三相异步电动机的工作特性和参数测定
三相鼠笼异步电动机实验
三相鼠笼异步电动机实验————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：实验六三相鼠笼异步电动机的工作特性一．实验目的1．掌握三相异步电机的空载、堵转和负载试验的方法。
2．用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。
3．测定三相笼型异步电动机的参数。
二．预习要点1．异步电动机的工作特性指哪些特性？2．异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的特理意义是什么？3．工作特性和参数的测定方法。
三．实验项目1．测量定子绕组的冷态电阻。
2．判定定子绕组的首未端。
3．空载试验。
4．短路试验。
5．负载试验。
三．实验设备及仪器1．MEL系列电机教学实验台主控制屏。
2．电机导轨及测功机、矩矩转速测量（MEL-13、MEL-14）。
3．交流功率、功率因数表（MEL-20或MEL-24或含在实验台主控制屏上）。
4．直流电压、毫安、安培表（MEL-06或含在实验台主控制屏上）。
5．三相可调电阻器900Ω（MEL-03）。
6．波形测试及开关板（MEL-05）。
7．三相鼠笼式异步电动机M04。
五．实验方法及步骤1．测量定子绕组的冷态直流电阻。
准备：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芯的温度。
当所测温度与冷动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）伏安法测量线路如图3-1。
S1，S2：双刀双掷和单刀双掷开关，位于MEL-05。
R：四只900Ω和900Ω电阻相串联（MEL-03）。
A、V：直流毫安表和直流电压表，或采用MEL-06，或在主控制屏上。
量程的选择：测量时，通过的测量电流约为电机额定电流的10%，即为50mA，因而直流毫安表的量程用200mA档。
三相笼型异步电动机定子一相绕组的电阻约为50欧姆，因而当流过的电流为50mA时三端电压约为2.5伏，所以直流电压表量程用20V档，实验开始前，合上开关S1，断开开关S2，调节电阻R至最大（3600Ω）。
三相异步电动机的工作特性和参数测定
第8章三相异步电动机的工作特性和参数测定原理简述一、基本方程式和等效电路异步电机定子绕组所产生的旋转磁场，以转差速度切割转子导体，在转子导体中感应电势，产生电流，转子导体中的电流与定子旋转磁场相互作用而产生电磁转矩，使转子旋转。
当转子的转速与定子旋转磁场的转速相等时，定、转子之间没有相对切割，转子中就没有电流，也就不能产生转矩。
因此转子的转速一定要异于磁场的转速，故称异步电机。
由于异步而产生的转矩称为异步转矩。
当时，为电动机运行；时为发电机运行；当即转子逆着磁场方向旋转时，它是制动运行。
异步电机绝大多数都是作为电动机运行。
其转矩和转速（转差率）曲线，如图8-1所示。
由《电机学》中可知，将转子边的量经过频率折算和绕组折算，可得到异步电机的基本方程式为：式中转差率是异步电机的重要运行参数，为折算到定子一边的转子参数，也就是从定子上测得转子方面的数值。
由方程式可以画出相应的等效电路，如图8-2所示。
当异步电动机空载时，，。
附加电阻。
图8-2中转子回路相当开路；当异步电动机堵转时，，，附加电阻，图8-2转子回路相当短路，这就和变压器完全相同。
因此异步电机也可以通过空载实验和堵转（短路）实验来求出异步电机的等效电路中的各参数。
二、空载实验由空载实验可以求得励磁参数，以及铁耗和机械损耗。
实验是在转子轴上不带任何机械负载，转速，电源频率的情况下进行的。
用调压器改变试验电压大小，使定子端电压从逐步下降到左右，每次记录电动机的端电压、空载电流和空载功率，即可得到异步电动机的空载特性，如图8-3所示。
图 8-3 空载特性图 8-4 铁耗和机械耗分离空载时，电动机的输入功率全部消耗在定子铜耗、铁耗和转子的机械损耗上。
所以从空载功率中减去定子铜耗，即得铁耗和机械耗之和，即式中为定子绕组每相电阻值，可直接用双臂电桥测得。
机械损耗仅与转速有关而与端电压无关，因此在转速变化不大时，可以认为是常数。
铁耗在低电压时可近似认为与磁通密度的平方成正比。
三相异步电动机的工作特性(精)
概念：指在额定电压和额定频率下，电动机的转
速 n 、输出转矩 M 2、定子电流 I1 、功率因数 cos2 及效率 等物理量随输出功率 P2 变化的关系曲线。
图6-11 异步电动机的工作特性曲线
一、转速特性 n f (P 2)
P2 0 时, M M 0 , n n1 。
P2
M2
n
E2
I2
I 0 I1 I 2
I1
四、功39; r1 s r2' 2 )2 (r1 ) ( x1 x20 s
cos1
曲线基本是上升
P2 0
I1 I 0 ，基本是无功性质的, cos1 0.2 。
P2
M2
可变损耗 不变损耗
曲线是先上升后下降的曲线
P2 0
0 。
当可变损耗 不变变损耗，即 约(0.75~ 1.1)P N时
P2
max
P2
可变变损
PN
(0.75~ 1.1)P N
结论：异步电动机的功率因数和效率都是在额定
负载附近达到最大值。因此，选用电动机时，应使电
动机容量与负载容量相匹配。 ▲电动机容量选择过大，电机长期处于轻载运行，
投资费用高，且功率因数和效率都低，运行不经济。
▲若电动机容量选择过小，将使电动机过载而造成
发热，影响其寿命，甚至损坏。
P2
M2
n
曲线是一条微微向下倾斜的曲线
二、转矩特性 M 2 f ( P2 )
P2 P2 M2 2n 60
曲线在正常范围运行时是一条 稍微上翘的 直线 P2 0 时, M 2 0
P2
7-7三相异步电动机的工作特性及其测试方法
二、工作特性的求取
异步电动机的工作特性可以通过直接给异步电动机带负载测 得，即直接负载法；也可以利用等效电路计算而得。 直接负载试验是在电源电压为额定电压、额定频率的条件 下，给电动机的轴上带上不同的机械负载，加负载到额定值的 5/4，然后减少负载到额定值的1/4，测量不同负载下的输入功 率 P1 、定子电流 I1 、转速n，然后计算出不同负载下的功率因 数 cos 1 、电磁转矩 T 及效率 等，并画成曲线。
p10 m1I102r1 pFe pm
铁耗是随着定子的端电压变化的，与磁密的平方成正比，近似地看 成为与电动机的端电压成正比。 机械损耗与电压无关，只要转速不变，可认为是常数。这样就可以 2 U p p m 对 1 的关系曲线。 作出 Fe
2、励磁参数与铁耗及机械损耗的确定 （1）机械损耗和铁耗的分离
3、功率因数特性
异步电动机在额定电压和额定频率下，输出功率变化时，定 子功率因数的变化曲线 cos 1 f ( P 2 ) ，称为功率因数特性。
特点：
• 异步电动机是感性阻抗，功率因数滞后， 必须从电网吸取感性的无功功率。 • 空载时， 定子电流用于无功励磁，功率因 数很低，不超过0.2 。 • 负载增加，有功分量增加，功率因数提高。 • 接近额定负载时，功率因数最大。
p P2 P2 1 P P2 p P2 pCu1 pFe pCu 2 pm ps 1
特点：
p P2 P2 1 P P2 p P2 pCu1 pFe ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ pCu 2 pm ps 1
0 。 P2 0 ， • 空载时， • 输出功率增加，效率增加。 • 在正常运行范围内因主磁通变化很小，所以铁损耗变化 不大，机械损耗变化也很小，合起来叫不变损耗。 • 定、转子铜损耗与电流平方成正比，变化很大，叫可变 损耗。 • 当不变损耗等于可变损耗时，电动机的效率达最大。 • 中、小型异步电动机， P2 0.75PN 时，效率最高。 • 如果负载继续增大，效率反而要降低。 • 一般来说，电动机的容量越大，效率越高。
三相异步电动机的工作特性及测取方法
三相异步电动机的⼯作特性及测取⽅法三相异步电动机的⼯作特性及测取⽅法*转速特性*定⼦电流特性*功率因数特性*电磁转矩特性*效率特性异步电动机的⼯作特性在额定电压和额定频率运⾏的情况下，* 电动机的转速n、* 定⼦电流I1、* 功率因数cosΦ1、* 电磁转矩Tem、* 效率η等与输出功率P2 的关系即U1 = UN，f = fn 时的⼀.⼯作特性的分析(⼀) 转速特性输出功率变化时转速变化的曲线n = f (P2)转差率s、转⼦铜耗Pcu2 和电磁功率Pem 的关系式负载增⼤时，必使转速略有下降，转⼦电势E2s 增⼤，所以转⼦电流I2增⼤，以产⽣更⼤⼀点的电磁转矩和负载转矩平衡因此随着输出功率P2的增⼤，转差率s 也增⼤，则转速稍有下降，所以异步电动机的转速特性为⼀条稍向下倾斜的曲线(⼆)定⼦电流特性定⼦电流的变化曲线I1= f (P2)定⼦电流⼏乎随P2按正⽐例增加(三)功率因数特性定⼦功率因数的变化曲线cosΦ1 = f(P2)(1)空载时定⼦电流I1主要⽤于⽆功励磁，所以功率因数很低，约为0.1~ 0.2(2)负载增加时转⼦电流的有功分量增加，使功率因数提⾼，(3)接近额定负载时功率因数达到最⼤(4)负载超过额定值时s 值就会变得较⼤，使转⼦电流中得⽆功分量增加，因⽽使电动机定⼦功率因数⼜重新下降了(四)电磁转矩特性电磁转矩特性Tem = f (P2) 接近于⼀条斜率为1/Ω的直线(五)效率特性异步电动机的效率为当可变损耗等于不变损耗时，异步电动机的效率达到最⼤值中⼩型异步电机的最⼤效率出现在⼤约为3/4的额定负载时异步电动机的⼯作特性可⽤直接负载法求取，也可利⽤等效电路进⾏计算*空载试验*励磁参数与铁耗及机械损耗的确定通过空载试验可以测定异步电动机的励磁参数，异步电动机的励磁参数决定于电机主磁路的饱和程度，所以是⼀种⾮线性参数；通过短路试验可以测定异步电动机的短路参数异步电动机的短路参数基本上与电机的饱和程度⽆关，是⼀种线性参数⼀.空载试验与励磁参数的确定(⼀) 空载试验1.异步电动机空载运⾏指在额定电压和额定频率下，轴上不带任何负载的运⾏状态2.空载试验电路图5.7.1异步电动机空载试验电路3.空载试验的过程定⼦绕组上施加频率为额定值的对称三相电压，从(1.10 ~ 1.30) 倍额定电压值开始调节电源电压，逐渐降低到可能使转速发⽣明显变化的最低电压值为⽌每次记录端电压、空载电流、空载功率和转速，根据记录数据，绘制电动机的空载特性曲线图5.7.2空载特性曲线(⼆) 励磁参数与铁耗及机械损耗的确定从空载特性可确定计算⼯作特性所需等值电路中的励磁参数、铁耗和机械损耗1.机械损耗和铁耗的分离空载试验时输⼊电动机的损耗有：定⼦铜耗、铁耗和机械损耗其中定⼦铜耗和铁耗与电压⼤⼩有关，⽽机械损耗仅与转速有关上式改写为由于可认为铁耗与磁密平⽅成正⽐，因⽽铁耗与端电压平⽅成正⽐，绘制曲线p Fe + p mec = f (U1)2图5.7.3 机械损耗与铁耗的分离作曲线延长线相交于直轴于0ˊ点，过0ˊ作⼀⽔平虚线将曲线的纵坐标分为两部分，由于空载状态下电动机的转速n 接近n0 ，可以认为机械损耗是恒值所以虚线下部纵坐标表⽰与电压⼤⼩⽆关的机械损耗，虚线上部纵坐标表⽰对应于某个电压U1 的铁耗2.励磁参数的确定(1)空载试验时的等效电路图5.7.4 空载试验等效电路(2)励磁参数计算公式⼆. 短路试验与短路参数的确定(⼀) 短路试验对异步电动机⽽⾔，短路是指T 形等效电路中的附加电阻(1-s)r2'/s = 0 的状态，即电动机在外施电压下处于静⽌的状态1.短路试验电路图5.7.5 异步电动机短路试验电路2.短路试验的过程短路试验在电动机堵转降低电源电压情况下进⾏，⼀般从U1 = 0.4 UN 开始，然后逐步降低电压，测量5~7个点，每次记录端电压、定⼦短路电流和短路功率，并测量定⼦绕组的电阻。
(整理)电机实验——三相鼠笼异步电动机的工作特性
三相鼠笼异步电动机的工作特性一、实验目的1、掌握用日光灯法测转差率的方法。
2、掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。
3、用直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性。
4、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。
二、预习要点1、用日光灯法测转差率是利用了日光灯的什么特性？2、异步电动机的工作特性指哪些特性？3、异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？4、工作特性和参数的测定方法。
三、实验项目1、测定电机的转差率。
2、测量定子绕组的冷态电阻。
3、判定定子绕组的首末端.4、空载实验。
5、短路实验。
6、负载实验。
四、实验方法1、实验设备2、屏上挂件排列顺序DQ43、DQ42、DQ25-3、DQ22、DQ27、DQ31 三相鼠笼式异步电机的组件编号为DQ11。
3、用日光灯法测定转差率日光灯是一种闪光灯，当接到50H z 电源上时，灯光每秒闪亮100次，人的视觉暂留时间约为十分之一秒左右，故用肉眼观察时日光灯是一直发亮的,我们就利用日光灯这一特性来测量电机的转差率。
（1）异步电机选用编号为DQ11的三相鼠笼异步电动机（U N =220V ，Δ接法）极数2P=4。
直接与测速发电机同轴联接，在DQ11和测速发电机联轴器上用黑胶布包一圈，再用四张白纸条（宽度约为3毫米），均匀地贴在黑胶布上。
（2）由于电机的同步转速为 ，而日光灯闪亮为100次/秒，即日光灯闪亮一次，电机转动四分之一圈。
由于电机轴上均匀贴有四张白纸条，故电机以同步转速转动时，肉眼观察图案是静止不动的（这个可以用直流电动机DQ09、DQ19和三相同步电机DQ14来验证）。
（3）开启电源，打开控制屏上日光灯开关，调节调压器升高电动机电压，观察电动机转向，如转向不对应停机调整相序。
转向正确后，升压至220V ，使电机起动运转，记录此时电机转速。
（4）因三相异步电机转速总是低于同步转速，故灯光每闪亮一次图案逆电机旋转方向落后一个角度，用肉眼观察图案逆电机旋转方向缓慢移动。
《电机与拖动》异步电机---三相鼠笼异步电动机的工作特性实验
《电机与拖动》异步电机---三相鼠笼异步电动机的工作特性实验一、实验目的1．掌握三相异步电机的空载、堵转和负载试验的方法。
2．用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。
3．测定三相笼型异步电动机的参数。
二、预习要点1．异步电动机的工作特性指哪些特性？2．异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？3．工作特性和参数的测定方法。
三、实验项目1．测量定子绕组的冷态电阻。
2．判定定子绕组的首未端。
3．空载试验。
4．短路试验。
5．负载试验。
四、实验设备及仪器1．实验台主控制屏2．电机导轨及测功机、矩矩转速测量组件（NMEL-13A）3．交流电压表、电流表、功率、功率因数表4．直流电压、毫安、安培表5．直流电机仪表、电源6．三相可调电阻器900Ω（NMEL-03）7．波形测试及开关板（NMEL-05B）8．电机起动箱（NMEL-09）9．三相鼠笼式异步电动机M04五、实验方法及步骤1．测量定子绕组的冷态直流电阻。
准备：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芯的温度。
当所测温度与冷动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S1，S2：位于NMEL-05B。
R：四只900Ω和900联（NMEL-03）。
A、V：或采用NMEL-06量程的选择：测量时，因而直流毫安表的量程用为50欧姆，因而当流过的电流为50mA时电压约为2.5伏，所以直流电压表量程用20V档，实验开始前，合上开关S1，断开开关S2，调节电阻R至最大（3600Ω）。
分别合上绿色“闭合”按钮开关和220V直流可调电源的船形开关，按下复位按钮，调节直流可调电源及可调电阻R，使试验电机电流不超过电机额定电流的10%，以防止因试验电流过大而引起绕组的温度上升，读取电流值，再接通开关S2读取电压值。
读完后，先打开开关S2，再打开开关S1。
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。
三相异步电动机的机械特性
空载时损耗占比例大，效率低；随P2增 加，增加，当负载过大，铜损耗增加快，使 效率下降，如图所示。
2023年8月26日 星期六
§4－5 三相异步电动机的机械特性
效率曲线和功率因数曲线都是在额定负载附近 达到最高，因此合理选用电动机容量时，对电动 机的寿命、功率因数和效率都有很实际的意义。 5、功率因数特性cos1=f(P2)
§4－5 三相异步电动机的机械特性
本节要点： 一、三相异步电动机的工作特性 二、机械特性：n = f ( T ) ㈠固有机械特性曲线分析 ㈡人为机械特性 三、运行性能 1、运行状态 2、启动转矩倍数
3、过载能力 4、异步电动机机械特性的结论
2023年8月26日 星期六
§4－5 三相异步电动机的机械特性
原因：是静止的转子导体与定子旋转磁 场之间的相对切割速度很大（n1）。将 产生很大的I2，使定子电流也增大。但 由于转子绕组的功率因数cosφ2很小， 由于Tst=CTφI2cosφ2，故启动转矩并不 很大。
只有当Tst达到一定值时，电动机才 能启动。
Tst>TL ，将 S = 1代入T公式，即 可得Tst 的表达式。
2023年8月26日 星期六
§4－5 三相异步电动机的机械特性
⑵额定运行点（TN、nN） TN = 9.55 PN/nN
⑶临界工作点（Tm、nm） 当S = Sm 时，电磁转矩达到最大
值。
Sm ∈( 0.04，0.14 ) ⑷同步点（0、n1）
n = n1
2023年8月26日 星期六
§4－5 三相异步电动机的机械特性
2023年8月26日 星期六
§4－5 三相异步电动机的机械特性
2、转矩特性T=f(P2) 空载时P2=0，电磁转矩T等于空载转矩 T0。随着P2的增加，已知T2=9.55P2/n， 如n基本不变，则T2为过原点的直线。 考虑到P2增加时，n稍有降低，故 T2=f(P2)随着P2增加略向上偏离直线。 在T=T0+T2式中。T0很小，且为常数。所 以T=f(P2)将比平行上移T0数值，如图所 示。
三相异步电动机的工作特性和参数测定
三相异步电动机的工作特性和参数测定原理简述一、基本方程式和等效电路异步电机定子绕组所产生的旋转磁场，以转差速度切割转子导体，在转子导体中感应电势，产生电流，转子导体中的电流与定子旋转磁场相互作用而产生电磁转矩，使转子旋转。
当转子的转速与定子旋转磁场的转速相等时，定、转子之间没有相对切割，转子中就没有电流，也就不能产生转矩。
因此转子的转速一定要异于磁场的转速，故称异步电机。
由于异步而产生的转矩称为异步转矩。
当时，为电动机运行；时为发电机运行；当即转子逆着磁场方向旋转时，它是制动运行。
异步电机绝大多数都是作为电动机运行。
其转矩和转速（转差率）曲线，如图8-1所示。
由《电机学》中可知，将转子边的量经过频率折算和绕组折算，可得到异步电机的基本方程式为：式中转差率是异步电机的重要运行参数，为折算到定子一边的转子参数，也就是从定子上测得转子方面的数值。
由方程式可以画出相应的等效电路，如图8-2所示。
当异步电动机空载时，，。
附加电阻。
图8-2中转子回路相当开路；当异步电动机堵转时，，，附加电阻，图8-2转子回路相当短路，这就和变压器完全相同。
因此异步电机也可以通过空载实验和堵转（短路）实验来求出异步电机的等效电路中的各参数。
二、空载实验由空载实验可以求得励磁参数，以及铁耗和机械损耗。
实验是在转子轴上不带任何机械负载，转速，电源频率的情况下进行的。
用调压器改变试验电压大小，使定子端电压从逐步下降到左右，每次记录电动机的端电压、空载电流和空载功率，即可得到异步电动机的空载特性，如图8-3所示。
图 8-3 空载特性 图 8-4 铁耗和机械耗分离空载时，电动机的输入功率全部消耗在定子铜耗、铁耗和转子的机械损耗上。
所以从空载功率中减去定子铜耗，即得铁耗和机械耗之和，即式中为定子绕组每相电阻值，可直接用双臂电桥测得。
机械损耗仅与转速有关而与端电压无关，因此在转速变化不大时，可以认为是常数。
铁耗在低电压时可近似认为与磁通密度的平方成正比。
三相异步电动机的工作特性
三相异步电动机的工作特性三相异步电动机是一种常见的电机类型，广泛应用于工业、农业、交通运输等领域。
其工作特性主要包括以下几个方面：1.转速特性三相异步电动机的转速与电源频率、电机极数、转差率等因素有关。
在额定负载范围内，电机转速与电源频率成正比，极数越多转速越低。
此外，转差率的变化也会影响电机的转速。
一般来说，电机的转差率在0.01-0.05之间。
2.转矩特性三相异步电动机的转矩与电源电压、电流、磁通量等因素有关。
在额定电压和电流下，电机的转矩与磁通量成正比。
随着负载的增加，电流也会增加，进而导致转矩增大。
但是，当负载超过额定负载时，电机会过载，电流和转矩会超出额定范围，导致电机受损。
3.功率因数特性三相异步电动机的功率因数与负载性质、电源电压、电流等因素有关。
在空载时，电机的功率因数较低；随着负载的增加，功率因数也会逐渐提高。
当负载达到某一值时，电机的功率因数达到最大值；当负载继续增加时，功率因数会逐渐降低。
4.效率特性三相异步电动机的效率与负载性质、电源电压、电流等因素有关。
在空载时，电机的效率较低；随着负载的增加，效率也会逐渐提高。
当负载达到某一值时，电机的效率达到最大值；当负载继续增加时，效率会逐渐降低。
5.温升特性三相异步电动机的温升与负载性质、环境温度、散热条件等因素有关。
在额定负载范围内，电机的温升与工作时间成正比；超过额定负载时，电机的温升会急剧上升，导致电机受损。
因此，使用时要注意控制负载和工作时间，保证电机在安全范围内运行。
6.启动特性三相异步电动机的启动方式有多种，如直接启动、降压启动等。
直接启动时，启动电流较大，会对电网造成一定冲击；降压启动时，启动电流较小，可以减少对电网的冲击。
但是，降压启动时需要使用启动设备或其他辅助设备，增加了使用成本和维护工作量。
7.调速特性三相异步电动机的调速可以通过改变电源频率、电压等方法来实现。
但是，这些方法都存在一定的局限性，如变频调速虽然可以方便地实现调速，但成本较高且对电网有一定的影响。
三相鼠笼异步电动机的工作特性
三相⿏笼异步电动机的⼯作特性4—1 三相⿏笼异步电动机的⼯作特性⼀、实验⽬的1.掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的⽅法。
2.⽤直接负载法测取三相⿏笼有电动机的⼯作特性。
3.测定三相⿏笼异步电动机的参数。
⼆、预习要点1.异步电动机的⼯作特性指哪些特征？2.异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？3.⼯作特性和参数的测定⽅法。
三、实验设备四、测量定⼦绕组的冷态直流电阻将电机在室放置⼀段时间，⽤温度计测量电机绕组端部或铁⼼的温度与冷却介质温度之差不超过2K时，即为世纪冷态。
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。
⽤伏安法测定⼦绕组电阻，测量线路如图4-1.直流电源⽤主控屏上电枢电源先调到50V。
开关S1、S2选⽤D51挂箱，R⽤D42挂箱上1800Ω可调电阻。
图4-1 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50mA，因⽽直流电流表的量程⽤200mA档。
三相⿏笼式异步电动机定⼦⼀相绕组的电阻约为50Ω，因⽽当流过的电流为50mA时⼆端电压约为2.5V，所以直流电压表量程⽤20V档。
按图4-1接线。
把R调⾄最⼤位置，合上开关S1，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，再接通开关S2读取电压值。
读完后，先打开开关S2，再打开开关S1。
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，采集数据：表4-1五、负载情况（⼀）针对DDSZ-1电机教学实验台1.空载实验（1）按图4-2接线。
电机绕组为△接法（Un=220V），直接与测速发电机同轴联接，负载电机DJ23不接。
（2）把交流调压器调⾄电压最⼩位置，接通电源，逐渐升⾼电压，使电机启动旋转，观察电机旋转⽅向。
并使电机旋转⽅向符合要求（如果转向不符合要求需要调整相序时，必须切断电源）。
三相异步电动机的转矩等工作特性
三相异步电动机相关理论1、对于某台确定的三相异步电机来说，转差率不是恒定值。
分析如下：S=(n1-n)/n1 式中：n1为同步转速, n 为电机转速。
影响电动机转差率的因素较多，一般来说，当电动机的实际负载率越高时转差率越大。
举个极端的例子：当电机负载过大，导致n=0时候，此时S=1；而其他情况下，0<S<1。
2、三相异步电动机速度公式：n=60f(1−s)/p（1-1）其中：f为供电电源频率，s为转差率，p电机磁极对数。
3、电机转矩公式：T=9550P/n（1-2）其中：P为电机功率，n为转速；在机械设计的时候，可根据此公式进行确定电机的功率。
4、在目前我们所使用的变频控制方式下，电流是影响电机转矩变化的直接因素。
推导过程如下：P=3UI cos∅（1-3）电机转速n=60f(1−s)/p代入转矩公式中得到：T=9550∗3UIp cos∅（1-4）60f(1−S)而：我们使用的变频调速方式中电压U与频率f的比值为常数，假定为常数I（1-5）k，公式变为T=9550∗3kp cos∅60（1−S）在公式（1-5），k为常数、对同一电机来说，p与cos∅均为固定值，在负载恒定的条件下，转差率S固定，只有电流I是个变化值，即：电机输出转矩只与电流有关系。
5、同一个电机在三角形接法、星形接法下，在同样的供电电源下，输出转矩是不同的，转差率是不同的，转速也是不同的。
在同样的供电电源下，电动机电流I∆>I Y，电机输出转矩T∆>T Y，电机转速n∆>n Y，转差率S∆<S Y.6、在中国，星形接法电机额定供电电压三相380V，额定频率为50HZ；角形接法的电机额定供电电压为三相220V，额定频率为87HZ。
7、电机的电流是导致电机能否烧掉得直接因素，其他物理量如电压等并不是直接因素。
一般情况下，单纯的将电机工作电压超过其额定电压，电流不超过额定电流，并不会将电机烧坏。
三相异步电动机工作特性及参数测定实验
三相异步电动机工作特性及参数测定实验三相异步电动机的工作特性主要包括转速-转矩特性、效率特性和功率因数特性。
转速-转矩特性是指电动机在不同负载下的转速和转矩的关系。
通常来说，电动机的转速与其转矩成反比关系，也就是转速越高，转矩越小。
通过测定电动机在不同负载下的转速和转矩，可以绘制出转速-转矩特性曲线，用于电动机的选型和工作状态的评估。
效率特性是指电动机在不同负载下的效率变化情况。
电动机的效率是指输出功率与输入功率之间的比值，通常以百分比表示。
通过测定电动机在不同负载下的输入功率和输出功率，可以计算出电动机的效率，并绘制出效率-负载特性曲线，用于评估电动机的能量利用效率。
功率因数特性是指电动机在不同负载下的功率因数的变化情况。
功率因数是指电动机输入功率与有功功率之比，它描述了电动机输入电网的电力质量。
通常来说，功率因数越高，表示电动机对电网的影响越小。
通过测量电动机在不同负载下的功率因数，可以绘制功率因数-负载特性曲线，用于评估电动机对电网的影响程度。
对于三相异步电动机工作特性及参数测定实验，一般可以按照以下步骤进行：1.实验仪器准备：准备好实验所需的电动机、测功仪、转速传感器、负载电阻等仪器设备，并进行检查和校准。
2.实验电路连接：根据实验要求，连接好电动机、测功仪、转速传感器和负载电阻等设备，确保电路连接正确。
3.实验参数调节：根据实验要求，调节电源电压和频率，使其符合电动机的额定工作参数。
4.实验数据记录：在实验过程中，记录电动机的转速、输入功率、输出功率、转矩、功率因数等相关参数，并按照实验要求进行数据记录和整理。
5.数据处理和分析：根据实验记录的数据，进行数据处理和分析，计算出电动机在不同负载下的转速、转矩、效率和功率因数等参数，并绘制相应的特性曲线。
6.结果与讨论：根据实验结果，进行结果的分析、比较和讨论，验证实验的准确性，并对实验结果进行解释和说明。
总结：通过三相异步电动机工作特性及参数测定实验，可以深入理解电动机的工作原理和性能特点，为电动机的选型和运行维护提供依据。
项目2.3三相交流异步电动机工作特性的测试
PN T 9550 nN
n1 nN sN n1
2.3.2 三相异步电动机的机械特性
2.三相异步电动机的固有机械特性 三相异步电动机在电压、频率均为 额定值不变，定、转子回路不串入任 何电路元件时的机械特性称为固有机 械特性。 1）在 0≤s≤1，即 0＜n≤ n1 的范围 内，特性在第Ⅰ象限，电磁转矩T和转 速n都为正，从正方向规定判断，T与n 同方向。电动机工作在这范围内是电 动状态。
（2）机械特性的参数表达式 由前所述，
R2 2 R2 3I2 3I2 s s T 2n1 2f 60 p
2
异步电机等值电路中，由于励磁阻抗比定、转子漏阻抗大 I 很多，把T型等值电路中励磁阻抗这一段电路前移来计算
2
，
误差很小,故有:
I2 U1 R2 )2 R1 ( X1 X 2 s
3）起动状态 TS体现了电动机直接起动的能力 若 TS>TL 电机能起动，否则将起
n0 nN n
n
N
M
M
动不了
起动转矩倍数:
TS KS = TN
0
S
T
TN Ts TM
机械特性
Y系列: KS = 1.6～2.2
2.3.2 三相异步电动机的机械特性
从机械特性表达式上可以看出：可以通过改变一些 参数使得特性曲线更满足用户的需要,这样就得到了异步 电动机的人为机械特性曲线。 3.人为机械特性：
这就是机械特性的参数表达式。固定U1、f1 及阻抗等参数， 画成曲线便为T－s曲线。
2.3.2 三相异步电动机的机械特性
最大电磁转矩:
正、负最大电磁转矩可以从参数表达式求得，
令 dT
三相异步电动机实验报告
三相异步电动机实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对三相异步电动机的实验研究，掌握其基本原理和运行特性，加深对电动机工作原理的理解，提高实验操作能力。
二、实验原理。
三相异步电动机是利用三相交流电源产生的旋转磁场与转子导体中感应的感应电动势之间的相互作用，使得转子产生转动的电机。
在三相异步电动机中，定子绕组与电源连接，当三相电源加在定子绕组上时，就在定子绕组中产生一个旋转磁场。
转子绕组中感应出感应电动势，由于感应电动势的作用，转子绕组中产生感应电流，感应电流与磁场相互作用，使得转子产生转动。
三、实验设备和仪器。
本实验使用的设备和仪器包括三相异步电动机、电动机控制柜、电动机运行状态监测仪器等。
四、实验步骤。
1. 将三相异步电动机与电动机控制柜连接，并将电源接通。
2. 调节电动机控制柜的参数，使得电动机达到额定转速。
3. 使用电动机运行状态监测仪器监测电动机的运行状态，记录相关数据。
4. 分析实验数据，得出三相异步电动机的运行特性。
五、实验结果与分析。
通过实验数据的记录和分析，我们得出了三相异步电动机的运行特性。
根据实验结果，我们可以得知电动机的额定转速、额定功率、效率等参数，进一步了解了电动机在不同工况下的运行情况。
六、实验结论。
通过本次实验，我们对三相异步电动机的工作原理和运行特性有了更深入的了解，掌握了电动机的基本操作和监测方法，为今后的相关研究和工作打下了良好的基础。
七、实验心得体会。
通过本次实验，我们不仅学习到了理论知识，更加深了对电动机工作原理的理解，同时也提高了实验操作的能力，这对我们今后的学习和工作都具有重要的意义。
总之，本次实验对我们的专业知识和实际操作能力都起到了积极的促进作用，希望在今后的学习和工作中能够继续努力，不断提高自己的专业水平。
三相异步电动机实验报告
（5）若堵转试验时最大电压在~倍额定电压范围内，应根据试验数据绘制堵转特性曲线 ， ，额定电压的堵转电流 ，堵转转矩 ，由特性曲线上查取。
（6）若堵转试验时限于设备，最大电压低于 ，应作 曲线，并延长在该曲线上查取 时的堵转电流 ，此时的堵转转矩按下式求取：
， ——试验中测取的最大电流及该点转矩
(五)电机型式试验记录及计算
10.启动过程中最小转矩的测定（仅对笼形电机）。
11.超速试验（对笼形转子电动机，仅在型式试验时进行）。*
12.振动的测定。*
13.噪声的测定。
14.转动惯量的测定。
15.短时升高电压试验。*
16.耐电压试验。*
其中后面标有*的为检查试验项目。第12项也可根据需要仅列为型式试验项目。
二、试验内容及方法
=毫米
（8）作工作圆
连接O和D点，作OD线的垂直平分线，交OE于C点，C点即为工作圆的圆心。作工作圆的半圆ODE。量工作圆直径
=毫米
=安
（9）起动圆短路点
根据短路试验数据：取试验线电流接近（~） 点的 、 、 ，按 计算
按 计算 ，按 和 确定起动圆短路点D1（方法同工作圆）。
安
=伏
=瓦
安
=毫米
瓦
=毫米
（3）效率的间接测定法
效率的测量有间接法和直接法，采用间接法各部分损耗按下面方法计算：
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第8章三相异步电动机的工作特性和参数测定
原理简述
一、基本方程式和等效电路
异步电机定子绕组所产生的旋转磁场，以转差速度切割转子导体，在转子导体中感应电势，产生电流，转子导体中的电流与定子旋转磁场相互作用而产生电磁转矩，使转子旋转。
当转子的
转速与定子旋转磁场的转速相等时，定、转子之间没有相对切割，转子中就没有电流，也就不能产生转矩。
因此转子的转速一定要异于磁场的转速，故称异步电机。
由于异步而产生的转
矩称为异步转矩。
当时，为电动机运行；时为发电机运行；当即转子逆着磁场方向旋转时，它是制动运行。
异步电机绝大多数都是作为电动机运行。
其转矩和转速（转差率）曲线，如图8-1所示。
由《电机学》中可知，将转子边的量经过频率折算和绕组折算，可得到异步电机的基本方程式为：
式中转差率是异步电机的重要运行参数，为折算到定子一边的转子参数，也就是从定子上测得转子方面的数值。
由方程式可以画出相应的等效电路，如图8-2所示。
当异步电动机空载时，，。
附加电阻。
图8-2中转子回路相当
开路；当异步电动机堵转时，，，附加电阻，图8-2转子回路相当短路，这就和变压器完全相同。
因此异步电机也可以通过空载实验和堵转（短路）实验来求出异步电机的等效电路中的各参数。
二、空载实验
由空载实验可以求得励磁参数，以及铁耗和机械损耗。
实验是在转子轴上
不带任何机械负载，转速，电源频率的情况下进行的。
用调压器改变试验电压
大小，使定子端电压从逐步下降到左右，每次记录电动机的端电压、
空载电流和空载功率，即可得到异步电动机的空载特性，如图8-3所示。
图 8-3 空载特性图 8-4 铁耗和机械耗分离
空载时，电动机的输入功率全部消耗在定子铜耗、铁耗和转子的机械损耗上。
所以从空载功
率中减去定子铜耗，即得铁耗和机械耗之和，即
式中为定子绕组每相电阻值，可直接用双臂电桥测得。
机械损耗仅与转速有关而与端电压无关，因此在转速变化不大时，可以认为是常数。
铁耗在低电压时可近似认为与磁通密度的平方成正比。
机械耗和铁耗之和与端电压的平
方值的曲线接近直线，如图8-4所示，把曲线延长与纵坐标交于Ｋ点，由Ｋ点作
平行于横坐标的直线，此直线以下就表示与端点电压无关的机械损耗，直线以上的部分即为不同电压的铁耗。
由曲线和上查得额定电压时的和，可知
式中；其中可由堵转实验确定，则励磁电抗为
三、堵转实验
异步电动机从堵转(短路)试验可以求出等效电路中的和。
调节试验电压，使，然后逐步减小电压，每次记录端电压、定子电流和
功率，即可得短路特性曲线，如图8-5所示。
图 8-5 短路特性图 8-6 对数座标下的短路特性
由于堵转时漏抗随漏磁路饱和程度的增加而减小，与不是直线关系，而是指数
关系。
对中型和小型电机，，堵转转矩。
因此，如果在低于额定电压下进行堵转试验，为了准确地求得额定电压时的堵转电流、堵转转矩，须作双对数堵转曲线，向上推至额定电压时求得。
如图8-6。
根据堵转特性曲线，可查得对应于的，求出堵转阻抗、电阻和电
抗，公式如下
此时，由于定子电压较低，磁通较小，所以铁耗可以忽略，即，且短路时等效电路
中的附加电阻，可以看出：
从上式中解出和，得：
进一步假设，并利用，上式又可写为：
由(8-8)第二式可知：，把此式代入(8-8)第一式可解得：
还可证明：
式中：
对于大、中型异步电动机，由于，等效电路中的励磁支路可近似认为无穷大，
在堵转时的等效电路可简化为图8-7所示，这样可用下列简化公式来确定、和。
图 8-7 堵转时的等效电路
对于大、中型异步电动机，用以上简化后求得的参数作出等效电路与实际情况相差不大。
在正常工作情况下，定、转子漏电抗处于不饱和状态，为一常数。
但当电机堵转时（即起动情况）定、转子电流比额定电流大(5～7)倍，漏磁路饱和，漏电抗比正常工作时小(15～30)%左右，所以电机从起动到正常工作状态漏磁路饱和情况不同，漏电抗不是一个常数。
为了计算上力
求准确，堵转时应分别测取、和时的堵转数据，以便计算
工作特性时用求得不饱和漏电抗，计算起动特性时，用求得的饱和漏电抗值，
计算最大转矩时，采用时的漏电抗值。
因为最大转矩时，定子电流。
等效电路没有考虑各种饱和情况引起电抗的变化，计算时要注意修正。
异步电动机在工厂的出厂试验中，必须每台进行空载和堵转试验。
空载试验时，可以从空载电流和空载损耗中检查定子绕组、磁路、气隙、装配等方面的质量问题。
堵转试验时，一般将堵
转电流调到额定电流，从堵转电压、堵转功率中检查鼠笼转子的结构参数，若进一步求出可以检查鼠笼转子铸铝质量的情况。
四、直接法求取工作特性
在额定电压和额定频率下，电动机的转速（或转差率）、电磁转矩、定子电流、功率因数、
效率与输出功率的关系称为异步电动机的工作特性，它是考
核电动机性能的重要指标。
直接法求取工作特性是指在电源电压、频率的条
件下，直接给转子轴上加负载进行的。
当改变电动机的负载时，分别记录，由此算出输出功率、功率因数、效率等得到工作特性。
五、损耗分析法计算电动机的效率
直接负载法适合于中小型电机，对大容量异步电动机，由于设备所限，直接加负载有一定困难，因此在参数和机械耗已知的情况下（根据空载、堵转实验或设计值）、给定转差率，根据
型等效电路，即可算出定、转子电流和励磁电流及各种功率损耗，进而算出输出功率和电动
机的效率。
总损耗有：
式中为铁耗；为机械耗，由空载试验中分析得出，两者为基本不变的损耗。
为定子铜耗，
为转子铜耗（铝耗），，电磁功率。
是输入功率为时的转差率。
为杂散损耗，对铜条鼠笼转子，。
对铸铝鼠笼转子，
（为额定输出功率）。
由于杂散损耗与制造工艺直接有关，国家规定在现有的条件下必须实际测出。
所以。