三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性

1、山东科技大学电工电子实验教学中心创新性实验研究报告实验项目名称 三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性姓名 学号 手机 Email 专 业 班级 指导教师及职称 开课学期 至 学年学期提交时间 年 月 日一、实验摘要通过对三相绕线式异步电动机在各个运行状态下的参数测量，绘制出机械特性曲线，加深对三相异步电机的机械特性的了解。二、实验目的研究三相线绕式异步电动机在各种运行状态下的机械特性，即在额定电压下并且励磁回路电阻阻值为常数时转速与电磁转矩的关系即T=f(n)，本次试验的转矩T是公式计算所得。三、实验场地及仪器、设备和材料：实验地点：J11-418 电机实验室设备和材料：型号 DD03 名

2、称 导轨、测速发电机及转速表 1件型号 DJ23 名称 校正直流测功机 1件型号 DJ17 名称 三相线绕式异步电动机 1件型号 D31 名称 直流电压、毫安、安培表 2件型号 D32 名称 交流电流表 1件型号 D33 名称 交流电压表 1件型号 D34-3 名称 单三相智能功率、功率因数表 1件型号 D42 名称 三相可调电阻器 1件型号 D44 名称 可调电阻器、电容器 1件型号 D51 名称 波形测试及开关板 1件四、实验内容1、实验原理 电动状态工作时，电动机由电网吸收电能，变化成机械能以带动负载， 电动运行状态的特点是电动机转矩T的方向与旋转的方向n相同； 三相异步电动机的转速高于

3、同步速度ns,即n>ns时，转差率s=(ns-n)/ns<0，转子感应电动势sE2反向，异步电机进入回馈制动状态；反接制动状态分为转速反向的反接制动和定子两向反接的反接制动；2、实验内容测定三相线绕式异步电动机在各种运行状态下的机械特性电路图如下所示：图6-2 三相线绕转子异步电动机机械特性的接线图 3、实验步骤RS=0时的电动及再生发电制动状态下的机械特性。 （1）按图6-2接线，图中M用编号为DJ17的三相线绕式异步电动机，额定电压：220V,Y接法。MG用编号为DJ23的校正直流测功机。S1、S2、S3选用D51挂箱上的对应开关，并将S1合向左边1端，S2合在左边短接端（即线

4、绕式电机转子短路），S3合在2'位置。R1选用D44的180阻值加上D42上四只900串联再加两只900并联共4230阻值，R2选用D44上1800阻值。 R3暂不接。直流电表A2、A4的量程为5A，A3量程为200mA，V2的量程为1000V，交流电表V左边1端，1的量程为150V，A1量程为2.5A。转速表n置正向1800r/min量程。 (2) 确定S1合在S2合在左边短接端，S3合在2'位置，M的定子绕组接成星形的情况下。把R1、R2阻值置最大位置，将控制屏左侧三相调压器旋钮向逆时针方向旋到底，即把输出电压调到零。 (3) 检查控制屏下方“直流电机电源”的“励磁电源”开

5、关及“电枢电源”开关都须在断开位置。接通三相调压“电源总开关”，按下“开”按钮，旋转调压器旋钮使三相交流电压慢慢升高，观察电机转向是否符合要求。若符合要求则升高到U=110V，并在以后实验中保持不变。接通“励磁电源” ，调节R2阻值，使A3表为100mA并保持不变。 （4）接通控制屏右下方的“电枢电源”开关，在开关S3的2'端测量电机MG的输出电压的极性，先使其极性与S3开关1'端的电枢电源相反。在R1阻值为最大的条件下将S3合向1'位置。 （5）调节“电枢电源”输出电压或R1阻值，使电动机从接近于堵转到接近于空载状态，其间测取电机MG的Ua、Ia、n及电动机M的交流电

6、流表A1的I1值，共取8-9组数据录于表6-6中。 表6-6 U=110V RS=0 If= mAUa(V)Ia(A)n(r/min)I1(A) （6）当电动机接近空载而转速不能调高时，将S3合向2' 位置，调换MG电枢极性（在开关S3 的两端换）使其与“电枢电源”同极性。调节“电枢电源”电压值使其与MG电压值接近相等，将S3合至1'端。保持M端三相交流电压U=110V，减小R1阻值直至短路位置（注：D42上6只900阻值调至短路后应用导线短接）。升高“电枢电源”电压或增大R2阻值（减小电机MG的励磁电流）使电动机M的转速超过同步转速n0而进入回馈制动状态，在1700r/min

7、n0范围内测取电机MG的Ua、Ia、n及电动机M的定子电流I1值，共取6-7组数据记录于表6-7中。表6- 7 U=110V RS=0 Ua(V)Ia(A)n(r/min)I1(A)五、实验结果与分析1、实验现象、数据记录（1）按照实验步骤进行操作，当调节“电枢电源”输出电压或R1阻值，使电动机从接近于堵转到接近于空载状态时，测取电机了MG的Ua、Ia、n及电动机M的交流电流表A1的I1值，并记于表6-6中：表6-6 U=110V RS=0 If= 100 mAUa(V)5080100120140148155157158Ia(A)-0.18-0.19-0.20-0.18-0.16-0.13-0

8、.1-0.06-0.05N(r/min)500690797101212011214123012671300I1(A)1.0100.8900.8640.7300.6040.5850.4990.4230.420 （2）当继续调节电动机使其接近空载而转速不能调高时，将S3合向2' 位置，调换MG电枢极性（在开关S3 的两端换）使其与“电枢电源”同极性。调节“电枢电源”电压值使其与MG电压值接近相等，将S3合至1'端。保持M端三相交流电压U=110V，减小R1阻值直至短路位置。升高“电枢电源”电压或增大R2阻值（减小电机MG的励磁电流）使电动机M的转速超过同步转速n0而进入回馈制动状态

9、，这时开始测取电机MG的Ua、Ia、n及电动机M的定子电流I1值，并将数据记录于表6-7中。表6- 7 U=110V RS=0 Ua(V)160149138132128125123120115Ia(A)0.540.460.390.270.190.140.120.060.04n(r/min)165016001500145014251400138013501300I1(A)0.5430.3090.2430.1590.2120.2410.2470.2580.276)(55.920aaaaRIIUPnT-=（3）计算公式： 式中 T受试异步电动机M的输出转矩（N·m）； Ua测功机MG的电枢端电压（V）； Ia测功机MG的电枢电流（A）； Ra测功机MG的电枢电阻（），可由实验室提供； P0对应某转速n时的某空载损耗（W）。 注：上式计算的T值为电机在U=110V时的T值，实际的转矩值应折算为额定电压时的异步电机转矩。根据上式得不同转速下T的值，利用excle绘出其机械特性曲线见下图：六、实验结论在三相异步电动机工作于电动状态时，转差率1>Ns>0，输出转矩T2,而此时电磁转矩为驱动性质的转矩。此阶段内，从空载点到最大转矩点的这一段Te对的导数小于零。所以是稳定区，从最大