三相鼠籠異步電動機實驗

三相鼠籠異步電機
一、實驗目的
1、掌控把握三相異步電機的空載、短路和負載試驗的方法。
2、用直接負載法測取三相鼠籠式異步電機的作業特性。
3、測量三相鼠籠式異步電機的功能數值。
二、預習要點
1、異步電機的作業特性指哪些特性？
2、異步電機的等效電子回路有哪些功能數值？它們的物理意義是什么？
3、異步電機的作業特性和功能數值的測量方法。
三、實驗項目
1、空載試驗。
2、短路試驗。
3、負載試驗。
四、實驗方法
1、實驗設備

序 號	型 號	名 稱	數 量
1	DQ03-1	導軌、光電測速系統及轉動速度表	1件
2	DQ19	校正過的直線DC電機	1臺
3	DQ10	三相鼠籠異步電機	1臺
4	GDQ25	交流ACAC功能數值表	1件
5	DQ22	直線DC數字電壓（V）、mA毫安、安培表	1件
6	DQ27	三相可調電阻器	1件
7	DQ31C	熔斷器及開關板	1件

2、屏上掛式模塊件排列順序
GDQ25、DQ22、DQ27、DQ31C
3、空載試驗
（1）按圖3-3接線。電機繞組為Δ接法(U_N=220V)，直接與光電測速系統同軸聯接，不聯接校正直線DC測功機DQ19。
(2) 把交流ACAC調壓器調至電壓（V）最小位置，接通電源，逐漸升高電壓（V），使電機起動旋轉，查看電機旋轉方向。并使電機旋轉方向為正轉(如轉向不符合要求需調節相序時，必須切斷電源)。
(3) 保持電機在規格限定電壓（V）下空載運行數分鐘，使機械損耗達到平穩后再實行試驗。


圖3-3 三相鼠籠式異步電機試驗接線圖
(4) 調動電壓（V）由1.2倍規格限定電壓（V）開始逐漸降低電壓（V），直至電流（A）或功率（W）顯著增大為止。在這界限內讀取空載電壓（V）、空載電流（A）、空載功率（W）。
(5) 在測取空載實驗數值時，在規格限定電壓（V）附近多測幾點，共取7～9組數值記錄于表3-4中（注：實驗中經過測P_Ⅰ，估算P0，P0=3P_Ⅰ，即運用三表法求三相總功率（W），cosφ₀= P₀/S）。
表3-4

序號	U0L（V）	I0L（A）	PⅠ（W）	P0（W）	cosφ0
1
2
3
4
5
6

4、短路試驗
(1) 測量接線圖同圖3-3。用限限制動作作工量具扳手將三相電機轉子堵住。
(2) 調壓器退至零，按下啟動按鈕，接通交流ACAC電源。調動控制屏左側調壓器旋鈕使之逐漸升壓至短路電流（A）到1.2倍規格限定電流（A），再逐漸降壓至0.3倍規格限定電流（A）為止。
(3) 在這界限內讀取短路電壓（V）、短路電流（A）、短路功率（W）。
(4) 共取5～6組數值記錄于表3-5中（注：實驗中經過測P_Ⅰ，估算P0，P0=3P_Ⅰ，即運用三表法求三相總功率（W），cosφ_K = P_K /S）。
表3-5

序號	UKL（V）	IKL（A）	PⅠ（W）	PK（W）	cosφK
1
2
3
4
5
6

5、負載試驗
(1) 測量接線圖同圖3-3。同軸聯接負載電機。圖中R_f用DQ27上1800Ω阻值，R_L用DQ27上1800Ω阻值加上900Ω并聯900Ω共2250Ω阻值，S選用DQ31C。
(2) 按下啟動按鈕，接通交流ACAC電源，調動調壓器使之逐漸升壓至規格限定電壓（V）220V并保持不變。
(3) 合上校正過的直線DC電機的勵磁電源，調動R_f使勵磁電流（A）至校正值(100mA)并保持不變。
(4) 合上開關S，調動負載電阻R_L（注：先調動1800Ω電阻，調至零值后用實驗連接線短接再調動450Ω電阻），使異步電機的定子電流（A）逐漸上升，直至電流（A）上升到1.25倍規格限定電流（A）。
(5) 從這負載開始，逐漸減小負載直至空載（即斷開開關S），在這界限內讀取異步電機的定子電流（A）、寫入功率（W）、轉動速度、校正直線DC測功機的負載電流（A）I_F等數值。
(6) 共取8～9組數值記錄于表3-6中。
表3-6 U₁=U_1N=220V（Δ） I_f= mA

序號	I1L（A）	PⅠ（W）	P1（W）	IF（A）	T2（N·m）	n（r/min）
1
2
3
4
5
6
7
8

五、實驗報告
1、作空載特性彎彎曲線：I_0L、P₀、cosφ₀=f(U_0L)
2、作短路特性彎彎曲線：I_KL、P_K=f(U_KL)
3、由空載、短路實驗數值求異步電機的等效電子回路功能數值。
(1) 由短路實驗數值求短路功能數值
短路阻抗：

短路電阻：

短路電抗：

式中 ，P_K——分別為電機堵轉時的相電壓（V），相電流（A），三相短路功率（W）（Δ接法）。
轉子電阻的折合值：
≈
式中r_1C是沒有折合到75℃時實際值。
定、轉子漏抗：
≈ ≈
(2) 由空載試驗數值求激磁線路功能數值
空載阻抗

空載電阻

空載電抗

式中 ，P₀­——分別為電機空載時的相電壓（V）、相電流（A）、三相空載功率（W）（Δ接法）。
激磁電抗

激磁電阻
式中P_Fe為規格限定電壓（V）時的鐵耗，由圖3-4確定。




圖3-4 電機中鐵耗和機械耗
4、作作業特性彎彎曲線P₁、I₁、η、S、cosφ₁=f(P₂)。
由負載試驗數值計算作業特性，填入表2-7中。







表2-7 U₁=220V(Δ) I_f = mA

序 號	電機寫入		電機輸出		計 算 值
	(A)	P1 (W)	T2 (N·m)	n (r/min)	P2 (W)	S (%)	η (%)	cosφ1

計算公式為：




式中 ——定子繞組相電流（A），A；
——定子繞組相電壓（V），V；
S——轉差率；
η——效率。
六、思考題
1、由空載、短路實驗數值求取異步電機的等效電子回路功能數值時，有哪些因素會引起誤差？
2、從短路實驗數值我們可以得出哪些結論？