电机实验报告——实验三

实验三．三相鼠笼异步电动机的工作特性一．实验目的

1．掌握三相异步电机的空载、堵转和负载试验的方法。

2．用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。

3．测定三相笼型异步电动机的参数。

二．预习要点

1．异步电动机的工作特性指哪些特性？

答：电动机两端电压，流过的电流，输入功率及输出功率，功率因数，转速，转矩等。

2．异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？

答：U1，定子绕组相电压，I1，定子绕组的相电流，E1，每相定子绕组的感应电动势，R1+jw1为定子每相漏阻抗；I0为气隙磁通的励磁电流，Rm+JXm为励磁阻抗，I2为转子绕组相电流折算值，E2为每相转子绕组的感应电动势折算值，R2+JX2为转子每相漏阻抗的折算值，s为转差率。

3．工作特性和参数的测定方法。

答：电流表测电流串入回路中，电压表测电压并在所测电压两端，功率表接入对应的点测定功率同时读取功率因数，连接测功机测量转矩和转速。

三．实验项目

1．测量定子绕组的冷态电阻。(选作)

2．判定定子绕组的首未端。(选作)

3．空载试验。

4．短路试验。

5．负载试验。

四．实验设备及仪器

1．NMCL系列电机教学实验台主控制屏。

2．电机导轨及测功机、矩矩转速测量（MMEL-13）。

3．交流功率、功率因数表（MMEL-001A）。

4．直流电压、毫安、安培表（MMEL-06）。

5．三相可调电阻器900Ω（NMEL-03）。

6．旋转指示灯及开关（MMEL-05B）。

7．三相鼠笼式异步电动机M04。

五．实验方法及步骤

1．测量定子绕组的冷态直流电阻 (略)

2．判定定子绕组的首未端(略)

3．空载试验

测量电路如图3-3所示。电机定子绕组接线如图3-4所示，电机绕组为△接法（U N=220伏），S开关扳到左边，且电机不同测功机同轴联接，不带测功机。

a．起动电压前，把交流电压调节旋钮退至零位，然后接通电源，逐渐升高电压，使电机起动旋转，观察电机旋转方向。并使电机旋转方向为正。

b．保持电动机在额定电压下空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。

c．调节电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低电压，直至电流或功率显著增大为止。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率。

d．在测取空载实验数据时，在额定电压附近多测几点，共取数据7-9组记录于表3-3中。

4．短路实验

线路图同上。将测功机和三相异步电机同轴联接。

a．将起子插入测功机堵转孔中，使测功机定转子堵住。将三相调压器退至零位。

b．合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至短路电流到1.2倍额定电流，再逐渐降压至0.3倍额定电流为止。

a．在这范围内读取短路电压、短路电流、短路功率，共取4-5组数据，填入表3-4中。做完实验后，注意取出测功机堵转孔中的起子。

5．负载实验

选用设备和测量接线同空载试验。实验开始前，MMEL-13中的“转速控制”和“转矩控制”选择开关扳向“转矩控制”，“转矩设定”旋钮逆时针到底。

a．合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至额定电压，并在试验中保持此额定电压不变。

b．调节测功机“转矩设定”旋钮使之加载，使异步电动机的定子电流逐渐上升，直至电流上升到1.25倍额定电流。

c．从这负载开始，逐渐减小负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率，转速、转矩等数据，共读取5-6组数据，记录于表3-5中。

六．实验报告

1.计算基准工作温度时的相电阻（略）

2.作空载特性曲线：I 0、P 0、cos 0=f(U 0)

由于电机采用的是三角形连接U 0=（U AB +U BC +U CA ）/3，I 0=（ I A +I B +I C ）/(3*31/2)

3.作短路特性曲线：I K 、P K =f(U K )

4.由空载、短路试验的数据求异步电机等效电路的参数。

(1)由短路试验数据求短路参数

短路阻抗 K

K

K I U Z ==181.8Ω 短路电阻 23K

K

K I P r =

=113.2Ω

短路电抗 2

2K

K K r Z X -==142.2Ω 式中 U K 、I K 、P K ——由短路特性曲线上查得，相应于I K 为额定电流时的相电压、相电流、三相短路功率。

转子电阻的折合值 1'2r r r K -≈=63.2Ω

定、转子漏抗 2

'

2'1K

X X X ≈

≈σσ =71.1Ω (2)由空载试验数据求激磁回路参数 空载阻抗

O

O O I U

Z ==1449.1Ω 空载电阻 2

3O

O O

I P

r ==210.3Ω

空载电抗 2

2O

O O r Z X -==1433.8Ω 式中 U 0、I 0、P 0——相应于U 0为额定电压时的相电压、相电流、三相空载功率。 激磁电抗 σ1X X X O m -==1433.8-71.1Ω=1362.7Ω 激磁电阻 23o

I P r Fe

m =

式中 P Fe 为额定电压时的铁耗，由图3-4确定。

5.作工作特性曲线P 1、I 1、n 、η、S 、cos ϕ1=f(P 2)

由负载试验数据计算工作特性，填入表3-6中。

表3-6 U 1 = 220V （△） I f = A

计算公式为：3

31C

B A I =

%1001500

1500⨯-=

n

S 1

1113cos I U P

=ϕ

22105.0nT P = %1001

2

⨯=

P P η 式中 I 1——定子绕组相电流，A ； U 1——定子绕组相电压，V ； S ——转差率； η——效率。

6.由损耗分析法求额定负载时的效率

电动机的损耗有： 铁耗 P Fe 机械损耗 P mec

定子铜耗 12113r I P CU == 转子铜耗 100

2S

P P em CU =

杂散损耗P ad 取为额定负载时输入功率的0.5％。 式中 P em ——电磁功率，W ；