实验六 三相感应电动机参数的测定
感应电动机参数的测定
感应电动机参数的测定感应电动机的参数可以用空载试验和堵转(短路)试验来确定。
一、空载试验空载试验的目的是确定电动机的激磁参数R m、X m，以及铁耗p Fe和机械损耗pΩ. 试验是在转子轴上不带任何负载，电源频率f = f N，转速n≈n s的情况下进展。
用调压器改变试验电压的大小，使定子端电压从(1.1～1.2)U1N，逐步下降到0.3 U1N左右，每次记录电动机的端电压U1、空载电流Ｉ1０。
和空载功率P１０，即可得到电动机的空载特性Ｉ1０，P１０＝ｆ〔U1〕，如图5-21所示。
空载时，电动机的三相输人功率全部用以抑制定子铜耗、铁耗和转子的机械损耗，所以从空载功率P１０减去定子铜耗，即得铁耗和机械损耗两项之和．即〔5-39〕由于铁耗根本上与端电压的平方成正比，机械损耗那么仅与转速有关而与端电压的上下无关，因此把铁耗和机械损耗两项之和与端电压的平方值画成曲线ｐＦｅ＋pΩ＝ｆ〔Ｕ１２〕，那么该线将近似为一直线，如图5-22所示．把该线延长到U l＝０处，如图5—22中虚线所示，那么该处的纵坐标就表示机械损耗P１０，虚线以上部分那么是随电压而变化的铁耗。
空载时，转差率ｓ≈０，转子可认为开路，于是根据等效电路，激磁电阻为〔5-40〕定于的空载电抗Ｘ1０为〔5-41〕式中，Ｘ1０＝X1σ＋Xｍ，R０＝R1＋Rｍ；其中定子漏抗X1σ可由堵转试验确定，于是激磁电抗Xｍ为〔5-42〕二、堵转试验堵转(短路)试验的目的是确定感应电动机的漏阻抗，试验在转子堵转情况(ｓ＝1)下进展．调节试验电压，使Ｕ1≈0.4U1N (对小型电动机．假设条件具备，最好从U1≈0.9U1Ｎ～1.0U1N做起)，然后逐步降低电压，每次记录定子的端电压U1、定子电流Ｉ1k和功率P１ｋ，即可得到短路特性，Ｉ1ｋ，P１ｋ＝ｆ〔U1〕，如图5-23所示。
由堵转(ｓ＝1)时的等效电路(图5-24)可见，由于Ｚｍ比Ｚ1σ大很多，所以定于电流主要由定，转子的漏阻抗所限制。
实验六：三相异步电动机空载和堵转
空载特性实验
U1 IA IB IC I0 P1 P2 P0 n
其中I0=（IA+IB +IC）/3 P0= P1+ P2 （5）三相调压器调零，断电。
短路特性实验（堵转实验）
因为电动机不转，散热条件差，为防止电机绕组过热，外加电压 值降低，并要求操作要迅速。 （1）按照电路图连接线路；
A B C
A A A
* W1
* V M
W2 *
*
（2）利用螺丝刀将电动机转子堵住不转，上电前，保证三相电源 箱电压输出为零；
短路电压，使定子电流达到额定值的1.2倍，再从1.2IN 开始逐渐减小到0.5IN，在此过程中记录8组数据于下表；
Uk IA IB IC Ik P1 P2 Pk n
A
+
UI
R
I V RM
-
图中R为两个900欧姆的电阻并联，电流表为毫安表 （2）上电前，保证直流稳压电源输出为零，把R调到最大值；
用直流伏安法测出定子绕组在室温 下的电阻
（3）闭合直流稳压电源的开关，使其输出电压为50V，调节电阻 器R，使电流表的读数分别为30mA、40mA、50mA，分别测取 三次电压，将电压值记录于表中，用于计算定子三相绕组的电阻 值；
（4）三相调压器调零，断电。
思考题
空载实验时，当电压降得较低时为什么转速明显下降同时电 流回升？为什么这时测得的数据没有意义？ 作出T型等效电路图，并说明空载实验能求得等效电路中的 哪些参数，堵转实验能求得等效电路中的哪些参数？
实验报告要求
实验内容、实验数据 数据处理：利用公式进行冷态电阻的换算 绘制空载特性曲线I0=f(U1)、p0=f(U1)、 cos 0 f (U1 ) 绘制堵转特性曲线Ik=f(Uk)、pk=f(Uk)、 cos k f (U k )
感应电动机参数的测定
感应电动机参数的测定感应电动机的参数可以用空载试验和堵转(短路)试验来确定。
一、空载试验空载试验的目的是确定电动机的激磁参数R m、X m，以及铁耗p Fe和机械损耗pΩ. 试验是在转子轴上不带任何负载，电源频率f = f N，转速n≈n s的情况下进行。
用调压器改变试验电压的大小，使定子端电压从(1.1～1.2)U1N，逐步下降到0.3 U1N左右，每次记录电动机的端电压U1、空载电流Ｉ1０。
和空载功率P１０，即可得到电动机的空载特性Ｉ1０，P１０＝ｆ（U1），如图5-21所示。
空载时，电动机的三相输人功率全部用以克服定子铜耗、铁耗和转子的机械损耗，所以从空载功率P１０减去定子铜耗，即得铁耗和机械损耗两项之和．即（5-39）由于铁耗基本上与端电压的平方成正比，机械损耗则仅与转速有关而与端电压的高低无关，因此把铁耗和机械损耗两项之和与端电压的平方值画成曲线ｐＦｅ＋pΩ＝ｆ（Ｕ１２），则该线将近似为一直线，如图5-22所示．把该线延长到U l＝０处，如图5—22中虚线所示，则该处的纵坐标就表示机械损耗P１０，虚线以上部分则是随电压而变化的铁耗。
空载时，转差率ｓ≈０，转子可认为开路，于是根据等效电路，激磁电阻为（5-40）定于的空载电抗Ｘ1０为（5-41）式中，Ｘ1０＝X1σ＋Xｍ，R０＝R1＋Rｍ；其中定子漏抗X1σ可由堵转试验确定，于是激磁电抗Xｍ为（5-42）二、堵转试验堵转(短路)试验的目的是确定感应电动机的漏阻抗，试验在转子堵转情况(ｓ＝1)下进行．调节试验电压，使Ｕ1≈0.4U1N(对小型电动机．若条件具备，最好从U1≈0.9U1Ｎ～1.0U1N 做起)，然后逐步降低电压，每次记录定子的端电压U1、定子电流Ｉ1k和功率P１ｋ，即可得到短路特性，Ｉ1ｋ，P１ｋ＝ｆ（U1），如图5-23所示。
由堵转(ｓ＝1)时的等效电路(图5-24)可见，由于Ｚｍ比Ｚ1σ大很多，所以定于电流主要由定，转子的漏阻抗所限制。
三相感应电动机 实验报告
三相感应电动机实验报告三相感应电动机实验报告引言：三相感应电动机是一种常见的交流电动机，广泛应用于工业生产和家庭用电。
本次实验旨在通过对三相感应电动机的实际操作和测量，探究其工作原理和性能特点。
一、实验目的本次实验的主要目的是：1. 了解三相感应电动机的基本结构和工作原理；2. 学习使用电动机测试仪器进行电机性能参数的测量；3. 掌握电动机的启动、制动和调速方法。
二、实验器材和仪器1. 三相感应电动机：型号XXX，额定功率XXX；2. 电动机测试台：包括电动机启动、制动和调速装置；3. 电动机测试仪器：包括电流表、电压表、功率表等。
三、实验步骤1. 连接电动机和测试仪器：将电动机的三相线连接到电动机测试台上的对应接线端子上，接上电流表、电压表和功率表等测试仪器；2. 启动电动机：按下电动机测试台上的启动按钮，观察电动机的启动过程和运行状态；3. 测量电机参数：在电动机运行时，通过测试仪器测量电机的电流、电压和功率等参数，并记录下来；4. 制动电动机：按下电动机测试台上的制动按钮，观察电动机的制动过程和停止状态；5. 调速电动机：通过电动机测试台上的调速装置，对电动机进行调速操作，观察电动机的转速变化和运行情况。
四、实验结果和分析1. 电机参数测量结果：根据实验测量数据，计算得到电动机的额定电流、额定功率和功率因数等参数，并进行分析；2. 电动机启动性能分析：观察电动机的启动过程和启动时间，分析电动机的起动性能；3. 电动机制动性能分析：观察电动机的制动过程和制动时间，分析电动机的制动性能；4. 电动机调速性能分析：通过调速装置对电动机进行调速操作，观察电动机的转速变化和调速效果，分析电动机的调速性能。
五、实验结论通过本次实验，我们对三相感应电动机的工作原理、性能特点和操作方法有了更深入的了解。
实验结果表明，该电动机具有较好的启动性能、制动性能和调速性能，能够满足不同工况下的工作要求。
六、实验总结本次实验通过实际操作和测量，加深了对三相感应电动机的理论知识的理解和应用。
4.9三相感应电动机的参数测定
m1I
2 0
0
X 0 Z02 r02
rm
pFe
m1I
2 0
X m X 0 X1
r
0
空载等效电路
5
§4-9 三相感应电动机的参数测定
二、短路（堵转）试验
短路试验的目的是测出感应电动机的短路阻抗Zk、定 子和转子铜耗pcu1、 pcu2。
1、短路试验方法
6
§4-9 三相感应电动机的参数测定
如图接线， 并将转子堵转。调节U1使U1约为0.4UN 使定子电流从1.2 IN逐渐减少到0.3 IN 为止，测出对应的 短路电压Uk，短路相电流Ik和短路试验输入功率Pk。从 而得到图示短路试验特性。
转子电抗折算值： X 2 0.97 X k 0.97 3.71 3.6 定子漏电抗： X1 X k X 2 3.71 3.6 0.11 励磁电抗： X m X0 X1 40.44 0.11 40.33
12
2
§4-9 三相感应电动机的参数测定
2、机械损耗与铁耗的分离
空载损耗包括定子铜耗、铁耗、机械损耗和附加损 耗。在忽略附加损耗时，铁耗＋机械损耗为：
P0 P0 m1I02r1 pFe p
由于铁耗近似与U1的平方过程中，可以看作近似 不变。因此：
短路阻抗：
ZK
UkN I N
Uk 3Ik
120 3.83 3 18.1
短路电阻：
rk
PkN
m1I
2 N
920 3 18.21
0.936
短路电抗： X k Zk2 rk2 3.71
转子电阻折算值：r2 rk r1 0.936 0.5 0.436
11
§4-9 三相感应电动机的参数测定
三相异步电动机的工作特性和参数测定（精）
三相异步电动机的工作特性和参数测定（精）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。
三相异步电动机参数测量
电机参数的粗略检测
• 对象:三相异步电动机 额定功率:0.75kw 额定电压:380V 额定电流:2.0A 额定转速:1390r/min 额定频率：50 H z • 测量目标: 定子电阻R1,电感 L1; 转子电阻R2,电感L2; 互感M
电动机单相电路图
空载实验
• 电机以一定的频率空载运行时，滑差s 近似为零， 由电机的等效电路图知此时电机可以等效为次级 开路的变压器结构，即有 . I2 0
数值靠谱性分析
• 在工程中一般认为L1 L2。 • M的值很大，接近 L1、L2 。 • 对于2、4、6极的异步电动机定子漏抗与定转子 漏抗之和之比为0.67。 实验中 L2 M 0.74, L1 0.41H , L2 0.45H , L1 L2 2M
M 0.39 H , R1 9.2, R2 3.77
堵转实验
在进行电动机堵转实验时，忽略铁耗的影响。此时 有滑差s=1 成立，单相等效电路图如下：
R1
L1 M
M
L2 M
I0
R2 S
• 电动机堵转时，由于励磁电流 I 0 相对于输入电流来说很小， 所以在等效电路上可以认为励磁回路开路。电路等效为
列出电路方程
U A ( R1 R2 ) I1 j ( L1 L2 2M ) I1
T2 L2 R2
，可以得到
L2 与 R2 之间在数值上存在的关系
从图中可得时间 常数 T2
L2 T2 0.12s R2 (等式3)
联立等式2、等式3，将 L1 0.41H 代入等式
L1 L2 2M 0.081
L2 T2 0.12 R2
得
(等式2) (等式3)
参数识别技术在三相感应电动机实验中的应用
三相 感应 电动机是 量大面广 的电气驱动 设 备， 工业 、 在 农业 、 国防及各类机 械装 备中有广 泛应用， 也是高等学校电类专业 的电机学 、 电机 及其拖动 和非电类专业的 电工学 等重要技 术基
为ｓ ０ 堵转实验时令激磁支路开路 （ ＝ ｏ ， ＝； 置 ｏ） 不考虑转 子 电流频 率的变化 。 简化处理 造成 实 验结果精度下降 ， 也在物理模型和数学模型之间 造成误差 。 外， 此 完成堵转实验 ， 需要调压器 设
备， 需要外力来 “ 住 电动机转 子静止不动， 堵” 对 于常用的自冷式三相感应电动机来说 ， 实验时间 不能长， 否则有温升过高， 烧毁 电动机 的危险。
础 课程的教学内容。 不论是在电机制造企业、 质
检部门或者应 用单位 ， 还是在有关 的高等院校 ，
别方 法。 方 法利用三相 感应 电动 机定 子电流特 性曲线 该
和输 入功 率特性 曲线 ， 构造 误 差函 数 ， 一 步应 用最 优 进
化技 术 获得三 相感 应 电动机Ｔ 等效 电路参 数 。 形 以一台 Ｙ１ ０ ４ 相感应 电动机 为例 ， ６ Ｍ－三 给出了传 统实验 方 法和
图１ 三 相 感 应电 动机 Ｔ 形等 效 电 路
参数识 别方法获 得的等效 电路参 数 。
关键 词： 三相感应 电动机 参数 实验 参数识 别
图中， 为定子相电压Ｖ ， ，ｓ 为定子相电流Ａ， 为定子相 电阻Ｑ， 为定子相漏电抗Ｑ， 为转
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅｔａ ｉ ｏ ａ ｓｓｔ ｂ ａｎ ｔ ｅｐ ｒ ｍ ｅｅ ｓ ｓ ｒ ｅ ： ｈ ｄ ｔ ｎ ｌ ｅ ｔ ｏ ｔ ｉ ａ ａ ｔｒ ｒ ｉ ｔ ｏ ｈ
子相 电阻对定子的折算值Ｑ， 为转子相漏 电抗
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实验七 三相感应电动机参数的测定
一、实验目的：
掌握三相感应电动机的参数测量方法
二、实验内容：
1.测量定子绕组的冷态直流电阻。
2.作空载实验。
测取空载电流（I 0）和空载输入功率（P 0）与三相异步电动机的电压（U 0）关系曲线。
3.作短路实验。
测取短路电流（K I ）、短路功率（K P ）与短路电压（K U ）关系曲线。
三、实验说明：
1.测量定子绕组的冷态电阻r 1（测三相绕组，然后取平均值），可用电桥法，测量方法见附录3A ,并记下室温。
2.空载实验
按图7-1接线，图中功率表应为低功率瓦特表。
（有的小型感应电动机，激磁电抗不是很大，则需用普通的瓦特表）。
实验前，用手转动转子，看转子是否灵活转动。
将调压器输出电压调至零位，闭合开关K ，逐渐升高电压，起动电动机，使电动机在额定电压下空载运行约数分钟，待机械摩擦稳定后再进行实验，调节外施电压
N U 2.1开始测量，然后逐步降低电压，直到转差率显著增
大，定子电流开始回升为止，每次测量空载电压、空载电流，空载输入功率，共测取7-9点，记录于表7-1中，注意在N U 附近应多测几点。
3.短路实验
试验接线图与图7-1相同。
注意更换仪表量程。
先将
图7-1
转子堵住。
从调压器输出电压为零开始调节电动机外施电 压使短路电流迅速上升到N I 2.1开始测量，逐步降低电压使
短路电流降至N I 3.0为止，每次测量三相短路电压、电流、输入功率，共测取4-5组，记录于表7-2中。
此实验应迅速测量，以免绕组过热。
若是用螺栓堵转转子，实验结束后应将螺栓松开。
其中)(30CA BC AB U U U U ++= （伏）
)(3
1
0C B A U I I I ++= （安）
"0'00P P P ±=
（瓦）
0003cos I U P ⨯⨯=ϕ
其中)(3CA BC AB K U U U U ++=
（伏） )(3
1
C B A K U I I I ++=
（安） "0'00P P P ±=
（瓦）
K
K K K I U P ⨯⨯=
3cos ϕ
四、实验报告要求：
1.绘制空载特性曲线：)(),(0000U f P U f I ==
2.绘制短路特性曲线：)(),(K K K K U f P U f I =
3.确定机械损耗mac p 与铁耗Fe p
(1)定子绕组铜耗12
013r I P Cu ϕ=，式中ϕ0I ——空载相电流。
1r ——定子相电阻（冷态直流电阻）。
(2)确定机械损耗与铁耗
10'0Cu Fe mac p p p p P -=+=
作曲线)(20'0U f P =延长曲线的直线部分与纵轴交于P 点如图7-2，则P 点的纵坐标即为电动机的机械损耗mac p ，过P 点作直线平行于横轴，即可得相应于不同电压值的铁耗Fe p 。
4.求激磁参数
由空载试验数据0U 、0I 和0P 可得参数为
ϕ
ϕ000I U Z =
20100ϕ
I m p P r mac
-=
式中ϕ0U ——定子额定相电压 ϕ0I ——已定义
1m ——定子相数
励磁电抗：10X X X m -= 式中1X 由短路试验测得。
5.求短路参数
短路阻抗ϕ
ϕK K K I U Z =
短路电阻2
3ϕ
K K
K I P r =
并换算为C ︒75的值
短路电抗K r Z X K K 22
-=
定转子短路参数的分开 图 7-2
1'2r r r K -≈（1r 为换算为C ︒75的值）
2
21K X
x x ≈≈
（项4、5的参数包括标么值的计算）
'0P 2
N U 20U。