节R3阻值，使电机M的定子绕组流过的励磁电流I=IN=0.6A。重复上述操作步骤，测取电机MG的Ua，Ia及n值，共取1011组数据记录于表6-9中。表6-8 RS=36 I=0.6A If =100 mAn(r/min)17001600150014001300120011001000900Ua(V)224211198186173160.4147.6134.9122.1Ia(A)0.6540.6720.6860.7020.7240.7420.760.7780.794n(r/min)8007006005004003002001000Ua(V)109.796.785.57258.644.730.916.239.72Ia(A)0.8010.7970.7640.7130.6440.5440.4280.3020.236表6-9 RS=36 I=0.36A If = 100 mAn(r/min)17001600150014001300120011001000900Ua(V)226212199187173.6160.6147.7135122Ia(A)0.3840.3860.3890.390.3940.40.4050.4090.416n(r/min)8007006005004003002001000Ua(V)109.296.283.370.056.843.430.116.209.75Ia(A)0.4190.4220.4210.4110.3890.3520.2980.230.1926、绘制电机M-MG机组的空载损耗曲线P0=f(n)。开关S1、S2调置中间位置，开启“励磁电源”，调节R2阻值，使A3表If=100mA，检查R1阻值在最大位置时开启“电枢电源”，使电机MG起动运转，减小R1阻值及调高“电枢电源”输出电压，使电机转速约为1700r/min，逐次增大R1阻值或减小“电枢电源”输出电压，使电机转速下降直至n=100r/min，在其间测量电机MG的Ua0、Ia0及n值，将数据记录于表6-10中。 表6-10 If=100mA n（r/min）17001600150014001300120011001000900Ua0（V）215215202188175.2162.2148.8135.5122.3Ia0（A）0.2530.250.2450.240.2340.2290.2240.2180.212Pa0（W）54.453.7549.4945.124137.1433.3329.5425.93n（r/min）80070060050040030020010050Ua0（V）108.895.682.56955.742.529.115.358.55Ia0（A）0.2060.2010.1940.1870.1820.1740.1690.1580.155Pa0（W）22.4119.2216.0112.9010.127.414.92.431.33五、实验注意事项调节串联的可调电阻时，要根据电流值的大小而相应选择