三相异步电动机的工作特性和参数测定

1.实验目的

（1）掌握三相异步电动机直接负载和空载、堵转实验方法。

（2）用空载、堵转实验数据，求出异步电动机每相等效电路中各个参数。

2.实验内容

（1）用测功机作负载，测出三相异步电动机的工作特性：

P1、I1、T2、s、cosφ1、η与 f（P2）的函数关系。

（2）空载实验，测出空载特性曲线：

I0、P0、cos φ0与 f（U0）的函数关系。

（3）堵转实验，测出堵转特性曲线：

IK、PK与 f U（K　的函数关系。

（4）从空载实验和堵转实验中求出Rm、Xm和R1、X1σ、2R′、2Xσ′ 等参数。

3.实验说明和操作步骤

记录本小组实验机组的铭牌数据。

每次实验，应从所求测量值的上限开始读数，然后逐渐减小测量值，这样求得的整条曲线，其温度比较均匀，减小因温度不同带来的误差。

1）直接负载法求取异步电动机的工作特性

测功机说明：

在实验室中用测功机直接加负载的方法有以下两种：

（1）涡流测功器作异步电动机的负载，这种机组只要调节涡流测功器的励磁电流，就能调节异步电动机负载的大小，负载转矩T2可以直接从测功器的刻度板上读得（本实验的刻度单位为公斤力·米）。

（2）以电动测功机作异步电动机的负载，这种测功机是将一台直流发电机改装成的。它的定子可以在两个支柱上左右摆动，加负载时将电动测功机接成他励发电机，电枢发出的直流电消耗在电阻箱上（也可以馈向直流电网），同时定子摆动一个角度，可以通过指针读出转矩T2（公斤力·米）。

负载实验是在定子上施加额定电压和额定频率的情况下进行的，接线如图2-11-1所示，（a）为涡流测功器线路，（b）为电动测功机线路。

图2-11-1　三相异步电动机负载实验接线图

操作步骤：

（1）按图接线，记录被试电机额定电压、额定电流值。

（2）调压器输出电压调至零，无错误后合上开关S1、S2，升高调压器输出电压起动异步电动机。并将电压调至额定值UN＝380 V。

（3）将测功机励磁回路单相调压器输出调至0位置（逆时针到底）。

（4）保持电动机外加电压U1＝UN不变，通过调节单相调压器改变整流电路的输入电压，从而改变了整流电路的输出电压，即改变了测功机的励磁电流，调节电动机的负载。在I1=（1.2～0.5）IN范围内均匀测取7～9点，记录每次的三相电流、三相功率和转速、转矩。数据填入表2-11-1中。

表2-11-1　负载实验数据（U1＝UN＝380 V）

表中，T2的单位为公斤力·米；I1为三相电流平均值（安）；；P1＝PⅠ+PⅡ；。

2）空载实验

空载实验就是在电动机轴上不带负载时，定子绕组上施加额定频率的三相对称电压，然后通过调压器，调节定子绕组上的电压，在不同电压下测取三相U0、I0、P0。

空载实验可以作出空载特性曲线，利用空载实验数据从空载功率中分离出铁耗和机械损耗，进而计算出Rm、Xm。(www.xing528.com)

操作步骤如下：

（1）先将调压器输出电压调至零，测功机不加励磁，使电动机处于空载状态。

（2）合上电源开关S1、S2，逐渐升高电压，起动电动机并将电压调至额定值380 V。

（3）调节电动机的电压，由（1.1～1.3）UN逐渐减少到可能达到的最低电压（即电流回升时的电压，此时电压很低，磁场很弱，电机为了克服一定的空载力矩，转差率会增大，转子电流亦随之增大，从而引起定子电流的回升，此电压值约为0.3UN左右）。读取三相空载电压、电流、功率，共取7～9 点，记录填入表2-11-2中。

表2-11-2　空载实验数据　（P2＝0）

表中，U0为三相线电压平均值；I0为三相电流平均值；。

3）堵转实验（短路实验）

堵转实验时电流很大，为了使电流不致过大，应降低电源电压进行。控制堵转电流KN1.2II≈以下，电压约在0.4UN以下。

堵转实验可以测取堵转特性和等效电路中2R′、2Xσ′ 和X1σ等参数。事先检查转子旋转方向，然后堵住转子。实验线路与空载时相同。

操作步骤如下：

（1）用螺栓堵住转子（即s＝1），调压器输出电压调到零位置。

（2）合上电源开关S1、S2，以堵转电流为准，观察电流表，慢慢升高电压，在额定电流IN左右（此时电压大约100 伏左右）观察仪表工作是否正常。调节外施电压，使电流升到1.2IN，迅速读取三相电流、功率、电压，从大约1.2IN～0.2IN之间均匀测取5～7 点，记录填入表2-11-3中。此实验动作要迅速，因为此时电机不转，散热条件差，需要防止电机绕组过热。电压允许只测一相值。

（3）实验完毕立即断开电源，将堵转的螺栓取掉，以便以后的实验正常进行。

注意：记录室温及定子每相冷态电阻值R1。

表中，UK为三相线电压平均值；IK为三相电流平均值；。

4.实验报告

（1）根据表2-11-1的数据，在同一坐标纸上画出工作特性曲线：

P1、I1、T2、s、cosφ1、η 与 f（P2）的函数关系。

（2）根据表2-11-2的数据画出空载特性曲线：

I0、P0、cosφ0与 f（U0）的函数关系。

（3）根据表2-11-3的数据画出堵转特性曲线：

表2-11-3 短路实验数据　（n＝0）

IK、PK与 f U（K的函数关系。

（4）从空载和堵转实验中求出等效电路各参数。

①根据室温时的冷态电阻值，换算到基准工作温度75℃时的定子每相电阻。

式中Rθ为室温θ °C时的冷态电阻

②分出铁耗和机械耗，求出各点的，作曲线，从曲线中查得额定电压UN时的铁耗pFe和机械耗pΩ数值，求出Rm。

③由堵转曲线中查得IK＝IN时的UK、PK数值，求得归算到定子边的转子电阻和定转子不饱和电抗X1σ和，求出Xm。

④作出T型等效电路图。