三相鼠笼式异步电动机的参数测定和工作特性讲解学习

实验报告

课程名称： 电机学 指导老师： 陈敏祥老师 成绩：_____________________ 实验名称：三相鼠笼式异步电动机 实验类型： 异步电机实验 同组学生姓名：

第三次实验 三相鼠笼式异步电动机的参数测定和工作特性

一、实验目的

1.1测定三相异步电动机的参数； 1.2测定三相异步电动机的工作特性。

二、实验项目

空载试验、短路试验、负载试验，具体操作步骤请见第三节。

三、操作方法和实验步骤

电机额定：PN=100W ，UN=220V ，IN=0.48A ，nN=1420r/min ，定子绕组△接法。 3.1空载试验

3.1.1测量线路图：见图4-4，电机绕组△接法。 3.1.2仪表量程选择：交流电压表 250V ，交流电流表0.5A ，功率表250V 、0.5A 。 3.1.3试验步骤：

安装电机时，将电机和测功机脱离，旋紧固定螺丝。实验前先将三相交流可调电源电压调至零位，接通电源，合上起动开关S1，缓缓升高电源电压使电机起动旋转，注意观察电机转向应符合测功机加载的要求（右视机

组，电机旋转方向为顺时针方向），否则调整电源相序。注意：调整相序时应将电源电压调至零位并切断电源。

接通电源，合上起动开关S1，从零开始缓缓升高电源电压，起动电机，保持电动机在额定电压时空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。

调节电源电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低，直至电机电流或功率显著

增大为止，在此范围内读取空载电压、空载电流、空载功率，共读取7~9组数据，记录于表4-3中。注意：在额定电压附近应多测几点。试验完毕，将三相电源电压退回零位，按下电源停止按钮，停止电机。数据记录在4.1节。 3.2短路试验

3.2.1测量线路图：见图4-4，电机绕组△接法。

3.2.2仪表量程选择：交流电压表 250V ，交流电流表1A ，功率表250V 、2A 。 3.2.3试验步骤：

安装电机时，将电机和测功机同轴联接，旋紧固定螺丝，并用销钉把测功机的定子和转子销住。 首先将三相电源电压调至零位，接通电源，合上起动开关S1，逐渐升高电源电压至1.2倍额定电流，然后逐渐降压至0.3倍额定电流为止。在此范围内读取短路电压、短路电流、短路功率共4~5组数据。 试验完毕，将三相电源电压退回零位，按下电源停止按钮，停止电机，并拔出销钉。注意：试验时控制调节电源电压大小，并尽量减小电机试验时间。数据记录在4.2节。

3.3负载试验

3.3.1测量线路图：见图4-4，电机绕组△接法。

3.3.2仪表量程选择：交流电压表250V，交流电流表1A，功率表250V、2.5A。

3.3.3试验步骤：安装电机时，将电机和测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源电压调至零位，测功机旋钮调至零位。接通电源，合上起动开S1，缓缓升高电源电压使电机起动。调节电源电压至额定电压，逐渐旋动测功机加载旋钮，使电机慢慢加载，此时电机的电流逐渐上升，直至电流上升到1.25倍额定电流。从这点负载开始，逐渐减少负载直至空载，在此范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、测功机转矩等数据，共读取5~6组数据。数据记录在

4.3节。

四、实验数据记录（关于数据处理，请见第五节）

4.2短路试验

五、数据处理

5.1计算基准工作温度时的相电阻

温度13.7摄氏度时，定子绕组相电阻为40Ω 基准温度75摄氏度时的相电阻为：

Ω

=++=86.492357523501750C

C

C R R θφ

5.2作空载特性曲线I 0、P 0、cos φ0=f (U 0)

图1

图2

图3

5.3作短路特性曲线I k 、P k 、cos φk =f (U k )

图4

图5

图6

5.4由空载和短路试验的数据求取异步电机等效电路中的参数 5.4.1由空载实验数据求空载参数 空载阻抗：Ω==

=

7.1525144

.07

.219000ϕ

ϕI U Z 空载电阻：Ω=⨯==

3.38914

4.0322.2432

2000I P R 空载电抗：Ω=-=-=2.14753.3897.152********R Z X

激磁电阻：

Ω

=-=3.34910R R R m （附加损耗与机械损耗均由辅助电机提供了）

激磁电抗：Ω=-=5.136910σX X X m

5.4.2由短路实验数据求短路参数 短路阻抗：Ω===

6.232276.021

.64K K K I U Z 短路电阻：Ω=⨯==

97.96276

.0316

.22322k k K I P R 短路电抗：Ω=-=-=

4.21197.966.2322222K K K R Z X

转子电阻的折算值：Ω=-=97.561'

2R R R K

定转子绕组漏电抗：Ω==

=7.1052

1

'

21K X X X σσ 5.5作工作特性曲线P 1、I 1、T 2、n 、η、s 、cos φ1=f (P 2)

图7

图8

图9

图10

图11

图12

六、思考题

6.1由空载、断路试验所得的数据求取异步电动机的等效电路参数时，有哪些因素会引起误差？

答：首先，仪器本身的仪差会引起误差；其次，空载特性测量时机械损耗不变只在转速变化不大时近似成立，实际上机械损耗的功率与转速有关，这一近似引入误差；最后，空载特性测量时忽略了转子电流，短路实验测量时忽略了激磁支路上的电流，以及认为定子漏电抗与折算后的转子漏电抗相等，都是理想上的假设，与实际情况有误差。

6.2从短路特性曲线的形状可以得出哪些结论？

答：短路功率P k与短路电压U k的平方成正比，而短路电流I k与短路电压U k的平方成正比。

6.3试分析由直接负载法和损耗分析法求得的电动机效率各存在什么误差？

答：由直接负载法要算效率，则需算出输出功率，算得的输出功率由负载功率和空载功率相加而成，误差主要由测量负载转矩、电机转速和空载时的电机转速引入，另外还需算出输入功率，算得的输入功率由电流、电压、功率表的误差引入；由损耗分析法要算效率，则需算出输出功率和各个损耗环节的功率，需要做空载试验、短路试验等，分别计算铁耗、机械损耗、铜耗后才能求出效率，由电流、电压、功率表和电机转速测量引入的误差层层积累，误差较大。