异步电机实验报告
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三相异步电动机的空载及堵转实验
一
1 2 3
实验目的
掌握异步电动机空载和堵转实验方法及测试技术。 通过空载及堵转实验数据求取异步电动机的铁耗和机械损耗。 通过空载及堵转实验数据求取异步电动机的各参数。
二
实验原理
三相异步电机是通过从定子端通入交变的三相电流通过电磁感应原理产生 磁场，转动的磁场切割转子的绕组，使转子中产生感应电动势，由于转子是闭合 的， 所以转子中会有交变的感应电流，转子中的电流和定子中的电流共同建立了 气隙磁场。 而定子端和转子端分别可以看作是变压器的原副边，而通过之前的变 压器的等效电路及其简化电路可以得到其空载、短路的特性及其参数。电动机不 加载就是相当于空载， 电动机使得电机不转动， 即堵转， 这就是相当于短路状态。
Z
m
0 Z0 U 3I0
Fe rm P 3I 2 o
X r m Z m m
2
2
有上述公式得：Zm=220/(1.73×2.00)=63.5Ω rm=96/(3×2.00²)=8.0Ω Xm=√63.5²-8.0²=63.0Ω 3 堵转特性计算
U
K
B U C UA U 3
I
表 11—3
序 号 1 2 3 4 5 6
2
电压（伏） UA UB UC 250 248 250 220 220 222 190 190 192 160 160 162 130 130 131 100 100 101
电流（安） IA IB IC 2.8 3 2.8 1.9 2.2 2 1.4 1.6 1.5 1.1 1.2 1.1 0.8 0.9 0.9 0.6 0.7 0.7
A
Ik
从曲线得额定电流 Ik=IN=3.7A 时(即图中的 A 和 A’点)： ＵＫ＝58V ＰＫ=370W 4 堵转参数计算：
Uk 3Ik
K rK 3p I 2 K
Zk
(电机Ｙ接)
Xk Zk r k
/
2
2
并认为： 由以上公式得： Zk=58/(√3×3.7)=9.1Ω rk=370/(3×3.7²)=9.0Ω Xk=√(9.1²-9.0²)=1.3Ω r1=r2’=4.5Ω X1=X2’=0.7Ω
三
1 2
实验内容
作异步电动机的空载实验。 作异步电动机的堵转实验。
四
实验设备
Y90L-4 异步电动机实验设备 钳形电流表
五
实验操作步骤及数据记录
0 电压 测针 电流 插销
380V
三 相 调 压 器
D
V W A
K
图11-1 异步机空载实验接线图
1
功率表 电压表 电流表的接法
作三相异步电动机的空载实验： 实验接线如图 11—1 所示。定子三相绕组经电流插盒和调压器接到电源，合 上开关 K， 调节调压器输出， 使电动机降压启动， 启动后将电压调到 1.1UN(约 230 伏)左右， 开始读取三相线电压， 线电流和三相功率， 然后逐渐降低电压， 在 Uo=（1.1～0.4）UN 范围内测取 8～9 组数据记录于表 11—3 中。
1 r r 1 k 2r
/ 2
1 X X 1 2 K 2X
5 根据求出的空载、堵转参数，作异步电动机的“Ｔ”型等效电路，并将参 数标于图中。
r1=4.5 Ω X1=0.7Ω
X2’=0.7Ω
r2’=4.5Ω
Xm=63.0Ω
r2’(1-s)/s
rm=8.0Ω
七
实验误差分析
1、在测量中异步电机长时间工作会引起温度上升，温度变化直接影响定子绕组 的阻值大小。 2、实验仪表和读数也会存在一定的误差。 3、计算时，测功机测量存在系统误差，在读数时表也会能引入误差。 4、很多损耗不能精确地得到具体数值，往往要通过估算和换算的方法，会引入 误差。
实验数据处理及分析
空载特性计算：
U
0
B UC UA U 3
I
C
o
I A I3B I c
P P P P
o A B
Po/ Po 3I o2 r1
将计算数据填入下表 11—5 中；
表 11—5 序号 1 2 3 U0(V) 221 161 100 (U0/UN) (U0/UN) ² 1.00 0.73 0.45 1.00 0.53 0.20 I0(A) P0(W) 2.01 148 1.15 97 0.68 73 P0’(W) 106.55 83.43 68.26 COSφ0 0.19 0.30 0.62
八
1、
思考题分析
在用两瓦法测量三相功率时，在相同的接线情况下，为什么有时会出现其 中一只瓦特表指针反转的现象？有的试验又没有这一现象出现， 为什么？ 答：在功率表正确接线的情况下测量时也可能发生指针反转.这种现象的 原因有两个。第一是负载侧实际存在电源, 并且负载支路不是消耗功率而 是发出功率:第二种可能是发生在三相电路的功率测量中，对于 cos&<0.5 的负载，则两只接于三相电路的功率表必有一只读数为负值.这时为了取 得读数， 应将电压或电流端了的极性反接，有极性开关的可以切换极性开 关位置，并在其读数前面加负号。所以，测量单相功率时，仪表反转时把 仪表的一个线圈反接，测量结果加负号即可.测最三相功率时.一只功率表 反转时，三相功率就应当是两表之差。 为什么在作空载试验时， 瓦特表要选用低功率因数表？而在作堵转试验时， 瓦特表又要选用高功率因数表？ 答：在做空载试验时，由于转子绕组开路，所以功率损耗主要为励磁损耗 即铁耗，而励磁电抗远大于励磁电阻，所以用低功率因数表；而在做堵转 试验时，由于转子绕组短路，所以功率损耗主要为转子绕组的损耗，而转 子绕组的电阻远大于电抗，所以用高功率因数表。 在作空载试验时， 测得的功率主要是什么损耗？在作堵转试验时，测得的 功率主要是什么损耗？ 答： 在做空载试验时， 功率损耗主要为励磁损耗即铁耗； 在做堵转试验时， 功率损耗主要为转子绕组的损耗。
作ＵＫ＝f(IK)和ＰＫ＝f(IK)曲线,如下两图所示。
Uk
70 60 50 40 30 20 10 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 Uk
A'
Ik
Pk
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 Po
表 11—4
序 号 1 2 3 4 5 6
六
1
电压（伏） UA UB UC 63 62 64 60 60 61 56 55 57 51 51 52 47 46 47 42 42 43
电流（安） 功率（瓦） IA IB IC PA PB PC 4 4.1 4.1 144 145 147 3.7 3.8 3.8 128 130 133 3.4 3.5 3.5 109 110 113 3.1 3.2 3.2 91 91 93 2.8 2.9 2.9 74 74 75 2.5 2.6 2.6 59 59 62
功率（瓦） PA PB PC 46 77 99 25 49 74 27 35 55 25 31 41 23 26 32 22 23 28
作三相异步电动机的堵转实验。 接线图如图 11—1 所示。先试电动机转向，根据转向将转子堵住不动。 调压器手柄置于输出电压为零位置。合上电源开关 K，调节施加于定子绕组 电压，使定子电流达额定值的 1.1 倍左右（这时外施电压大约 100 伏左右） ， 读取三相线电压、线电流和三相功率，在 Ik＝（1.1 到 0.5)IN 范围内测取 4 到 5 组数据记录于表 11—4 中。
K
I A I3B I c
P P P P
o A B
C
由上述公式可得 6 组数据如下表：
Ik(A) 1 2 3 4 5 6 4.06 3.79 3.47 3.16 2.85 2.56
Uk(V) 63.0 60.1 55.9 51.4 46.6 42.3
Pk(W) 435.6 390.9 331.7 275.6 223.4 181.6
2、
3、
九
实验中遇到的问题
1、 实验过程中测得的数据有太大偏差，经老师检查，发现电动机三相
转子绕组接法有错，通过检查回路接线是否符合线路图的要求，最后 解决问题。 2、 在测实验数据中的 PA、PB、PC 时，由于是相电压，则要求中的额定 电压 UN 是 220V，而不是 380V，实验数据记录中发现细节的错误并及 时解决。 3、 在用钳形电流表测试绕组各相电压、电流、功率时，注意各相相互 对应，切勿张冠李戴。
1
根据上表计算数据用直角坐标纸作下列曲线：如图 11—3 所示 图中Ｐ０＝f（U0/UN） Ｐ０'＝f（ （U0/UN）2 Ｉ０＝f（U0/UN）
Po Po= Pfe+Pfw= Io= P'o
}wk.baidu.com
Pfw=
Io
Pfe=
{
(Uo/UN)2
0
0.2
0.4 0.6 0.8 1.0
图11-3
从曲线中得出额定电压时： Ｐ０＝150W ＰＦe＝96W Ｐfw＝56W Ｉ０＝2.00A 2 空载参数计算
一
1 2 3
实验目的
掌握异步电动机空载和堵转实验方法及测试技术。 通过空载及堵转实验数据求取异步电动机的铁耗和机械损耗。 通过空载及堵转实验数据求取异步电动机的各参数。
二
实验原理
三相异步电机是通过从定子端通入交变的三相电流通过电磁感应原理产生 磁场，转动的磁场切割转子的绕组，使转子中产生感应电动势，由于转子是闭合 的， 所以转子中会有交变的感应电流，转子中的电流和定子中的电流共同建立了 气隙磁场。 而定子端和转子端分别可以看作是变压器的原副边，而通过之前的变 压器的等效电路及其简化电路可以得到其空载、短路的特性及其参数。电动机不 加载就是相当于空载， 电动机使得电机不转动， 即堵转， 这就是相当于短路状态。
Z
m
0 Z0 U 3I0
Fe rm P 3I 2 o
X r m Z m m
2
2
有上述公式得：Zm=220/(1.73×2.00)=63.5Ω rm=96/(3×2.00²)=8.0Ω Xm=√63.5²-8.0²=63.0Ω 3 堵转特性计算
U
K
B U C UA U 3
I
表 11—3
序 号 1 2 3 4 5 6
2
电压（伏） UA UB UC 250 248 250 220 220 222 190 190 192 160 160 162 130 130 131 100 100 101
电流（安） IA IB IC 2.8 3 2.8 1.9 2.2 2 1.4 1.6 1.5 1.1 1.2 1.1 0.8 0.9 0.9 0.6 0.7 0.7
A
Ik
从曲线得额定电流 Ik=IN=3.7A 时(即图中的 A 和 A’点)： ＵＫ＝58V ＰＫ=370W 4 堵转参数计算：
Uk 3Ik
K rK 3p I 2 K
Zk
(电机Ｙ接)
Xk Zk r k
/
2
2
并认为： 由以上公式得： Zk=58/(√3×3.7)=9.1Ω rk=370/(3×3.7²)=9.0Ω Xk=√(9.1²-9.0²)=1.3Ω r1=r2’=4.5Ω X1=X2’=0.7Ω
三
1 2
实验内容
作异步电动机的空载实验。 作异步电动机的堵转实验。
四
实验设备
Y90L-4 异步电动机实验设备 钳形电流表
五
实验操作步骤及数据记录
0 电压 测针 电流 插销
380V
三 相 调 压 器
D
V W A
K
图11-1 异步机空载实验接线图
1
功率表 电压表 电流表的接法
作三相异步电动机的空载实验： 实验接线如图 11—1 所示。定子三相绕组经电流插盒和调压器接到电源，合 上开关 K， 调节调压器输出， 使电动机降压启动， 启动后将电压调到 1.1UN(约 230 伏)左右， 开始读取三相线电压， 线电流和三相功率， 然后逐渐降低电压， 在 Uo=（1.1～0.4）UN 范围内测取 8～9 组数据记录于表 11—3 中。
1 r r 1 k 2r
/ 2
1 X X 1 2 K 2X
5 根据求出的空载、堵转参数，作异步电动机的“Ｔ”型等效电路，并将参 数标于图中。
r1=4.5 Ω X1=0.7Ω
X2’=0.7Ω
r2’=4.5Ω
Xm=63.0Ω
r2’(1-s)/s
rm=8.0Ω
七
实验误差分析
1、在测量中异步电机长时间工作会引起温度上升，温度变化直接影响定子绕组 的阻值大小。 2、实验仪表和读数也会存在一定的误差。 3、计算时，测功机测量存在系统误差，在读数时表也会能引入误差。 4、很多损耗不能精确地得到具体数值，往往要通过估算和换算的方法，会引入 误差。
实验数据处理及分析
空载特性计算：
U
0
B UC UA U 3
I
C
o
I A I3B I c
P P P P
o A B
Po/ Po 3I o2 r1
将计算数据填入下表 11—5 中；
表 11—5 序号 1 2 3 U0(V) 221 161 100 (U0/UN) (U0/UN) ² 1.00 0.73 0.45 1.00 0.53 0.20 I0(A) P0(W) 2.01 148 1.15 97 0.68 73 P0’(W) 106.55 83.43 68.26 COSφ0 0.19 0.30 0.62
八
1、
思考题分析
在用两瓦法测量三相功率时，在相同的接线情况下，为什么有时会出现其 中一只瓦特表指针反转的现象？有的试验又没有这一现象出现， 为什么？ 答：在功率表正确接线的情况下测量时也可能发生指针反转.这种现象的 原因有两个。第一是负载侧实际存在电源, 并且负载支路不是消耗功率而 是发出功率:第二种可能是发生在三相电路的功率测量中，对于 cos&<0.5 的负载，则两只接于三相电路的功率表必有一只读数为负值.这时为了取 得读数， 应将电压或电流端了的极性反接，有极性开关的可以切换极性开 关位置，并在其读数前面加负号。所以，测量单相功率时，仪表反转时把 仪表的一个线圈反接，测量结果加负号即可.测最三相功率时.一只功率表 反转时，三相功率就应当是两表之差。 为什么在作空载试验时， 瓦特表要选用低功率因数表？而在作堵转试验时， 瓦特表又要选用高功率因数表？ 答：在做空载试验时，由于转子绕组开路，所以功率损耗主要为励磁损耗 即铁耗，而励磁电抗远大于励磁电阻，所以用低功率因数表；而在做堵转 试验时，由于转子绕组短路，所以功率损耗主要为转子绕组的损耗，而转 子绕组的电阻远大于电抗，所以用高功率因数表。 在作空载试验时， 测得的功率主要是什么损耗？在作堵转试验时，测得的 功率主要是什么损耗？ 答： 在做空载试验时， 功率损耗主要为励磁损耗即铁耗； 在做堵转试验时， 功率损耗主要为转子绕组的损耗。
作ＵＫ＝f(IK)和ＰＫ＝f(IK)曲线,如下两图所示。
Uk
70 60 50 40 30 20 10 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 Uk
A'
Ik
Pk
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 Po
表 11—4
序 号 1 2 3 4 5 6
六
1
电压（伏） UA UB UC 63 62 64 60 60 61 56 55 57 51 51 52 47 46 47 42 42 43
电流（安） 功率（瓦） IA IB IC PA PB PC 4 4.1 4.1 144 145 147 3.7 3.8 3.8 128 130 133 3.4 3.5 3.5 109 110 113 3.1 3.2 3.2 91 91 93 2.8 2.9 2.9 74 74 75 2.5 2.6 2.6 59 59 62
功率（瓦） PA PB PC 46 77 99 25 49 74 27 35 55 25 31 41 23 26 32 22 23 28
作三相异步电动机的堵转实验。 接线图如图 11—1 所示。先试电动机转向，根据转向将转子堵住不动。 调压器手柄置于输出电压为零位置。合上电源开关 K，调节施加于定子绕组 电压，使定子电流达额定值的 1.1 倍左右（这时外施电压大约 100 伏左右） ， 读取三相线电压、线电流和三相功率，在 Ik＝（1.1 到 0.5)IN 范围内测取 4 到 5 组数据记录于表 11—4 中。
K
I A I3B I c
P P P P
o A B
C
由上述公式可得 6 组数据如下表：
Ik(A) 1 2 3 4 5 6 4.06 3.79 3.47 3.16 2.85 2.56
Uk(V) 63.0 60.1 55.9 51.4 46.6 42.3
Pk(W) 435.6 390.9 331.7 275.6 223.4 181.6
2、
3、
九
实验中遇到的问题
1、 实验过程中测得的数据有太大偏差，经老师检查，发现电动机三相
转子绕组接法有错，通过检查回路接线是否符合线路图的要求，最后 解决问题。 2、 在测实验数据中的 PA、PB、PC 时，由于是相电压，则要求中的额定 电压 UN 是 220V，而不是 380V，实验数据记录中发现细节的错误并及 时解决。 3、 在用钳形电流表测试绕组各相电压、电流、功率时，注意各相相互 对应，切勿张冠李戴。
1
根据上表计算数据用直角坐标纸作下列曲线：如图 11—3 所示 图中Ｐ０＝f（U0/UN） Ｐ０'＝f（ （U0/UN）2 Ｉ０＝f（U0/UN）
Po Po= Pfe+Pfw= Io= P'o
}wk.baidu.com
Pfw=
Io
Pfe=
{
(Uo/UN)2
0
0.2
0.4 0.6 0.8 1.0
图11-3
从曲线中得出额定电压时： Ｐ０＝150W ＰＦe＝96W Ｐfw＝56W Ｉ０＝2.00A 2 空载参数计算