异步电机实验报告

课程名称：指导老师：成绩：__________________
实验名称：三相异步电动机的起动与调速实验类型：同组学生姓名：____ ____
一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）
三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）
七、讨论、心得
一、实验目的和要求（必填）
通过实验掌握三相异步电动机的起动和调速的方法。

二、预习要点
1．复习异步电动机有哪些调速方法，并比较他们的优缺点。

一、变极对数调速方法
这种调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下：
具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；
接线简单、控制方便、价格低；
有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。

本方法适用于不需要无级调速的生产机械
二、变频调速方法
变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。

变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。

其特点：效率高，调速过程中没有附加损耗；应用范围广，可用于笼型异步电动机；调速范围大，特性硬，精度高；
技术复杂，造价高，维护检修困难。

本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。

三、串级调速方法
串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。

大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。

根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为：
可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高；
装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70％－90％的生产机械上；
调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产；晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。

四、绕线式电动机转子串电阻调速方法
绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。

串入的电阻越大，电动机的转速越低。

此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消
耗在电阻上。

属有级调速，机械特性较软。

五、定子调压调速方法
当改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同的机械特性曲线，从而获得不同转速。

由于电动机的转矩与电压平方成正比，因此最大转矩下降很多，其调速范围较小，使一般笼型电动机难以应用。

调压调速线路简单，易实现自动控制；
调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中，效率较低。

2．复习异步电动机有哪些启动方法，并比较他们的优缺点。

直接起动，电机直接接额定电压起动。

降压起动：定子串电抗降压起动、星形-三角形启动器起动、自耦变压器降压起动
降压起动：减小线路的浪涌，保障变压器正常供电，减小启动电流。

直接启动：启动电流过大。

星-三角降压起动：
启动电流是额定电流的3倍。

但星三角启动的力距较小，只能轻负载的电机可以启动。

一般较重负启动荷设备不能用。

星三角启动造价轻、体积小、操作方便。

自耦变压器降压起动：
自耦变压启动由于它可以按要求调整启动电流，所以它的启动力距比较大，适合重负载启动，或大型机械设备。

它的体积大、造价也大、操作麻烦。

三、实验项目
1.三相鼠笼式异步电动机星型——三角形启动
2.三相绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器启动。

3.恒转矩负载下三相绕线式异步电动机降低定子电压调速实验。

4.恒转矩负载下三相绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速。

四、试验线路及操作步骤
1、三相鼠笼式异步电动机星型——三角形启动
一、安装电机
二、选择交流电压表250V，交流电流表5A档
三、开关合向三角形接法
四、将交流电压和测功机的调节旋钮调到零位
五、逐渐升高电压启动电机直到达到额定电压220V，断开开关使电机停转。

六、合上开关，读取启动时冲击电流的最大值
七、开关合向星型接法
八、合上开关，读取启动时冲击电流的最大值
三角形接法的电流最大值为：1.4A
星型接法的电流最大值为：0.5A
2. 三相绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器启动。

一、安装电机
二、选择交流电压表250V，交流电流表1A档
三、将电压、力矩、电阻调节旋钮调到零位。

四、观察测功机的旋转方向，若不符应断开电源调整三相交流电的相序。

五、逐渐升高电压启动电机直到达到额定电压220V，断开开关使电机停转。

六、合上开关，读取启动时冲击电流的最大值
七、将电阻依次调到2Ω、5Ω、15Ω，重复第六步
3.恒转矩负载下三相绕线式异步电动机降低定子电压调速实验。

将三项电源旋钮调到零位，测功机旋到最小。

逐渐升高电压启动电机直到达到额定电压220V，旋动测功机旋钮使电机负载达到额定负载。

记录此时的电机定子电压、定子电流、和转速。

改变三相电源的电压（220V~160V），并重复上述步骤。

4.恒转矩负载下三相绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速。

将三项电源旋钮调到零位，测功机旋到最小，转子电阻调到15Ω。

逐渐升高电压启动电机直到达到额定电压220V，旋动测功机旋钮使电机负载达到额定负载，并保持不变，逐级减小转子调速电阻，记录此时的电机定子电压、定子电流、和转速。

五、实验报告
（1）试比较异步电动机不同启动方法的优缺点。

星型-三角形启动：启动电流小，设备简单，操作方便。

不足：只适用于正常运行时是三角形接法的电动机
（2）三项绕线式异步电动机转子绕组串入电阻对启动电流和启动转矩的影响。

电流不变、转矩不变
（3）试比较三项绕线式异步电动机转子绕组串入电阻调速和调节定子绕组端电压调速对电动机转速和定子电流的影响
转子绕组串入电阻调速：电流基本不变转速随着串入电阻的减小而增大。

调节定子绕组端电压：随着电压的减小，电流增大，转速减小。

六、思考题
（1）启动电流和外施电压成正比，启动转矩和外施电压的平方成正比在什么情况下才能成立？
前者要求电机参数不变，如定转子电阻电抗值不发生变化。

后者要求频率一定跟电机参数不变。

（2）在恒转矩负载下，三项绕线式异步电动机串入电阻调速，理论上分析电流应保持不变，试验的实际情况如何？为什么？
基本不变。