三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性实验
三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性实验可以 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。
电动机及电气技术实训台三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性实训
一、实训目的
理解三相线绕式异步电动机在各种运行状态下的机械特性。
二、预习要点
1、如何运用现有设备测量三相线绕式异步电动机的机械特性。
2、测量各种运行状态下的机械特性应注意哪些问题。
3、如何按照所测出的数值计算被试电动机在各种运行状态下的机械特性。
三、实训内容
1、测量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限限制动作作状态下的机械特性。
2、测量三相线绕转子异步电动机在RS=36Ω时，测量电动状态与反接限限制动作作状态下的机械特性。
3、RS=36Ω，定子绕组加直线DC励磁电流（A）（A）I1=0.6IN及I2=IN时，分别测量能耗限限制动作作状态下的机械特性。
四、实训方法
1、实训设备
2、屏上挂式模型块件排列顺序
DQ45、DQ44、DQ25、DQ31、DQ22、DQ29、DQ27、DQ26、DQ22
3、RS=0时的电动及再生发电限限制动作作状态下的机械特性。
图6-2 三相线绕转子异步电动机机械特性的接线图
（1）按图6-2接线，图中M用编号为DQ11的三相线绕式异步电动机，规格限定电压（V）（V）：220V,Y接法。MG用编号为DQ19的校正直线DC测功机。S1、S2、、S3选用DQ31箱式挂式模型块件上的对应开关，并将S1合向左边1端，S2合在左边短接端（即线绕式电动机转子短路），S3合在2'位置。R1选用DQ29的180Ω阻值加上DQ27上四只900Ω串联再加两只900Ω并联共4230Ω阻值，R2选用DQ29上1800Ω阻值，RS选用DQ26上三组45Ω可调电阻(每组为90Ω与90Ω并联)，并用万用表调定在36Ω阻值，R3暂不接。直线DC电表A2、A4的测量界限为5A，A3测量界限为200mA，V2的测量界限为300V。
(2) 确定S1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R1、R2阻值置大位置，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（V）（V）调到零。
(3) 查验控制屏下方"直线DC电动机电源"的"励磁电源"开关及"电枢电源"开关全部须在断开位置。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ACAC电压（V）（V）慢慢升高到U=110V，可以在以后实训中保持不变。接通"励磁电源" ，调动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'端测量电动机MG的输出电压（V）（V）的极性，先使其极性与S3开关1'端的电枢电源相反。在R1阻值为大的条件下将S3合向1'位置。
（5）调动"电枢电源"输出电压（V）（V）或R1阻值，使电动机从接近于堵转到接近于空载状态，其间测取电动机MG的Ua、Ia、n及电动机M的交流ACAC电流（A）（A）表A1的I1值，共取8-9组数值录于表6-6中。
表6-6 U=110V RS=0Ω If= mA
（6）当电动机接近空载而转动速度不能调高时，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。调动"电枢电源"电压（V）（V）值使其与MG电压（V）（V）值接近相等，将S3合至1'端。保持M端三相交流ACAC电压（V）（V）U=110V，减小R1阻值直至短路位置（注：DQ27上6只900Ω阻值调至短路后应用实训连接线短接）。升高"电枢电源"电压（V）（V）或增大R2阻值（减小电动机MG的励磁电流（A）（A））使电动机M的转动速度超过同步转动速度n0而进入回馈限限制动作作状态，在1700r/min～n0界限内测取电动机MG的Ua、Ia、n及电动机M的定子电流（A）（A）I1值，共取5-7组数值记录于表6-7中。
表6- 7 U=110V RS=0Ω
4、RS=36Ω时的电动及反转性状态下的机械特性
（1）开关S2合向右端36Ω端。开关S3拨向2'端，把MG电枢接到S3上的两个接线端对调，以便使MG输出极性和"电枢电源"输出极性相反。把电阻R1、R2调至大。
（2）保持电压（V）（V）U=110V不变，调动R2阻值，使A3表为100mA。调动"电枢电源"的输出电压（V）（V）为小位置。在开关S3的2' 端查验MG电压（V）（V）极性须与1' 的"电枢电源"极性相反。可先记录此时MG的Ua、Ia值，将S3合向1'端与"电枢电源"接通。测量此时电动机MG的Ua，Ia，n及A1表的I1值，减小R1阻值（先调DQ27上四个900Ω串联的电阻）或调高"电枢电源"输出电压（V）（V）使电动机M的n下降，直至n为零。把R1的DQ27上四个900Ω串联电阻调至零值位置后应用实训连接线短接，继续减小R1阻值或调高电枢电压（V）（V）使电动机反向运行。直至反向转动速度n为1300r/min为止，在该界限内测取电动机MG的Ua，Ia，n及A1表的I1值。共取11-12组记录于表6-8中。
（3）停机（先将S2合至2' 端，关断"电枢电源"再关断"励磁电源"，调压器调至零位，按下"关"按钮）。
表6-8 U=110V RS=36Ω If = mA
5、能耗限限制动作作状态下的机械特性
（1）确认在"停机"状态下。把开关S1合向右边2 端，S2合向右端（RS仍保持36Ω不变），S3合向左边2'端， R1用DQ29上180Ω阻值并调至大，R2用DQ27上1800Ω阻值并调至大，R3用DQ27上900Ω与900Ω并联再加上900Ω与900Ω并联共900Ω阻值并调至大。
（2）开启"励磁电源"，调动R2阻值，使A3表If=100mA，开启"电枢电源"，调动电枢电源的输出电压（V）（V）U=220V，再调动R3使电动机M的定子绕组流过I= 0.6IN=0.18 A并保持不变。
（3）在R1阻值为大的条件下，把开关S3合向右边1'端，减小R1阻值，使电动机MG起动运行后转动速度约为1600r/min，增大R1阻值或减小电枢电源电压（V）（V）（但要保持A4表的电流（A）（A）I不变）使电动机转动速度下降，直至转动速度n约为50r/min，其间测取电动机MG的Ua，Ia及n值，共取10-11组数值记录于表6-9中。
（4）停机。[同4（3）]
（5）调动R3阻值，使电动机M的定子绕组流过的励磁电流（A）（A）I=IN=0.3 A。重复上述实操步骤，测取电动机MG的Ua，Ia及n值，共取10-11组数值记录于表6-10中。
表6-9 RS=36Ω I=0.18 A If = mA
表6-10 RS=36Ω I=0.3 A If = mA
6、测测绘制作作电动机M-MG机组的空载损耗弯弯曲线P0=f(n)。
（1）拆掉三相线绕式异步电动机M定子和转子绕组接线端的全部插头，R1用 DQ29上180Ω阻值并调至大，R2用 DQ29上1800Ω阻值并调至大。直线DC电流（A）（A）表A3的测量界限为200mA，A2的测量界限为5A，V2的测量界限为300V，开关S3合向右边1'端。
（2）开启"励磁电源"，调动R2阻值，使A3表If=100mA，查验R1阻值在大位置时开启"电枢电源"，使电动机MG起动运行，调高"电枢电源"输出电压（V）（V）及减小R1阻值，使电动机转动速度约为1600r/min，逐次减小"电枢电源"输出电压（V）（V）或增大R1阻值，使电动机转动速度下降直至n=100r/min，在其间测量电动机MG的Ua0、Ia0及n值，共取10-12组数值记录于表6-11中。
表6-11
五、实训注意事项
调动串联的可调电阻时，要按照电流（A）（A）值的大小而相应选用调动不一样电流（A）（A）值的电阻，防止个别电阻器过流而引起烧坏。
六、实训报告
1、按照实训数值测测绘制作作各种运行状态下的机械特性。
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）（V）（V）；
Ia——测功机MG的电枢电流（A）（A）（A）；
Ra——测功机MG的电枢电阻（Ω），可由实训室提供；
P0——对应某转动速度n时的某空载损耗（W）。
注：上式计算的T值为电动机在U=110V时的T值，实际的转矩值应折算为规格限定电压（V）（V）时的异步电动机转矩。
2、测测绘制作作电动机M—MG机组的空载损耗弯弯曲线P0=f（n）。
一、实训目的
理解三相线绕式异步电动机在各种运行状态下的机械特性。
二、预习要点
1、如何运用现有设备测量三相线绕式异步电动机的机械特性。
2、测量各种运行状态下的机械特性应注意哪些问题。
3、如何按照所测出的数值计算被试电动机在各种运行状态下的机械特性。
三、实训内容
1、测量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限限制动作作状态下的机械特性。
2、测量三相线绕转子异步电动机在RS=36Ω时，测量电动状态与反接限限制动作作状态下的机械特性。
3、RS=36Ω，定子绕组加直线DC励磁电流（A）（A）I1=0.6IN及I2=IN时，分别测量能耗限限制动作作状态下的机械特性。
四、实训方法
1、实训设备
| 序 号 | 型 号 | 名 称 | 数 量 |
| 1 | DQ03-1 | 电动机导轨、旋转编码器及数字显露转动速度表 | 1件 |
| 2 | DQ19 | 校正直线DC测功机 | 1件 |
| 3 | DQ11 | 三相线绕式异步电动机 | 1件 |
| 4 | DQ22 | 直线DC电压（V）（V）、mAmA毫安、安培表 | 2件 |
| 5 | DQ44 | 交流ACAC电流（A）（A）表 | 1件 |
| 6 | DQ45 | 交流ACAC电压（V）（V）表 | 1件 |
| 7 | DQ25 | 单三相智能功率（W）（W）、功率（W）（W）因数表 | 1件 |
| 8 | DQ26 | 三相可调电阻器 | 1件 |
| 9 | DQ27 | 三相可调电阻器 | 1件 |
| 10 | DQ29 | 可调电阻器、电容器 | 1件 |
| 11 | DQ31 | 波动线测量试验及开关板 | 1件 |
DQ45、DQ44、DQ25、DQ31、DQ22、DQ29、DQ27、DQ26、DQ22
3、RS=0时的电动及再生发电限限制动作作状态下的机械特性。
图6-2 三相线绕转子异步电动机机械特性的接线图
（1）按图6-2接线，图中M用编号为DQ11的三相线绕式异步电动机，规格限定电压（V）（V）：220V,Y接法。MG用编号为DQ19的校正直线DC测功机。S1、S2、、S3选用DQ31箱式挂式模型块件上的对应开关，并将S1合向左边1端，S2合在左边短接端（即线绕式电动机转子短路），S3合在2'位置。R1选用DQ29的180Ω阻值加上DQ27上四只900Ω串联再加两只900Ω并联共4230Ω阻值，R2选用DQ29上1800Ω阻值，RS选用DQ26上三组45Ω可调电阻(每组为90Ω与90Ω并联)，并用万用表调定在36Ω阻值，R3暂不接。直线DC电表A2、A4的测量界限为5A，A3测量界限为200mA，V2的测量界限为300V。
(2) 确定S1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R1、R2阻值置大位置，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（V）（V）调到零。
(3) 查验控制屏下方"直线DC电动机电源"的"励磁电源"开关及"电枢电源"开关全部须在断开位置。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ACAC电压（V）（V）慢慢升高到U=110V，可以在以后实训中保持不变。接通"励磁电源" ，调动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'端测量电动机MG的输出电压（V）（V）的极性，先使其极性与S3开关1'端的电枢电源相反。在R1阻值为大的条件下将S3合向1'位置。
（5）调动"电枢电源"输出电压（V）（V）或R1阻值，使电动机从接近于堵转到接近于空载状态，其间测取电动机MG的Ua、Ia、n及电动机M的交流ACAC电流（A）（A）表A1的I1值，共取8-9组数值录于表6-6中。
表6-6 U=110V RS=0Ω If= mA
| Ua(V) | |||||||||
| Ia(A) | |||||||||
| n(r/min) | |||||||||
| I1(A) |
表6- 7 U=110V RS=0Ω
| Ua(V) | |||||||||
| Ia(A) | |||||||||
| n(r/min) | |||||||||
| I1(A) |
（1）开关S2合向右端36Ω端。开关S3拨向2'端，把MG电枢接到S3上的两个接线端对调，以便使MG输出极性和"电枢电源"输出极性相反。把电阻R1、R2调至大。
（2）保持电压（V）（V）U=110V不变，调动R2阻值，使A3表为100mA。调动"电枢电源"的输出电压（V）（V）为小位置。在开关S3的2' 端查验MG电压（V）（V）极性须与1' 的"电枢电源"极性相反。可先记录此时MG的Ua、Ia值，将S3合向1'端与"电枢电源"接通。测量此时电动机MG的Ua，Ia，n及A1表的I1值，减小R1阻值（先调DQ27上四个900Ω串联的电阻）或调高"电枢电源"输出电压（V）（V）使电动机M的n下降，直至n为零。把R1的DQ27上四个900Ω串联电阻调至零值位置后应用实训连接线短接，继续减小R1阻值或调高电枢电压（V）（V）使电动机反向运行。直至反向转动速度n为1300r/min为止，在该界限内测取电动机MG的Ua，Ia，n及A1表的I1值。共取11-12组记录于表6-8中。
（3）停机（先将S2合至2' 端，关断"电枢电源"再关断"励磁电源"，调压器调至零位，按下"关"按钮）。
表6-8 U=110V RS=36Ω If = mA
| Ua(V) | ||||||||||||
| Ia(A) | ||||||||||||
| n(r/min) | ||||||||||||
| I1(A) |
（1）确认在"停机"状态下。把开关S1合向右边2 端，S2合向右端（RS仍保持36Ω不变），S3合向左边2'端， R1用DQ29上180Ω阻值并调至大，R2用DQ27上1800Ω阻值并调至大，R3用DQ27上900Ω与900Ω并联再加上900Ω与900Ω并联共900Ω阻值并调至大。
（2）开启"励磁电源"，调动R2阻值，使A3表If=100mA，开启"电枢电源"，调动电枢电源的输出电压（V）（V）U=220V，再调动R3使电动机M的定子绕组流过I= 0.6IN=0.18 A并保持不变。
（3）在R1阻值为大的条件下，把开关S3合向右边1'端，减小R1阻值，使电动机MG起动运行后转动速度约为1600r/min，增大R1阻值或减小电枢电源电压（V）（V）（但要保持A4表的电流（A）（A）I不变）使电动机转动速度下降，直至转动速度n约为50r/min，其间测取电动机MG的Ua，Ia及n值，共取10-11组数值记录于表6-9中。
（4）停机。[同4（3）]
（5）调动R3阻值，使电动机M的定子绕组流过的励磁电流（A）（A）I=IN=0.3 A。重复上述实操步骤，测取电动机MG的Ua，Ia及n值，共取10-11组数值记录于表6-10中。
表6-9 RS=36Ω I=0.18 A If = mA
| Ua（V） | |||||||||||
| Ia（A） | |||||||||||
| n（r/min） |
| Ua（V） | |||||||||||
| Ia（A） | |||||||||||
| n（r/min） |
（1）拆掉三相线绕式异步电动机M定子和转子绕组接线端的全部插头，R1用 DQ29上180Ω阻值并调至大，R2用 DQ29上1800Ω阻值并调至大。直线DC电流（A）（A）表A3的测量界限为200mA，A2的测量界限为5A，V2的测量界限为300V，开关S3合向右边1'端。
（2）开启"励磁电源"，调动R2阻值，使A3表If=100mA，查验R1阻值在大位置时开启"电枢电源"，使电动机MG起动运行，调高"电枢电源"输出电压（V）（V）及减小R1阻值，使电动机转动速度约为1600r/min，逐次减小"电枢电源"输出电压（V）（V）或增大R1阻值，使电动机转动速度下降直至n=100r/min，在其间测量电动机MG的Ua0、Ia0及n值，共取10-12组数值记录于表6-11中。
表6-11
| Ua0（V） | ||||||||||||
| Ia0（A） | ||||||||||||
| n（r/min） |
调动串联的可调电阻时，要按照电流（A）（A）值的大小而相应选用调动不一样电流（A）（A）值的电阻，防止个别电阻器过流而引起烧坏。
六、实训报告
1、按照实训数值测测绘制作作各种运行状态下的机械特性。
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）（V）（V）；
Ia——测功机MG的电枢电流（A）（A）（A）；
Ra——测功机MG的电枢电阻（Ω），可由实训室提供；
P0——对应某转动速度n时的某空载损耗（W）。
注：上式计算的T值为电动机在U=110V时的T值，实际的转矩值应折算为规格限定电压（V）（V）时的异步电动机转矩。
2、测测绘制作作电动机M—MG机组的空载损耗弯弯曲线P0=f（n）。
