(完整word版)异步电机实验报告

1、四川大学电气信息学院实验报告课程名称电机学实验项目 专业班组 实验时间成绩评定评阅教师报告撰写:三相异步电动机的空载及堵转实验电气工程及其自动化105，109班2014年11月21日电机学老师：曾成碧三相异步电动机的空载及堵转实验.实验目的1. 掌握异步电动机空载和堵转实验方法及测试技术。2. 通过空载及堵转实验数据求取异步电动机的铁耗和机械损耗。3. 通过空载及堵转实验数据求取异步电动机的各参数 .问题思考：1. 试就下列几个方面与变压器相比较，有何相同与相异之处？ (1)空载运行状况及转子堵转状况。(2)空载运行时的cos 0，I0，P0。(3)转子堵转实验时测得的Xk X1 X2'

2、;。答：变压器空载运行是指二次侧绕组开路时的变压的运行状态，此时二次侧绕组 电流i2=0,空载电流的无功分量远大于有功分量， 所以电流大多用于励磁。等效 电路如下图:rmXm异步电机的空载运行状况实际中并不存在，因为空载运行是指输出的机械功率为 零，也就是转差率s=0,转子侧电流为0,转子转速n与旋转磁场的转速n1相同,这种情况下转子不受磁场力，所以不可能存在。实际中的空载是指轻载，即s 0，nni，i20，输出功率P?0，PnPmPs0。等效电路可近似看为：?rmXm等效电路与变压器空载时的等效电路类似。f参数电机类型7cos 01。P)变压器很小，约为0.10.21。(0.02 : 0.1

3、)I1N，与Ui相位角约等于90度，几乎全部用来 产生空载磁场P0包括空载铜耗PCu和铁耗PFe ,铁 耗远大于空载铜 耗，所以P0 PFe，P0 一般占额定容量0.2%1%异步电动机很下，约为0.20.3略大于变压器cos 0定子电流几乎全部 用来疋励磁电流，用 来产生主磁通和定、 转子的漏磁通P0包括空载铜耗PCu和铁耗PFe，因 为转差率很小，所 以，转子电动势频 率很低，贴好很小 可以忽略不计。异步电机堵转的时候转子侧三相绕组断路， 转子堵住不动，定子侧接三相交流电源,此时因为转子不转，转子侧输出功率为零，电流较大，二次侧等效电阻 豆 2s最小等效电路如下图所示:?与变压器短路试验运行

4、时等效电路类似。变压器短路运行时等效电路如下:x1 +x2 ,在异步电机中x1 , x2分别是定子电流产生的磁场在定子侧的漏电抗 和转子侧感应电流产生的磁场在转子侧的漏电抗。在变压器中，Xi和X2近似相等，但远小于Xm，在异步电动机中，Xi和X2要 根据定、转子实际材料，接线方式确定。其值要小于 xm。2 在用两瓦法测量三相功率时，在相同的接线情况下，为什么有时会出现其中 一只瓦特表指针反转的现象？有的试验又没有这一现象出现，为什么？答：瓦特表反转主要是因为其测量的电压与电流方向出现了问题。当负载吸收电能时，瓦特表测得正值，瓦特表正向偏转，当负载具有电源性质，即发出电能， 则此时瓦特表则测出负

5、值。因为空载试验中功率因数非常低，产生有功较少，此 时会出现电能反转的现象。3 为什么在作空载试验时，瓦特表要选用低功率因数表？而在作堵转试验时， 瓦特表又要选用高功率因数表？答：因为在空载实验时，无有功功率输出，电流全部用来产生主磁通和漏磁通， 所以无功分量大于有功分量，功率因数低，因此要选用低功率因数表，否则读数 不精确。在做堵转实验时，由于转子侧短路，电流较大，因此发热会比较严重，所以 会消耗大量有功，功率因数与空载比较大大提高，因此应当使用高功率因数表。4 在作空载试验时，测得的功率主要是什么损耗？在作堵转试验时， 测得的功 率主要是什么损耗？答：做空载试验时，电流较小，铜耗较少，测得

6、的功率只要是铁耗，在做短路试 验时，由于短路电流较大，主要有功损耗在绕组铜耗上，铁耗近似可不计。三. 实验内容：1.作异步电动机的空载实验。2. 作异步电动机的堵转实验。四. 实验线路及操作步骤:380V电流电压 测针K功率表电压表电流表的接法图11-1异步机空载实验接线图111所示。1作三相异步电动机的空载实验：实验接线如图定子三相绕组经电流插盒和调压器接到电源， 合上开关K,调节调压器输出, 使电动机降压启动，启动后将电压调到 1.1 UN（约230伏）左右，开始读取三相线 电压，线电流和三相功率，然后逐渐降低电压，在 U0= （1.10.4 ） UN范围内测 取89组数据记录于表11 3

7、中。表 113序 号电压（伏）电流（安）功率（瓦）UaUbUcIa1 B1 CPaPbPc12302220321042005170613072作三相异步电动机的堵转实验。接线图如图11 1所示。先试电动机转向，根据转向将转子堵住不动。调压器手柄置于输出电压为零位置。合上电源开关K , 调节施加于定子绕组电压，使定子电流达额定值的1.1倍左右（这时外施电压大约100伏左右），读取三相线电压、线电流和三相功率，在Ik =（ 1.1到0.5）lN范 围内测取4到5组数据记录于表114中。表14号UaLBucIal Bl CPaPBPc14.223.73342.351.6五. 实验数据：三相异步电动机

8、空载试验数据如下:序 号电压（伏）电流（安）功率（瓦）UaUbUcI AI BI CPaPbPc12302312332.182.392.3360773322202212221.92.152.0757752332102102111.72.011.8550632142002012021.551.711.6840552251701701711.211.321.2438372361301301310.860.920.89273024三相异步电动机堵转实验数据如下:序 号电压（伏）电流（安）功率（瓦）UaUbUclA1 BI CPaPbPc165.465.166.24.24.244.2153.3156.

9、6159.9258.45859.13.73.783.75119.6119.6124.3348.247.848.933.093.0678.279.181.4437.237.338.12.32.382.3845.646.547.6525.925.926.31.61.641.6421.921.922.3序号UkIkPk165.5674.213156.600258.5003.743121.167348.3003.05079.567437.5332.35346.567526.0331.62722.033PKFA Pb FC作Uk = f（ I K）和Pk = f（ Ik）曲线，如图114所示。I1 A

10、1 B 1 CIk 3实验报告：1 堵转特性计算U =Ua Ub UcUk=3八.从曲线得额定电流lk=3.92A时:Uk = 61.07V P k=133.34W1堵转参数计算：ZkUkVsik异d 8.996V3 3.92rKPk133.34丁7 5.O1OV3 3.922Xk7ZKd J8.9962 5.O1O27.472ri2' 2rk 22 25.010 2.505XiX2' 2Xk1 7.47223.736空载特性计算：Ua Ub Uc3UoPoPa Pb PcPo'F0Ia Ib Ic33I；r1将计算数据填入下表11 5中;表 11 5序号U0 (VU0

11、ZU(U0/U)2I0(A)P0(W)Pd/W)cos 0 01231.331.0521.1072.30170130.20.18422211.0051.0102.04155123.70.1983210.330.9560.9141.85134108.30.19942010.9140.8351.6511796.50.2045170.330.7740.5991.269886.10.2646130.330.5920.3500.898175.00.403根据上表计算数据用直角坐标纸作上列曲线：P 0= f( U0/Un)Po'f(Uo/UN)2) Io= f( U0/Un)从曲线中得出额定电压时

12、Po=152.66WPFe=130.23WPfw=50.43W10=2.01A4空载参数计算Zm Z0U。际02202.0163.19rm3I02迴笔10.743 2.01Xm JZm2 rm2 J63.192 10.74262.275根据求出的空载、堵转参数，作异步电动机的“T”型等效电路，并将参I2数标于图中。IiO1ri2.505X2' 3.736rm22.50510.74X2' 3.736UiEi = E2ImXm62.27七.实验感想在学习理论上的时候，我们通常是已知了各种参数，去计算运行时的电压电 流关系，或者是已知运行状态，去求取电机的参数。又或者更加复杂的，先知

13、道 一种运行状态，然后计算出参数，接着去计算另一种运行状态。总之无论是怎样 的理论计算，我们已知的条件都是所谓精确的，并且根据这精确的条件去精确计 算。这些只是理论上的计算，实际实验中我们不可能拥有所谓的 “精确的条件”。在实际的实验中，我们所有的数据都要通过测量，不论是电压，电流还是功 率，都需要用相应的测量仪器去测量、读数、记录在这些过程中，难免或产 生各种各样的误差，这是其中一个理论与实验出现偏差的原因。另一个原因是， 理论计算时会忽略各种“小量”，比如在空载实验时，我们近似的认为 Zo - Zm， 实际上Z)=Zm+Zl只是乙相对于Zm很小，但实际测量中，随着电流的变化Zm是变化 的，产生的误差会可能增加，在测量中产生的误差在之后的计算当中误差会继续 增加。在做实验的过程中感受最深的就是理论与实验差距。在进行数据分析时，空 载时的P0图像中并不是理论上的平滑的近似直线的曲线，而是如下图：在额定值附近测量出的曲线斜率有明显的变 化，不再是平滑的曲线，这主要原因可能是测量时 出现的误差，又或者时电机在运行时出现的无法预 测的现象。因此，在实验中，我们会发现很多在理论中难 以发现的问题，这些问题大