三相异步电动机在各种运行特性下地机械特性Word文件下载.docx

1、2R2sX1 X 2代入 T 的公式，即得参数表达式m12 R2XT0 R2 2 0 （R1 R2 ）2 （X1 X 2）考虑到n （1 s） n0 ，2 n060即可由此式绘出异步电动机的机械特性曲线 n f t ，如图 6.24 所示。将表达式对 s 求导，并令 ddTs 0 ，可求出产生最大转矩 Tm时的转差率 SmSmR2R12 X1 X2Sm称为临界转差率。代入 T 的公式则可得 Tm的公式T m10 2UX22 2 R12 X1 X2式中正号对应于电动机状态，负号适用于发电机状态。 一般 R1 （X1 X2 ） ，故可得近似公式Sm R2 Sm X1 X2m1U XTm 2 0 X

2、1 X 2当电动机参数和电源频率不变时， Tm U2X，而 Sm与 UX无关；当电源电压和频率不变时， Sm和 Tm近似与 （X1 X2） 成反比；可见：（ 1）（2）（ 3）增大转子回路电阻 R2 ，只能使 Sm相应增大，而 Tm保持不变。最大转矩 Tm与额定转矩 TN 之比称为过载倍数，也称过载能力，用KT TmT TN 一般异步电动机 KT 1.8 3.0 。对于起重冶金机械用的电动机，可达KT表示：3.5 。异步电动机起动时， n0，s 1，代入参数表达式，可得起动转矩的公式 2m1 UX R2Tst 2 20 R1 R2 X1 X2由此式可知， 对绕线式异步电动机， 转子回路串接适当

3、大小的附加电阻， 能加大起动转 矩 Tst ，从而改善起动性能。起动转矩 Tst 与额定转矩 TN之比，称为起动转矩倍数 Kst ：Kst Tst Kst Tst2.8 4.0 。st TN st TN一般电动机 Kst1.02.0 ，对于起重冶金机械用的电动机为2. 三相异步电动机的制动 异步电动机的制动亦分三类四种。（1）能耗制动 能耗制动的实现如图 6.25 （ a）所示。图 6.25 三相异步电动机能耗制动（ a）电路图 （b）机械特性将 1J 断开， 2J 接通，亦即让电动机从三相电源断开，定子绕组通入一定大小的励磁电 流。转子由于惯性， 继续旋转时，转子绕组切割定子绕组产生的恒定磁

4、场， 感应电动势和电 流，转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用。 产生与转向相反的转矩， 电动机进入制动状 态。随着转速的降低，制动转矩亦随之减少，到 n0 时， T0，故可用于准确停车。能耗制动的机械特性如图 6.25 （ b）所示。能耗制动的机械特性曲线过 0 点，如图中曲线所示， 如果励磁电流不变， 加大转矩电路 所串电阻，特性斜率增大， Tm不变，如曲线 3 所示。如果电阻不变，减小励磁电流，则曲线 如图中曲线 2 所示， Tm 减小。由机械特性曲线可以看出能耗制动用于快速停车的过程， 这时一般取励磁电流：I 2 3 I0 ， I0 0.2 0.5 IN 转子回路串接的电阻：R 0.2

5、 0.4 E2N R2 ， R2 sN E2N3I2N 3I 2N可保证快速停车时最大制动转矩为（ 1.252.2 ） TN。异步电动机带位能性负载时， 可用于低速下放重物， 此时的机械特性在第象限。 转子 电路串接的电阻越大，下放速度越高；定子电流 I 越大，下放速度越慢。（2）反接制动 实现反接制动的方法有两种：转速反向的反接制动和定子两相反接的反接制动。a转速方向的反接制动（ a） （b）图 6.26 异步电动机转速反向时的反接制动（a）电路图 （ b）机械特性 如图 6.26 所示，绕线型异步电动机带位能性负载时，若要下放重物，可在转子回路串 接较大电阻， 使电动机的 TstTZ, 电

6、动机将由重物产生的转矩拖动反向起动， 随着下放速度的提高，电动机的转矩逐步增大。可由图 6.26 （ b）的机械特性看出，当工作点达 B 点时，稳速下放重物。转子回路的电阻 Rf 越大，下放速度越快。b两相反接的反接制动 设制动前电动机运行于电动机运行状态，工作在图 6.27 （ b）中的 A，若将定子两相反接，工作点移至新的特性上的 B点，转矩为负， 进入制动状态， 快速减速，转速降至零以前， 及时断开电源，否则可能出现反转现象。调节制动电阻 Rf 的大小，可以调速快速停车的速度。Rf 较小，制动转矩调大，制动较快。图 6.27 异步电动机两相反接的反接制动（ a）电路图；（ b）机械特性。

7、（3）回馈制动 当电动机由于某种外因， 例如在位能负载作用下， 使电动机的转速高于同步转速 n0，电 动机处于发电机状态， 将系统的动能转换成电能送回电网， 三相异步电动机处于回馈制动状 态。实验目的】了解三相绕线式异步电动机在各种运行状态下的机械特性。实验内容】1 测定三相绕线式异步电动机在电动运行状态和再生发电制功状态下机械特性。2 测定三相绕线式异步电动机在反接制动运行状态下的机械特性。实验设备】1三相交流可调电源2220V直流电机励磁电源3直流可调稳压电源4电机导轨5测速表6直流电压表、直流电流表7900三相可调电阻器890三相可调电阻器9三刀双置开关实验步骤】直直直直直直 直直 直直

8、 直直图 6.28 绕线式异步电动机机械特性实验接线图实验线路如图 6.28 。M为三相绕线式异步电动机 M09，额定电压 UN=220 伏， Y接法； G为直流并励电动机 M03（作他励接法） ，其 UN=220 伏， PN=185W RS选用三组 90电阻（每组为 MEL-04， 90电阻）R1选用 675电阻 （MEL-03中， 450电阻 和 225 电阻相串联） ，如图 6.29 。Rf 选用 3000电阻（电机起动箱中，磁场调节电阻）V2、 A2、 mA分别为直流电压、电流、毫安表，采用 MEL-06或直流在主控制屏上V1、 A1、 W1、W2为交流、电压、电流、功率表，含在主控制

9、屏上S1选用 MEL-05 中的双刀双掷开关1 测定三相绕线式异步电机电动及再发电制动机械特性仪表量程及开关、电阻的选择：（ 1） V2的量程为 300V档， mA的量程为 200mA档， A2的量程为 2A档。 （2）RS阻值调至零， R1、Rf 阻值调至最大。（ 3）开关 S1合向“ 2”端。（4）三相调压旋钮逆时针到底， 直流电机励磁电源船形开关和 220V 直流稳压电源船形 开关在断开位置。并且直流稳压电源调节旋扭逆时针到底，使电压输出最小。实验步骤：（ 1）接下绿色“闭合”按钮开关，接通三相交流电源，调节三相交流电压输出为 180V（注意观察电机转向是否符合要求） ，并在以后的实验中

10、保持不变。（2）接通直流电机励磁电源，调节 Rf 阻值使 I f=95mA并保持不变。接通可调直流稳压电源的船形开关和复位开关，在开关 S1的“ 2”端测量电机 G的输出电压极性，先使其极性与 S1开关“ 1”端的电枢电源相反。在 R1为最大值的条件下，将 S1合向“ 1”端。（ 3）调节直流稳压电源和 R1的阻值（先调节 R1中的 450电阻，当减到 0 时，用导线 短接，再调节 225电阻，同时调节直流稳压电源） ，使电动机从堵转（约 200 转左右）到 接近于空载状态，其间测取电机 G的 Ua、I a、n 及电动机 M的交流电流表 A、功率表 PI 、 PII的读数。共取 89 组数据记

11、录于表 6.20 中。表 6.20 电动运行机械特性数据表U=180V R S=0 I f = mAUa（A）I a（A）n（r/min）I 1（A）PI （W）PII （W）（ 4）当电动机 M接近空载而转速不能调高时，将 S1 含向“ 2”位置，调换发电机 G 的电枢极性使其与“直流稳压电源”同极性。调节直流电源使其 G 的电压值接近相等，将 S1 合至“ 1”端，减小 R1 阻值直至为零（用导线短接 900相串联的电阻） 。（ 5）升高直流电源电压，使电动机 M的转速上升，当电机转速为同步转速时，异步电机功率接近于 0，继续调高电枢电压，则异步电机从第一象限进入第二象限再生发电制动状 态

12、，直至异步电机 M的电流接近额定值，测取电动机 M的定子电流 I 1、功率 PI、PII ，转速 r和发电机 G的电枢电流 I a，电压 Ua，填入表 6.21 中。表 6.21 再生发电机械特性数据表U=180V I f= API（W）2 电动及反接制功运行状态下的机械特性在断电的条件下， 把 RS的三只可调电阻调至 90，折除 R1的短接导线， 并调至最大 2250 欧，直流发电机 G接到 S1 上的两个接线端对调，使直流发电机输出电压极性和“直流稳压 电源”极性相反，开关 S1 合向左边，逆时针调节可调直流稳压电源调节旋钮到底。（1）按下绿色“闭合”按钮开关，调节交流电源输出为 200

13、伏，合上励磁电源船形开关，调节 Rf的阻值，使 I f=95mA。（2）按下直流稳压电源的船形开关和复位按钮，起动直流电源，开关 S1 合向右边，让异步电机 M带上负载运行，减小 R1阻值（先减小 1800欧 0.41A ，当减至最小时，用导线短 接，再接小 450 欧 0.82A ），使异步发电机转速下降，直至为零。（ 3）继续减小 R1阻值或调离电枢电压值，异步电机即进入反向运转状态，直至其电流 接近额定值，测取发电机 G的电枢电流 I a、电压、 Ua 值和异步电动机 M的定子电流 I 1、P1、 PII 、转速 n，共取 89 组数据填入表 6.22 中。表 6.22 反接制动机械特性

14、数据表U=200V U f=95mA注意事项】调节串并联电阻时 , 要按电流的大小而相应调节串联或并联电阻 , 防止电阻器过流引起烧坏。【实验报告】根据实验数据绘出三相绕线转子异步电机运行在三种状态下的机械特性。【实验思考】1.再生发电制动实验中 , 如何判别电机运行在同步转速点？2.在实验过程中 ,为什么电机电压降到 200V？在此电压下所得的数据 , 要计算出全压下的 机械特性应作如何处理？三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性实验报告一、实验目的二、实验设备10 三相交流可调电源11 220V 直流电机励磁电源12 直流可调稳压电源13 电机导轨14 测速表15 直流电压表、直流电流表16 900三相可调电阻器17 90三相可调电阻器18 三刀双置开关三、实验原理图图 1 绕线式异步电动机机械特性实验接线图UV 直直直直直四、实验内容3 测定三相绕线式异步电机电动及再发电制动机械特性表1 电动运行机械特性数据表U=180V R S=0 I f =mA表2 再生发电机械特性数据表U=180V I f=A4 电动及反接制功运行状态下的机械特性表3 反接制动机械特性数据表五、实验结果与分析1. 根据实验数据绘出三相绕线转子异步电机运行在三种状态下的机械特性。2. 再生发电制动实验中 , 如何判别电机运行在同步转速点？3.在实验过程中 ,为什么电机电压降到 200V？