电机拖动与实验一
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实验报告
实验名称:异步电机的M-S曲线测绘
小组成员:许世飞许晨光杨鹏飞王凯征
一、实验目的和要求
1.学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。
2.通过实验掌握异步电动机的启动和调速的方法。
二、实验内容
1.了解教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安表以及各种电动机的使用方法。
2.异步电动机的直接启动。
3.异步电动机星形——三角形换接启动。
4.自耦变压器启动。
5.绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器启动。
6.绕线式异步电动机转自绕组串入可变电阻器调速。
三、主要仪器设备
1.MEL系列电机系统教学实验台主控制屏(含交流电压表);
2.指针式交流电流表。
3. 电机导轨及测功机、转矩转速测量(MEL-13、MEL-14);
4.电机起动箱(MEL-09);
5.鼠笼式异步电动机(M04)。
6.绕线式异步电动机(M09)。
四、操作方法和数据记录
1.由助教学长学姐讲解电机实验的基本要求,实验台各面板的布置及使用方法和注意事项。
2.三相鼠笼型异步电动机直接启动实验。
启动前,把转矩转速测量实验箱中的“转矩设定”电位器逆时针调到底,“转速控制”、“转矩控制”选择开关扳向“转矩控制”,检查点击导轨和连接。
a.调节三相交流电源旋钮逆时针调节到底,合上开关,然后调节调压器,使输出达到电机额定电压220V,使电机旋转起来。
b.断开电源,待电动机完全停止旋转后,接通三相交流电源,使电机全压起动,观察电动机启动瞬间电流值。
数据记录:
3.星形——三角形起动
按照下图接线。电压表、电流表的选择同前,开关S选用MEL-05。
a.启动前,把三相调压器退到零位,三刀双掷开关接星形接法,合上电源开关,逐渐调节调压器使电压逐步升高到额定电压U
=220V,断开电源开关,待电
N
源停转。
b.待电机完全停转后,合上电源开关,记录启动瞬间电流,然后把S成三角形接法,点击进入正常运行状态,整个启动过程结束。
数据记录:
4.自耦变压器降压起动按照下图接线
a.启动前,把调压器退到零位,合上电源开关,使输出电压达110V,断开电源开关,待电机停转。
b.待电机完全停转后,再合上电源开关,使电机就自耦变压器,降压起动,,观察电流表的瞬间读数值,经过一定时间后,调节调压器使输出电机达电机额定电压U
N
=220V,结束。
5.绕线式异步电动机转绕组串入可变电阻启动。
电路采用星形接法,转子串入的电阻由刷形开关来调节,调节电阻采用五档启动电阻,MEL-13中的“转矩控制”和“转速控制”开关扳向“转速控制”,“转速设定”电位器旋钮顺时针调节到底。
a.启动电源前,把调压器退至零位,启动电阻调节为0.
b.合上交流电源,调节交流电源使电机启动,注意电机转向是否符合要求。
c.在定子电压为180V时,逆时针调节“转速设定”电位器到底,绕线式电
机转动缓慢(只有几十转),读取此时的转矩值I
ST 和T
ST
。
d.用刷形开关切换启动电阻,分别读出启动电阻为2Ω、5Ω、15Ω的启动
转矩T
ST 和启动电流I
ST
6.绕线式异步电动机绕组串入可变电阻器调速
实验连线同前。MEL-13中“转矩控制”和“转速控制”选择开关扳向“转矩控制”,“转矩设定”电位器逆时针调节到底,“转速设定”电位器顺时针调节到底。MEL-09“绕线电机启动电阻”调节到零。
a.合上电源开关,调节调压器输出电压至U
N
=220V,使电机空载启动。
b.调节“转矩设定”电位器调节旋钮,使电动机输出功率接近额定功率并保
持输出转矩T
2
不变,改变转子附加电阻,分别测出对应的转速,记录下来。
数据记录:
U=220V,T
2=0.67N m
⋅
六、实验结果分析
1.比较异步电动机不同启动方法的优缺点。
答:直接启动方法:
优点:启动转矩相对较大。缺点:启动电流大,容易导致过热。
星形-三角形换接降压起动:
优点:降低了启动电流。缺点:起动转矩小,只适用于空载。
自耦变压器减压起动:
优点:减少了启动的电流。缺点:起动转矩也相应减小。
串电阻启动:
优点:可以减小启动电流,在串入一定阻值时可以增加起动转矩。
缺点:需要的启动设备较多,能量损耗较多。
2.由实验数据求下述三种情况下的启动电流和启动转矩: 答:(1)外施额定电压U N (直接法启动)
由实验可得,220N U V =, 1.2st I A =,实验中未记录 K T 值,故无法求得起动转矩。
(2)外施电压为
/N
U (星形-三角形启动) 由实验可得,127.01N U V =,0.45st I A =,实验中未记录 K T 值,故无法求得起动转矩。
(3)外施电压为/K A U K ,式中A K 为启动用自耦变压器的变比。(自耦变压器启动)
由实验可得,110K U V =,0.63st I A =,实验中未记录 K T 值,故无法求得起动转矩。
3.绕线式异步电动机转子绕组串入电阻对启动电流和起动转矩的影响。 答:通过实验数据可以看出,串入电阻阻值越大,启动电流越小;串入电阻阻值升高时,起动转矩先升高后减小,故在串入某个阻值时,存在一个起动转矩的最大值。
4.绕线式异步电动机转子绕组串入电阻对电机转速的影响。 答:串入的电阻阻值越大,电机转速越小。 思考题
1.启动电流和外施电压成正比,起动转矩和外施电压的平方成正比在什么情况下才能成立?
答:当电机启动瞬间,转差率为1,电网频率恒定,同时三相交流异步电动机的阻抗参数都为常数时,启动电流和外施电压成正比,起动转矩和外施电压的平方成正比成立。
2.启动时的实际情况和上述假定是否相符,不相符的原因是什么?