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电 机 学 实 验

电 机 学 实 验. 三相异步电动机参数及工作特性的测定. 一、实验目的 1 ．掌握三相异步电动机空载、堵转实验及参数计算的方法。 2 ．用实验的方法测定三相异步电动机的工作特性。 二、实验内容 1 ．三相异步电动机空载实验。 2 ．三相异步电动机堵转实验。 3 ．三相异步电动机负载实验。 三、实验设备与仪表 1. T 三相感应调压器 10kVA 2. M 绕线转子三相异步电动机 3kW 3. G 直流发电机 3kW （或 ZJ 转矩传感器 50N.m 、 CZ 磁粉制动器 50N.m ） 4. RL 单相变阻器 8.8/108Ω 2/25A.

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  1. 电 机 学 实 验 三相异步电动机参数及工作特性的测定

  2. 一、实验目的 • 1．掌握三相异步电动机空载、堵转实验及参数计算的方法。 • 2．用实验的方法测定三相异步电动机的工作特性。 • 二、实验内容 • 1．三相异步电动机空载实验。 • 2．三相异步电动机堵转实验。 • 3．三相异步电动机负载实验。 • 三、实验设备与仪表 • 1. T三相感应调压器 10kVA • 2. M绕线转子三相异步电动机 3kW • 3. G直流发电机 3kW （或ZJ转矩传感器50N.m、CZ磁粉制动器50N.m） • 4. RL单相变阻器 8.8/108Ω 2/25A

  3. 5. 交流电压表 500V • 6. 交流电流表 10A • 7. 功率表500V 10A • 8. 直流电压表 400V • 9. 直流电流表 30A • 10. 直流电流表 4A • 11. 励磁电流源 • 12. 转矩转速显示仪（或转速显示仪） • 四、实验预习 • 1. 预习由三相异步电动机实验数据求取电动机参数的方法。 • 2. 预习三相异步电动机的工作特性的定义及求取工作特性的方法。

  4. 五、实验方法 • 1．三相异步电动机空载实验。 • （1）按图3-1接线，将三相调压器T输出电压调至零位。闭合电源开关，调节三相调压器使其端电压逐渐升高到U=UN，起动电动机。 • （2）保持电动机在额定电压UN下空载运行数分钟，待机械摩擦损耗稳定后再进行实验。 • （3）调节三相异步电动机外施端电压，使其端电压U=1.2UN，开始记录数据，逐步降低到0.5UN为止，每次记下空载电压、空载电流和空载损耗功率数据，在额定电压UN附近应多测几点，共读取8组数据记入表中。

  5. 图3-1三相异步电动机接线图

  6. 2．三相异步电动机堵转实验 • （1）按图接线，用制动工具卡住电动机转子并确保接入电源时转子不能转动，将三相调压器T输出电压调至零位。闭合电源开关，调节三相调压器使其端电压逐渐升高，直到I=1.2IN为止，开始记录数据 • （2）降低调压器输出电压使电动机堵转电流从1.2IN逐步降低到0.3IN为止，每次记下堵转电压、堵转电流和堵转损耗功率数据，共读取6组数据记入表中。 • 3．三相异步电动机负载实验 • （1）按图3-1接线，将三相调压器T输出电压调至零位。负载直流发电机励磁电源调至零位，负载电阻调至最大值（负载若是磁粉制动器则将励磁电源调至零位），闭合电源开关，调节三相调压器使其端电压逐渐升高到U=UN，起动电动机。

  7. 2）保持三相异步电动机端电压U=UN不变，将负载电阻RL调至最大值，闭合S2开关，调节负载电机励磁电源升至220伏，逐步减小发电机负载电阻使电动机定子电流上升到额定值。（负载若是磁粉制动器则调节励磁电源使电动机定子电流上升到额定值），开始记录数据。2）保持三相异步电动机端电压U=UN不变，将负载电阻RL调至最大值，闭合S2开关，调节负载电机励磁电源升至220伏，逐步减小发电机负载电阻使电动机定子电流上升到额定值。（负载若是磁粉制动器则调节励磁电源使电动机定子电流上升到额定值），开始记录数据。 • （3）逐步减小励磁电源，使电动机负载减小直至空载。每次记录电动机三相输入电流I、输入功率P1以及电动机的转速n和输出转矩T2的数据，共读取6组数据记入表中。 • 六、实验报告 • 1. 根据空载实验数据绘出空载特性曲线U0=f（I0）、p0=f（U0）、cosφ0=f（U0）。空载功率因数cosφ0=p0/3U0I0 • 2. 根据堵转实验数据绘出堵转特性曲线Uk=f（Ik）、pk=f（Uk）、cosφk=f（Uk）。堵转功率因数cosφk=pk/3UkI0k • 3． 根据空载实验数据计算三相异步电动机的励磁参数Rm、Xm、Zm。

  8. 为求励磁参数，应先分离铁损耗pFe和机械损耗pmec。由于三相异步电动机的空载电流I0较变压器大得多，空载铜损耗不能忽略，故应作曲线来求出 ，如图3-2所示。延长曲线交至纵坐标K点，K点的纵坐标即为电动机的机械损耗pmec，过K点作平行与横坐标的直线，即 图3-2 由空载损耗分离铁损耗与机械损耗 可求得相应于不同电压值时的铁耗pFe。

  9. 空载阻抗Z0、励磁电阻Rm、励磁电抗Xm和励磁阻抗Zm应由与空载额定电压U0=UN相对应的空载电流I0和空载铁损耗pFe实验数据计算求得（其中Z0≈X0，定子漏电抗X1由堵转实验求得）。空载阻抗Z0、励磁电阻Rm、励磁电抗Xm和励磁阻抗Zm应由与空载额定电压U0=UN相对应的空载电流I0和空载铁损耗pFe实验数据计算求得（其中Z0≈X0，定子漏电抗X1由堵转实验求得）。 • 图3-2由空载损耗分离铁耗与机械损耗 • 4．根据堵转实验数据计算三相异步电动机的堵转参数Rk、Xk、Zk • 实验温度为θ时的短路电阻Rk、短路电抗Xk和短路阻抗Zk应与短路电流Ik=IN相对应的短路电压Uk和短路损耗pk计算求得 。 • 将实验温度为θ时的电阻值换算到基准工作温度75˚C时的数值，求短路阻抗、定、转子漏抗。 • 5. 根据负载实验所测数据计算三相异步电动机的工作特性，并将实验和计算数据记入表中。输出功率P2、功率因数cosφ1和效率η可由公式求得：

  10. 七、实验思考 • 1. 空载实验为何不宜在过低的电压下运行？ • 2. 空载实验中电动机的端电压逐步降低至转速有明显变化时，为何定子电流会回升？ • 3. 堵转实验中电动机定子电流达到额定电流时，为什么电动机的电磁转矩并不大？

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