三相异步电动机的工作特性和参数测定Word文档格式.docx
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毎=2戲+因J（8—1）
s
=+
nx-n
S—「
式中转差率山是异步电机的重要运行参数-「为折算到定子一边的转
子参数，也就是从定子上测得转子方面的数值。
由方程式可以画出相应的等效电路，如图8-2所示。
wwaR；
禺00
当异步电动机空载时，•‘：
，一•丨。
附加电阻-。
图8-2中转子回路相当开路；
当异步电动机堵转时，〔I,附加电阻”二，图8-2转子回路相当短路，这就和
变压器完全相同。
因此异步电机也可以通过空载实验和堵转（短路）实验来求出异步电机的等效电路中的各参数。
二、空载实验由空载实验可以求得励磁参数亠：
一：
，以及铁耗「2■和机械损耗厂11。
实验是
在转子轴上不带任何机械负载，转速"
'
；
|，电源频率＜丁的情况下进行的。
用调压器改变试验电压大小，使定子端电压从L-一L_--■」逐步下降到-左右，每次记录电动机的端电压
-I.、空载电流J和空载功率二，即可得到异步电动机的空载特性‘厂：
1'
'
|1，如图8-3
所示。
图8-3空载特性图8-4铁耗和机械耗分离
空载时，电动机的输入功率全部消耗在定子铜耗、铁耗和转子的机械损耗上。
所以从空载功率中减去定子铜耗，即得铁耗和机械耗之和「，即
机械损耗仅与转速有关而与端电压无关，因此在转速变化不大时，可以认为是常数。
压的铁耗。
上查得额定电压时的，二‘和，可知
式中;
其中才b可由堵转实验确定，则励磁电抗为
益也-兀（8-4）
三、堵转实验
异步电动机从堵转（短路）试验可以求出等效电路中的•厂I和'
图8-5
短路特性图8-6对数座标下的短路特性
由于堵转时漏抗
■匸随漏磁路饱和程度的增加而减小,
不是直线关系，而是指数关系。
—^=0
附加电阻一”，可以看出:
从上式中解出
（8-5）
R瓷=氏1+应；
a.
（8-7）
貯+（耳+X貯
yy,疔+席+观乙X厂兀+兀刖+（乙*耳）打
进一步假设，并利用X厂X屮X厂龍+X.
，上式又可写为:
（8-S）
“”丄列（凤-禺』J一昭血时+可
卩一孑「护，孑+兀血
*瓷=兀+（竝-兀）护+牙f
（8-9）
还可证明:
（8-10）
IT-triX遵
1Xq
y_vgXq-工玄
式中：
-I'
对于大、中型异步电动机，由于一上，等效电路中的励磁支路可近似认为无穷大，在堵
转时的等效电路可简化为图8-7所示，这样可用下列简化公式来确定'
〔、」1.：
和:
-o
R^Rk-rx
图8-7堵转时的等效电路
对于大、中型异步电动机，用以上简化后求得的参数作出等效电路与实际情况相差不大。
在正常工作情况下，定、转子漏电抗处于不饱和状态，为一常数。
但当电机堵转时（即起动情况）定、转子电流比额定电流大（5〜7）倍，漏磁路饱和，漏电抗比正常工作时小（15〜30）%左右,
所以电机从起动到正常工作状态漏磁路饱和情况不同，漏电抗不是一个常数。
为了计算上力求准
性时用丄上丄J求得不饱和漏电抗，计算起动特性时，用】I:
】「求得的饱和漏电抗值，计算最大转矩时，采用4=（2^3）如
时的漏电抗值。
因为最大转矩时'
UN，定子电流心2讥。
等效电路没有考虑各种饱和情况引起电抗的变化，计算时要注意修正。
异步电动机在工厂的出厂试验中，必须每台进行空载和堵转试验。
空载试验时，可以从空载电
流和空载损耗中检查定子绕组、磁路、气隙、装配等方面的质量问题。
堵转试验时，一般将堵转
电流调到额定电流，从堵转电压、堵转功率中检查鼠笼转子的结构参数，若进一步求出‘I可以检
查鼠笼转子铸铝质量的情况。
四、直接法求取工作特性
在额定电压和额定频率下，电动机的转速（或转差率）、电磁转矩、定子电流、功率因数、效率
与输出功率的关系’丫）、4漁轨、9訂（冃）称为异步电动机的工作特性，它是考核电动机性能的重要指标。
直接法求取工作特性是指在电源电压、频率a=A的条件下，直
接给转子轴上加负载进行的。
当改变电动机的负载时，分别记录-〕，由此算出输出
功率、功率因数、效率等得到工作特性。
五、损耗分析法计算电动机的效率
直接负载法适合于中小型电机，对大容量异步电动机，由于设备所限，直接加负载有一定困难，因此在参数和机械耗已知的情况下（根据空载、堵转实验或设计值）、给定转差率一，根据「型等
为定子铜耗,
为转子铜耗（铝耗）
效电路，即可算出定、转子电流和励磁电流及各种功率损耗，进而算出输出功率和电动机的效率。
总损耗有：
工P二加+%】+几+Pm+P」（8"
2）
式中’匕为铁耗；
为机械耗，由空载试验中分析得出，两者为基本不变的损耗。
「是输入功率为•：
时的转差率。
■为杂散损耗，对铜条鼠笼转子，门「’」亠」。
对铸铝鼠笼转子，匚J（Y
为额定输出功率）。
由于杂散损耗与制造工艺直接有关，国家规定在现有的条件下必须实际测出。
所以
y
xlOO%
实验八三相异步电动机工作特性和参数测定实验
、实验目的
1掌握三相异步电动机直接负载和空载、堵转实验方法。
2•用空载、堵转实验数据，求出异步电动机每相等效电路中各个参数。
、实验内容
1用测功机作负载，测出三相异步电动机的工作特性。
百、厶舄、&
COS处T）=7（/3）
2•空载实验，测出空载特性曲线
3.堵转实验，测出堵转特性曲线
LP讦您）
4.
等参数。
从空载实验和堵转实验中求出三、实验说明和操作步骤
记录本小组实验机组的铭牌数据。
每次实验，应从所求测量值的上限开始读数，然后逐渐减小测量值，这样求得的整条曲线，其温度比较均匀，减小因温度不同带来的误差。
i直接负载法求取异步电动机的工作特性
测功机说明：
在实验室中用测功机直接加负载的方法有以下两种：
①涡流测功器作异步电动机的负载，这种机组只要调节涡流测功器的励磁电流，就能调节异步电动机负载的大小，负载转矩i可以直接从测功器的刻度板上读得（本实验的刻度单位为公斤力米）。
②以电动测功机作异步电动机的负载，这种测功机是将一台直流发电机改装成的。
它的定子可以在两个支柱上左右摆动，加负载时将电动测功机接成他励发电机，电枢发出的直流电消耗在
电阻箱上（也可以馈向直流电网），同时定子摆动一个角度，可以通过指针读出转矩丄（公斤力米）。
负载实验是在定子上施加额定电压和额定频率的情况下进行的，接线如图8-8所示，（a）为涡
流测功器线路，（b）为电动测功机线路。
操作步骤：
（1）按图接线，记录被试电机额定电压、额定电流值。
（2）调压器输出电压调至零，无错误后合上开关S1、S2,升高调压器输出电压起动异步电动
机。
并将电压调至额定值o
（3）将测功机励磁回路单相调压器输出调至0位置（逆时针到底）。
u}=u
（4）保持电动机外加电压•卩不变，通过调节单相调压器改变整流电路的输入电压，从
而改变了整流电路的输出电压，即改变了测功机的励磁电流，调节电动机的负载。
在
填入表8-1内。
31三相网压醫S2
S三相阖压器S2
图8-8三相异步电动机负载实验接线图
表8-1负载实验数据伏
序
号
记录数据
计算数据
卜
n
£
3
cos^
沟-n
s=
2.空载实验
空载实验就是在电动机轴上不带负载时，定子绕组上施加额定频率的三相对称电压，然后通
过调压器，调节定子绕组上的电压，在不同电压下测取三相一.亠-，接线同图8-8。
空载实验可以作出空载特性曲线，利用空载实验数据从空载功率中分离出铁耗和机械损耗,进而计算出亠'
。
操作步骤如下：
（1）先将调压器输出电压调至零，测功机不加励磁，使电动机处于空载状态。
（2）合上电源开关S1、S2，逐渐升高电压，起动电动机并将电压调至额定值--•。
压，此时电压很低，磁场很弱，电机为了克服一定的空载力矩，转差率会增大，转子电流亦随之
增大，从而引起定子电流的回升，此电压值约为
左右）。
读取三相空载电压、
电流、功率,
共取7〜9点，记录填入表
表8-2空载实验数据
8-2。
I•■一'
11•
四、实验报告
1•根据表
8-1数据，在同一座标纸上画出工作特性曲线
gZp片&
co巒.T）=/（/a）
表中=为三相线电压平均值;
为三相电流平均值;
2.根据表8-2数据画出空载特性曲线
序号
记录数据
%
4
6
cos%
表中-I.为三相线电压平均值；
-一为三相电流平均值;
3.堵转实验（短路实验）
堵转实验时电流很大，为了使电流不致过大，应降低电源电压进行。
控制堵转电流丄_{：
J亠丄」
以下，电压约在■-以下。
_1,等参数。
事先检查转子旋转方向,
堵转实验可以测取堵转特性和等效电路中「1和
然后堵住转子。
实验线路与空载时相同。
（1）用螺栓堵住转子（即），调压器输出电压调到零位置。
（2）合上电源开关S1、S2,以堵转电流为准，观察电流表，慢慢升高电压，在额定电流左
右（此时电压大约100伏左右）观察仪表工作是否正常。
调节外施电压，使电流升到，迅
速读取三相电流、功率、电压，从大约I亠-〕-一亠丄〕之间均匀测取5〜7点，记录填入表8-3。
此实验动作要迅速，因为此时电机不转，散热条件差，防止电机绕组过热。
电压允许只测一相值。
（3）实验完毕立即断开电源，将堵转的螺栓取掉，以便以后的实验正常进行。
注意：
记录室温及定子每相冷态电阻值■'
<
o
表8-3短路实验数据（【1）
记录数据
COSjPjf
3.根据表8-3数据画出堵转特性曲线
4.从空载和堵转实验中求出等效电路各参数
（1）根据室温时的冷态电阻值，换算到基准工作温度75C时的定子每相
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