异步电机试验

第四章异步电机实验4-1三相鼠笼异步电动机的工作特性一、实验目的1、掌握用日光灯法测转差率的方法。2、掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。3、用直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性。4、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。二、预习要点1、用日光灯法测转差率是利用了日光灯的什么特性？2、异步电动机的工作特性指哪些特性？3、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？4、工作特性和参数的测定方法。三、实验项目1、测定电机的转差率。2、测量定子绕组的冷态电阻。3、判定定子绕组的首末端.4、空载实验。5、短路实验。6、负载实验。四、实验方法1、实验设备序号型号名称数量1DD03导轨、测速发电机及转速 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1件2DJ23校正过的直流电机1件3DJ16三相鼠笼异步电动机1件4D33数/模交流电压表1件5D32数/模交流电流表1件6D34-3智能型功率、功率因数表1件7D31直流数字电压、毫安、安培表1件8D42三相可调电阻器1件9D51波形测试及开关板1件10DD05测功支架、测功盘及弹簧秤1套2、屏上挂件排列顺序D33、D32、D34-3、D31、D42、D513、用日光灯法测定转差率日光灯是一种闪光灯，当接到50Hz电源上时，灯光每秒闪亮100次，人的视觉暂留时间约为0.1S左右，故用肉眼观察时日光灯是一直发亮的，我们就利用日光灯这一特性来测量电机的转差率。异步电机选用编号为DJ16的三相鼠笼异步电动机(Un=220V，△接法)极数2P=4。直接与测速发电机同轴联接，在DJ16和测速发电机联轴器上用黑胶布包一圈，再用四张白纸条(宽度约为3毫米)，均匀地贴在黑胶布上。由于电机的同步转速为n060fl1500转/分25转/秒而日光灯闪亮为100次/秒，即日光灯闪亮一次，电机转动四分之一圈。由于电机轴上均匀贴有四张白纸条，故电机以同步转速转动时，肉眼观察图案是静止不动的(这个可以用直流电动机DJ15、DJ23和三相同步电机DJ18来验证)。按下启动按钮，接通交流电源。打开控制屏上日光灯开关，调节控制屏左侧调压器升高电动机电压，观察电动机转向，如转向不对应停机调整相序。转向正确后，升压至220V，使电机起动运转， 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 此时电机转速。因三相异步电机转速总是低于同步转速，故灯光每闪亮一次图案逆电机旋转方向落后一个角度，用肉眼观察图案逆电机旋转方向缓慢移动。按住控制屏报警记录仪“复位”键，手松开之后开始观察图案后移的个数，计数时间可定的短一些(一般取30秒)。将观察到的数据记录于表4-1中。停机。将调压器调至零位，关断电源开关。表4-1N(转)t（秒）S(转差率)n（转/分）45305.75%%1454转差率NSn60-ntn60fPNtf=6.0%P式中t为计数时间,单位为秒。N为t秒内图案转过的圈数。f为电源频率，50Hz。P为电机的极对数。将计算出的转差率与实际观测到的转速算出的转差率比较。实测转差率为5.75%，只存在转换上的误差。4、测量定子绕组的冷态直流电阻。将电机在室内放置一段时间，用温度计测量电机绕组端部或铁心的温度。当所测温度与冷却介质温度之差不超过2K时，即为实际冷态。记录此时的温度和测量定子绕组的直流电阻，此阻值即为冷态直流电阻。(1)伏安法测量线路图为图4-1。直流电源用主控屏上电枢电源，可先调到50V输出电压。开关Si、S2选用D51挂箱，R用D42挂箱上1800Q可调电阻。+A-S2S1电机定子一相绕组图4-1三相交流绕组电阻测定量程的选择：测量时通过的测量电流应小于额定电流的20%，约小于60毫安，因而直流电流表的量程用200mA档。三相鼠笼式异步电动机定子一相绕组的电阻约为50Q,因而当流过的电流为60毫安时二端电压约为3伏，所以直流电压表量程用20V档。按图4-1接线。把R调至最大位置，合上开关S1,调节直流电源及R阻值使试验电流不超过电机额定电流的20%，以防因试验电流过大而引起绕组的温度上升，读取电流值，再接通开关S2读取电压值。读完后，先打开开关S2,再打开开关S1。调节R使A表分别为50mA,40mA,30mA测取三次，取其平均值，测量定子三相绕组的电阻值，记录于表4-2中。绕组I绕组n绕组川I(mA)30.240.250631.541.250.130.539.650.1U(V)1.451.982.501.491.962.451.481.942.48R(Q)49.2549.4147.3047.5748.9048.5248.9949.5049.25表4-2室温C注意事项在测量时，电动机的转子须静止不动。测量通电时间不应超过1分钟。电桥法用单臂电桥测量电阻时，应先将刻度盘旋到电桥大致平衡的位置。然后按下电池按钮，接通电源，等电桥中的电源达到稳定后，方可按下检流计按钮接入检流计。测量完毕，应先断开检流计，再断开电源，以免检流计受到冲击。数据记录于表4-3中。电桥法测定绕组直流电阻准确度及灵敏度高，并有直接读数的优点。表4-35、判定定子绕组的首末端绕组I绕组n绕组川R(Q)48.8947.9349.01(b)(a)图4-2三相交流绕组首末端测定先用万用表测出各相绕组的两个线端，将其中的任意两相绕组串联，如图4-2所示。将控制屏左侧调压器旋钮调至零位，开启钥匙开关，按下“启动”按钮，接通交流电源。调节调压旋钮，并在绕组端施以单相低电压U=80〜100V,注意电流不应超过额定值，测出第三相绕组的电压，如测得的电压值有一定读数，表示两相绕组的末端与首端相联，如图4-2(a)所示。反之，如测得电压近似为零，则两相绕组的末端与末端(或首端与首端)相联，如图4-2(b)所示。用同样方法测出第三相绕组的首末端。6、空载实验按图4-3接线。电机绕组为△接法(Un=220V)，直接与测速发电机同轴联接，不联接校正直流测功机DJ23。把交流调压器调至电压最小位置，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转(如转向不符合要求需调整相序时，必须切断电源)。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。慝昌迟氓出込FT-cee源电磁励VO22图4-3三相鼠笼式异步电动机试验接线图调节电压由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。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4-4中。表4-4序号Uol(V)Iol(A)Po(W)COS00UABUBCUcaUolIaIbIcIolP1P2Po1265258264262.30.3060.3050.3030.305-19.555.135.60.4452250245256250.30.2850.2850.2790.283-16.150.1340.4803240238245241.00.2710.2790.2680.273-13.345.932.60.4964230235228231.00.260.2550.250.255-11.142.731.60.5365225220226223.70.2560.2450.2620.254-10.341.731.40.5526220222219220.30.2480.2450.260.251-8.939.730.80.5577215214210213.00.2430.240.2450.243-8.338.730.40.5888210205204206.30.2370.2430.2230.234-7.337.3300.6209205205207205.70.230.2310.2290.230-6.335.929.60.6267、短路实验⑴测量接线图同图4-3。用制动工具把三相电机堵住。制动工具可用DD05上的圆盘固定在电机轴上，螺杆装在圆盘上。调压器退至零，按下启动按钮，接通交流电源。调节控制屏左侧调压器旋钮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。在这范围内读取短路电压、短路电流、短路功率。共取数据5〜6组记录于表4-5中。表4-5序号Ukl(V)Ikl(A)Pk(W)COS0KUABUbcUcaUklIaIbIcIklP1P2Pk179.479.578.579.10.60.590.50.55-1.539.538.00.881274.674.374.874.60.550.50.580.54-1.933.932.00.795370.170.274.871.70.50.50.450.48-2.128.726.60.781464.864.564.264.50.450.420.460.44-2.123.321.20.747560.16059.559.90.40.40.450.43-2.119.317.20.676655.1545554.70.350.350.350.35-1.915.113.20.689749.94949.549.50.30.30.30.30-1.711.710.00.674844.54544.644.70.250.250.250.25-1.78.56.80.609933.433.532.533.10.150.150.150.15-1.13.72.60.5238负载实验测量接线图同图4-3。同轴联接负载电机。图中Rf用D42上1800Q阻值，Rl用D42上1800Q阻值加上900Q并联900Q共2250Q阻值。按下启动按钮，接通交流电源，调节调压器使之逐渐升压至额定电压并保持不变。合上校正过的直流电机的励磁电源，调节励磁电流至校正值(100mA)并保持不变。⑷合上开关S,调节负载电阻Rl(注：先调节1800Q电阻，调至零值后用导线短接再调节450Q电阻)，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。(5)从这负载开始，逐渐减小负载直至空载(即断开开关S),在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、校正直流测功机的负载电流If等数据。(6)共取数据8〜9组记录于表4-6中。表4-6Ui=Uin=220V(△)lf=100mA序号I1L(A)P1(W)If(A)T2(N•m)n(r/min)IaIbIcI1LPiPnP110.6250.5750.610.60349.9120.5170.40.660.901139220.550.540.530.54047.7117.5165.20.570.787139430.5260.520.5150.52044.7112.3157.00.490.661140240.440.4520.4440.44533.395.5128.80.40.601142350.40.420.390.40325.584.3109.80.330.489143760.350.360.3450.35215.972.388.20.220.388145070.3020.30.30.3015.158.763.80.180.239146680.2720.2750.280.2762.747.750.400.1881477五、实验报告1、计算基准工作温度时的相电阻由实验直接测得每相电阻值，此值为实际冷态电阻值。冷态温度为室温。按下式换算到基准工作温度时的定子绕组相电阻：riref235riC_235ref=60.48式中60.48Q;r1ref――换算到基准工作温度时定子绕组的相电阻,r1c——定子绕组的实际冷态相电阻，48.68Q;0ref――基准工作温度，对于E级绝缘为75C;0C――实际冷态时定子绕组的温度，18C;2、作空载特性曲线：I0L、P0、COS©0=f(U0L)IoL=f(UoL)0.3500.000■jj0.3000.2500.2000.1500.1000.05050.0100.0150.0200.0250.0300.0—•—loL=f(UoL)0.00.7000.6000.5000.4000.3000.2000.1000.0000.300I.0.20001000.0000.050.0100.0150.0200.02!50.0iol=t(uol)50.0100.0150.0200.0250.0300.00.0300.0COS=f(UoL)4035302520151050Po=f(UoL)0.050.0100.0150.0200.0250.0300.0—Po=f(UoL)3、作短路特性曲线：Ikl、PK=f(Ukl)IkL二f(UkL)—IkL=f(UkL)4、由空载、短路实验数据求异步电机的等效电路参数。(1)由短路实验数据求短路参数短路阻抗:Zk短路电阻:IkIklPkPk:3IKiKlUk■..zK■-3UKL=277.54111.50短路电抗:Xk*=253.58式中UK率(△接法)。Ukl,IIkl~Pk.3,电动机堵转时的相电压，相电流，三相短路功转子电阻的折合值：I「2rKr1CPK=f(UkL)—PK=f(UkL)=111.50-48.68=62.82式中r1c是没有折合到75C时实际值。定、转子漏抗：x'XKX1〜=126.792(2)由空载试验数据求激磁回路参数空载阻抗空载电阻空载电抗式中Uo接法)。U0L激磁电抗激磁电阻ZUo.3Uol=1529.o7Z0Io1olr。PoPo31：IoL=48o.99Xo-Zo2ro=145o.4401ol3，Po电动机空载时的相电压、XmXoXi=145o.44-126.79=1323.65rmPFePFe3Iol：L=4°.6相电流、三相空载功率(△I4-4确定。式中PFe为额定电压时的铁耗，由图图4-4电机中铁耗和机械耗叫Po'=f(UoLA2)■Po'=f(Uol_A2)线性(Po'=f(Uol_A2))31.5031.0030.5030.0029.5029.0028.5028.0027.5027.0026.500.010000.020000.030000.040000.050000.060000.070000.080000.0P1=f(P2)P1=f(P2)11二f(P2)-•—I1=f(P2)n=f(P2)n=f(P2)S=f(P2)S=f(P2)COS1=f(P2)0.0020.0040.0060.0080.00100.00120.00140.00-COS1=f(P2)序号电动机输入电动机输出计算值11(A)P1(W)T2(N•m)n(r/min)P2(W)S(%)n(%)COS©110.348170.40.9011392131.697.20%77.28%0.7420.312165.20.7871394115.197.07%69.73%0.8030.289157.00.661140297.316.53%61.98%0.8240.257128.80.601142389.805.13%69.72%0.7650.233109.80.489143773.784.20%67.20%0.7160.20388.20.388145059.073.33%66.98%0.6670.17463.80.239146636.792.27%57.66%0.5680.15950.40.188147729.161.53%57.85%0.48表4-7Ui=220V(△)If=100mA计算公式为：111500n1500100%COS1P20.105nT2100%P1式中丨1――定子绕组相电流，A;U1――定子绕组相电压，V；S――转差率；n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：PFe=7.62机械损耗：Pmec=20.89定子铜耗：2FCU13I1r1=12.153转子铜耗：PCU2=0.09100杂散损耗Pad取为额定负载时输入功率的0.5%。式中Pem――电磁功率，W；PemRPcu1PFe=137.23铁耗和机械损耗之和为:P°PFePmecP)31。Pj=27.74为了分离铁耗和机械损耗，作曲线P0f(U,如图4-4。延长曲线的直线部分与纵轴相交于K点，K点的纵座标即为电动机的机械损耗Pmec,过K点作平行于横轴的直线，可得不同电压的铁耗PFe。电机的总损耗PPFePcu2PadPmec于是求得额定负载时的效率为:-P1P100%P=73.54%式中P1、S、11由工作特性曲线上对应于P2为额定功率Pn时查得。