上海交大电机学实验+三相异步电动机参数及工作特性Word文件下载.docx
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UBC
UCA
U0
IA
IB
IC
I0
PІ
PІІ
p0
1
414.6
419.9
421.7
418.6
3.912
4.111
3.496
3.840
912
-456
456
L0.17
2
386.8
391.5
393.7
390.7
3.300
3.531
2.922
3.251
709
-306
403
L0.18
3
380.4
385.0
387.6
384.3
3.172
3.461
2.818
3.150
674
-283
391
L0.19
4
375.9
380.1
382.7
379.6
3.096
3.385
2.732
3.071
637
-253
384
L0.20
5
369.5
373.9
376.7
373.4
3.001
3.309
2.716
3.009
602
-227
375
6
365.2
369.2
372.3
368.9
2.928
3.210
2.603
2,914
580
-212
368
7
287.0
290.2
292.3
289.8
2.079
2.259
1.890
2.076
377
-93
284
L0.28
8
190.4
191.8
192.0
191.4
1.468
1.618
1.313
1.466
204
14
218
L0.50
其中U0=（UAB+UAB+UCA）/3；
I0=（IA+IB+IC）/3；
p0=pІ+pІІ为三相输入功率。
2．三相异步电动机堵转实验：
表3-2三相异步电动机堵转实验数据温度θ=16℃
cosφk
Uk
Ik
Pk
82.95
84.45
84.28
83.89
7.118
7.044
6.959
7.040
550
117
667
L0.67
77.56
78.71
78.90
78.39
6.495
6.403
6.363
6.420
472
106
578
L0.68
66.71
68.52
68.04
67.76
5.542
5.500
5.353
5.465
346
75
421
54.91
56.60
55.72
55.74
4.508
4.489
4.335
4.444
232
48
280
41.88
42.86
42.12
42.29
3.443
3.387
3.287
3.372
134
26
160
26.06
27.72
27.12
26.97
2.192
2.214
2.030
2.145
55
10
65
L0.66
Ik=（IA+IB+IC）/3；
3．三相异步电动机负载实验：
表3-3三相异步电动机负载实验数据
T2
（N·
m）
N
（r/min）
I1
PI
PII
P1
6.980
7.412
7.049
7.147
2507
1400
3907
21.471
1365.3
6.014
6.268
5.954
6.079
2039
1068
3107
16.337
1389.6
5.517
5.976
5.439
5.644
1989
880
2869
15.217
1401.0
4.258
4.713
4.154
4.375
1374
427
1801
9.1866
1436.1
3.516
4.002
3.696
3.738
1090
219
1309
6.1354
1460.7
3.157
3.340
2.820
3.106
636
-292
344
0.5082
1492.6
其中I1=（IA+IB+IC）/3；
p1=pІ+pІІ为负载时三相输入功率。
六、特性曲线、参数计算及问题分析
1．根据空载实验数据绘出空载特性曲线U0=f（I0）、p0=f（U0）、cosφ0=f（U0）。
其中，空载功率因数为cosφ0=
：
图3-2三相异步电动机空载特性曲线U0=f（I0）
图3-3三相异步电动机空载特性曲线p0=f（U0）
图3-4三相异步电动机空载特性曲线cosφ0=f（U0）
2．根据空载实验数据绘出堵转特性曲线Uk=f（Ik）、pk=f（Uk）、cosφk=f（Uk）。
其中，堵转功率因数为cosφk=
图3-5三相异步电动机堵转特性曲线Uk=f（Ik）
图3-6三相异步电动机堵转特性曲线pk=f（Uk）
图3-7三相异步电动机堵转特性曲线cosφk=f（Uk）
3．根据堵转实验数据计算三相异步电动机的励磁参数Rk、Xk、Zk：
利用表3-2中的数据计算温度为16℃时的励磁参数。
由Ik=IN，读出短路电压Uk=83.89V，pk=667W，利用式子：
Zk=
Rk=
Xk=
计算得：
=11.916Ω
=4.486Ω
=11.039Ω
再将温度为16℃的电阻值折算到基准工作温度75℃时的数值，利用式子：
=
=Rk
=5.54Ω
=12.351Ω
4．根据空载实验数据计算三相异步电动机的励磁参数Rm、Xm、Zm：
为了求励磁参数，应分离铁损耗pFe和机械损耗pmec。
如下图3-8所示，利用图中的数据，可计算（其中Z0≈X0，定子漏电抗X1由堵转实验求得，X1≈Xk/2≈5.52Ω）：
Z0=
Rm=
Xm=X0–X1Zm=
图3-8由空载损耗分离铁损耗与机械损耗
首先利用实验数据，作出拟合曲线P0=f（U02），如图3-9所示：
图3-9P0=f（U02）
由图中的数据可知，pmec=149.29W。
当U0=UN时，可近似计算I0=3.071A；
pFe=384-149.29=234.71W。
所以带入上式可计算得：
=123.6Ω
Rm=
=8.296Ω
Xm=123.6–5.52=118.08Ω
Zm=
=118.371Ω
5．根据负载实验所测数据计算三相异步电动机的工作特性，并将实验和计算数据记入表3-4中。
输出功率P2、功率因数cosφ1和效率η可由下式求得：
P2=0.105nT2
cosφ1=
η=
×
100%
表3-4工作特性数据
电动机输入
电动机输出
计算值
I1（A）
P1（W）
T2（N·
n（r/min）
P2（W）
η
cosφ1
3078
78.78%
0.8306
2384
76.73%
0.7765
2238
78.02%
0.7723
1385
76.92%
0.6254
941
71.89%
0.5321
80
23.15%
0.1683
6．由表3-4中数据绘出三相异步电动机的工作特性曲线I1=f（P2）、T2=f（P2）、n=f（P2）、cosφ1=f（P2）、η=f（P2）：
图3-10三相异步电动机工作特性曲线I1=f（P2）
图3-11三相异步电动机工作特性曲线T2=f（P2）
图3-12三相异步电动机工作特性曲线n=f（P2）
图3-13三相异步电动机工作特性曲线cosφ1=f（P2）
图3-14三相异步电动机工作特性曲线η=f（P2）
七、思考题
1．空载实验为何不宜在过低的电压下运行？
答：
异步电动机启动的时候，启动转矩在只有电压变化的情况下，与电压的平方成正比。
如果电压过低，则启动转矩会很小，转子转速将会在比较长的一段时间内都很小，即转差率s接近1。
由异步电机的等效电路可以看出，启动电流Ist=
比较大，所以长时间通过大电流，会使电机严重发热，烧坏仪器。
2．空载实验中电动机的端电压逐步降低至转速有明显变化时，为何定子电流会回升？
异步电机的输出功率在只有电压变化时，与电压的平方成正比。
电动机的端电压降低，则电动机的输出功率也会降低。
由于机械损耗pmec变化不大，所以转子的功率会迅速降低，转速迅速下降，转差率迅速增加。
随着转差率的增加，转子电流也会增加，定子电流也会发过来增加。
3．堵转实验中电动机定子电流达到额定值时，为什么电动机的电磁转矩并不大？
堵转实验中，转子转速为0，转差率为1，由异步电机的转矩-转差率（T-s）曲线可以看出，所对应的为启动转矩，相对于异步电机的最大电磁转矩比较小。
异步电机取得最大电磁转矩的时候，转差率小于1。
4．定性分析异步电动机效率特性曲线：
异步电机的损耗有铜损、铁损和机械损耗。
当负载变化时，铜损随之变化，与负载电流的平方成正比，但铁损和机械损耗却可以近似认为不变。
所以由效率的计算公式可以看出，当可变的损耗等于不变的损耗时，电动机的效率达到最大值。
八、心得与体会
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