三相异步电动机实验报告

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1、电机学 综合实验报告书 三相异步电动机姓名：班级：学号：江苏大学电气学院2011.6一、概述电机制造厂生产的电机产品，它的质量是否符合国家标准规定的指标，要通过试验来验证。 我们设计的电机，它的计算数值是否符合实际，生产过程中由于制造工艺引起的偏差又是多 少，也必须通过试验来判断，所以电机的试验是考核其质量是否合格的一个重要手段，同时 又为改进电磁设计、结构、制造工艺等方面提供了可靠的证据。根据国家标准GB755-81电机基本技术要求规定，试验项目有型式试验和检查试验 两种。型式试验的目的是求取电机全部的工作特性和参数，以全面考察电机的电气性能和质 量，从而判断该电机是否符合国家标准（或用户订

2、货时所签订的技术要求），此外对型式试 验的分析还可以制定出该电机出厂的性能标准。电机制造厂遇到下列情况之一时需进行电机 的型式试验：1. 新产品试制完成时。2. 电机设计或工艺上的更改足以引起某些性能发生变化时，则应进行有关的型式试验项目。3. 当检查试验结果与以前的型式试验结果发生不可容许的偏差时。4. 各类型电机标准所规定的定期抽试。检查试验（又称出厂试验）是电机制造厂按照简化项目对电机成品所进行的试验，以确 定该电机的主要指标符合标准，保证出产电机的质量。制造厂的每一台电机成品都必须进行 检查试验，检验合格者才允许出厂。从内容上看，检查试验只是型式试验的一部分。异步电机的型式试验项目有：

3、1. 绕组对机壳及绕组相互间绝缘电阻测定。*2. 绕组在实际冷状态下直流电阻的确定。*3. 转子电压的测定（仅对绕线转子和交流换向器电动机）。*4. 空载试验。*5. 堵转试验（仅对笼形电机和交流换向器电动机）。*6. 温升试验。7. 效率、功率因数和转差率的测定。8. 短时过转矩试验。9. 最大转矩的测定。10. 启动过程中最小转矩的测定（仅对笼形电机）。11. 超速试验（对笼形转子电动机，仅在型式试验时进行）。*12. 振动的测定。*13. 噪声的测定。14. 转动惯量的测定。15. 短时升高电压试验。*16. 耐电压试验。*其中后面标有*的为检查试验项目。第12项也可根据需要仅列为型式试

4、验项目。二、试验内容及方法三相异步电动机试验方法应根据国家标准GB1032-85三相异步电动机试验方法进行。试验中测量仪表接线按电机学实验指导书进行。限于设备，我们只能进行温升试验、负 载试验、空载试验及堵转试验。（一）温升试验（略）由于设备和试验时间限制，温升试验暂时不做。已知数据：试验开始时冷却介质温度试验开始时的绕组电阻试验结束时冷却介质温度试验结束时的绕组电阻（二）负载试验（1）负载试验的目的是测取工作特性曲线。即电动机在额定电压、额定频率下输入功 率P、定子电流I、效率耳、功率因数COS9及转差率s与输出功率P的关系曲线。1 1 2p,i ,n,cos9,s = f（p）1 1 2（

5、2）工作特性曲线应在电动机温度接近热状态时由负载试验测取。此时，在1.250.25 倍额定功率范围内测取68点数据：三相电压、三相电流、输入功率及转差率或转速。（3）效率的间接测定法效率的测量有间接法和直接法，采用间接法各部分损耗按下面方法计算：a额定电压下的铁耗PFe （W）由空载试验求取;b. 机械损耗 p（W） 由空载试验求取；mecc. 定子绕组铜耗 p（W ）cu1p = 312 Rcu11 111定子相电流R1 换算到基准工作温度时定子绕组相电阻K +6换算：R二R & R 实际冷状态绕组的相电阻（三相平均值），单位10 K +60a06实际冷状态时绕组的温度，单位o c06 1基

6、准工作温度，对A、E、B绝缘等级为75o C,对F、H绝缘等级为115。CK常数，铜绕组为235，铝绕组为228ad. 转子绕组损耗 pcu 2p二(P - p - p ) - scu 21cu1Fee.杂散损耗p A对不实测杂散损耗的电机，额定功率时的杂散损耗值取其输入功率的 0.5%。对其它负 载点，杂散损耗值按与定子电流平方成正比确定(实际计算时可取电流接近名牌上额定电流 的某点数据作为额定负载时的杂散损耗，以该值为参考值计算)。(三) 空载试验(1) 测量前电动机应在额定电压、额定频率下空载运行一段时间，使机械损耗达到稳 定。(2) 试验时施于定子绕组上的电压应从(1.11.3)倍额定

7、电压开始，逐步降低到可能 达到的最低电压值即电流回升为止，其间测取79 点读数。(3) 试验时测取下列数据：三相电压、三相电流、输入功率。(4) 试验结束，对数据进行处理，绘制空载特性曲线，即空载电流I、空载输入功率0P与外施电压U的标幺值(U ./U )的关系曲线。000 N为分离铁耗p和机械损耗p ，作曲线P = f (U ；U )2)Femec00 N其中： P = p + p = P 一 p ， p= 312 R0 Fe mec 00 cu10 cu10 1(四) 堵转试验(1) 堵转试验的目的是求取额定电压时的堵转电流和堵转转矩(起动电流和起动转矩)。 还可以利用堵转试验数据作圆图，

8、求取额定转矩和最大转矩。(2) 堵转试验施于定子绕组的电压尽可能从不低于0.9 倍的额定电压开始，然后逐步 降低电压至定子电流接近额定值为止，其间共测取57 点读数，每点应同时测取下列数据： 三相电压、三相电流、转矩、输入功率，每点测量及读数时，通电持续时间不应超过10 秒， 以免绕组过热。(3) 如限于设备，堵转试验不能从09U开始，对于100kW以下的电动机，堵转试N验的最大电流应不低于4.5倍额定电流。( 4)本试验要利用圆图法求取额定转矩和最大转矩，应注意测量(1.01.1)倍额定电 流和(2.02.5)倍额定电流时两点的数据。因为电机产生额定转矩时，定子电流在额定电流 附近，而产生最

9、大电磁转矩时，定子电流约为(2.02.5)倍额定电流。当电流较大时，磁路 趋于饱和，定转子漏抗比额定运行时小，故作出的圆比额定运行的圆要大，作图时务必加以(5) 若堵转试验时最大电压在 0.91.1 倍额定电压范围内，应根据试验数据绘制堵转 特性曲线I = f (U )，T = f (U )，额定电压的堵转电流I，堵转转矩T ，由特性KKKKKNKN曲线上查取。（6）若堵转试验时限于设备，最大电压低于09U，应作lgI = f （lgU ）曲线，并N K K延长在该曲线上查取U二U时的堵转电流I，此时的堵转转矩按下式求取：K N KNT二T （$N）2I，T 试验中测取的最大电流及该点转矩KN

10、 K IK KK（五）电机型式试验记录及计算三相鼠笼异步电动机型式试验记录单型号：额定功率制造厂：额定电压产品编号：额定电流接法：绝缘等级：频率：工作方式：转速：重量：1.负载试验记录序号线电压（V）线电流（A）三相输入功率（W）转速（转/分钟）PiP2工P12345678910负载试验计算公式铁耗p 、机械损耗p由空载试验求取；定子绕组铜耗Femecp 二cu1二 312 R1 1转子绕组损耗pcu 2PemsP （P 一p 一 p ）em1cu 1Fen 一 nV 1工 p p + pcu1+ p+ p+ pFecu 2mecs 1niAP耳T x 100%P1P13U IN 1负载试验计

11、算12345678910额定线电压U （V）N线电流11 （A）相电流I加（A） 机输入功率P（W）定子铜耗P （W）cu1电磁功率P（W）em转差率s转子铝耗P（W）cu 2杂散损耗P （W）A总损耗工p（W）输出功率P （W）2功率因数COS申(1）作曲线P = f （P ），并从曲线上求P二P时:P 二1N1 22NI = f (P)1 2I =1Ns = f (P )2s =N耳=f (P2)耳 =NCOS 申二=f( P2)COS 9=NP(2)计算额定转矩T二9550- =NnN（注：额定功率单位为kW）2.空载试验测量三相输入功率（W）序号线电压（V）线电流（A）P01P02工P

12、12345678910空载试验结束后定子相电阻测定：空载试验计算12345678910线电压标幺值U /U0N标幺值平方(U /U )20N线电流I (A)0相电流I (A)09输入功率P (W)0定子铜耗p(W)0 cu1机械、铁耗P (W)0其中：p = 312 R0cu109 1P = p + p=P -p0Femec00 cu1(1) 作曲线：I=f (U U)00NP :=f (UJU )00NP:=f (U /U)2)，并将p、p分离00NFemec(2) 计算：当U=U时利用上面三个曲线求0NI =P=00P =p=0FeI =p09PmecCCC? rra屮一_0 v3U I0

13、 03.短路试验测量序号线电压（V）线电流（A）三相输入功率（W）短路力矩（N - m ）PK1PK2工PK12345678910短路试验结束后定子相电阻测定：短路试验计算12345678910线电压U （V）K相电压UK（V）】g仏线电流I （A）K相电流I , (A)K9Ig I石K三相短路功率P （W） K短路力矩TK若试验最大电压在（0.91.1） UN之间,则按（1）作图计算，否则按（2）作图计算（即试验最大电压低于0.9 UN（1）作曲线I =Kf %T 二Kf (UK)从曲线上求取当5二 UN时：I 二KNTKN二（2）若限于设备最大电压低于0.9U，N作曲线lg Ik=f dg

14、 J)延长在该曲线查取U二U时：KNI 二KNTKN二 TK(長)2 二Kzp-1|IT式中：1，丄VV试验中测取的最大电流及该点转矩（3）起动转矩倍数和起动电流倍数TKNTN二IKN =IN4.作圆图求最大转矩项目作图说明数据（1）电流比例尺1 （毫米）=A （安培）iAi=安/毫米（2）功率比例尺1 （毫米）3UANL（千瓦）AP千瓦/毫米=1000取原点O，作横坐标OX、1 1纵坐标O Y1，（3）原点在纵坐标上作相电压矢量U,（任意长）1NU =1N伏根据空载运行数据：相电流10和功率因I0安（4）空载运行点数COS申0按a确定空载运行点0COS 90=(5)理想运行点根据空载运行数据

15、：理想空载损耗P p ，按A从O 垂直O X下降P - P 二0mec瓦毫米0mecP毫米，,mec行于OX1P1确定理想空载点O，作OG平根据空载运行数据:I曲和基准工作温度(6)圆心线偏角a电阻R，按sin a :21 R二 M 1计算，作OE,R =1 a =欧姆1UNQ与OG成a角，OE即为圆心线根据短路试验数据:取试验线电流接近（1.01.1）I点的I 、U、P及额NKQKQKT JI=安UKQ定相电压U，按I = I亠计算额KKQ U KQU=伏KQ定电压时的短路相电流IV(7)工作圆短路点P=瓦按 P = PI2KK计算短路相电流为T安KKII =J K丿K毫米=IK的短路功率P

16、K，按A和A确定工作iPP =K瓦毫米圆短路点Do确定D点的方法：作距O X线为P毫米1Q的平行线，0点为圆心，IK毫米为半径，画圆弧父平行线于D点。(8)作工作圆连接O和D点，作OD线的垂直平分线， 交OE于C点，C点即为工作圆的圆心。D =毫米a作工作圆的半圆ODE。量工作圆直径Da=安I ” =安根据短路试验数据:取试验线电流接近KQ（2.02.5）I 点的I、U”、P，按U ” =伏NKQKQKKQ(9)起动圆短路点I = I U皿计算IP =K瓦K1KQU K1KQI =K1安毫米P 二K1瓦 毫米按 P 二 P”K1KA确定起动 P圆）。IK1I ”，K丿 圆短路计算P ，按A和

17、K1i各点D1 （方法同工作连接O和D点，作OD线的垂直平分线，交OE于C点，C点即为起动圆的圆心。D =毫米（10）作起动圆11a1作起动圆ODE。量起动圆直径Da1=安DRD R按 tgY1, tgy 二 ai 1 求 y 和 丫U1U1NNtgy =角。分别作工作圆的电磁功率线（与OEy =（11）作电磁功率线成Y角）父工作圆与B点及起动圆的电磁tgy =1功率线（与OE成Y 1角）交起动圆于B1y =1点。OB线和OB线分别为工作圆和起动圆的电磁功率线。根据负载试验额定相电流I .，按A在1NQiI =安1N工作圆ODE上确定工作点L。确定L的=毫米方法：以O为圆心，I（毫米）为半Lb=毫米（12）额定转矩11NQ径作圆弧，交工作圆于L。从L点作LhT = Lb x ANP线垂直于OE线，交OB线于b点，线段Lb的长度即为额定转矩T （冋步千瓦）N同步千瓦作于OB线平行的直线切起动圆于S点，从S点作垂直于OE的直线交OB于TST=毫米点，线段ST的长度即为最大转矩T （冋T = ST x A（13）最大转矩MMP步千瓦）。（对10千瓦以上的鼠笼式异步=电动机用圆图法求得的最大转矩应乘以同步千瓦0.9的修正系数）按T /T计算电机的过载能力，即最大（14）过载能力MNT /T =M N转矩倍数圆图示例：