a三相鼠笼异步电动机的工作特性实验报告.docx
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a三相鼠笼异步电动机的工作特性实验报告
异步电机实验报告
课程名：
电机学与电力拖动
姓名：
李静怡
学院：
电气工程学院
班级：
电气1108班
学号：
11291240
指导老师：
郭芳
三相鼠笼异步电动机的工作特性
一、实验目的
1、掌握用日光灯法测转差率的方法。
2、掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。
3、用直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性。
4、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。
二、预习要点
1、用日光灯法测转差率是利用了日光灯的什么特性？
2、异步电动机的工作特性指哪些特性？
3、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？
4、工作特性和参数的测定方法。
三、实验项目
1、测定电机的转差率。
2、测量定子绕组的冷态电阻。
3、判定定子绕组的首末端.
4、空载实验。
5、短路实验。
6、负载实验。
四、实验方法
1、实验设备
序号
型号
名称
数量
1
MET01
电源控制屏
1台
2
DD03
不锈钢电机导轨、测速系统及数显转速表
1件
3
DJ23
校正过的直流电机
1台
4
DJ16
三相鼠笼异步电动机
1台
5
D34-2
智能型功率、功率因数表
1件
6
D51
波形测试及开关板
1件
7
DD05
测功支架、测功盘及弹簧秤（50N）
1套
2、屏上挂件排列顺序
D34-2、D51
3、空载实验
（1）按图4-3接线。
电机绕组为Δ接法（UN=220V），直接与测速发电机同轴联接，不联接校正直流测功机DJ23。
（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，使电机起动旋转，观察电机旋转方向。
并使电机旋转方向为正转（如转向不符合要求需调整相序时，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试验。
图4-3三相鼠笼式异步电动机试验接线图
（4）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。
（5）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4-4中。
表4-4
序号
UOC（V）
IOL（A）
PO（W）
cos
UAB
UBC
UCA
UOL
IA
IB
IC
IOL
PI
PII
PO
1
264
265
265
264.67
0.279
0.278
0.279
0.2787
-22.9
47.9
25
0.196
2
240
242
240
240.67
0.251
0.253
0.25
0.2513
-17.5
40.3
22.8
0.218
3
230
230
228
229.33
0.239
0.237
0.239
0.2383
-15.5
37.1
21.6
0.228
4
220
221
220
220.33
0.228
0.229
0.23
0.2290
-13.1
34.3
21.2
0.243
5
210
210
208
209.33
0.216
0.216
0.217
0.2163
-11.3
31.7
20.4
0.260
6
200
200
199
199.67
0.205
0.204
0.205
0.2047
-9.5
28.9
19.4
0.274
7
160
161
160
160.33
0.169
0.169
0.171
0.1697
-3.7
20.5
16.8
0.357
8
100
100
100
100.00
0.139
0.137
0.139
0.1383
-1.9
11.5
9.6
0.401
9
86
84
86
85.33
0.142
0.143
0.142
0.1423
-2.1
11.1
9
0.428
10
70
70
71
70.33
0.157
0.157
0.158
0.1573
-2.5
10.7
8.2
0.428
4、短路实验
（1）测量接线图同图4-3。
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，按下启动按钮，接通交流电源。
调节控制屏左侧调压器旋钮使之逐渐升压至短路电流到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。
（4）共取数据5～6组记录于表4-5中。
表4-5
UKL（V）
IKL（A）
PK（W）
cosФK
UAB
UBC
UCA
UKL
IA（A）
IB（A）
IC（A）
IKL
P1
P
P0
81.8
81.9
81.7
81.80
0.599
0.598
0.599
0.5987
-1.3
41.1
39.8
0.469
71.6
71.7
71.7
71.67
0.497
0.498
0.497
0.4973
-1.5
29.3
27.8
0.450
62.8
62.7
62.6
62.70
0.41
0.41
0.42
0.4133
-1.7
20.9
19.2
0.428
51.3
51.2
51.5
51.33
0.302
0.302
0.301
0.3017
-1.9
12.3
10.4
0.388
39.2
39.4
39
39.20
0.192
0.192
0.191
0.1917
-1.3
5.7
4.4
0.338
33.8
33.6
33.9
33.77
0.147
0.145
0.148
0.1467
-0.9
3.7
2.8
0.326
29.8
29.9
29.9
29.87
0.116
0.116
0.115
0.1157
-0.7
2.5
1.8
0.301
5、负载实验
（1）测量接线图同图4-3。
同轴联接负载电机。
图中Rf用R1上1800Ω阻值，RL用R5上1800Ω阻值加R上1300Ω并联1300Ω共2450Ω阻值。
（2）按下启动按钮，接通交流电源，调节调压器使之逐渐升压至额定电压并保持不变。
（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（100mA）并保持不变。
（4）合上开关S，调节负载电阻RL（注：
先调节R5上的1800Ω电阻，调至零值后用导线短接再调节R上的650Ω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。
（5）从这负载开始，逐渐减小负载直至空载（即断开开关S），在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、校正直流测功机的负载电流IF等数据。
（6）共取数据8～9组记录于表4-6中。
表4-6U1=U1N=220V（Δ）If=100Ma
I1L（A）
P1（W）
IF（A）
n（r/min）
IA（A）
IB（A）
IC（A）
I1L
PⅠ
PⅡ
P1
0.622
0.55
0.55
0.574
119.1
43.5
162.8
0.61
1378
0.550
0.49
0.48
0.51
105.1
35.1
140.0
0.5
1400
0.500
0.44
0.44
0.46
94.9
28.1
123
0.42
1413
0.450
0.4
0.40
0.42
83.7
20.7
104.4
0.33
1428
0.400
0.36
0.36
0.37
73.1
12.7
85.5
0.24
1443
0.350
0.31
0.31
0.32
60.1
3.50
63.6
0.13
1459
0.324
0.29
0.29
0.30
53.5
-1.9
51.6
0.08
1468
0.300
0.26
0.26
0.27
44.3
-8.5
35.8
0
1479
五、实验报告
1.作空载特性曲线：
I0、P0、cos0=f（U0）
2.作短路特性曲线：
IK、PK=f（UK）
3.由空载、短路试验的数据求异步电机等效电路的参数。
（1）由短路试验数据求短路参数
短路阻抗
短路电阻
短路电抗
式中UK、IK、PK——由短路特性曲线上查得，相应于IK为额定电流时的相电压、相电流、三相短路功率。
由图中可以看出
，为曲线斜率的倒数，所以ZK=1/0.0847=11.806（Ω）
由途中可以看出
，为曲线的斜率，即RK=6.3857（Ω）
所以，
=9.93（Ω）
转子电阻的折合值
定、转子漏抗
=9.93/2=4.965（Ω）
（2）由空载试验数据求激磁回路参数
空载阻抗
空载电阻
空载电抗
式中U0、I0、P0——相应于U0为额定电压时的相电压、相电流、三相空载功率。
由图中可以看出
，为曲线斜率的倒数，所以Z0=1/0.0154=64.935（Ω）
由图中可以看出
，为曲线的斜率，即RK=1.9515（Ω）
所以，
=64.9057（Ω）
激磁电抗
激磁电阻
=57.0（Ω）
式中PFe为额定电压时的铁耗，由图3-4确定。
4.作工作特性曲线P1、I1、n、η、S、cos1=f（P2）
由负载试验数据计算工作特性，填入表3-6中。
表3-6U1=220V（△）If=100MA
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（％）
cosj1
0.147
48.6
0.182
1478
28.24
1.47
58.12
0.504
0.160
56.2
0.257
1470
39.72
2.00
70.68
0.534
0.178
71.6
0.333
1460
51.01
2.67
71.24
0.610
0.195
84.0
0.397
1450
60.50
3.33
72.02
0.656
0.215
99.0
0.473
1441
71.52
3.93
72.25
0.700
0.234
112.0
0.537
1431
80.73
4.60
72.08
0.726
0.259
126.0
0.602
1421
89.81
5.27
71.28
0.740
0.278
138.4
0.667
1410
98.68
6.00
71.30
0.757
0.299
151.2
0.720
1400
105.89
6.67
70.03
0.768
0.324
165.0
0.785
1388
114.40
7.47
69.33
0.773
0.354
182.6
0.855
1375
123.43
8.33
67.60
0.784
0.361
186.0
0.879
1365
125.93
9.00
67.70
0.783
计算公式为：
式中I1——定子绕组相电流，A；
U1——定子绕组相电压，V；
S——转差率；
η——效率。
5.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Pmec
定子铜耗
=3*0.28*0.28*43.09=10.13W
转子铜耗
=127.85*6.5/100=8.31W
杂散损耗Pad取为额定负载时输入功率的0.5％。
Pad=147.1×0.5％=0.074W
式中Pem——电磁功率，W；
Pem=P1-Pcul-PFe=147.1-10.13-9.12=127.85W
铁耗和机械损耗之和为：
P0′=PFe+Pmec=PO-3I
r1=9.12+4.98=14.1W
为了分离铁耗和机械损耗，作曲线
，如图3-4。
延长曲线的直线部分与纵轴相交于P点，P点的纵座标即为电动机的机械损耗Pmec，过P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ΣP=PFe+Pcul+Pcu2+Pad=9.12+10.13+8.31+0.074=27.63W
于是求得额定负载时的效率为：
=（147.1-27.63）÷147.1×100﹪=81.2﹪
式中P1、S、I1由工作特性曲线上对应于P2为额定功率PN时查得。
六、思考题
1.由空载、短路试验数据求取异步电机的等效电路参数时，有哪些因素会引起误差？
答：
①各个实验仪表存在一定得误差，数据测量时也会引起一定的误差；②实验原理存在误差。
如短路实验时忽略了励磁支路的影响；③空载实验时转子的转速会随输入电压的改变而改变等。
2.从短路试验数据我们可以得出哪些结论？
答1.有回馈电源功率。
2.短路时线电压很小
3.由直接负载法测得的电机效率和用损耗分析法求得的电机效率各有哪些因素会引起误差？
答：
由直接负载法测得的电机效率主要可能引起误差的是测量读数时仪表产生的误差。
由损耗分析法求得的电机效率主要可能引起误差的因素是由图像读数时产生的误差。
七、实验心得
在这次的实验中，我们主要做了一些了解三相异步电动机的运行情况和三相异步电动机的工作特性，先按照老师的要求把线连接好，在正常运行后观察并且测试数据。
在此次实验中，我对异步电机的参数有了进一步的认识和理解，对异步电机的特性有了更具体深刻的体会，通过本次实验，我们基本掌握了三相异步电机的空载和负载实验的方法，学会了用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性，并掌握测定三相笼型异步电动机的参数，对异步电机有了更深的了解。
同时学会了在实验室应根据需要正确选择各仪表量程序保护实验设备。
当电动机出现故障时，根据电动机的运行状态进行分析，找出问题的根源。
在实验中，我们开始实验时候，出现了电流表没开启的状况，由于我们操作时候的一些错误，所以出现了这样的失误，接下来的实验，我们做的比较细心，又重新检查了实验电路，最终得到了正确的结果。
我深切体会到了作为一个电气专业的人，以后少不了要和电打交道，我们都知道电是看不见摸不着的，但确实非常危险的，所以这要求我们在以后的学习生活实验中都要有严谨的态度，严格按照规矩办事，来不得半点虚假，这不仅是对我们自己的人身安全负责，也是我们应该重视的问题。
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