三相鼠笼异步电动机的工作特性研究.docx
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三相鼠笼异步电动机的工作特性研究
实验报告
实验课程名称电机原理与拖动基础实验
开课学院电信学院
指导老师姓名
学生姓名
学生学号
学生专业班级
2014—2015学年第一学期
实验课程名称：
电机原理与拖动基础实验
实验项目名称
三相鼠笼异步电动机的工作特性研究
实验成绩
实验者
专业班级
电气工程及其自动化
同组者
实验日期
2014年12月12日
一、实验目的
1．掌握三相异步电机的空载和负载实验的方法。
2．用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。
3．测定三相笼型异步电动机的首末端及主要参数。
二、实验仪器及设备
1．实验台主控制屏；
2．电机导轨及直流发电机M01；
3．交流电压表、电流表、功率、功率因数表（NMCL-001）；
4．直流电压、毫安、安培表（NMCL-001）；
5．直流电机仪表、电源（NMEL-18）（位于实验台主控制屏的下部）；
6．三相可调电阻器900Ω（NMEL-03）；
7．旋转指示灯及开关板（NMEL-05C）；
8．电机起动箱（NMEL-09）；
9．三相鼠笼式异步电动机M04。
三、实验内容及电路
1．测量定子绕组的冷态直流电阻。
准备：
将电机在室内放置一段时间，当所测温度
与冷动介质温度之差不超过2K时，即为实际冷态。
图5-1三相交流绕组电阻的测定
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。
本实验采用伏安法测量，测量线路如图5-1。
S1，S2:
双刀双掷和单刀双掷开关；
R:
四只900Ω电阻相串联，总电阻为3600Ω；
A、V:
直流毫安表和直流电压表；
量程的选择：
测量时，通过的测量电流约为电机额定电流的10%，即约为50mA，因而直流毫安表的量程采用200mA档。
三相笼型异步电动机定子一相绕组的电阻约为50欧姆，因而当流过的电流为50mA时三端电压约为2.5伏，所以直流电压表量程用20V档。
实验开始前，合上开关S1，断开开关S2，调节电阻R至最大（3600Ω）。
分别合上绿色“闭合”按钮开关和220V直流可调电源的船形开关，按下复位按钮，调节直流可调电源（约80V左右，保证转子不动）及可调电阻R，使试验电机电流不超过电机额定电流的50mA（约10%IN），以防止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，记录于表5-1中。
2．判定定子绕组的首末端
将其中的任意二相绕组串联，如图5-2所示。
图5-2三相交流绕组首末端的测定
将调压器调压旋钮退至零位，合上绿色“闭合”按钮开关，接通交流电源，调节交流电源，在绕组端施以单相低电压U1=80~100V，注意电流不要超过额定值，测出第三相绕组的电压，如测得的电压有一定读数，表示两相绕组的末端与首端相联，如图5-2（a）所示；反之，如测得电压近似为零，则二相绕组的末端与末端（或首端与首端）相连，如图5-2（b）所示。
用同样方法测出第三相绕组的首末端。
3．空载实验
测量电路如图5-3所示。
电机绕组接成△接法（UN=220伏）。
图5-3三相笼型异步电动机空载实验接线图
a．起动电压前，把交流电压调节旋钮退至零位，然后接通电源，逐渐升高电压，使电机起动旋转，观察电机旋转方向。
并使电机旋转方向符合要求。
（如电机转向不符合要求，则任意换两相电源）。
）
b．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。
c．调节电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低电压，直至电流或功率显著增大为止。
在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率。
（额定电压点必须测）
d．在测取空载实验数据时，在额定电压附近多测几点，共取数据7-9组记录于表5-2中。
实验接线见图5-4。
其中直流电机采用M01；R采用NMEL-03的电阻串并联（两个900串联加上两个900并联），阻值最大为2250；Rf为NMEL-09的3000电阻；A2为直流电流表，mA为直流毫安表，A1为交流电流表。
图5-4三相笼型异步电动机负载实验接线图
a．合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至额定电压，并在试验中保持此额定电压不变。
b．合上直流电机励磁电源，调节励磁电阻Rf，使励磁电流If=130mA，并合上负载开关S，调节负载电阻R，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。
c．从这负载开始，逐渐减小负载直至空载（增加负载电阻值为减少负载，断开时为空载），在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率，转速、转矩等数据，共读取5-6组数据，记录于表5-3中。
注意，实验过程中应保持If=130mA。
注意：
调节负载电阻时，须注意观察直流电流表的读数，当电流小于0.41A时，调节串联电阻，当电流大于0.41A时，需调节并联电阻，同时为了避免烧毁串联电阻的熔断器，应该用导线短路串联电阻。
四、预习思考题
1.写出实验用异步电动机的主要铭牌数据。
答：
三相鼠笼式异步电动机：
PN=100W、UN=220V、IN=0、48A、nN=1420r/min
2.异步电动机的工作特性指哪些特性？
答：
转速特性、转矩特性、定子电流特性、定子功率因数特性、效率特性
3.异步电动机的等效电路中包含有哪些参数？
它们的物理意义是什么？
说明励磁参数的测定方法。
答：
r1、x1为定子绕组的电阻和漏抗；
为经折算后的转子绕组电阻和漏抗；rm代表与定子铁耗相对应的等效电阻，xm代表与主磁通相对应的励磁电抗。
励磁参数的测定方法：
通过空载试验。
4.下图是某异步电动机定子绕组的接线端子，画出连接成Y及△的接线方式。
五、实验记录
1.测量定子绕组的冷态直流电阻
表5-1室温150C
绕组I（A-X）
绕组II（B-Y）
绕组III（C-Z）
I（mA）
50
40
30
50
40
30
50
40
30
U（V）
2.46
1.97
1.432
2.44
1.965
1.471
2.49
1.964
1.471
R（Ω、计算）
49.2
49.25
47.73
48.8
49.13
49.03
49.8
49.12
49.03
2.判定定子绕组的首末端（自拟实验数据记录表格）
表5-2
连接方式
Y接X
Y接A
B接Y
B接C
U
0
16.3
16.4
0
3.空载实验
表5-3
序号
UO（V）
IO（A）
P（W）
cos0
PI
PII
PO
1
250
0.317
-16.7
58.60
41.9
0.53
2
240
0.298
-13.8
53.12
39.32
0.55
3
230
0.293
-12.7
51.30
38.6
0.57
4
225
0.286
-11.4
49.56
38.16
0.59
5
220
0.282
-10.1
47.76
37.66
0.61
6
215
0.273
-8.7
46.09
37.39
0.64
7
210
0.267
-8.3
44.22
35.92
0.64
4.负载实验
表5-4UN=220伏（△）
序号
I1（A）
P（W）
IL（A）
T2（N.m）
n（r/min）
P2（W）
PI
PII
P1
1
0.757
63.50
147.5
211.00
0.619
0.80
1323
111.4
2
0.673
56.48
132.6
189.08
0.551
0.71
1348
100.7
3
0.562
42.98
110.3
153.28
0.433
0.55
1384
79.7
4
0.509
36.84
100.3
137.14
0.375
0.48
1399
70.3
5
0.486
32.64
95.23
127.87
0.343
0.44
1410
50.6
6
0.443
26.54
86.66
113.20
0.298
0.36
1420
44.3
六、实验总结和分析
1.计算基准工作温度时的相电阻。
r1c=49.01Ω
=60.77Ω
2.作空载特性曲线：
I0、P0、cos0=f（U0）。
I0=f（U0）
P0=f（U0）
cos0=f（U0）
3.根据空载特性求取电动机在额定电压点的铁耗、励磁电阻、励磁电抗及机械损耗。
分离铁耗PFe、机械损耗Pm，做曲线P0=f（（U0/UN）2）的特性曲线如上
由图得Pm=35W、则铁耗PFe=2.5W
Zm=U1/I0=788.6Ω励磁电抗xm=√（Zm2-rm2）=786.266Ω
4.根据负载试验数据计算工作特性，填入下表中。
U1=220V（△）If=0.13A
序号
电动机输入
电动机输出
计算值
I1（A）
P1（W）
T2（N·m）
n（r/min）
P2（W）
s（％）
η（％）
cos1
1
0.757
211.00
0.80
1323
111.4
11.8
57.64
0.67
2
0.673
189.08
0.71
1348
100.7
10.13
57.74
0.68
3
0.562
153.28
0.55
1384
79.7
7.73
57.17
0.58
4
0.509
137.14
0.48
1399
70.3
6.73
57.53
0.63
5
0.486
127.87
0.44
1410
50.6
6
58.13
0.47
6
0.443
113.20
0.36
1420
44.3
5.33
58.32
0.45
5.作工作特性曲线P1、I1、n、η、s、cos1=f（P2）
P1=f（P2）
I1=f（P2）
n=f（P2）
η=f（P2）
s=f（P2）
cos1=f（P2）
6.实验中“判定定子绕组的首末端”的原理是什么？
电磁感应原理
7.你在本实验中主要承担的分工是什么？
期间遇到过什么问题？
如何解决？
答：
8.实验小结、心得和体会。
（对实验现象、实验故障及处理方法、实验中存在的问题等进行小结、分析和讨论，提出对实验的进一步想法或改进意见）
答：
实验原始记录粘贴处
（原始数据是指在实验过程中按照实验要求进行测量的、未经任何处理的数据。
要求将实验指导中的记录原始数据的各表格拍照做成图片，粘贴在此处。
）
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