三相永磁同步电机实验

实验三三相永磁同步电机实验

一、实验目的

1、掌握三相永磁同步电机结构特点

2、掌握三相永磁同步电机工作原理

3、掌握三相永磁同步电机运行特性

二、预习要点

1、三相永磁同步电机的工作原理

2、三相永磁同步电机的运行特性

三、实验项目

1、测量定子绕组的冷态电阻。

2、速度—频率n=f（f）测试

3、压频—转矩特性的测定

4、测取三相永磁同步电机在工频下的工作特性。

四、实验方法

1

序号型号名称数量

1 HK01 电源控制屏1件

2 HK02 实验桌1件

3 HK03 涡流测功系统导轨1件

4 HK91 三相永磁同步电机控制箱1件

5 HK91 三相永磁同步电机1件

2、屏上挂件排列顺序

HK91

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。

(1) 伏安法

测量线路图为图3-1。直流电源用主控屏上电枢电源先调到50V。开关S选用D51挂件上的双刀双掷开关，R用1800Ω可调电阻。

图3-1 三相交流绕组电阻测定

量程的选择：测量时通过的测量电流应小于额定电流的20%，约为50毫安，因而直流电流表的量程用200mA档，直流电压表量程用20V档。

按图3-1接线。把R调至最大位置，合上开关S，调节直流电源及R阻值使试验电流不超过电机额定电流的20%，以防因试验电流过大而引起绕组的温度上升，读取电流值，再读取电压值。

调节R使A表分别为50mA，40mA，30mA测取三次，取其平均值，测量定子三相绕组的电阻值，记录于表3-1中。

表3-1 室温℃

绕组Ⅰ绕组Ⅱ绕组ⅢI（mA）

U（V）

R（Ω）

R平均（Ω）

4、速度—频率n=f（f）测试

(1) 按图3-2接线。电机绕组为Y接法，直接与涡流测功机同轴联接。

图3-2 速度—频率n=f（f）测试接线图

(2) 按下控制屏上的“启动”按钮，把交流调压器调至电压380V，首先按下变频器上的PU/EXT按钮，调节左侧旋钮使频率显示为零，然后按下RUN使电机运转起来，然后调节变频器左侧旋钮既可调节频率从而改变转速。观察电机旋转方向，每10H Z记录电机转速，（涡流测功机不加载）将得到的数据记录表3-2中。

表3-2

序号 1 2 3 4 5 6 f(H Z) 0 10 20 30 40 50 n(r/min)

5、压频—转矩特性的测定

(1) 测量接线图同图3-2,调节变频频率为10 Hz，调节涡流测功机加载，达到额定转矩

T N= 1.15N.m并保持不变。然后调节变频器旋钮，测取不同频率对应的电压值将数据记录于表3-3中。

表3-3

序号 1 2 3 4 5

f(H Z) 10 20 30 40 50 U（V）

（2）涡流测功机不加载，同样测取不同频率下的对应得电压关系。将数据记录表3-4中。

序号 1 2 3 4 5

f(H Z) 10 20 30 40 50 U（V）

比较带负载与不带负载时的压频特性曲线。

6、测取三相永磁同步电机在工频下的工作特性

（1）测量接线图同图3-3，同轴联接测功电机。

图3-3 三相永磁同步电机在工频下的工作特性

(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) 调节测功机，使同步电机的定子输出功率逐渐上升，直至1.2倍额定功率。 (4) 从这负载开始，逐渐减小负载直至空载，在这范围内读取同步电机的定子电流、输入功率、转速等数据记录于表3-5。

表3-5 U 1=U 1N =380V （Y ） 序 号 I 1L (A)

I 1L *U 1(W)

P Ⅰ(W)

P 1=3P Ⅰ(W)

n(r/min)

T 2(N·m)

P 2(W) cosφ1 η(%)

1 2 3 4 5 6 8 9 10

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：

式中 ｒ1ref —— 换算到基准工作温度时定子绕组的相电阻，Ω；

C

ref C

ref r r θθ++=23523511

ｒ1c ——定子绕组的实际冷态相电阻，Ω；

θref ——基准工作温度，对于E级绝缘为75℃；

θc ——实际冷态时定子绕组的温度，℃；

2、作速度—频率n=f（f）曲线

3、作压频—转矩特性曲线

4、作工作特性曲线P1、I1、η、cosφ1=f(P2)。

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耗分析法求得的电机效率各有哪些因素会引起误差？