三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性

1、.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I 1=0.36A 及 I 2=0.6A 时，分别测定能耗制动状态下的机械特性。

2、四、实验方法1、实验设备序型 号名称数 量号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 、 D51.1S12I A 4R 3U*W 1S 2V 1R sVRsWI 1A1W 2Rs*A 2R1I aI f2'1'源R 2V机组MGUaV 20电V源2枢0电电绕2电2磁流磁2励直励图 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

3、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，R 2 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A 、

4、 A的量程为 5A ， A量程为 200mA ，V的量程为500V，交流电2432表 V 1的量程为 500V，A 1量程为 3A 。(2)确定 S 合在左边1 端， S 合在左边短接端，S 合在 2'位置， M 的定子绕组接成星形的情况下。123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=

5、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 S 的 2'端测量校正直流测功机的输出电压的极性，3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

6、。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A 1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

7、）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/min n0 范围内测取电机MG 的 U a、 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S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 ”3按钮）。表 6-6U=110VRS=0If=100mAn(r/min)180017001600150014001300120011001000900800U （V）248233219204189 166.7153.4140.1127113100.5aa0.8650.6520

8、.4240.2180.045-0.082-0.158-0.207-0.226-0.234-0.235I （A）n(r/min)7006005004003002001000-100-200-300U a（ 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)-400-500-600-700-800-900-1000-1100-1200-1300-1400a-58.1-71.3-84.5-97.

9、7-110.7-123.4-137.1150.2-163-176.6-189.2U （V）a-0.565-0.564-0.565-0.565-0.565-0.565-0.565-0.565-0.564-0.565-0.565I （A）4、 R =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S将开关 S 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2数据于表6-7 中。表 6-7U=110VRS=36 I f =100mAn(r/min)180017001600150014001300120011001000900800Ua（

10、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 ）8479.665.551.137.624.611.46-1.52-18.49-31.7-45.5a0.007-0.005-0.031-0.043-0.069-0.093-0.121=0.141-0.482-0.507-0.53I （A）n(r/min)-400-500

11、-600-700-800-900-1000-1100-1200-1300-1400Ua（ V ）-58.6-72-85.3-98.8-111.9-125.4-138.7-152.1-165.4-179192.3a-0.547-0.566-0.583-0.6-0.615-0.629-0.643-0.655-0.673-0.684-0.694I （A）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 S 合向右边 2端， S 合向右端（ R仍保持36 不变），S 合向12S3左边 2' 端， R1 用 R2 上 180 阻值并调至最大，R2 用 R1 上 1800 阻

12、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 A 3 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 R阻值为最大的条件下，把开关S 合向右边 1'端，减小 R1阻值，使电机 MG 起动运转后转13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

13、 约为 50r/min ，其间测取电机 MG 的 Ua，I a 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=I N=0.6A 。重复上述操作步骤，测取电机.MG的U，Ia及 n 值，共取 1011 组数据记录于表6-9 中。a表 6-8RS=36 I=0. 6AI f =100mAn(r/min)17001600150014001300120011001000900a224211198186173160.4147.6134.9122.1U (V)Ia(A)0.6540.6720.6860.7

14、020.7240.7420.760.7780.794n(r/min)8007006005004003002001000U a(V)109.796.785.57258.644.730.916.239.72Ia(A)0.8010.7970.7640.7130.6440.5440.4280.3020.236表 6-9RS=36 I=0. 36AI f = 100mAn(r/min)17001600150014001300120011001000900Ua(V)226212199187173.6160.6147.7135122I a(A)0.3840.3860.3890.390.3940.40.405

15、 0.409 0.416n(r/min)8007006005004003002001000Ua(V)109.296.283.370.056.843.430.116.209.75I (A)0.4190.4220.4210.4110.3890.3520.2980.230.192a6、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

16、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 U a0、 Ia0 及 n 值，将数据记录于表 6-10 中。表 6-10If =100mAn（ r/min ）17001600150014001300120011001000900U （V）215215202188175.2162.2148.8135.5122.3a0I a0（ A ）0.2530.250.2450.240.2340.2290.2240.2180.212Pa0（ W）54.453.7549.4945.124137.1433.3329.5425.93n（ r/m

17、in ）80070060050040030020010050U （V）108.895.682.56955.742.529.115.358.55a0I a0（ A ）0.2060.2010.1940.1870.1820.1740.1690.1580.155P （W）22.4119.2216.0112.9010.127.414.92.431.33a0五、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调节不同电流值的电阻，防止个别电阻器过流而引起烧坏。六、实验报告1、根据实验数据绘制各种运行状态下的机械特性。计算公式：T9.55 P0(U a I aI a2 Ra )n式中T 受试异

18、步电动机M 的输出转矩（ N·m）；Ua 测功机 MG 的电枢端电压（V）；.I a 测功机 MG 的电枢电流（ A ）；Ra 测功机 MG 的电枢电阻（ ），可由实验室提供；P0 对应某转速n 时的某空载损耗（W ）。注：上式计算的T 值为电机在U=110V 时的 T 值，实际的转矩值应折算为额定电压时的异步电机转矩。2、绘制电机 M MG 机组的空载损耗曲线P0=f （ n）。Rs=0时的机械特性2000）1500nim/1000r（n5000-4.00-3.00-2.00-1.00 0.000 1.000 2.000 3.0000000T（N*M）Rs=0时的机械特性Rs=36欧时的机械特性2000)1500nim/1000r(n5000-1.0000.0001.0002.000T(N*M)Rs=36欧时的机械特性.Rs=36，I=0.6 能耗制动机械特性2000)1500nim/1000r(n500