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1、实验 三相鼠笼异步电动机的工作特性及参数测定 一、实验目的 1、掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。2、用直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性。3、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。二、预习要点 1、异步电动机的工作特性指哪些特性？2、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?3、工作特性和参数的测定方法。三、实验项目 1、测量定子绕组的冷态电阻。2、空载实验。3、短路实验。4、负载实验。四、实验方法 1、实验设备 序号 型号 名 称 数量 1 DD03 导轨、测速发电机及转速表 1件 2 DJ23 校正过的直流电机 1件 3 DJ16 三相鼠笼异步电动机 1件
2、4 D33 交流电压表 1件 5 D32 交流电流表 1件 6 D34-3 单三相智能功率、功率因数表 1件 7 D31 直流电压、毫安、安培表 1件 8 D42 三相可调电阻器 1件 9 D51 波形测试及开关板 1件 2、屏上挂件排列顺序 D33、D32、D34-3、D31、D42、D51 IF R三相鼠笼式异步电机的组件编号为 DJ16。3、测量定子绕组的冷态直流电阻。将电机在室内放置一段时间，用温度计测量电机绕组端部或铁心的温度。当 所测温度与冷却介质温度之差不超过 2K时，即为实际冷态。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。利用万用表测定绕组电阻，记录下表
3、 表4-3 绕组I 绕组U 绕组川 R(Q)4、空载实验 1）按图4-3接线。电机绕组为接法（UN=220V）,直接与测速发电机同轴联 接，负载电机DJ23不接。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。并使电机旋转方向符合要求（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U V W*弼呂渥歆出盏sq-OCICJ Rf 源电磁励 VO22 直接负载法测取三
4、相鼠笼式异步电动机的工作特性测定三相鼠笼式异步电动机的参数二预习要点异步电动机的工作特性指哪些特性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工作特性和参数的测定方法三实验项目测量校正过的直流电机三相鼠笼异步电动机交流电压表交流电流表单三相智能功率功率因数表直流电压毫安安培表三相可调电阻器波形测试及开关板件件件件件件件件件屏上挂件排列顺序三相鼠笼式异步电机的组件编号为测量定子绕组之差不超过时即为实际冷态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利用万用表测定绕组电阻记录下表表绕组绕组绕组川空载实验按图接线电机绕组为接法机不接直接与测速发电机同轴联接负载电把交流为止。在这
5、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79组记 录于表4-4中。表4-4 序 号 U0L(V)IOL(A)PO(W)COS O UAB UBC UCA UOL IA IB IC I 0L Pi P PO 5、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，合上交流电源，调节调压器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。表4-5 序 号 UKL(V)IKL(
6、A)PK(W)COS K UAB UBC UCA UKL IA IB IC IKL Pi Pn PK 4）共取数据56组记录于表4-5中 6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D42上1800Q阻值，R.用D42上1800 Q阻值加上900 Q并联900Q共2250Q阻值。直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性测定三相鼠笼式异步电动机的参数二预习要点异步电动机的工作特性指哪些特性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工作特性和参数的测定方法三实验项目测量校正过的直流电机三相鼠笼异步电动机交流电压表交流电流表单三相智能功率功率因数表直流电压毫安安培表
7、三相可调电阻器波形测试及开关板件件件件件件件件件屏上挂件排列顺序三相鼠笼式异步电机的组件编号为测量定子绕组之差不超过时即为实际冷态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利用万用表测定绕组电阻记录下表表绕组绕组绕组川空载实验按图接线电机绕组为接法机不接直接与测速发电机同轴联接负载电把交流2）合上交流电源，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（50mA或 100mA）并保持不变。4）调节负载电阻RL（注：先调节1800Q电阻，调至零值后用导线短接再调 节450Q电阻），使异步电动机的定子电流逐渐上升，直至电流上升
8、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，在这范围内读取异步电动机的 定子电流、输入功率、转速、直流电机的负载电流 IF等数据。6）共取数据89组记录于表4-6中。表 4-6 U仆=3N=220V()If=_ mA 序 号 I1L(A)P1(W)IF(A)T2(N m)n(r/mi n)IA IB IC I1L Pi Pn P1 五、实验报告 1、计算基准工作温度时的相电阻 由实验直接测得每相电阻值，此值为实际冷态电阻值。冷态温度为室 温 按下式换算到基准工作温度时的定子绕组相电阻:直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性测定三相鼠笼式异步电动机的参数二预习要点异步
9、电动机的工作特性指哪些特性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工作特性和参数的测定方法三实验项目测量校正过的直流电机三相鼠笼异步电动机交流电压表交流电流表单三相智能功率功率因数表直流电压毫安安培表三相可调电阻器波形测试及开关板件件件件件件件件件屏上挂件排列顺序三相鼠笼式异步电机的组件编号为测量定子绕组之差不超过时即为实际冷态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利用万用表测定绕组电阻记录下表表绕组绕组绕组川空载实验按图接线电机绕组为接法机不接直接与测速发电机同轴联接负载电把交流riref 二 r235-ef 235尢(1)由短路实验数据求短路参数 短路电阻:
10、短路阻抗:PK PK K 2 厂 31 K I KL ZK U K、3U KL；：短路电抗:XK f zK二r：空载阻抗 Zo UO：_ 3OL 1 0：1 空载电阻 ro PO丄 31訂血 式中 r iref 换算到基准工作温度时定子绕组的相电阻，Q；r ic 定子绕组的实际冷态相电阻，Q;9 ref 基准工作温度，对于E级绝缘为75C；9c实际冷态时定子绕组的温度，c；2、作空载特性曲线:IOL、Po、COS 0=f(UoL)3、作短路特性曲线：IKL、PK=KUKL)4、由空载、短路实验数据求异步电机的等效电路参数。KL 式中 UK二UKL,IK,PK电动机堵转时的相电压，相电流，三相短
11、 x 3 路功率(接法)。转子电阻的折合值：I r2 K-ric 式中ric是没有折合到75C时实际值。定、转子漏抗：X x 心 1；二x 2;二2(2)由空载试验数据求激磁回路参数 空载电抗 X。-r。2 UokUoL,l0 直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性测定三相鼠笼式异步电动机的参数二预习要点异步电动机的工作特性指哪些特性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工作特性和参数的测定方法三实验项目测量校正过的直流电机三相鼠笼异步电动机交流电压表交流电流表单三相智能功率功率因数表直流电压毫安安培表三相可调电阻器波形测试及开关板件件件件件件件件件屏上挂件排列顺序三相鼠笼式
12、异步电机的组件编号为测量定子绕组之差不超过时即为实际冷态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利用万用表测定绕组电阻记录下表表绕组绕组绕组川空载实验按图接线电机绕组为接法机不接直接与测速发电机同轴联接负载电把交流 3直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性测定三相鼠笼式异步电动机的参数二预习要点异步电动机的工作特性指哪些特性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工作特性和参数的测定方法三实验项目测量校正过的直流电机三相鼠笼异步电动机交流电压表交流电流表单三相智能功率功率因数表直流电压毫安安培表三相可调电阻器波形测试及开关板件件件件件件件件件屏上挂件排列顺序
13、三相鼠笼式异步电机的组件编号为测量定子绕组之差不超过时即为实际冷态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利用万用表测定绕组电阻记录下表表绕组绕组绕组川空载实验按图接线电机绕组为接法机不接直接与测速发电机同轴联接负载电把交流式中 功率(接法),Po 电动机空载时的相电压、相电流、三相空载 激磁电抗 激磁电阻 rm PFe 3Io：PFe 2 0L 式中PFe为额定电压时的铁耗，由图4-4确定 5、作工作特性曲线 Pi、li、n、s、cos i=f(P2)。由负载试验数据计算工作特性，填入表 4-7中。表 4-7 Ui=220V()If=_ A 序 号 电动机输入 电动机输出
14、 计算值(A)P1(W)T2(N m)n(r/mi n)P2(W)S(%)n(%)cos 1 图4-4电机中铁耗和机械耗 直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性测定三相鼠笼式异步电动机的参数二预习要点异步电动机的工作特性指哪些特性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工作特性和参数的测定方法三实验项目测量校正过的直流电机三相鼠笼异步电动机交流电压表交流电流表单三相智能功率功率因数表直流电压毫安安培表三相可调电阻器波形测试及开关板件件件件件件件件件屏上挂件排列顺序三相鼠笼式异步电机的组件编号为测量定子绕组之差不超过时即为实际冷态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
15、态直流电阻利用万用表测定绕组电阻记录下表表绕组绕组绕组川空载实验按图接线电机绕组为接法机不接直接与测速发电机同轴联接负载电把交流 计算公式为:直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性测定三相鼠笼式异步电动机的参数二预习要点异步电动机的工作特性指哪些特性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工作特性和参数的测定方法三实验项目测量校正过的直流电机三相鼠笼异步电动机交流电压表交流电流表单三相智能功率功率因数表直流电压毫安安培表三相可调电阻器波形测试及开关板件件件件件件件件件屏上挂件排列顺序三相鼠笼式异步电机的组件编号为测量定子绕组之差不超过时即为实际冷态记录此时的温度和测量定子绕组的
16、直流电阻此阻值即为冷态直流电阻利用万用表测定绕组电阻记录下表表绕组绕组绕组川空载实验按图接线电机绕组为接法机不接直接与测速发电机同轴联接负载电把交流T 铁 耗:PFe 机械损耗:定子铜耗:转子铜耗:Pmec 2 PCU1=3li ri PemS 100 PcU 2 为了分离铁耗和机械损耗，作曲线 延长曲线的直线部分与纵轴相交于 K点，K点的纵座标即为电动机的机械 损耗P,可得不同电压的铁耗 PFe。八：3 一3：3 S 二 1500 100%1500 cos 1 1 3U伸1仲 P2=0.105 nT2 丄 100%R 式中I1定子绕组相电流，A；U定子绕组相电压，V；S转差率;效率。6由损耗
17、分析法求额定负载时的效率 电动机的损耗有:杂散损耗Pad取为额定负载时输入功率的0.5%。式中 Pem-电磁功率，W；Rm=P1-Ru1-PFe 铁耗和机械损耗之和为：P0 PFe Pmec=P0-1 0 ri 2 Po f(U0)，如图 4-4。电机的总损耗 P=PFe Pcul Fu2 Pad Bee 直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性测定三相鼠笼式异步电动机的参数二预习要点异步电动机的工作特性指哪些特性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工作特性和参数的测定方法三实验项目测量校正过的直流电机三相鼠笼异步电动机交流电压表交流电流表单三相智能功率功率因数表直流电压毫安
18、安培表三相可调电阻器波形测试及开关板件件件件件件件件件屏上挂件排列顺序三相鼠笼式异步电机的组件编号为测量定子绕组之差不超过时即为实际冷态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利用万用表测定绕组电阻记录下表表绕组绕组绕组川空载实验按图接线电机绕组为接法机不接直接与测速发电机同轴联接负载电把交流于是求得额定负载时的效率为:n P ZP 100%Pl 式中P S、h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、短路实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？2、从短路实验数据我们可以得出哪些结论？3、由直接负载法测得的电机效率和用损
19、耗分析法求得的电机效率各有哪些 因素会引起误差？直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性测定三相鼠笼式异步电动机的参数二预习要点异步电动机的工作特性指哪些特性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工作特性和参数的测定方法三实验项目测量校正过的直流电机三相鼠笼异步电动机交流电压表交流电流表单三相智能功率功率因数表直流电压毫安安培表三相可调电阻器波形测试及开关板件件件件件件件件件屏上挂件排列顺序三相鼠笼式异步电机的组件编号为测量定子绕组之差不超过时即为实际冷态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利用万用表测定绕组电阻记录下表表绕组绕组绕组川空载实验按图接线电机绕组为接法机不接直接与测速发电机同轴联接负载电把交流