三相异步电动机的工作特性(精)

三相鼠笼异步电动机的工作特性一、实验目的1、掌握用日光灯法测转差率的方法。

2、掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。

3、用直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性。

4、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。

二、预习要点1、用日光灯法测转差率是利用了日光灯的什么特性？2、异步电动机的工作特性指哪些特性？3、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？4、工作特性和参数的测定方法。

三、实验项目1、测定电机的转差率。

2、测量定子绕组的冷态电阻。

3、判定定子绕组的首末端.4、空载实验。

5、短路实验。

6、负载实验。

四、实验方法1、实验设备2、屏上挂件排列顺序DQ43、DQ42、DQ25-3、DQ22、DQ27、DQ31 三相鼠笼式异步电机的组件编号为DQ11。

3、用日光灯法测定转差率日光灯是一种闪光灯，当接到50H z 电源上时，灯光每秒闪亮100次，人的视觉暂留时间约为十分之一秒左右，故用肉眼观察时日光灯是一直发亮的,我们就利用日光灯这一特性来测量电机的转差率。

（1）异步电机选用编号为DQ11的三相鼠笼异步电动机（U N =220V ，Δ接法）极数2P=4。

直接与测速发电机同轴联接，在DQ11和测速发电机联轴器上用黑胶布包一圈，再用四张白纸条（宽度约为3毫米），均匀地贴在黑胶布上。

（2）由于电机的同步转速为 ，而日光灯闪亮为100次/秒，即日光灯闪亮一次，电机转动四分之一圈。

由于电机轴上均匀贴有四张白纸条，故电机以同步转速转动时，肉眼观察图案是静止不动的（这个可以用直流电动机DQ09、DQ19和三相同步电机DQ14来验证）。

（3）开启电源，打开控制屏上日光灯开关，调节调压器升高电动机电压，观察电动机转向，如转向不对应停机调整相序。

转向正确后，升压至220V ，使电机起动运转，记录此时电机转速。

（4）因三相异步电机转速总是低于同步转速，故灯光每闪亮一次图案逆电机旋转方向落后一个角度，用肉眼观察图案逆电机旋转方向缓慢移动。

三相异步电动机的机械特性引言三相异步电动机是目前工业用电动机中广泛使用的一种电机，具有结构简单、成本低、效率高等优点。

本文将着重介绍三相异步电动机的机械特性，包括转速、转矩、效率等方面。

转速三相异步电动机的转速主要取决于供电电源的频率和极对数。

一般来说，三相异步电动机的额定转速为每分钟1450转或每分钟2900转，对应的供电电源频率分别为50Hz和60Hz。

除了额定转速外，三相异步电动机还有超额定转速和滑差转速。

超额定转速是指电机的转速高于额定转速，通常只能在短时间内工作，例如起动前的转速提高。

滑差转速是指电动机在空载时的转速，通常比额定转速略高一些。

转矩三相异步电动机的转矩可以分为起动转矩、额定转矩和最大转矩三种。

起动转矩是指电动机在启动时需要克服惯性负载等因素所需的转矩，通常是额定转矩的23倍。

额定转矩是指电机在额定工作条件下所需的转矩，通常为电机的额定输出功率与额定转速的乘积除以转子的转速。

最大转矩是指电机可2倍。

以承受的最大转矩，通常为额定转矩的1.5效率三相异步电动机的效率是指输出功率与输入功率的比值，通常用百分比表示。

三相异步电动机的效率通常在75%~95%之间，其中额定效率是指在额定工作条件下的效率，是电机最重要的性能指标之一。

三相异步电动机的效率取决于多种因素，包括电机本身的设计、工作条件、负载特性等。

在实际应用过程中，为了提高三相异步电动机的效率，可以采取如下措施：1.选择合适的电机型号和规格；2.优化电机的设计参数，例如提高功率因数、降低铁损和电阻损耗等；3.选择合适的工作条件，例如控制负载、降低温度等；4.定期维护和检查电机，保持电机状态良好。

三相异步电动机是工业应用最广泛的电动机之一，具有转速稳定、转矩大、效率高等优点。

本文介绍了三相异步电动机的机械特性，包括转速、转矩和效率等方面，希望对读者理解和应用三相异步电动机有所帮助。

4— 1三相鼠笼异步电动机的工作特性实验目的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有电动机的工作特性。

3.测定三相鼠笼异步电动机的参数。

1.异步电动机的工作特性指哪些特征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、实验设备序号DDSZ-1 名称数量1 DD03 导轨、测速发电机及转速表1件2 DJ23 校正过的直流电机1件;3 DJ16 三相鼠笼异步电动机1件4 D33 交流电压表1件5 D32 交流电流表1件6 D34-3 单三相智能功率、功率因数表1件7 D31 直流电压、毫安、安培表1件8 D42 三相可调电阻器1件9 D51 波形测试及开关板1件四、测量定子绕组的冷态直流电阻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与冷却介质温度之差不超过2K时，即为世纪冷态。

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。

预习要点用伏安法测定子绕组电阻，测量线路如图4-1.直流电源用主控屏上电枢电源先调到50V。

开关S1、S2选用D51挂箱，R用D42挂箱上1800Q可调电阻图4-1三相交流绕组电阻测定量程的选择：测量时通过的测量电流应小于额定电流的20%约为50mA因而直流电流表的量程用200mA档0三相鼠笼式异步电动机定子一相绕组的电阻约为50Q，因而当流过的电流为50mA时二端电压约为，所以直流电压表量程用20V 档。

按图4-1接线。

把R调至最大位置，合上开关S1，调节直流电源及R阻值使试验电流不超过电机额定电流的20%以防因试验电流过大而引起绕组的温度上升，读取电流值，再接通开关S2读取电压值。

读完后，先打开开关S2,再打开开关S1o调节R使A表分别为50mA 40mA,30mAW取三次，取其平均值，测量定子三相绕组的电阻值，采集数据：表4-1五、负载情况（一）针对DDSZ-1电机教学实验台1.空载实验（1）按图4-2接线。

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。

铁耗在低电压时可近似认为与磁通密度的平方成正比。

三相异步电动机的工作特性三相异步电动机是一种常见的电机类型，广泛应用于工业、农业、交通运输等领域。

其工作特性主要包括以下几个方面：1.转速特性三相异步电动机的转速与电源频率、电机极数、转差率等因素有关。

在额定负载范围内，电机转速与电源频率成正比，极数越多转速越低。

此外，转差率的变化也会影响电机的转速。

一般来说，电机的转差率在0.01-0.05之间。

2.转矩特性三相异步电动机的转矩与电源电压、电流、磁通量等因素有关。

在额定电压和电流下，电机的转矩与磁通量成正比。

随着负载的增加，电流也会增加，进而导致转矩增大。

但是，当负载超过额定负载时，电机会过载，电流和转矩会超出额定范围，导致电机受损。

3.功率因数特性三相异步电动机的功率因数与负载性质、电源电压、电流等因素有关。

在空载时，电机的功率因数较低；随着负载的增加，功率因数也会逐渐提高。

当负载达到某一值时，电机的功率因数达到最大值；当负载继续增加时，功率因数会逐渐降低。

4.效率特性三相异步电动机的效率与负载性质、电源电压、电流等因素有关。

在空载时，电机的效率较低；随着负载的增加，效率也会逐渐提高。

当负载达到某一值时，电机的效率达到最大值；当负载继续增加时，效率会逐渐降低。

5.温升特性三相异步电动机的温升与负载性质、环境温度、散热条件等因素有关。

在额定负载范围内，电机的温升与工作时间成正比；超过额定负载时，电机的温升会急剧上升，导致电机受损。

因此，使用时要注意控制负载和工作时间，保证电机在安全范围内运行。

6.启动特性三相异步电动机的启动方式有多种，如直接启动、降压启动等。

直接启动时，启动电流较大，会对电网造成一定冲击；降压启动时，启动电流较小，可以减少对电网的冲击。

但是，降压启动时需要使用启动设备或其他辅助设备，增加了使用成本和维护工作量。

7.调速特性三相异步电动机的调速可以通过改变电源频率、电压等方法来实现。

但是，这些方法都存在一定的局限性，如变频调速虽然可以方便地实现调速，但成本较高且对电网有一定的影响。

三相异步电动机相关理论1、对于某台确定的三相异步电机来说，转差率不是恒定值。

分析如下：S=(n1-n)/n1 式中：n1为同步转速, n 为电机转速。

影响电动机转差率的因素较多，一般来说，当电动机的实际负载率越高时转差率越大。

举个极端的例子：当电机负载过大，导致n=0时候，此时S=1；而其他情况下，0<S<1。

2、三相异步电动机速度公式：n=60f(1−s)/p（1-1）其中：f为供电电源频率，s为转差率，p电机磁极对数。

3、电机转矩公式：T=9550P/n（1-2）其中：P为电机功率，n为转速；在机械设计的时候，可根据此公式进行确定电机的功率。

4、在目前我们所使用的变频控制方式下，电流是影响电机转矩变化的直接因素。

推导过程如下：P=3UI cos∅（1-3）电机转速n=60f(1−s)/p代入转矩公式中得到：T=9550∗3UIp cos∅（1-4）60f(1−S)而：我们使用的变频调速方式中电压U与频率f的比值为常数，假定为常数I（1-5）k，公式变为T=9550∗3kp cos∅60（1−S）在公式（1-5），k为常数、对同一电机来说，p与cos∅均为固定值，在负载恒定的条件下，转差率S固定，只有电流I是个变化值，即：电机输出转矩只与电流有关系。

5、同一个电机在三角形接法、星形接法下，在同样的供电电源下，输出转矩是不同的，转差率是不同的，转速也是不同的。

在同样的供电电源下，电动机电流I∆>I Y，电机输出转矩T∆>T Y，电机转速n∆>n Y，转差率S∆<S Y.6、在中国，星形接法电机额定供电电压三相380V，额定频率为50HZ；角形接法的电机额定供电电压为三相220V，额定频率为87HZ。

7、电机的电流是导致电机能否烧掉得直接因素，其他物理量如电压等并不是直接因素。

一般情况下，单纯的将电机工作电压超过其额定电压，电流不超过额定电流，并不会将电机烧坏。

三相异步电动机的工作特性和参数测定原理简述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，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。

铁耗在低电压时可近似认为与磁通密度的平方成正比。

机械耗和铁耗之和与端电压的平方值8-4 所示，把曲线延长与纵坐标交于Ｋ点，由Ｋ点作平行于，直线以上的部分即为不同电压的铁耗。