1、三相鼠籠異步電動機的工作特性一、實驗?zāi)康?1、掌握用日光燈法測轉(zhuǎn)差率的方法。 2、掌握三相異步電動機的空載、堵轉(zhuǎn)和負載試驗的方法。 3、用直接負載法測取三相鼠籠式異步電動機的工作特性。 4、測定三相鼠籠式異步電動機的參數(shù)。二、預習要點 1、用日光燈法測轉(zhuǎn)差率是利用了日光燈的什么特性？ 2、異步電動機的工作特性指哪些特性？ 3、異步電動機的等效電路有哪些參數(shù)？它們的物理意義是什么？ 4、工作特性和參數(shù)的測定方法。三、實驗項目 1、測定電機的轉(zhuǎn)差率。 2、測量定子繞組的冷態(tài)電阻。 3、判定定子繞組的首末端. 4、空載實驗。 5、短路實驗。 6、負載實驗。四、實驗方法1、實驗設(shè)備 序 號型 號名 稱

2、數(shù) 量1DQ03導軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1件2DQ19校正過的直流電機1件3DQ11三相鼠籠異步電動機1件4DQ43交流電壓表1件5DQ42交流電流表1件6DQ25-3單三相智能功率、功率因數(shù)表1件7DQ22直流電壓、毫安、安培表1件8DQ27三相可調(diào)電阻器1件9DQ31波形測試及開關(guān)板1件 2、屏上掛件排列順序 DQ43、DQ42、DQ25-3、DQ22、DQ27、DQ31 三相鼠籠式異步電機的組件編號為DQ11。 3、用日光燈法測定轉(zhuǎn)差率 日光燈是一種閃光燈，當接到50Hz電源上時，燈光每秒閃亮100次，人的視覺暫留時間約為十分之一秒左右，故用肉眼觀察時日光燈是一直發(fā)亮的,我們就利用日光燈

3、這一特性來測量電機的轉(zhuǎn)差率。 （1）異步電機選用編號為DQ11的三相鼠籠異步電動機（UN=220V，接法）極數(shù)2P=4。直接與測速發(fā)電機同軸聯(lián)接，在DQ11和測速發(fā)電機聯(lián)軸器上用黑膠布包一圈，再用四張白紙條（寬度約為3毫米），均勻地貼在黑膠布上。 （2）由于電機的同步轉(zhuǎn)速為 ，而日光燈閃亮為100次/秒，即日光燈閃亮一次，電機轉(zhuǎn)動四分之一圈。由于電機軸上均勻貼有四張白紙條，故電機以同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，肉眼觀察圖案是靜止不動的（這個可以用直流電動機DQ09、DQ19和三相同步電機DQ14來驗證）。 （3）開啟電源，打開控制屏上日光燈開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器升高電動機電壓，觀察電動機轉(zhuǎn)向，如轉(zhuǎn)向不對應(yīng)停機調(diào)整

4、相序。轉(zhuǎn)向正確后，升壓至220V，使電機起動運轉(zhuǎn)，記錄此時電機轉(zhuǎn)速。 （4）因三相異步電機轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速，故燈光每閃亮一次圖案逆電機旋轉(zhuǎn)方向落后一個角度，用肉眼觀察圖案逆電機旋轉(zhuǎn)方向緩慢移動。 （5）按住控制屏報警記錄“復位”鍵，手松開之后開始觀察圖案后移的圈數(shù)，計數(shù)時間可訂的短一些（一般取30秒）。將觀察到的數(shù)據(jù)記錄于表4-1中。 （6）停機。將調(diào)壓器調(diào)至零位，關(guān)斷電源開關(guān)。 表4-1N（轉(zhuǎn)）t（秒）S（轉(zhuǎn)差率）n（轉(zhuǎn)/分） 轉(zhuǎn)差率 式中 t為計數(shù)時間，單位為秒。 N為t秒內(nèi)圖案轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。 f1為電源頻率，50Hz。 （7）將計算出的轉(zhuǎn)差率與實際觀測到的轉(zhuǎn)速算出的轉(zhuǎn)差率比較。 4、測

5、量定子繞組的冷態(tài)直流電阻。 將電機在室內(nèi)放置一段時間，用溫度計測量電機繞組端部或鐵心的溫度。當所測溫度與冷卻介質(zhì)溫度之差不超過2K時，即為實際冷態(tài)。記錄此時的溫度和測量定子繞組的直流電阻，此阻值即為冷態(tài)直流電阻。 (1) 伏安法 測量線路圖為圖4-1。直流電源用主控屏上電樞電源先調(diào)到50V。開關(guān)S1、S2選用DQ31掛箱，R用DQ27掛箱上1800可調(diào)電阻。 圖4-1 三相交流繞組電阻測定 量程的選擇：測量時通過的測量電流應(yīng)小于額定電流的20%，約為50毫安，因而直流電流表的量程用200mA檔。三相鼠籠式異步電動機定子一相繞組的電阻約為50， 因而當流過的電流為50毫安時二端電壓約為2.5伏，

6、所以直流電壓表量程用20V檔。 按圖4-1接線。把R調(diào)至最大位置，合上開關(guān)S1，調(diào)節(jié)直流電源及R阻值使試驗電流不超過電機額定電流的20%，以防因試驗電流過大而引起繞組的溫度上升，讀取電流值，再接通開關(guān)S2讀取電壓值。讀完后，先打開開關(guān)S2，再打開開關(guān)S1。 調(diào)節(jié)R使A表分別為50mA，40mA，30mA測取三次，取其平均值，測量定子三相繞組的電阻值，記錄于表4-2中。 表4-2 室溫 繞 組 繞 組 繞 組 I（mA）U（V）R（） 注意事項 在測量時，電動機的轉(zhuǎn)子須靜止不動。 測量通電時間不應(yīng)超過1分鐘。 (2) 電橋法 用單臂電橋測量電阻時，應(yīng)先將刻度盤旋到電橋大致平衡的位置。然后按下電池

7、按鈕，接通電源，等電橋中的電源達到穩(wěn)定后，方可按下檢流計按鈕接入檢流計。測量完畢，應(yīng)先斷開檢流計，再斷開電源，以免檢流計受到?jīng)_擊。數(shù)據(jù)記錄于表4-3中。 電橋法測定繞組直流電阻準確度及靈敏度高，并有直接讀數(shù)的優(yōu)點。 表4-3 繞 組 繞 組 繞 組 R（） 5、判定定子繞組的首末端 圖4-2 三相交流繞組首末端測定 先用萬用表測出各相繞組的兩個線端，將其中的任意兩相繞組串聯(lián)，如圖4-2所示。將控制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕調(diào)至零位，開啟電源總開關(guān)，按下“開”按鈕，接通交流電源。調(diào)節(jié)調(diào)壓旋鈕，并在繞組端施以單相低電壓U=80100V,注意電流不應(yīng)超過額定值，測出第三相繞組的電壓， 如測得的電壓值有一定讀數(shù)

8、，表示兩相繞組的末端與首端相聯(lián)，如圖4-2(a)所示。反之，如測得電壓近似為零，則兩相繞組的末端與末端(或首端與首端)相聯(lián)，如圖4-2(b)所示。用同樣方法測出第三相繞組的首末端。 6、空載實驗 1) 按圖4-3接線。電機繞組為接法(UN=220V)，直接與測速發(fā)電機同軸聯(lián)接，負載電機DQ19不接。 2) 把交流調(diào)壓器調(diào)至電壓最小位置，接通電源，逐漸升高電壓，使電機起動旋轉(zhuǎn)，觀察電機旋轉(zhuǎn)方向。并使電機旋轉(zhuǎn)方向符合要求( 如轉(zhuǎn)向不符合要求需調(diào)整相序時，必須切斷電源)。3) 保持電動機在額定電壓下空載運行數(shù)分鐘，使機械損耗達到穩(wěn)定后再進行試驗。 圖4-3 三相鼠籠式異步電動機試驗接線圖 4) 調(diào)節(jié)

9、電壓由1.2倍額定電壓開始逐漸降低電壓，直至電流或功率顯著增大為止。在這范圍內(nèi)讀取空載電壓、空載電流、空載功率。 5) 在測取空載實驗數(shù)據(jù)時，在額定電壓附近多測幾點，共取數(shù)據(jù)79 組記錄于表4-4中。 表4-4序號U0L（V）I0L（A）P0（W）cos0UABUBCUCAU0LIAIBICI0LPP P0 7、短路實驗 1) 測量接線圖同圖4-3。用制動工具把三相電機堵住。制動工具可用DD05上的圓盤固定在電機軸上，螺桿裝在圓盤上。 2) 調(diào)壓器退至零，合上交流電源， 調(diào)節(jié)調(diào)壓器使之逐漸升壓至短路電流到1.2倍額定電流，再逐漸降壓至0.3倍額定電流為止。 3) 在這范圍內(nèi)讀取短路電壓、短路電

10、流、短路功率。表 4-5序號UKL（V）IKL（A）PK（W）cosKUABUBCUCAUKLIAIBICIKLPPPK 4) 共取數(shù)據(jù)56組記錄于表4-5中。 8、負載實驗 1) 測量接線圖同圖4-3。同軸聯(lián)接負載電機。圖中Rf用DQ27上1800阻值，RL用DQ27上1800阻值加上900并聯(lián)900共2250阻值。 2) 合上交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使之逐漸升壓至額定電壓并保持不變。 3) 合上校正過的直流電機的勵磁電源，調(diào)節(jié)勵磁電流至校正值( 50mA 或100mA)并保持不變。 4) 調(diào)節(jié)負載電阻RL（注：先調(diào)節(jié)1800電阻，調(diào)至零值后用導線短接再調(diào)節(jié)450電阻），使異步電動機的定子電流逐

11、漸上升，直至電流上升到1.25倍額定電流。 5) 從這負載開始，逐漸減小負載直至空載，在這范圍內(nèi)讀取異步電動機的定子電流、輸入功率、轉(zhuǎn)速、直流電機的負載電流IF等數(shù)據(jù)。 6) 共取數(shù)據(jù)89組記錄于表4-6中。表4-6 U1=U1N=220V（） If= mA序號I1L（A）P1（W）IF(A)T2(Nm)n(r/min)IAIBICI1LPPP1五、實驗報告 1、計算基準工作溫度時的相電阻 由實驗直接測得每相電阻值，此值為實際冷態(tài)電阻值。冷態(tài)溫度為室 溫。按下式換算到基準工作溫度時的定子繞組相電阻： 式中 1ref 換算到基準工作溫度時定子繞組的相電阻，； 1c 定子繞組的實際冷態(tài)相電阻，；

12、ref 基準工作溫度 ，對于E級絕緣為75； c 實際冷態(tài)時定子繞組的溫度，； 2、作空載特性曲線：I0L、P0、cos0=f(U0L) 3、作短路特性曲線：IKL、PK=f(UKL) 4、由空載、短路實驗數(shù)據(jù)求異步電機的等效電路參數(shù)。 (1) 由短路實驗數(shù)據(jù)求短路參數(shù) 短路阻抗： 短路電阻： 短路電抗： 式中 ，PK電動機堵轉(zhuǎn)時的相電壓，相電流，三相短路功率（接法）。 轉(zhuǎn)子電阻的折合值： 式中r1C是沒有折合到75時實際值。 定、轉(zhuǎn)子漏抗： (2) 由空載試驗數(shù)據(jù)求激磁回路參數(shù) 空載阻抗 空載電阻 空載電抗 式中 ，P0電動機空載時的相電壓、相電流、三相空載功率（接法）。 激磁電抗 激磁電阻

13、 式中PFe為額定電壓時的鐵耗，由圖4-4確定。圖4-4 電機中鐵耗和機械耗 5、作工作特性曲線P1、I1、S、cos1=f(P2)。 由負載試驗數(shù)據(jù)計算工作特性，填入表4-7中。 表4-7 U1=220V() If = mA序號電動機輸入電動機輸出計 算 值(A)P1(W)T2(Nm)n(r/min)P2(W)S(%)(%)cos1 計算公式為： 式中 定子繞組相電流，A； 定子繞組相電壓，V； S轉(zhuǎn)差率； 效率。 6、由損耗分析法求額定負載時的效率 電動機的損耗有： 鐵 耗： PFe 機械損耗： Pmec 定子銅耗： 轉(zhuǎn)子銅耗： 雜散損耗Pad取為額定負載時輸入功率的0.5%。 式中 Pe

14、m電磁功率，W； 鐵耗和機械損耗之和為： 為了分離鐵耗和機械損耗，作曲線 ，如圖4-4。 延長曲線的直線部分與縱軸相交于K點，K點的縱座標即為電動機的機械損耗Pmec，過K點作平行于橫軸的直線，可得不同電壓的鐵耗PFe。 電機的總損耗 于是求得額定負載時的效率為：式中P1、S、I1由工作特性曲線上對應(yīng)于P2為額定功率PN時查得。六、思考題 1、由空載、短路實驗數(shù)據(jù)求取異步電機的等效電路參數(shù)時，有哪些因素會引起誤差？ 2、從短路實驗數(shù)據(jù)我們可以得出哪些結(jié)論？ 3、由直接負載法測得的電機效率和用損耗分析法求得的電機效率各有哪些因素會引起誤差？直流他勵電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性一、 實驗?zāi)康?

15、了解和測定他勵直流電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性二、 預習要點 1、改變他勵直流電動機機械特性有哪些方法？ 2、他勵直流電動機在什么情況下，從電動機運行狀態(tài)進入回饋制動狀態(tài)？他勵直流電動機回饋制動時，能量傳遞關(guān)系，電動勢平衡方程式及機械特性又是什么情況？ 3、他勵直流電動機反接制動時，能量傳遞關(guān)系，電動勢平衡方程式及機械特性。 三、實驗項目 1、電動及回饋制動狀態(tài)下的機械特性 2、電動及反接制動狀態(tài)下的機械特性 3、能耗制動狀態(tài)下的機械特性四、實驗方法 1、實驗設(shè)備序 號型 號名 稱數(shù) 量1DQ03導軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1件2DQ09直流并勵電動機1件3DQ19校正直流測功機1件4DQ22

16、AB直流電壓、毫安、安培表2件5DQ26三相可調(diào)電阻器1件6DQ27三相可調(diào)電阻器1件7DQ29可調(diào)電阻器1件8DQ31波形測試及開關(guān)板1件9DQ34智能轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率測試箱1件 2、屏上掛件排列順序 DQ31、DQ22A、DQ27、DQ26、DQ22B、DQ29、DQ34按圖10-1接線，圖中M用編號為DQ09的直流并勵電動機(接成他勵方式)，MG用編號為DQ19的校正直流測功機，直流電壓表V1、V2的量程為300V，直流電流表A1、A3的量程為200mA，A2、A4的量程為5A。R1、R2、R3、及R4依不同的實驗而選不同的阻值。圖 10-1他勵直流電動機機械特性測定的實驗接線圖注： 1

17、、實驗中若需測取輸出轉(zhuǎn)矩，可在MG電樞回路中串入DQ34掛件。 3、R2=0時電動及回饋制動狀態(tài)下的機械特性 (1) R1、R2分別選用DQ29的3750和185阻值，R3選用DQ27上4 只900串聯(lián)共3600阻值，R4 選用DQ27上1800再加上DQ26上6只90串聯(lián)共2340阻值。 (2) R1阻值置最小位置，R2、R3及R4阻值置最大位置，轉(zhuǎn)速表置正向偏轉(zhuǎn)位置。開關(guān)S1、S2選用DQ31掛箱上的對應(yīng)開關(guān)，并將S1合向1電源端，S2合向2短接端(見圖10-1)。 (3) 開機時需檢查控制屏下方左、右兩邊的“勵磁電源”開關(guān)及“電樞電源”開關(guān)都須在斷開的位置，然后按次序先開啟控制屏上的“電

18、源總開關(guān)”，再按下“開”按鈕，隨后接通“勵磁電源”開關(guān)，最后檢查R2阻值確在最大位置時接通“電樞電源”開關(guān)，使他勵直流電動機M起動運轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)“電樞電源”電壓為 220V；調(diào)節(jié)R2阻值至零位置，調(diào)節(jié)R3阻值，使電流表A3為100mA。 (4) 調(diào)節(jié)電動機M的磁場調(diào)節(jié)電阻R1阻值，和電機MG 的負載電阻R4阻值(先調(diào)節(jié)DQ27上1800阻值，調(diào)至最小后應(yīng)用導線短接)。使電動機M的n=nN=1500r/min，IN=If+Ia=1.25A。此時他勵直流電動機的勵磁電流If為額定勵磁電流IfN。保持U=UN=220V ，If=IfN，A3表為100mA。增大R4阻值，直至空載(將開關(guān)S2撥至中間斷開位

19、置)，測取電動機M在額定負載至空載范圍的n、Ia，共取8-9組數(shù)據(jù)記入表10-1中。 (5)將開關(guān)S2仍處于斷開位置，把R4調(diào)至零值位置(其中DQ27上1800阻值調(diào)至零值后用導線短接)，再減小R3阻值，使MG的空載電壓與電樞電源電壓值接近相等 (在開關(guān)S2兩端測)，并且極性相同，把開關(guān)S2合向1端。 (6) 保持電樞電源電壓U=UN=220V，If=IfN，調(diào)節(jié)R3阻值，使阻值增加，電動機轉(zhuǎn)速升高，當A2表的電流值為0A時，此時電動機轉(zhuǎn)速為理想空載轉(zhuǎn)速，繼續(xù)增加R3阻值，使電動機進入第二象限回饋制動狀態(tài)運行直至轉(zhuǎn)速約為1900 r/min，測取M的n、Ia。共取89組數(shù)據(jù)記入表10-2中。

20、(7) 停機（先關(guān)斷“電樞電源”開關(guān)，再關(guān)斷“勵磁電源”開關(guān)， 并將開關(guān)S2合向至2端）。表10-1 UN=220V IfN= mA Ia（A）n（r/min）表10-2 UN=220V IfN= mAIa（A）n（r/min） 4、R2=400時的電動運行及反接制動狀態(tài)下的機械特性 (1) 在確保斷電條件下，改接圖10-1，R1阻值不變，R2用DQ27的900與900并聯(lián)并用萬用表調(diào)定在400，R3用DQ29的185阻值，R4用DQ27上1800阻值加上DQ26上6只90電阻串聯(lián)共2340阻值。 (2) 轉(zhuǎn)速表n置正向偏轉(zhuǎn)位置，S1合向1端，S2合向2端( 短接線仍拆掉，即將開關(guān)S2處于中間

21、斷開位置)，把電機MG電樞的二個插頭對調(diào)，R1 、R3置最小值，R2置400阻值， R4置最大值。(3) 先接通“勵磁電源”，再接通“電樞電源”，使電動機M 起動運轉(zhuǎn)，在S2兩端測量測功機MG的空載電壓是否和“電樞電源”的電壓極性相反，若極性相反，檢查R4阻值確在最大位置時可把S2合向1端。表10-3 UN=220V IfN= mA R2=400Ia（A）n（r/min） (4) 保持電動機的“電樞電源”電壓U=UN=220V，If=IfN不變， 逐漸減小R4阻值（先減小DQ29上1800阻值，調(diào)至零值后用導線短接），使電機減速直至為零。觀察轉(zhuǎn)速表顯示符號的變化。然后繼續(xù)減小R4阻值，使電動機進入“反向”旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速在反方向上逐漸上升，此時電動機工作于電勢反接制動狀態(tài)運行，直至電動機M的Ia=IaN，測取電動機在1、4象限的n、Ia共取1213 組數(shù)據(jù)記入表10-3中。 (5) 停機( 必須記住先關(guān)斷“電樞電源”而后關(guān)斷“勵磁電源”的次序，并隨手將S2合向到2端)。 5、能耗制動狀態(tài)下的機械特性 (1)