三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性

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1、三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性一、实验目的了解三相线绕式异步电动机在各种运行状态下的机械特性。、预习要点1、如何利用现有设备测定三相线绕式异步电动机的机械特性。2、测定各种运行状态下的机械特性应注意哪些问题。3、如何根据所测出的数据计算被试电机在各种运行状态下的机械特性。三、实验项目1、 测定三相线绕式转子异步电动机在Rs=0时，电动运行状态和再生发电制动状态下的机械特性。2、 测定三相线绕转子异步电动机在Rs=36 Q时，测定电动状态与反接制动状态下的机械特性。3、 Rs=36 Q,定子绕组加直流励磁电流li=0.36A及|2=O.6A时，分别测定能耗制动状态下的机械特性。四、实验

2、方法1、实验设备序 号型号名称数量1MET01电源控制屏1台2DD03不锈钢电机导轨、测速系统及数显转速表1件3DJ23校正直流测功机1台4DJ17三相线绕式异步电动机1台5D34-2智能型功率、功率因数表1件6D51波形测试及开关板1件2、屏上挂件排列顺序D34-2、D5111源电枢电+VO22 一图6-2三相线绕转子异步电动机机械特性的接线图3、Rs=0时的反转性状态下机械特性、电动状态机械特性及再生发电制动状态下机械特性。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， Un=220V,Y接法。MG用编号 为DJ23的校正直流测功机。 Si、S2、S3选用D51挂箱上的对应

3、开关，并将 Si合向左边1端，S?合在左 边短接端(即线绕式电机转子短路)，Sj合在2位置。R1选用R2的180Q阻值加上R3、R5上四只900Q串 联再加R上两只1300Q并联共4430Q阻值，R?选用R1上1800Q阻值，Rs选用MET01电源控制屏 R7上 36 Q的电阻，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500V，交流电 表V1的量程为 500V, A1量程为3A。(2) 确定Si合在左边1端，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Ri、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

4、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 启动”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，使校正直流测功机的励磁电流为校正值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端测量校正直流测功机的输出电压的极性，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 M的转速

5、下降，直至 n为零，再把 R1的R3、 R5上四个900Q串联电阻调至零后用导线短接，继续减小R1阻值或调高电枢电压使电机反向运转，直至 n=-1300r/min为止。然后增大电阻R1或者减小校正直流测功机的电枢电压使电机从反转运行状态进入堵转然后进入电动运行状态，在该范围内测取电机MG的Ua、la、n及电动机M的交流电流表 A1的h值，将数据记录于表6-6对应的表格中。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。减小R1阻值直至短路位置(注：R3、R5上

6、4只900Q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 n而进入回馈制动状 态，在1700r/minn0范围内测取电机 MG的Ua、la、n及电动机M的定子电流I1值。将数据记录于表6-6对应的表格中。(6) 停机(先将S3合至2端，关断 电枢电源”再关断 励磁电源”，将调压器调至零位，按下停止按钮)。表 6-6U=110VRs=0 QIf= 100 mAn(r/mi n)180017001600150014001300120011001000900800Ua (V)248233219204189166.7153.

7、4140.1127113100.5la ( A)0.8650.6520.4240.2180.045-0.082-0.158-0.207-0.226-0.234-0.235n(r/mi n)7006005004003002001000-100-200-300Ua (V)8874.461.548.136.522.410.73-2.05-18.9-31.7-44.8la ( A)-0.241-0.236-0.23-0.228-0.225-0.225-0.225-0.241-0.553-0.555-0.558n(r/mi n)-400-500-600-700-800-900-1000-1100-120

8、0-1300-1400Ua (V)-58.1-71.3-84.5-97.7-110.7-123.4-137.1150.2-163-176.6-189.2la ( A)-0.565-0.564-0.565-0.565-0.565-0.565-0.565-0.565-0.564-0.565-0.5654、Rs=36 Q时的反转性状态下机械特性、电动状态机械特性及发电制动状态下的机械特性将开关S2合向右端，绕线式异步电动机转子每相串入36 Q电阻。重复3中的试验步骤。记录对应的数据于表6-7中。表 6-7U=110VRs=36 QIf = 100 mAn(r/mi n)180017001600150

9、014001300120011001000900800Ua (V)187.4182.4191.8181.9169.6157.8145.4145.4121.4108.896.6la (A)0.3660.3220.270.2350.1980.1680.1450.1150.0860.0580.032n(r/mi n)7006005004003002001000-100-200-300Ua (V)8479.665.551.137.624.611.46-1.52-18.49-31.7-45.5la ( A)0.007-0.005-0.031-0.043-0.069-0.093-0.121=0.141-0

10、.482-0.507-0.53n(r/mi n)-400-500-600-700-800-900-1000-1100-1200-1300-1400Ua (V)-58.6-72-85.3-98.8-111.9-125.4-138.7-152.1-165.4-179192.3la ( A)-0.547-0.566-0.583-0.6-0.615-0.629-0.643-0.655-0 673-0 684-0.6945、能耗制动状态下的机械特性(1) 确认在 停机”状态下。把开关Si合向右边2端，S2合向右端(Rs仍保持36Q不变)，S3合向 左边2端， R1用R2上180Q阻值并调至最大， R2用

11、R1上1800Q阻值并调至最大， R3用R3上900Q 与900 Q并联再加 R5上900 Q与900 Q并联共900 Q阻值并调至最大。(2) 开启 励磁电源”，调节R2阻值，使A3表lf=100mA，开启 电枢电源”，调节电枢电源的输出电 压U=220V,再调节R3使电动机 M的定子绕组流过l= 0.6In=0.36A并保持不变。(3) 在Ri阻值为最大的条件下，把开关S3合向右边1端，减小Ri阻值，使电机MG起动运转后转速约为1600r/min，增大Rj阻值或减小电枢电源电压(但要保持A4表的电流I不变)使电机转速下降，直至转速n约为50r/min，其间测取电机 MG的Ua, la及n值

12、，共取10-11组数据记录于表 6-8中。(4) 停机。同 3 (6)(5) 调节R3阻值，使电机M的定子绕组流过的励磁电流l=l n=0.6A。重复上述操作步骤，测取电机MG的Ua, la及n值，共取1011组数据记录于表6-9中。表 6-8Rs=36 Q1=0.6AIf=100mAn(r/mi n)17001600150014001300120011001000900Ua(V)224211198186173160.4147.6134.9122.1Ia(A)0.6540.6720.6860.7020.7240.7420.760.7780.794n(r/mi n)800700600500400

13、3002001000Ua(V)109.796.785.57258.644.730.916.239.72Ia(A)0.8010.7970.7640.7130.6440.5440.4280.3020.236表 6-9Rs=36 QI=0.36Alf = 100 mAn(r/mi n)17001600150014001300120011001000900Ua(V)226212199187173.6160.6147.7135122Ia(A)0.3840.3860.3890.390.3940.40.4050.4090.416n(r/mi n)8007006005004003002001000Ua(V)1

14、09.296.283.370.056.843.430.116.209.75Ia(A)0.4190.4220.4210.4110.3890.3520.2980.230.1926、绘制电机 M-MG机组的空载损耗曲线P0=f（n）。开关Si、S2调置中间位置，开启 励磁电源”，调节R2阻值，使A3表If=100mA，检查Ri阻值在最 大位置时开启 电枢电源”，使电机MG起动运转，减小R1阻值及调高 电枢电源”输出电压，使电机转速 约为1700r/min，逐次增大 R1阻值或减小 电枢电源输出电压，使电机转速下降直至n=100r/min，在其间测量电机MG的Ua。、也及n值，将数据记录于表 6-10

15、中。表 6-10If=100mAn (r/min)17001600150014001300120011001000900Ua0 (V)215215202188175.2162.2148.8135.5122.3Ia0 (A )0.2530.250.2450.240.2340.2290.2240.2180.212Pa0 ( W)54.453.7549.4945.124137.1433.3329.5425.93n (r/min)80070060050040030020010050Ua0 (V)108.895.682.56955.742.529.115.358.55I a0 ( A )0.2060.2

16、010.1940.1870.1820.1740.1690.1580.155Pa0 ( W)22.4119.2216.0112.9010.127.414.92.431.33五、实验注意事项调节串联的可调电阻时，要根据电流值的大小而相应选择调节不同电流值的电阻，防止个别电阻器 过流而引起烧坏。六、实验报告1、根据实验数据绘制各种运行状态下的机械特性。计算公式：9.552TP Paia -丨孰）n式中T受试异步电动机 M的输出转矩（Nm）;Ua测功机MG的电枢端电压（V）;la测功机MG的电枢电流（A ）；Ra测功机MG的电枢电阻（Q）,可由实验室提供； Po对应某转速n时的某空载损耗（W）。注：上

17、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。2、绘制电机 M MG机组的空载损耗曲线 Po=f（ n）。RS=C时的机械特性200015004 rrr1000厂cc-)5001J 1 c_LJL0-1-4.00 -3.00 -2.00 -1.00 0.000 1.000 2.000 3.000 0 0 0 0T（ N*M Rs=0寸的机械特性Rs=36欧时的机械特性T(N*M)-Rs=36欧时的机械 特性Rs=36, 1=0.6能耗制动机械特性+ Rs=36, 1=0.6 能T (N*M耗制动机械特性Rs=36,l=0.36A能耗控制机械特性18001 pnnN1600/1400f1200彳 ccc1000求cccZ800Xcccy600400rN(N*M)-1.500 -1.000 -0.500 0.000 0.500+ Rs=36,I=0.36A 能 耗控制机械特性机组M-M的空载损耗特性PO=f(n)70.0060.0050.0020.0010.000.00n(r/mi n)P 40.0030.00*机组M-M的空载损耗特性P0=f( n)