三相鼠笼异步电动机的工作特性

1、4 1三相鼠笼异步电动机的工作特性实验目的1. 掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。2. 用直接负载法测取三相鼠笼有电动机的工作特性。3. 测定三相鼠笼异步电动机的参数。预习要点1. 异步电动机的工作特性指哪些特征？2. 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?3. 工作特性和参数的测定方法。三、实验设备序号DDSZ-1名称数量1DD03导轨、测速发电机及转速表1件2DJ23校正过的直流电机1件3DJ16三相鼠笼异步电动机1件4D33交流电压表1件5D32交流电流表1件6D34-3单三相智能功率、功率因数表1件7D31直流电压、毫安、安培表1件8D42三相可调电阻器1

2、件9D51波形测试及开关板1件四、测量定子绕组的冷态直流电阻将电机在室内放置一段时间，用温度计测量电机绕组端部或铁心的温度与冷 却介质温度之差不超过2K时，即为世纪冷态。记录此时的温度和测量定子绕组 的直流电阻，此阻值即为冷态直流电阻。用伏安法测定子绕组电阻，测量线路如图4-1.直流电源用主控屏上电枢电源先调到50V。开关S1、S2选用D51挂箱，R用D42挂箱上1800 Q可调电阻。图4-1三相交流绕组电阻测定量程的选择：测量时通过的测量电流应小于额定电流的20%，约为50mA ,因而直流电流表的量程用200mA档。三相鼠笼式异步电动机定子一相绕组的电 阻约为50 Q,因而当流过的电流为50

3、mA时二端电压约为2.5V ,所以直流电压 表量程用20V档。按图4-1接线。把R调至最大位置，合上开关S1,调节直流电源及R阻值 使试验电流不超过电机额定电流的 20%，以防因试验电流过大而引起绕组的温 度上升，读取电流值，再接通开关 S2读取电压值。读完后，先打开开关 S2,再 打开开关S1。调节R使A表分别为50mA，40mA,30mA 测取三次，取其平均值，测量 定子三相绕组的电阻值，采集数据：表4-1绕组1绕组II绕组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、负载情况（一）针对DDSZ-1电机教学实验台1. 空载实验（1）按图4-2接线。电机绕组为接法（Un=220V），直接与测速发电机同 轴联接，负载电机DJ23不接。（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，使电机启动 旋转，观察电机旋转方向。并使电机旋转方向符合要求（如果转向不符合要求需 要调整相序时，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O凱申址萃刃的帥三3丄驯U_1yJH 1* O图4-3 三相鼠笼

5、式异步电动机试验接线图（4）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。（5）调节电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低电压，直至电流或动率显著增大 为止。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率。(6)在测取空载实验数据时，在额定电压附近多测几个点，共取数据79组集于表4-2内表4-2序号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. 短路实验(1) 测量接线图同图4-2,。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，合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压到短路电流到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。共读取 56组米集于 表4-3 中。表4-3序号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.负载实验(1) 测量接线图如图4-2.同轴联接负载电机。图中Rf用D42上1800 Q阻值，RL用D42上1800 Q阻值加上900 Q并联900 Q共2250 Q阻值。(2) 合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至额定电压保持不变。(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( 50mA或 100mA )并保持不变。(4) 调节负载电阻RL (先调节1800 Q电阻，调至

11、零后用导线短接再调节450 Q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 为止。(5) 从这负载开始，逐渐减小负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、直流电机的负载电流If等数据。(6) 共取数据89组采集于表4-4中序号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、实验报告1、计算基准工作温度时的相电阻由实验直接测得每相电阻值，此值为实际冷态电阻值。冷态温度为室温按下式换算到基准工作温度时的定子绕组相电阻：r1ref235riC_235ref式中 r irefr ic换算到基准工作温度时定子绕组的相电阻，Q;定子绕组的实际冷态相电阻，Q;Oref 基准工作温度 ，对于E级绝缘为75 C； 9c实际冷态时定子绕组的温度，C；2.作空载特性曲线：Iol、Po、cos o=f(U 0L)用MATLAB作图如下：P0=f(U OL)l0L=f(U 0L)UOLCOS0=f(U OL)

14、3作短路特性曲线：IKL、PK=f(U KL)用MATLAB作图如下:IKL =f(U KL)PK=f(U KL)4.由空载、短路实验数据求异步电机的等效电路参数(1)由短路实验数据求短路参数短路阻抗:短路电阻:短路电抗:式中Uk产U kl,Ikl=Ikl/3.5,Pk-电动机堵转时的相电压，相电流，三相短路功率(接法)。转子电阻的折合值：式中r1c是没有折合得75oC时实际值定、转子漏抗:短路参数短路阻抗短路电阻短路电抗定转子漏抗Zk( Q)r k( Q)Xk( Q)X1. ( Q)数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)由空载试验数据求激磁回路参数空载阻抗空载电阻吃二r空载电抗X防J茲-踪式中Uo尸Uol,Io尸| ol/35,Po-电动机堵转时的相电压，相电流，三相短路功率(接法)。激磁电抗激磁电阻空载阻抗Zo(KQ)空载电阻Ro(K Q)空载电阻Xo(K Q)激磁电抗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为额定电压时的铁耗，由图4-4确定5.做工作特性曲线 Pi、li、n、S、cos 仁f(P 2)由负载试验数据计算工作特性，填入表 4-5中表 4-5Ui =220V( If=100.4mA序号电动机输入电动机输出计算值Ig(A)P1(W)T2(N*m)n (r

17、/min)P2(W)S(%)讯)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计算公式为 /儿十作十*33r 1 500* U mg, S =x 100%1500片佗-OJOSwT77 = -KlO(F%代屮I,一定子绕组郴电流.A：定子绕组和电Jh V；S转差率;A 效率6.由损耗分析法求额定负载时的效率电动机的损耗有：铁耗：PFe机械损耗：Pcui =31 21 转子铜耗：P CU2 =P em S/100杂散损耗Pad取为额定负载时输入功率的0.5%。式中Pem-电磁功率， W；P0 =PFe + P mec =Po-I2o 汀1延长曲线的直线部分与纵轴相较于K点，K点的纵坐标即为电动机的机械损耗Pmec,过K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E P二兄亠P迪+ P衣十P,于是求得额定负载时的效率为