上海交大电机学实验+三相异步电动机参数及工作特性

电机学实验报告

实验三三相异步电动机参数及工作特性

一、实验目的

1．掌握三相异步电动机空载、堵转实验及参数计算的方法；

2．用实验的方法测定三相异步电动机的工作特性。

二、实验内容

1．三相异步电动机空载实验；

2．三相异步电动机堵转实验；

3．三相异步电动机负载实验。

三、实验接线图

下图3-1为三相异步电动机参数及工作特性实验的两种接线图，分别对应不同的实验台。本组所使用的7号实验台有磁粉制动器，所以实验实际所用的为图b的接线方式。

图3-1 三相异步电动机接线图

四、实验设备

1．T三相感应调压器额定容量10kV A，额定输入电压380V，额定输出电压0~430V，

额定输出电流13.4A；

2．M绕线转子三相异步电动机P N=3kW(R1=2Ω) U N=380V I N=7.1A n N=1390r/min；

3．G直流发电机3kW (或ZJ转矩传感器50N∙m，CZ磁粉制动器50N∙m)；

4．R L单相变阻器8.8/108Ω 2/25A；

5．交流电压表500V；

6．交流电流表10A；

7．功率表500V 10A；

8．直流电压表400V；

9．直流电流表30A；

10．直流电流表4A；

11．张力控制器；

12．转矩转速显示仪。

五、实验数据

1．三相异步电动机空载实验：

0AB AB CA0A B C0ІІІ为三相输入功率

2．三相异步电动机堵转实验：

表3-2 三相异步电动机堵转实验数据温度θ=16℃

0AB AB CA k A B C0ІІІ为三相输入功率3．三相异步电动机负载实验：

1A B C1ІІІ为负载时三相输入功率

六、特性曲线、参数计算及问题分析

1．根据空载实验数据绘出空载特性曲线U0=f(I0)、p0=f(U0)、cosφ0=f(U0)。其中，空载

功率因数为cosφ0 =

p0

3U0I0

：

图3-2 三相异步电动机空载特性曲线U0=f(I0)

图3-3 三相异步电动机空载特性曲线p0=f(U0)

图3-4 三相异步电动机空载特性曲线cosφ0=f(U0)

2．根据空载实验数据绘出堵转特性曲线U k=f(I k)、p k=f(U k)、cosφk=f(U k)。其中，堵转

功率因数为cosφk =

p k

3U k I k

：

图3-5 三相异步电动机堵转特性曲线U k=f(I k)

图3-6 三相异步电动机堵转特性曲线p k=f(U k)

图3-7 三相异步电动机堵转特性曲线cosφk=f(U k)

3．根据堵转实验数据计算三相异步电动机的励磁参数R k、X k、Z k：

利用表3-2中的数据计算温度为16℃时的励磁参数。由I k=I N，读出短路电压U k = 83.89V，p k = 667W，利用式子：

Z k = U k I k

R k = p k 3I k2

X k = √Z k2−R k2计算得：

Z k = 83.897.04 = 11.916 Ω

R k =

667

3·7.042

= 4.486 Ω

X k = √11.9162−4.4862 = 11.039 Ω

再将温度为16℃的电阻值折算到基准工作温度75℃时的数值，利用式子：

Z k75℃ = √R k75℃2+X k75℃2

R k75℃ = R k

235+75

235+θ

计算得：

R k75℃ = 5.54 Ω Z k75℃ = 12.351 Ω

4．根据空载实验数据计算三相异步电动机的励磁参数R m 、X m 、Z m ：

为了求励磁参数，应分离铁损耗p Fe 和机械损耗p mec 。如下图3-8所示，利用图中的数据，可计算（其中Z 0≈X 0，定子漏电抗X 1由堵转实验求得，X 1≈X k /2≈5.52Ω）：

Z 0 =

U 0I 0

R m =

p Fe

3I 0

2

X m = X 0 – X 1 Z m = √X m 2+R m

2

图3-8 由空载损耗分离铁损耗与机械损耗

首先利用实验数据，作出拟合曲线P 0=f(U 02)，如图3-9所示：

图3-9 P0=f(U02)

由图中的数据可知，p mec= 149.29 W。当U0=U N时，可近似计算I0= 3.071A；p Fe= 384-149.29 = 234.71 W。所以带入上式可计算得：

Z0 = 379.6

3.071

= 123.6 Ω

R m =

234.71

3·3.071^2

= 8.296 Ω

X m = 123.6 – 5.52 = 118.08 Ω

Z m = √118.082+8.2962= 118.371 Ω

5．根据负载实验所测数据计算三相异步电动机的工作特性，并将实验和计算数据记入表3-4中。输出功率P2、功率因数cosφ1和效率η可由下式求得：

P2 = 0.105nT2

cosφ1 =

1√3U1I1

η = P2

P1× 100%