Transcript 异步电机参数测定

电 机 学 实 验
三相异步电动机参数及工作
特性的测定
一、实验目的
1．掌握三相异步电动机空载、堵转实验及参数计算的方法。
2．用实验的方法测定三相异步电动机的工作特性。
二、实验内容
1．三相异步电动机空载实验。
2．三相异步电动机堵转实验。
3．三相异步电动机负载实验。
三、实验设备与仪表
1. T三相感应调压器 10kVA
2. M绕线转子三相异步电动机 3kW
3. G直流发电机 3kW （或ZJ转矩传感器50N.m、CZ磁粉制动器
50N.m）
4. RL单相变阻器 8.8/108Ω 2/25A
5. 交流电压表 500V
6. 交流电流表 10A
7. 功率表500V 10A
8. 直流电压表 400V
9. 直流电流表 30A
10. 直流电流表 4A
11. 励磁电流源
12. 转矩转速显示仪（或转速显示仪）
四、实验预习
1. 预习由三相异步电动机实验数据求取电动机参数的方法。
2. 预习三相异步电动机的工作特性的定义及求取工作特性的方法
。
五、实验方法
1．三相异步电动机空载实验。
（1）按图3-1接线，将三相调压器T输出电压调至零位。闭合电源
开关，调节三相调压器使其端电压逐渐升高到U=UN，起动电动机
。
（2）保持电动机在额定电压UN下空载运行数分钟，待机械摩擦
损耗稳定后再进行实验。
（3）调节三相异步电动机外施端电压，使其端电压U=1.2UN，开
始记录数据，逐步降低到0.5UN为止，每次记下空载电压、空载电
流和空载损耗功率数据，在额定电压UN附近应多测几点，共读取8
组数据记入表中。
T
三
相
交
流
电
源
*
*
W
A
V
V
A
V
*
W
A1
M
~
S2
A
RL
G
¯
A2
A
转
子
*
+
励
磁
电
- 源
A
B1
B2
图a 三相异步电动机— 直流发电机负载
T
三
相
交
流
电
源
*
*
W
A
V
V
A
V
*
W
*
+
M
~
ZJ
CZ
-
A
转
子
图b 三相异步电动机— 转矩传感器—磁粉制动器
图3-1三相异步电动机接线图
励
磁
电
源
2．三相异步电动机堵转实验
（1）按图接线，用制动工具卡住电动机转子并确保接入电源时转子
不能转动，将三相调压器T输出电压调至零位。闭合电源开关，调节
三相调压器使其端电压逐渐升高，直到I=1.2IN为止，开始记录数据
（2）降低调压器输出电压使电动机堵转电流从1.2IN逐步降低到
0.3IN为止，每次记下堵转电压、堵转电流和堵转损耗功率数据，共
读取6组数据记入表中。
3．三相异步电动机负载实验
（1）按图3-1接线，将三相调压器T输出电压调至零位。负载直流发
电机励磁电源调至零位，负载电阻调至最大值（负载若是磁粉制动
器则将励磁电源调至零位），闭合电源开关，调节三相调压器使其
端电压逐渐升高到U=UN，起动电动机。
2）保持三相异步电动机端电压U=UN不变，将负载电阻RL调至最大
值，闭合S2开关，调节负载电机励磁电源升至220伏，逐步减小发
电机负载电阻使电动机定子电流上升到额定值。（负载若是磁粉制
动器则调节励磁电源使电动机定子电流上升到额定值），开始记录
数据。
（3）逐步减小励磁电源，使电动机负载减小直至空载。每次记录电
动机三相输入电流I、输入功率P1以及电动机的转速n和输出转矩T2
的数据，共读取6组数据记入表中。
六、实验报告
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）。空载功率因数cosφ0=p0/3U0I0
2. 根据堵转实验数据绘出堵转特性曲线Uk=f（Ik）、pk=f（Uk）、
cosφk=f（Uk）。堵转功率因数cosφk=pk/3UkI0k
3． 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。
为求励磁参数，应先分离铁
损耗pFe和机械损耗pmec。
由于三相异步电动机的空载电
流I0较变压器大得多，空载铜
损耗不能忽略，故应作曲线来
求出 ，如图3-2所示。延长曲
线交至纵坐标K点，K点的纵
坐标即为电动机的机械损耗
pmec，过K点作平行与横坐标
的直线，即 图3-2 由空载损
耗分离铁损耗与机械损耗
可求得相应于不同电压值时的
铁耗pFe。
P0'
p Fe
K
pmec
U
2
N
U 02
空载阻抗Z0、励磁电阻Rm、励磁电抗Xm和励磁阻抗Zm应由
与空载额定电压U0=UN相对应的空载电流I0和空载铁损耗pFe实验
数据计算求得（其中Z0≈X0，定子漏电抗X1由堵转实验求得）。
图3-2由空载损耗分离铁耗与机械损耗
4．根据堵转实验数据计算三相异步电动机的堵转参数Rk、Xk、
Zk
实验温度为θ时的短路电阻Rk、短路电抗Xk和短路阻抗Zk应与短
路电流Ik=IN相对应的短路电压Uk和短路损耗pk计算求得
。
将实验温度为θ时的电阻值换算到基准工作温度75˚C时的数值
，求短路阻抗、定、转子漏抗。
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中。输出功率P2、功率因数cosφ1和效率η可
由公式求得：
七、实验思考
1. 空载实验为何不宜在过低的电压下运行？
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？
3. 堵转实验中电动机定子电流达到额定电流时，为什么电动机的
电磁转矩并不大？