实验七 三相感应电动机参数的测定
一、实验目的：
掌握三相感应电动机的参数测量方法
二、实验内容：
1.测量定子绕组的冷态直流电阻。
2.作空载实验。测取空载电流（I 0）和空载输入功率（P 0）与三相异步电动机的电压（U 0）关系曲线。
3.作短路实验。测取短路电流（K I ）、短路功率（K P ）与短路电压（K U ）关系曲线。
三、实验说明：
1.测量定子绕组的冷态电阻r 1（测三相绕组，然后取平均值），可用电桥法，测量方法见附录3A ,并记下室温。
2.空载实验
按图7-1接线，图中功率表应为低功率瓦特表。（有的小型感应电动机，激磁电抗不是很大，则需用普通的瓦特表）。实验前，用手转动转子，看转子是否灵活转动。
将调压器输出电压调至零位，闭合开关K ，逐渐升高电压，起动电动机，使电动机在额定电压下空载运行约数分钟，待机械摩擦稳定后再进行实验，调节外施电压
N U 2.1开始测量，然后逐步降低电压，直到转差率显著增
大，定子电流开始回升为止，每次测量空载电压、空载电流，空载输入功率，共测取7-9点，记录于表7-1中，注意在N U 附近应多测几点。
3.短路实验
试验接线图与图7-1相同。注意更换仪表量程。先将
图7-1
转子堵住。从调压器输出电压为零开始调节电动机外施电 压使短路电流迅速上升到N I 2.1开始测量，逐步降低电压使
短路电流降至N I 3.0为止，每次测量三相短路电压、电流、输入功率，共测取4-5组，记录于表7-2中。此实验应迅速测量，以免绕组过热。若是用螺栓堵转转子，实验结束后应将螺栓松开。
其中)(30CA BC AB U U U U ++= （伏）
)(3
1
0C B A U I I I ++= （安）
"0'00P P P ±=
（瓦）
0003cos I U P ??=?
其中)(3CA BC AB K U U U U ++=
（伏） )(3
1
C B A K U I I I ++=
（安） "0'00P P P ±=
（瓦）
K
K K K I U P ??=
3cos ?
四、实验报告要求：
1.绘制空载特性曲线：)(),(0000U f P U f I ==
2.绘制短路特性曲线：)(),(K K K K U f P U f I =
3.确定机械损耗mac p 与铁耗Fe p
(1)定子绕组铜耗12
013r I P Cu ?=，式中?0I ——空载相电流。
1r ——定子相电阻（冷态直流电阻）。
(2)确定机械损耗与铁耗
10'0Cu Fe mac p p p p P -=+=
作曲线)(20'0U f P =延长曲线的直线部分与纵轴交于P 点如图7-2，则P 点的纵坐标即为电动机的机械损耗mac p ，过P 点作直线平行于横轴，即可得相应于不同电压值的铁耗Fe p 。
4.求激磁参数
由空载试验数据0U 、0I 和0P 可得参数为
?
?000I U Z =
20100?
I m p P r mac
-=
式中?0U ——定子额定相电压 ?0I ——已定义
1m ——定子相数
励磁电抗：10X X X m -= 式中1X 由短路试验测得。 5.求短路参数
短路阻抗?
?K K K I U Z =
短路电阻2
3?
K K
K I P r =
并换算为C ?75的值
短路电抗K r Z X K K 22
-=
定转子短路参数的分开 图 7-2
1'2r r r K -≈（1r 为换算为C ?75的值）
2
21K X
x x ≈≈
（项4、5的参数包括标么值的计算）
'0P 2
N U 20U
第一篇、直齿圆柱齿轮参数的测定与分析实验 齿轮参数测定实验的结论与心得 直齿圆柱齿轮参数的测定与分析实验 一、实验目的 1．掌握应用普通游标卡尺和公法线千分尺测定渐开线直齿圆柱齿轮基本参数的方法。2．进一步巩固并熟悉齿轮各部分名称、尺寸与基本参数之间的关系及渐开线的性质。二、实验内容 测定一对渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数，并判别它是否为标准轮。对非标准齿轮，求出其变位系数。三、实验设备和工具 1．一对齿轮(齿数为奇数和齿数为偶数的各一个)。2．游标卡尺，公法线千分尺。3．渐开线函数表(自备)。4．计算器(自备)。四、实验原理及步骤 渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数有齿数Z、模数m、分度圆压力角α齿顶高系数h*a、顶隙系数C*、中心距α和变位系数x等。本实验是用游标卡尺和公法
千分尺测量，并通过计算来确定齿轮的基本参数。 1．确定齿数z齿数z可直接从被测齿轮上数出。2．确定模数m和分度圆压力角? 在图５－1中，由渐开线性质可知，齿廓间的公法线长度 与所对应的基圆弧长 相等。根据这一性质，用公法线千分尺跨过n个齿，测得齿廓间公法线长度为Wn′，然后再跨过n+1个齿测得其长度为 由图5－1可知 。 式中，Pb为基圆齿距， (mm)，与齿轮变位与否无关。 为实测基圆齿厚，与变位量有关。由此可见，测定公法线长度
和 后就可求出基圆齿距Pb，实测基圆齿厚Sb，进而可确定出齿轮的压力角?、模数m和变位系数x。因此，准确测定公法线长度是齿轮基本参数测定中的关键环节。 图５－1 公法线长度测量 （1）测定公法线长度 和 首先根据被齿轮的齿数Z，按下列公式计算跨齿数。 式中—压力角；z —被测齿轮的齿数 我国采用模数制齿轮，其分度圆标准压力角是20°和15°。若压力角为20°可直接参照下表确定跨齿数n。 公法线长度测量按图５—1所示方法进行，首先测出跨n个齿时的公法线长度。测定时应注意使千分尺的卡脚与齿廓工作段中部附近相切，即卡脚与齿轮两个渐开线齿面相切在分度圆附近。为减少测量误差，
三相异步电动机型号参数表 Y2系列电动机是Y系列电机的更新换代产品，是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。该产品应用于国民经济各个领域，如机床、水泵、风机、压缩机，也可适用于运输、搅拌、印刷、农机、食品等各类不含易燃、易爆或腐蚀性气体的场合。 Y2系列电机的安装尺寸和功率等级符合IEC标准，其外壳防护等级为IP54，冷却方法为IC41l，连续工作制（S1）。 采用F级绝缘，温升按B级考核(除315L2-2、4，355全部规格按F级考核外)，并要求考核负载噪声指标。 Y2系列电动机额定电压为380V，额定频率为50Hz。电动机运行地点的海拔不超过1000m；环境空气温度随季节变化，但不超过40℃；最低环境空气温度为-15℃；最湿月月平均最高相对湿度为90%；同时该月月平均最低温度不高于25℃。 Y2系列电动机有两种设计，一种是适用于一般机械配套和出口需要，在轻载时有较高效率，在实际运行中有较佳节能效果，且具有较高堵转转矩，此设计称为Y2-Y系列。中心高63～355mm，功率从0.12~315kW。电动机符合JB/T8680.1-1998 Y2系列(1P54)三相异步电动机（机座号63～355）技术条件。 型号含义：如Y2-200L1-2Y：“Y2”表示异步电动机第二次改型设计，“200”表示中心高，“L”表示机座长短号，“1”表示铁心长度序号，“2”表示极数，“Y”表示第一种设计。第2种设计是满载时有较高效率，更适用于长期运行和负载率较高的使用场合，如水泵、风机配套，此设计称为Y2-E系列，中心高80～280mm，功率从0.55～90kW。电动机符合 JB/T8680.2-1998 Y2系列(1P54)三相异步电动机（机座号80～280）技术条件。 型号含义：如Y2-200L2-6E：“Y2”表示异步电动机第二次改型设计，“200”表示中心高，“L”表示机座长短号，“2”表示铁心长度序号，“6”表示极数，“E”表示第二种设计。 Y2系列电动机机座外轮廓呈四方形兼圆形，散热片呈垂直，水平平行分布，全部采用铸铁结构。另外H63～112还兼有铝合金压铸结构。 本系列电动机采用浅端盖结构，增加了内部加强筋的数量和尺寸，全部采用铸铁结构，另外H63～112还兼有铝合金压铸结构。为方便用户使用和检修，H180及以上增设了不停机的注油装置。 接线盒防护等级为IP55。为了减轻电机重量，H63～280接线盒用铝合金压铸(也可用铸铁件)，H315～355使用铸铁件。且盒内设有专用的接地装置，H160及以上机座考虑有热保护装置的安装位置，电源进线孔采用双孔进线，并有两种密封结构：一种为加密封盖，另一种为锁紧密封。接线盒一般位于机座顶部，并可以四面出线，另外H80～355铸铁机座的接 1
感应电动机参数的测定 感应电动机的参数可以用空载试验和堵转(短路)试验来确定。 一、空载试验 空载试验的目的是确定电动机的激磁参数R m、X m，以及铁耗p Fe和机械损耗pΩ. 试验是在转子轴上不带任何负载，电源频率f = f N，转速n≈n s的情况下进行。用调压器改变试验电压的大小，使定子端电压从(1.1～1.2)U1N，逐步下降到0.3 U1N左右，每次记录电动机的端电压U1、空载电流Ｉ1０。和空载功率P１０，即可得到电动机的空载特性Ｉ1０，P１０＝ｆ（U1），如图5-21所示。 空载时，电动机的三相输人功率全部用以克服定子铜耗、铁耗和转子的机械损耗，所以从空载功率P１０减去定子铜耗，即得铁耗和机械损耗两项之和．即 （5-39）由于铁耗基本上与端电压的平方成正比，机械损耗则仅与转速有关而与端电压的高低无关，因此把铁耗和机械损耗两项之和与端电压的平方值画成曲线ｐＦｅ＋pΩ＝ｆ（Ｕ１２），则该线将近似为一直线，如图5-22所示．把该线延长到U l＝０处，如图5—22中虚线所示，则该处的纵坐标就表示机械损耗P１０，虚线以上部分则是随电压而变化的铁耗。 空载时，转差率ｓ≈０，转子可认为开路，于是根据等效电路，激磁电阻为 （5-40）定于的空载电抗Ｘ1０为 （5-41）式中，Ｘ1０＝X1σ＋Xｍ，R０＝R1＋Rｍ；其中定子漏抗X1σ可由堵转试验确定，于是激磁电抗Xｍ为 （5-42） 二、堵转试验 堵转(短路)试验的目的是确定感应电动机的漏阻抗，试验在转子堵转情况(ｓ＝1)下进行．调节试验电压，使Ｕ1≈0.4U1N(对小型电动机．若条件具备，最好从U1≈0.9U1Ｎ～1.0U1N 做起)，然后逐步降低电压，每次记录定子的端电压U1、定子电流Ｉ1k和功率P１ｋ，即可得到短路特性，Ｉ1ｋ，P１ｋ＝ｆ（U1），如图5-23所示。
空气加热器性能测定实验台使用说明书 一、 概述： 空气加热器是暖通空调系统中常用的换热设备。它的类型很多，按其肋片加工方法不同，可分为：串片式、绕片式、轧片式等。按其热媒的种类不同，可分为蒸汽加热器或热水加热器。 本实验的目的是，测定空气加热器的传热系数和空气阻力，以鉴定其热工性能的优劣。 本实验以蒸气加热器传热为具体对象。 其蒸汽加热器为铜管串铝片。其参数为： 换热面积： F = 2.93m 2; 流通截面积：f = 0.08875m 2。 二、 实验原理： 空气加热器的传热系数由下式确定： p t F Q k ??= w/(m 2 ℃) (1) 式中：F ——传热面积，m 2。。 Q ——蒸汽与空气通过间壁交换的热量（W ）。必须注意，蒸汽加热器蒸汽的放热量Q 1等于空气通过蒸汽加热器所得到的热量Q 2。 p t ?—空气与蒸汽间算术平均温差，℃。 p t ?= 2 2 1t t t q +- ℃ (2) 其中:t q —蒸汽的温度, (℃),取决于蒸汽的压力。 21,t t — 加热前、后空气温度，℃。 蒸汽加热器内蒸汽的放热量Q 1按下式计算： Q 1=G E (i ″－ i ′)kw (3) 其中：G Z 蒸汽量，kg/s ; i ″— 入口蒸汽比焓，kJ/kg ; i ′— 出口凝结水比焓，kJ/kg ; - 1 –
空气通过蒸汽加热器所得到的热量Q2，按下列计算。 Q 2 = G k C p (t 2 －t 1 ), kw (4) 其中：G k—被加热的空气量，kg/s; C p —空气定压比热，C p = 1.01 （kJ/kg℃）； 空气通过空气加热器的阻力H，可由测量空气加热器前后的静压差直接得出。 三、实验装置： 空气加热器实验装置如图1、图2所示。它由蒸汽置备输送系统、空气系 统和测试系统组成。 蒸汽由蒸汽发生器26产生，经阀门13，汽水分离器12，过热器11进入蒸汽加热器，一般情况下，暖通空调用低压饱和蒸汽。因此，实验中，蒸汽不带水时，可不用过热器11（即不通电）。蒸汽加热空气后，其凝结水经过冷却器22，使凝结水过冷，以防护产生二次汽。空气经调节阀门2，由风机1吸送，并通过风道送出，经整流孔板3，进入蒸汽加热器，经加热后由孔板25排出。 –2 –
三相鼠笼式异步电动机参数测试方法 ——陈小波（注：该总结报告文档是本人在南京航空航天大学《电机学实验指导书》的基础上产生的一点自己的见解， 如有不当，请见谅！） 三相鼠笼式异步电动机参数测定分三部分：测量定子绕组的冷态直流电阻，空载实验，短路（堵转）实验。下面将分别讲述。 一、测量定子绕组的冷态直流电阻 原理：将电机在室内放置一段时间，用温度计测量电机绕组端部或铁心的温度。当所测温度与冷却介质温度之差不超过2K时，即为实际冷态。记录此时的温度和测量定子绕组的直流电阻，此阻值即为冷态直流电阻。 具体实现方法有：伏安法、电桥法等。各种方法详细的理论分析及原理介绍在书中有说明。在实际应用场合，可以使用万用表来进行伏安法的测试。 二、空载实验 《电机学实验指导书》上讲述的是Δ接法的测量方法。原理分析如下： 采样Δ接法的测量方法时，只需一相绕组短接，测量一相得到的数据是线电压跟线电流，可以得出空载实验的空载阻抗。Δ接法电机等效电路如图1所示。 A B C 图1 Δ接法电机等效图 但是，在小功率的应用场合（比如：家电等消费产品场合），三相异步电动机亦有好多
采用Y 型接法。此时电机测量如果可以检测相电压或者线电压均可，下面将逐一分析。 Y 型接法电机等效图如图2所示。 A B C 图2 Y 接法电机等效图 按照图2的等效图，若检测一相得到相电压，线电流，则可直接计算得出短路阻抗。若检测一相得到线电压，线电流，计算便可得到2倍的短路阻抗。 三、短路（堵转）实验 短路实验的原理跟实际的操作流程在实验指导书上均有详细的指导，再次不再重复叙述。 注：因三相异步电动机的广泛使用，在许多场合并未对三相异步电动机的一些细则进行说明，例如，现在许多三相电动机均由变频器拖动，且变频器的前级整流大部分采用全桥整流。下面以小功率消费场合所采用不控整流技术来进行说明： 此时 直流输出 22.34cos d U U α=[1] 大部分情况下，我们只知道电机的供电电源是市电。而不知道电机的一些详细额定参数（我遇到的是额定电压未知）。此时，在进行实验时，我们无法确定三相调压器所施加电压的上限是多少。 所以，在这种情况下，可根据上面的公式及电机的供电方式及供电电源的等级来确定三相调压器所施加电压的上限（上式中反推所得到的2U ）。
竭诚为您提供优质文档/双击可除直齿圆柱齿轮参数测定实验报告 篇一：渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定与分析 渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定与分析 一、实验目的 1．掌握测量渐开线直齿圆柱变位齿轮参数的方法。 2．通过测量和计算，进一步掌握有关齿轮各几何参数之间的相互关系和渐开线性质。 二、实验内容 对渐开线直齿园柱齿轮进行测量，确定其基本参数(模数m和压力角α)并判别它是否为标准齿轮，对非标准齿轮，求出其变位系统x。 三、实验设备和工具 1．待测齿轮分别为标准齿轮、正变位齿轮、负变位齿轮，齿数各为奇数、偶数。 2．游标卡尺，公法线千分尺。3．渐开线函数表(自备)。4．计算器(自备)。四、实验原理及步骤 渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数有：齿数Z、模数m、
分度圆压力角?齿顶高系数h*a、顶隙系数c*、中心距α和变位系数x等。本实验是用游标卡尺和公法千分尺测量，并通过计算来确定齿轮的基本参数。 1．确定齿数Z 齿数Z从被测齿轮上直接数出。 ?．确定模数m和分度圆压力角?? 在图4-1中，由渐开线性质可知，齿廓间的公法线长度Ab与所对应的基圆弧长Α0Β0相等。根据这一性质，用公法线千分尺跨过n个齿，测得齿廓间公法线长度为wn′，然后再跨过n+1个齿测得其长度为wn??1。 wn??(n?1)pb?sb,pb?wn??1?wn? wn??1?npb?sb 式中，pb为基圆齿距，pb??mcos?(mm)，与齿轮变位与否无关。与变位量有关。由此可见，测定公法线长度wn?和wn??1后sb为实测基圆齿厚， 就可求出基圆齿距pb，实测基圆齿厚sb，进而可确定出齿轮的压力角?、模数m和变位系数x。因此，齿轮基本参数测定中的关键环节是准确测定公法线长度。 图4－1公法线长度测量 （1）测定公法线长度w?n和wn??1 根据被齿轮的齿数Z，按下式计算跨齿数： a?n?Z?0.5
实验报告
图2-1 三相异步电动机参数测定接线图 （2）利用调压电源改变供给异步电动机的电源，异步电动机连接成Y 形，即将U 、V 、W （A 、B 、C ）各接A 、B 、C 三相宫电线，X 、Y 、Z 接在一起。 （3）当施加电压从零逐渐增加，达到某值时，电机开始启动，然后逐渐增加电压到额定电压。测量其空载转速，观察其方向，再降低电压，使电机停下来。 （4）将三相交流供电线任意两相交换，再逐渐增加电压，观察电动机的转向，理解电源相序变化对电机转向的影响。 2． 参数测定 测量定子绕组的冷态直流电组，用数字万用表测量三个定子绕组1r 值， 娶妻平均数，即得冷态电阻。至于异步电动机的参数12 12,,,,,m m x x x r r r ''，可用空载和短路实验来测定。下面主要作这两个实验。 (1). 空载实验 a.按照图3-1接线。电机绕组为Y 接（U N =220V ）。负载与电机脱开，即不加负载。 b.把交流调压器的电压调至最小位置，接通电源，逐渐升高电压，是电动机旋转，并注意电机的旋转方向。若电机的旋转方向不符合要求，则需改变任意两根输入线即可。 c.保持电机在额定电压下，空载运行数分钟，使电机的机械损耗达到稳
1 x由下列短路实验求得。励磁电阻： 2 3 Fe m P r I =，式中 Fe P为额定电压下的铁损耗，由图3-2确定。 图2-2 电机的铁损与机械损耗 即作出2 () P f U =曲线，在2H U时对应的,Fe mec mec P P P 。可取2 () P f U =的延长线与 纵轴的交点，线段OK的长度表示机械损耗 mec P。 由短路实验计算出短路参数： 短路阻抗K k k U Z I =；短路电阻： 2 3 k k k P R I =；短路电抗：22 k k k X Z R =-，式中 ,, k k k U I P分别是短路相电压、短路相电流、三相短路功率之和。 转子绕组的折合值为 21 k r R R '=-，定、转子漏电抗为 12 1 2k x x X ' =≈最后画出完整的三相异步电动机等效电路图，并填入相关参数。
实 验 报 告 班级： 姓名： 专业： 实验名称:
实验一渐开线齿廓的范成原理实验 一、实验目的 1.了解用范成法加工渐开线齿轮齿廓原理 2.了解根切产生原因和避免的方法 3.了解到巨径向变位对齿轮齿形和几何尺寸影响 二、仪器 齿轮范成仪、齿尺、三角板、圆规 三、步骤 ①已知m=10,α=20,z=9,h*=1,c*=0.25,x=0.5计算：标准齿轮、齿根圆、基圆、分度圆、齿顶圆、变位齿轮顶和齿根圆直径 ②基本参数：m= ∝= z= ha*= c*= 计算结果 项目计算公式 变位齿轮 标准轮 正变位负变位分度圆直径d=mz 变位系数X=变位量/m 齿根圆直径df=m(z-2ha*-2c*+2x) 齿顶圆直径da=m(z+2ha*+2x) 基圆直径db=mzcos∝ 齿距P=πm 分度圆齿厚S=m(π/2+2x tg∝)
分度圆齿宽e=m(π/2-2x tg∝ 实验二渐开线直齿圆柱齿轮参数测定 一、实验目的 1、掌握用简单量具测定渐开线直齿、圆柱齿轮基本参数方法 2、加深理解渐开线性质及齿轮各参数之间相互关系 二、实验设备 齿轮三个、游标卡尺 三、实验步骤 1、测定1#齿轮（标准）的m 用游标卡尺分别测出k齿和k+1齿的公式长度Wk 、Wk+1齿圆齿距Pb=Wk+1-Wk模数m=Pb/πcosα=(Wk+1-Wk)/πcosα分别把α=15和20代入公式得出2个m值，最接近国家标准的1#齿轮m、d 2、测定2#齿轮变位系数x（2#齿轮是1#齿轮正位变位齿轮） x=（W2k-Wk）/2msinx 3、测定2#齿轮ha*、c*（3#齿轮x=0.5）先确定3#齿轮m、a再测量3#齿根及 计算 齿根及齿根度测量值 hf=(mz-Dk-2H)/2(Dk、3#孔径) H:3#齿根到孔边的距离，齿根度计算值hf=m(ha*+c*-x)以h*=1、c*=0.25和h*=0.8c*=0.3分别代入得出二个值，接近测量值为要求的3#齿轮参数 四、实验记录
三相异步电动机型号字母表示的含义 J——异步电动机； O——封闭； L——铝线缠组； W——户外； Z——冶金起重； Q——高起动转轮； D——多速； B——防爆； R一绕线式； S——双鼠笼； K一—高速； H——高转差率。 电磁滑差调速电机型号字母表示的含义 YCT系列电磁调调速三相异步电动机是一种交流恒转矩无级调速电动机。其调速特点是调速范围大、无失控区、起动力矩大、可以强励起动，频繁起动时，对电网无冲击。适用于纺织、化工、治金、建材、食品、矿山等部门，如，可用于油漆流水线、装配流水线的的传输带、注塑料机、印刷机、印染机、空调设备、输送设备等。 型号含意 YD系列变极多速三相异步电动机是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型节能电动机，是Y系列（IP44）三相异步电动机的主要派生系列之一 型号说明
产品型号由产品代号、规格代号、特殊环境代号和补充代号等四个部分组成。它们 的排列顺序为：产品代号—规格代号—特殊环境代号—补充代号。 一、产品代号：由电机类型代号、电机特点代号、设计序号和励磁方式代号等四个 小节顺序组成。 1，类型代号是表征电机的各种类型而采用的汉语拼音字母。 比如：异步电动机Y 同步电动机T 同步发电机TF 直流电动机Z 直流发电机ZF 2，特点代号是表征电机的性能、结构或用途，也采用汉语拼音字母表示 比如：隔爆型用B表示YB轴流通风机上用YT 电磁制动式YEJ变频调速式YVP 变极多速式YD 起重机用YZD等 3.设计序号是指电机产品设计的顺序，用阿拉伯数字表示。对于第一次设计的产品不标注设计序号， 对系列产品所派生的产品按设计的顺序标注。比如：Y2 YB2 4励磁方式代号分别用字母表示，S表示三次谐波，J表示晶闸管，X表示相复励磁 二．规格代号主要用中心高、机座长度、铁心长度、极数来表示。 1，中心高指由电机轴心到机座底角面的高度；根据中心高的不同可以将电机分为大型、中型、小型和微型四种，其中中心高 H在45mm~71mm的属于微型电动机； H在80mm~315mm的属于小型电动机； H在355mm~630mm的属于中型电动机； H在630mm以上属于大型电动机。 2. 机座长度用国际通用字母表示：S——短机座 M——中机座 L——长机座 3，铁心长度用阿拉伯数字1、2、3、4、、、由长至短分别表示 4，极数分2极、4极、6极、8极等。 三，特殊环境代号有如下规定： 特殊环境 代号 “高”原用 G 船（“海”）用 H
三相异步电机参数的测试 0 引言 在异步电机的矢量控制系统中，电动机的参数是十分重要的物理量。在电机学中利用电动机的参数构成等值电路，以此为基础可以对三相电动机的各种运行特性进行分析。变频调速中采用的矢量控制，控制系统性能完全依赖于所使用的电机参数的准确程度，如果参数不准确，将直接导致矢量控制性能指标下降，甚至导致变频器不能正常工作。 三相异步电动机的基本参数包括定子电阻、定子漏感、转子电阻、转子漏感、定转子互感。这些参数的确定，可以利用电机设计制造时的技术数据进行理论计算，但计算复杂，并且与实际有较大误差；也可以采用试验方法确定，下面具体介绍在变频器中采用试验的方法对各参数的测试。 1 参数测定试验 在变频器中，测试参数主要有两种方法：一种是在线测试，一种是离线测试。在线测试方法主要有卡尔曼滤波法、模型参考自适应法、滑模变结构法等，这些方法要求处理器具有较高的处理速度，对系统硬件要求较高；离线测试方法主要有频率响应试验、阶跃响应试验等，但测试精度不高，存在计算复杂、程序计算量大等问题，故很少采用。 这里主要介绍根据传统的电机学试验原理，在变频器中对电机参数进行离线测试，通过对其采取相应的措施达到测试参数的高精确度。 1.1 采用直流伏安法测试电机的定子电阻 在变频器系统中，采用直流伏安法测试定子电阻的关键是如何得到低压直流电源，当变频器直接连接到电网时，其直流母线电压较高，通常的办法是对直流母线进行电压斩波控制，得到一个平均值很低、周期固定且占空比固定的高频电压脉冲系列，这样经过定子绕组中的电感滤波后，就得到一个脉动很小的直流电流。如果占空比
为D，直流母线电压为Udc，电流为I，则相应的定子电阻值为 在测试中为了防止变频器出现过电流，应该正确考虑占空比的设定，在实际测试中可以采用电流闭环加PI 调节器 得出占空比的方法控制电流大小，如图1 所示。 图1 中，I * 为控制目标，即给定电流，I 为反馈电流，即实际运行电流。试验时，变频器中的开关器件IGBT 的导通压降，对测试值的影响是不能忽略的，对导通压降补偿的正确与否直接影响到测试电阻精度的高低，导通压降除了IGBT的导通压降，还有续流二极管的导通压降。同时，由于IGBT在开通和关断过程中都有一定的延时，为了准确计算输出的直流电压，这部分延时也不能忽略。 1.2 利用堵转试验测试转子电阻及定转子漏感 在实际的应用中，对电机进行堵转比较困难，在此采用单相短路试验代替三相试验，当电机加上单相正弦电压时，没有电磁转矩产生，其电磁现象与三相堵转时基本相同，测试中，让电机的某一相开路，在另外两相之间通入单相的正弦交流电，然后通入一定的电流，此时测试定子上的电压，电流和输入功率，这样即可计算出电机的短路电阻和短路电抗。
空气参数测定实验 一、实验目的 空气调节的任务在于采用人工的方法，创造并保持一种能满足人的健康舒适要求以及满足生产过程和科学实验要求的空气环境。通常把影响人的冷热和舒适感觉的四个因素称为气象条件。即：空气温度、空气相对湿度、空气流动速度及物体表面温度。而空气的气象条件是可以用各种仪表进行测量的。本实验的目的就是要掌握这些仪表的基本特性及测定方法。 二、实验原理及方法 （一）：空气温度的测量 用于测量室内空气温度的仪表很多。如：玻璃液体温度计、热电偶温度计和电阻温度计等。本实验主要采用玻璃液体温度计进行测量。 室内空气温度通常在离地1.5米的高度上进行测量，并将温度读书记录下来。使用玻璃温度计时应注意下列各点： 1、读数时应手持温度计的上端，使眼睛、刻度线和液面相平进行读数。 若眼睛偏高，读数值偏低。眼睛偏低，读数偏高。 2、人体应稍许离开温度计，不得用手接触温包。 3、温度计放在测点需液柱处于稳定后方能进行读数。读数要尽量快，先 读小数后读整数，以防人体靠近后产生误差。 4、温度计不应放在受强烈辐射的地点进行测量。 （二）：空气湿度的测量 本实验主要测量仪表：干湿球温度计、电子温湿度仪、毛发温湿度表。 1、干湿球温度计 读出干球温度计读数及湿球温度计读数，根据其差值查出相对湿度，也可根据焓湿图查出相对湿度。 2、电子温湿度仪 注意事项：黄线为温度测线、蓝线为相对湿度测线。 3、毛发温湿度计 毛发温湿度计利用脱脂人发在周围空气湿度发生变化时，其本身长度伸长或缩短的特性来测量空气相对湿度。在使用过程中应避免受到震动和撞击。（三）：空气流动速度的测量 本实验使用仪器为：热球风速仪。 热球风速仪是根据电阻丝在气流中被冷却的原理而设计。 注意事项：1、调零时若调不到零位则电池电量不足。2、本仪器为精密仪器，在使用过程中特别是对风速探头，应避免受到震动和撞击。3、仪器承受的负载不能超过40M/S。 三、实验结果的记录与整理 在讨论空气的温度、相对湿度和空气流速时，建议以水银温度计、电子
三相异步电动机的型号及选用 三相异步电动机的分类 三相异步电动一般为系列产品，其系列、品种、规格繁多，因而分类也较繁多。 1、按电动机尺寸大小分类 大型电动机：定子铁心外径D＞1000mm或机座中心高H＞630mm。 中型电动机：D=500~1000mm或H=355~630mm。 大型电动机：D=120~500mm或H=80~315mm。 2、按电动机外壳防护结构分类 3、按电动机冷方式分类 电动机按冷却方式可分为自冷式、自扇冷式、他扇冷式等。可参见国家标准GB/T1993-93《旋转电机冷却方式》。 4、按电动机的安装形式分类 IMB3：卧式，机座带底脚，端盖上无凸缘。 IMB5：卧式，机座不带底脚，端盖上有凸缘。 IMB35：卧式，机座带底脚，端盖上有凸缘。 5、按电动机运行工作制分类 S1；连续工作制 S2：短时工作制 S3~S8：周期性工作制 6、按转子结构形式分类 三相笼型异步电动机 三相绕线型异步电动机 三相异步电动机的型号及选用
我国电机产品型号的编制方法是按国家标准GB4831-84《电机产品型号编制方法》实施的，即有汉语拼音字母及国际通用符号和阿拉伯数字组成，按下列顺序排列。 1 产品（类型）代号 CHANPINGUI 异步电动机同步电动机同步发电机直流电动机直流发电机汽轮发电机水轮发电机测功机潜水电泵纺织用电机交流换向器电动机 产品代号 Y T TF Z ZF QF SF C Q F H 2 特殊环境代号 使用场合热带用湿热带用干燥带用高原用船用户外用化工防腐用 汉语拼音字母 T TH TA G H W F 产品规格代号：L－－－－-长机座；M－－－－-中机座；S－－－－-短机座。 下面为两个产品举例： （1）三相异步电动机 Y2－－-132M－－-4 规格代号，中心高132mm，M中机座，4极 产品代号，异步电动机，第二次改型设计 （2）户外防腐型三相异步电动机 Y－－-100L2－－-4－－-WF1 特殊环境代号，W户外用，F化工防腐用，1中等防腐 规格代号，中心高100，长机座第二铁心长度，4极 产品代号，异步电动机 3 常用三相异步电动机产品型号、结构特点及应用场合 序号名称型号机座号与功率范围结构特点应用场合 新老 1 小型三相异步电动机（封闭式） Y2 (IP55) Y(IP44) JO2 JO H80~355
实验二、三相鼠笼异步电动机的工作特性及参数测定 一、实验目的 1、掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。 2、用直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性。 3、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。 二、预习要点 1、异步电动机的工作特性指哪些特性？ 2、异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？ 3、工作特性和参数的测定方法。 三、实验项目 1、测量定子绕组的冷态电阻。 2、空载实验。 3、短路实验。 4、负载实验。 四、实验方法 1、实验设备 2、屏上挂件排列顺序 D33、D32、D34-3、D31、D42、D51
三相鼠笼式异步电机的组件编号为DJ16。 3、测量定子绕组的冷态直流电阻。 将电机在室放置一段时间，用温度计测量电机绕组端部或铁心的温度。当所测温度与冷却介质温度之差不超过2K时，即为实际冷态。记录此时的温度和测量定子绕组的直流电阻，此阻值即为冷态直流电阻。 利用万用表测定绕组电阻，记录下表 表4-3 4、空载实验 1) 按图4-3接线。电机绕组为Δ接法(U N=220V)，直接与测速发电机同轴联接，负载电机DJ23不接。 2) 把交流调压器调至电压最小位置，接通电源，逐渐升高电压，使电机起动旋转，观察电机旋转方向。并使电机旋转方向符合要求( 如转向不符合要求需调整相序时，必须切断电源)。 3) 保持电动机在额定电压下空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。 图4-3 三相鼠笼式异步电动机试验接线图 4) 调节电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低电压，直至电流或功率显著增大
为止。在这围读取空载电压、空载电流、空载功率。 5) 在测取空载实验数据时，在额定电压附近多测几点，共取数据7～9 组记录于表4-4中。 表4-4 5、短路实验 1) 测量接线图同图4-3。用制动工具把三相电机堵住。制动工具可用DD05上的圆盘固定在电机轴上，螺杆装在圆盘上。 2) 调压器退至零，合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至短路电 流到1.2倍额定电流，再逐渐降压至0.3倍额定电流为止。 3) 在这围读取短路电压、短路电流、短路功率。 表4-5 4) 共取数据5～6组记录于表4-5中。
实验一 空气定压比热容测定 一、实验目的 1.增强热物性实验研究方面的感性认识，促进理论联系实际，了解气体比热容测定的基本原理和构思。 2.学习本实验中所涉及的各种参数的测量方法，掌握由实验数据计算出比热容数值和比热容关系式的方法。 3.学会实验中所用各种仪表的正确使用方法。 二、实验原理 由热力学可知，气体定压比热容的定义式为 ( )p p h c T ?=? （1） 在没有对外界作功的气体定压流动过程中，p dQ dh M =, 此时气体的定压比热容可表示 为 p p T Q M c )(1??= （2） 当气体在此定压过程中由温度t 1被加热至t 2时，气体在此温度范围内的平均定压比热容可由下式确定 ) (1221 t t M Q c p t t pm -= (kJ/kg ℃) (3) 式中，M —气体的质量流量，kg/s; Q p —气体在定压流动过程中吸收的热量，kJ/s 。 大气是含有水蒸汽的湿空气。当湿空气由温度t 1被加热至t 2时，其中的水蒸汽也要吸收热量，这部分热量要根据湿空气的相对湿度来确定。如果计算干空气的比热容，必须从加热给湿空气的热量中扣除这部分热量，剩余的才是干空气的吸热量。 低压气体的比热容通常用温度的多项式表示，例如空气比热容的实验关系式为 3 16 2 7 4 10 87268.410 02402.410 76019.102319.1T T T c p ---?-?+?-=(kJ/kgK) 式中T 为绝对温度，单位为K 。该式可用于250～600K 范围的空气，平均偏差为0.03%，最大偏差为0.28%。 在距室温不远的温度范围内，空气的定压比热容与温度的关系可近似认为是线性的，即可近似的表示为 Bt A c p += （4） 由t 1加热到t 2的平均定压比热容则为 m t t t t pm Bt A t t B A dt t t Bt A c +=++=-+= ? 2 2 11 22 1 2 1 (5) 这说明，此时气体的平均比热容等于平均温度t m = ( t 1 + t 2 ) / 2时的定压比热容。因此，可以对某一气体在n 个不同的平均温度t m i 下测出其定压比热容c p m i ，然后根据最小二乘法原理，确定
渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定与分析 一、 实验目的 1．掌握测量渐开线直齿圆柱变位齿轮参数的方法。 2．通过测量和计算，进一步掌握有关齿轮各几何参数之间的相互关系和渐开线性质。 二、实验内容 对渐开线直齿园柱齿轮进行测量，确定其基本参数(模数m 和压力角α)并判别它是否为标准齿轮，对非标准齿轮，求出其变位系统X 。 三、实验设备和工具 1．待测齿轮分别为标准齿轮、正变位齿轮、负变位齿轮，齿数各为奇数、偶数。 2．游标卡尺，公法线千分尺。 3．渐开线函数表(自备)。 4．计算器(自备)。 四、实验原理及步骤 渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数有：齿数Z 、模数m 、分度圆压力角α齿顶高系数h *a 、顶隙系数C *、中心距α和变位系数x 等。本实验是用游标卡尺和公法千分尺测量，并通过计算来确定齿轮的基本参数。 1．确定齿数Z 齿数Z 从被测齿轮上直接数出。 2．确定模数m 和分度圆压力角α 在图4-1中，由渐开线性质可知，齿廓间的公法线长度AB 与所对应的基圆弧长00ΒΑ相等。根据这一性质，用公法线千分尺跨过n 个齿，测得齿廓间公法线长度为W n ′，然后再跨过n +1个齿测得其长度为1+'n W 。 b b n b b n S nP W S P n W +='+-='+1,)1( n n b W W P '-'=+1 式中，P b 为基圆齿距，απcos b m P = (mm)，与齿轮变位与否无关。 b S 为实测基圆齿厚，与变位量有关。由此可见，测定公法线长度n W '和1+'n W 后就可求出基
圆齿距P b ，实测基圆齿厚S b ，进而可确定出齿轮的压力角α、模数m 和变位系数x 。因此，齿轮基本参数测定中的关键环节是准确测定公法线长度。 图4－1 公法线长度测量 （1）测定公法线长度n W '和1+'n W 根据被齿轮的齿数Z ，按下式计算跨齿数： 5.0180+??=Z a n 式中：α —压力角；z —被测齿轮的齿数 我国采用模数制齿轮，其分度圆标准压力角是20°和15°。若压力角为20°可直接参照下表确定跨齿数n 。 公法线长度测量按图4—1所示方法进行，首先测出跨n 个齿时的公法线长度n W '。测定时应注意使千分尺的卡脚与齿廓工作段中部（齿轮两个渐开线齿面分度圆）附近相切。为减少测量误差，n W '值应在齿轮一周的三个均分位置各测量一次，取其平均值。
第8章三相异步电动机的工作特性和参数测定 原理简述 一、基本方程式和等效电路 异步电机定子绕组所产生的旋转磁场，以转差速度切割转子导体，在转子导体中感应电势，产生电流，转子导体中的电流与定子旋转磁场相互作用而产生电磁转矩，使转子旋转。当转子的 转速与定子旋转磁场的转速相等时，定、转子之间没有相对切割，转子中就没有电流，也就不能产生转矩。因此转子的转速一定要异于磁场的转速，故称异步电机。由于异步而产生的转 矩称为异步转矩。当时，为电动机运行；时为发电机运行；当即转子逆着磁场方向旋转时，它是制动运行。异步电机绝大多数都是作为电动机运行。其转矩和转速（转差率）曲线，如图8-1所示。 由《电机学》中可知，将转子边的量经过频率折算和绕组折算，可得到异步电机的基本方程式为： 式中转差率是异步电机的重要运行参数，为折算到定子一边的转子参数，也就是从定子上测得转子方面的数值。
由方程式可以画出相应的等效电路，如图8-2所示。 当异步电动机空载时，，。附加电阻。图8-2中转子回路相当 开路；当异步电动机堵转时，，，附加电阻，图8-2转子回路相当短路，这就和变压器完全相同。因此异步电机也可以通过空载实验和堵转（短路）实验来求出异步电机的等效电路中的各参数。 二、空载实验 由空载实验可以求得励磁参数，以及铁耗和机械损耗。实验是在转子轴上 不带任何机械负载，转速，电源频率的情况下进行的。用调压器改变试验电压 大小，使定子端电压从逐步下降到左右，每次记录电动机的端电压、 空载电流和空载功率，即可得到异步电动机的空载特性，如图8-3所示。 图 8-3 空载特性图 8-4 铁耗和机械耗分离 空载时，电动机的输入功率全部消耗在定子铜耗、铁耗和转子的机械损耗上。所以从空载功 率中减去定子铜耗，即得铁耗和机械耗之和，即 式中为定子绕组每相电阻值，可直接用双臂电桥测得。 机械损耗仅与转速有关而与端电压无关，因此在转速变化不大时，可以认为是常数。
实验三 渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定 一. 实验目的 1. 掌握应用游标卡尺测定渐开线直齿圆柱齿轮基本参数的方法； 2. 通过测量和计算，熟练掌握有关齿轮各几何参数之间的相互关系和渐开线性质的知识。 二．设备和工具 1.齿轮一对（齿轮为奇数和偶数的各一个）； 2.游标卡尺（游标读书值不大于0.05mm ） 3.渐开线函数表（自备）。 4.计算工具（自备）。 三.原理和方法 单个渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数有：齿数z ，模数m,压力角ɑ,齿顶高系数* a h ,顶隙系数* c ，变位系数x 。 本实验是用游标卡尺来测量齿轮，并且通过计算得出一对直齿圆柱齿轮的基本参数。其原理和方法如下： 1. 确定齿轮的模数m 和压力角ɑ。 标准直齿圆柱齿轮公法线长度的计算如下：如图3-1所示，若卡尺跨n 个齿，其公法线长度为： n l =（n-1）b p +b s 同理，若卡尺跨n+1个齿，其公法线长度则应为：
1+n l =n b p +b s 所以 1+n l -n l =b p ………………………………………………（3—1） 又因 b p =pcos а=πmcos а 所以 m=b p /πcos а……………………………………………（3—2） 式中b p 为齿轮基圆周节，它由测量得的公法线长n l 和1+n l 代表式（3—1）求得。压力角а可能是15°，也可能是20°，固分别用15°和20°代入式（3—2）算出两个模数，取其模数最接近标准值的一组m 和а，即为所求齿轮的模数和压力角。 为了使卡尺的两个卡脚能保证与齿廓的渐开线部分相切，所需的跨齿数n 按下式计算： n= 180 α Z+0.5………………………………………………………（3—3） 根据基圆的的齿厚公式 b p =scos а+2b r inv а=m(π/2+2xtg а)cos а+2b r inv а 得 x=( α cos m s b -π/2-zinva)/2tga …………………………………………（3—4） 式中b s 可由以上公法线长度公式求得，即 b s =1+n l -n b p …………………………………………………（3—5） 将式（3—5）代入式（3—4）即可求出变位系数x. 3. 确定齿轮的齿顶高系数* a h 和顶隙系数* c (本实验不考虑齿顶降低系数)。 根据齿轮齿根高的计算公式 f h = 2 f d mz -…………………………………………………（3—6） f h =m(* a h +* c -x)………………………………………（3—7） 式（3—6）中f d 为齿根圆直径，其测法见下文。设f d 已知，则在式（3—7）中，只有 *a h 、*c 未知，将两系数的两组值分别代入式（3—7），则使等式最接近成立的一组值为 所求值。
一、概述 Y系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。安装尺寸和功率等级符合IEC标准，外壳防护等级为IP44，冷却方法为IC411，连续工作制（S1）。适用于驱动无特殊要求的机械设备，如机床、泵、风机、压缩机、搅拌机、运输机械、农业机械、食品机械等。 Y系列电动机效率高、节能、堵转转矩高、噪音低、振动小、运行安全可靠。Y80~315电动机符合Y系列（IP44）三相异步电动机技术条件 JB/T9616-1999。Y355电动机符合Y系列（IP44）三相异步电动机技术条件JB5274-91。Y80~315电动机采用B级绝缘。Y355电动机采用F级绝缘。额定电压为380V，额定频率为50Hz。功率3kW及以下为Y接法；其它功率均为△接法。电动机运行地点的海拔不超过1000m；环境空气温度随季节变化，但不超过40℃；最低环境空气温度为-15℃；最湿月月平均最高相对湿度为90%；同时该月月平均最低温度不高于25℃。 电动机有一个轴伸，按用户需要，可制成双轴伸，第二轴伸亦能传递额定功率，但只能用联轴器传动。 按用户需要，还可供应其他功率、电压、频率、湿热带型（TH）、防护等级等电动机。 二、订货须知 1.订货时请注明电动机型号、功率、调速、电压、频率、噪声及安装型式等。若未注明噪声等级，均按2级供货。 2.对于5.5kW及以上的2极电动机和37kW及以上的4极电动机不能用皮带传动。 3.如有特殊要求，请在合同中注明，并事先与制造厂联系。 型号额定 功率 额定 电流 转速效率 功率 因数 堵转转矩堵转电流最大转矩噪声振动 速度 重量 额定转矩额定电流额定转矩1级2级 kW A r/min%COSФ倍倍倍dB(A)mm/s kg 同步转速3000r/min 2 级 Y80M1-20.75 1.8283075.00.84 2.2 6.5 2.36671 1.817 Y80M2-2 1.1 2.5283077.00.86 2.27.0 2.36671 1.818 Y90S-2 1.5 3.4284078.00.85 2.27.0 2.37075 1.822 Y90L-2 2.2 4.8284080.50.86 2.27.0 2.37075 1.825 Y100L-23 6.4288082.00.87 2.27.0 2.37479 1.834 Y112M-248.2289085.50.87 2.27.0 2.37479 1.845 Y132S1-2 5.511.1290085.50.88 2.07.0 2.37883 1.867 Y132S2-27.515290086.20.88 2.07.0 2.37883 1.872 Y160M1-21121.8293087.20.88 2.07.0 2.38287 2.8115 Y160M2-21529.4293088.20.88 2.07.0 2.38287 2.8125 Y160L-218.535.5293089.00.89 2.07.0 2.28287 2.8145 Y180M-22242.2294089.00.89 2.07.0 2.28792 2.8173 Y200L1-23056.9295090.00.89 2.07.0 2.29095 2.8232 Y200L2-23769.8295090.50.89 2.07.0 2.29095 2.8250 Y225M-24584297091.50.89 2.07.0 2.29097 2.8312 Y250M-255103297091.50.89 2.07.0 2.29297 4.5387 Y280S-275139297092.00.89 2.07.0 2.29499 4.5515 Y280M-290166297092.50.89 2.07.0 2.29499 4.5566 Y315S-2110203298092.50.89 1.8 6.8 2.299104 4.5922 Y315M-2132242298093.00.89 1.8 6.8 2.299104 4.51010 Y315L1-2160292298093.50.89 1.8 6.8 2.299104 4.51085 Y315L2-2200365298093.50.89 1.8 6.8 2.299104 4.51220 Y355M1-2220399298094.20.89 1.2 6.9 2.2109 4.51710 Y355M2-2250447298594.50.90 1.27.0 2.2111 4.51750