异步电机实验报告

四川大学电气信息学院

实验报告书

课程名称：电机学

实验项目：三相异步电动机的空载及堵转实验专业班组：电气工程及其自动化105，109班实验时间：2014年11月21日

成绩评定：

评阅教师：

电机学老师：曾成碧

报告撰写：

三相异步电动机的空载及堵转实验

一．实验目的

1.掌握异步电动机空载和堵转实验方法及测试技术。

2.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。

3.通过空载及堵转实验数据求取异步电动机的各参数 二．问题思考：

1.试就下列几个方面与变压器相比较，有何相同与相异之处？ （1）空载运行状况及转子堵转状况。 （2）空载运行时的0cos ϕ，0I ，0P 。 （3）转子堵转实验时测得的12'k X X X =+。

答：变压器空载运行是指二次侧绕组开路时的变压的运行状态，此时二次侧绕组电流2i =0，空载电流的无功分量远大于有功分量，所以电流大多用于励磁。等效电路如下图：

异步电机的空载运行状况实际中并不存在，因为空载运行是指输出的机械功率为零，也就是转差率s =0，转子侧电流为0，转子转速n 与旋转磁场的转速1n 相同，这种情况下转子不受磁场力，所以不可能存在。实际中的空载是指轻载，即

0s ≈，1n n ≈，20i ≈，输出功率20P =，0m m s P p

p =+≈。等效电路

可近似看为： •m r m x

m r m x

•

10.1)N I ，相位角约等于

几乎全部用来产生空载磁场

异步电机堵转的时候转子侧三相绕组断路，转子堵住不动，定子侧接三相交流电

源，此时因为转子不转，转子侧输出功率为零，电流较大，二次侧等效电阻,

22r r s

=，最小等效电路如下图所示：

与变压器短路试验运行时等效电路类似。变压器短路运行时等效电路如下：

I •

，

•

在变压器中，k X 的值等于一次侧漏抗和二次侧漏抗折算到一次侧的和

1x σ+2x σ，，在异步电机中1x ,2x ，

分别是定子电流产生的磁场在定子侧的漏电抗

和转子侧感应电流产生的磁场在转子侧的漏电抗。

在变压器中，1x σ和2x σ，

近似相等，但远小于m x ，在异步电动机中，1x 和2x ，

要根据定、转子实际材料，接线方式确定。其值要小于m x 。

2 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：瓦特表反转主要是因为其测量的电压与电流方向出现了问题。当负载吸收电能时，瓦特表测得正值，瓦特表正向偏转，当负载具有电源性质，即发出电能，则此时瓦特表则测出负值。因为空载试验中功率因数非常低，产生有功较少，此时会出现电能反转的现象。

3 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：因为在空载实验时，无有功功率输出，电流全部用来产生主磁通和漏磁通，所以无功分量大于有功分量，功率因数低，因此要选用低功率因数表，否则读数不精确。

在做堵转实验时，由于转子侧短路，电流较大，因此发热会比较严重，所以会消耗大量有功，功率因数与空载比较大大提高，因此应当使用高功率因数表。 4 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：做空载试验时，电流较小，铜耗较少，测得的功率只要是铁耗，在做短路试验时，由于短路电流较大，主要有功损耗在绕组铜耗上，铁耗近似可不计。

三．实验内容：

1. 作异步电动机的空载实验。

•

I •

，

2. 作异步电动机的堵转实验。

四．实验线路及操作步骤：

380V

D

K

三相调压器

图11-1 异步机空载实验接线图

电压

功率表 电压表 电流表的接法

1 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1.1U N (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U 0=（1.1～0.4）U N 范围内测取8～9组数据记录于表11—3中。

表11—3

2 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I k ＝（1.1到0.5)I N 范围内测取4到5组数据记录于表11—4中。

表11—4

五．实验数据：

三相异步电动机空载试验数据如下：

三相异步电动机堵转实验数据如下：

六．实验报告： 1 堵转特性计算

=

A

B C K U U U U ++ A B C K I I I

I ++= K A B C P P P P =++ 作ＵＫ＝f(I K )和ＰＫ＝f(I K )曲线,如图11—4所示。

从曲线得额定电流I k =3.92A 时： ＵＫ＝61.07V ＰK =133.34W 1 堵转参数计算：

()8.99633 3.92K K K Z I =

==Ω⨯ ()22

5.01033 3.92

K K K r I =

==Ω⨯ ()22

228.996 5.0107.472K K

K X Z r =-=-=Ω

U k

I k

I k