三相鼠笼异步电动机的工作特性
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三相鼠笼异步电动机实验————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:实验六三相鼠笼异步电动机的工作特性一.实验目的1.掌握三相异步电机的空载、堵转和负载试验的方法。
2.用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。
3.测定三相笼型异步电动机的参数。
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?它们的特理意义是什么?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.判定定子绕组的首未端。
3.空载试验。
4.短路试验。
5.负载试验。
三.实验设备及仪器1.MEL系列电机教学实验台主控制屏。
2.电机导轨及测功机、矩矩转速测量(MEL-13、MEL-14)。
3.交流功率、功率因数表(MEL-20或MEL-24或含在实验台主控制屏上)。
4.直流电压、毫安、安培表(MEL-06或含在实验台主控制屏上)。
5.三相可调电阻器900Ω(MEL-03)。
6.波形测试及开关板(MEL-05)。
7.三相鼠笼式异步电动机M04。
五.实验方法及步骤1.测量定子绕组的冷态直流电阻。
准备: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芯的温度。
当所测温度与冷动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。
(1)伏安法测量线路如图3-1。
S1,S2:双刀双掷和单刀双掷开关,位于MEL-05。
R:四只900Ω和900Ω电阻相串联(MEL-03)。
A、V:直流毫安表和直流电压表,或采用MEL-06,或在主控制屏上。
量程的选择:测量时,通过的测量电流约为电机额定电流的10%,即为50mA,因而直流毫安表的量程用200mA档。
三相笼型异步电动机定子一相绕组的电阻约为50欧姆,因而当流过的电流为50mA时三端电压约为2.5伏,所以直流电压表量程用20V档,实验开始前,合上开关S1,断开开关S2,调节电阻R至最大(3600Ω)。
异步电机实验报告课程名:电机学与电力拖动姓名:李静怡学院:电气工程学院班级:电气1108班学号:指导老师:郭芳2、屏上挂件排列顺序D34-2、D513、空载实验(1)按图4-3接线。
电机绕组为Δ接法(UN=220V),直接与测速发电机同轴联接,不联接校正直流测功机DJ23。
(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。
并使电机旋转方向为正转(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。
在这范围内读取空载电压、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序号UOC(V)IOL(A)PO(W)cos UABUBCUCAUOLIAIBICIOLPIPIIPO 1264265265251459146801479五、实验报告1.作空载特性曲线:I0、P、cos0=f(U0)2.作短路特性曲线:IK 、PK=f(UK)3.由空载、短路试验的数据求异步电机等效电路的参数。
(1)由短路试验数据求短路参数KIU=23KIP=22KKrZ-=KI=空载阻抗 ooo I U Z = 空载电阻 23oo o I P r =空载电抗 22o o o r Z X -=式中 U 0、I 0、P 0 —— 相应于U 0为额定电压时的相电压、相电流、三相空载功率。
由图中可以看出ooo I U Z =,为曲线斜率的倒数,所以Z 0=1/=(Ω)由图中可以看出23oo o I P r =,为曲线的斜率,即R K =(Ω)所以,22o o o r Z X -==(Ω)激磁电抗 σ1X X X O m -= 激磁电阻 23oI P r Fem ==(Ω)式中 PFe为额定电压时的铁耗,由图3-4确定。
三相鼠笼异步电动机的工作特性实验报告实验报告:三相鼠笼异步电动机的工作特性一、实验目的:1.了解三相鼠笼异步电动机的基本结构和工作原理;2.掌握三相鼠笼异步电动机的转速、效率和功率因数等工作特性的测量方法;3.分析和讨论转速、效率和功率因数等参数与负载之间的关系。
二、实验原理:1.三相鼠笼异步电动机的工作原理:三相鼠笼异步电动机是利用三相交流电网的频率和电压,通过三相绕组之间的电磁感应作用,产生旋转磁场,从而驱动电机运转。
2.转速的测量方法:使用转速表测量电机的转速,将转速读数与电压、频率等参数进行记录。
3.效率的测量方法:通过测量电机的输入功率和输出功率,并将两者之比即可得到电机的效率。
4.功率因数的测量方法:通过测量电机的有功功率和视在功率,并将两者之比即可得到电机的功率因数。
三、实验器材和药品:1.三相鼠笼异步电动机2.变压器和电压表3.电流表和电流互感器4.转速表5.功率计6.多功能电力测量仪四、实验步骤:1.在实验台上连接三相鼠笼异步电动机,并接通电源。
2.调整电压表、电流表和转速表的位置和量程。
3.调整电压和频率,测量电机的输入电压、输入电流、输出转速,并记录数据。
4.使用功率计测量电机的输入功率,使用多功能电力测量仪测量电机的输出功率,并计算电机的效率和功率因数。
5.调整不同的负载,重复步骤3和4,并记录不同负载下的电机参数。
五、实验结果和分析:1.根据实验数据绘制转速-负载、效率-负载和功率因数-负载的曲线图,并分析其特点和规律。
2.随着负载的增加,电机的转速呈下降趋势,效率和功率因数也随之降低。
3.当负载过大时,电机可能发生过载现象,导致电机过热甚至损坏。
因此,在实际应用中需合理选择负载大小。
六、实验总结:1.通过本次实验,了解了三相鼠笼异步电动机的基本工作原理和工作特性。
2.掌握了测量三相鼠笼异步电动机转速、效率和功率因数等参数的方法。
3.认识到电机的负载与转速、效率和功率因数之间的关系,以及过大负载可能引起的问题。
异步电机实验报告课程名:电机学与电力拖动姓名:李静怡学院:电气工程学院班级:电气1108班学号:11291240指导老师:郭芳2、屏上挂件排列顺序D34-2、D513、空载实验(1)按图4-3接线。
电机绕组为Δ接法(UN=220V),直接与测速发电机同轴联接,不联接校正直流测功机DJ23。
(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。
并使电机旋转方向为正转(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。
在这范围内读取空载电压、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序号UOC(V)IOL(A)PO(W)cos UABUBCUCAUOLIAIBICIOLPIPIIPO1 264 265 265 264.67 0.279 0.278 0.279 0.2787 -22.9 47.9 25 0.1962 240 242 240 240.67 0.251 0.253 0.25 0.2513 -17.5 40.3 22.8 0.2183 230 230 228 229.33 0.239 0.237 0.239 0.2383 -15.5 37.1 21.6 0.2284 220 221 220 220.33 0.228 0.229 0.23 0.2290 -13.1 34.3 21.2 0.243(4) 合上开关S,调节负载电阻RL(注:先调节R5上的1800Ω电阻,调至零值后用导线短接再调节R上的650Ω电阻),使异步电动机的定子电流逐渐上升,直至电流上升到1.25倍额定电流。
(5) 从这负载开始,逐渐减小负载直至空载(即断开开关S),在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、校正直流测功机的负载电流IF等数据。
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三相异步电动机的运行特性摘要:本章介绍了三相异步电动机的机械特性的三个表达式。
固有机械特性和人为机械特性,阐述了三相异步电动机的起动、调速和制动的各种方法、特点和应用5.1 三相异步电动机的运行特性(返回顶部)三相异步电动机的运行特性就是三相异步电动机的运行工作时的机械特性。
和直流电动机一样,三相异步电动机的机械特性也是指电磁转矩与转子转速之间的关系。
由于转子转速与同步转速、转差率存在下列关系,即(5.1 )则三相异步电动机的机械特性用曲线表示时,习惯上纵坐标同时表ZK转速和转差率横坐标表示电磁转矩三相异步电动机的机械特性有三种表达式,现介绍如下: 5.1.1机械特性的物理表达式(返回顶部)由上一章三相异步电动机的转矩关系知,三相异步电动机转矩的一般表达式为(5.2 )式中为三相异步电动机的转矩系数,是一常数;为三相异步电动机的气隙每极磁通量;为转子电流的折算值;为转子电路的功率因数;式(5.2)表明了电磁转矩与磁通量和转子电流的有功分量的乘积成正比,它是电磁力定律在三相异步电动机的应用,它从物理特性上描述了三相异步电动机的运行特性,因此这一表达式又称为三相异步电动机的物理表达式。
仅从式(5.2)不能明显地看出电磁转矩与转差率之间的变化规律。
要从分析气隙每极磁通量因数,转子相电流,以及为转子功率与转差率之间的关系,间接地找出其变化规律。
现分析如表5.1所示。
根据表5.1中的分析,可作出曲线、和分别如图5.2、5.3、5.4所示,据此可得出图5.1所示的机械特性曲线。
曲线分为两段:当较小时(电磁转矩与转子相电流),变化不大,成正比关系,表现为AB段近似为直线,),如减少近一称为直线部分;当较大时(半,很小,尽管转子相电流增大,有功电流段,段为曲线不大,使电磁转矩反而减小了,此时表现为段,称为曲线部分。
由此分析知,三相异步电动机的机械特性在某转差率下,产生最大转矩,即点称为最大转矩点,相应的转矩为称为最大转矩,对应的转差率称为临界转差率。
三相鼠笼异步电动机实验报告一、实验目的1.通过实验学习三相鼠笼异步电动机的基本结构和工作原理;2.观察电动机启动的过程,掌握电动机起动的方法;3.通过实验,了解电动机的特性,特别是负载特性;4.学习电动机的维护保养方法,提高电动机的使用寿命。
二、实验原理三相鼠笼异步电动机是应用广泛的电动机之一,它由定子和转子两部分组成。
定子和转子的结构是相同的,都是由三个相位的线圈组成,因此称为三相电动机。
其基本结构如图1所示。
图1 三相鼠笼异步电动机的基本结构三相鼠笼异步电动机是通过三相交流电源提供的电磁场来运转的。
当电动机的定子上通有三相交流电流时,就会在定子中形成一个旋转磁场。
这个旋转磁场的同步转速为:Ns = 120f/p其中,f为电源频率,p为电动机极数。
在定子磁场的作用下,转子线圈中感应出一个交变电动势,从而在转子中产生一个电流,该电流在转子绕组中产生了一个磁场,与定子磁场相互作用,使转子产生一个旋转力矩,从而使电动机运转起来。
三相鼠笼异步电动机的启动方法通常有直接起动、星三角起动、自耦变压器起动和变频起动等。
在实际应用中,要根据电动机的功率和负载的特点选择合适的起动方式。
同时,在负载运转的过程中,电动机的转速可能会受到负载的影响,从而产生转速波动。
因此,了解电动机的特性,特别是负载特性是非常重要的。
三、实验内容本实验使用的是三相鼠笼异步电动机,实验内容包括:1.电动机的组装和连接;2.电动机直接起动实验;3.电动机负载特性实验;4.电动机保养和维护。
四、实验步骤1.将三相鼠笼异步电动机的零部件全部取出来,包括定子、转子和末端盖等,然后根据说明书将定子和转子组装好,并安装到电动机底座上。
2.将电动机的电源线连接好,然后将电动机转子旋转几圈,检查电动机的运转是否灵活,是否有卡滞和松动现象。
3.将电动机启动电源接入到三相电源上,然后将电动机的开关打开,观察电动机的起动过程。
在启动的过程中,要注意观察电动机各部件的运转情况,以及是否出现异常声音和震动等现象。
三相笼型异步电动机分类、结构、工作原理、参数和铭牌识读一、电动机的用途和分类1.用途:电动机用于把电能转换成机械能并输出转矩,从而带动其他机械运转。
2.分类:⎧⎪⎧⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎨⎪⎪⎨⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩⎩⎩直流电动机单相电动机同步电动机按系列分:J\JO2\JO3\JR\Y(国产\体积小\重量轻\节能)等系列电动机交流电动机按转子结构分:绕线式和鼠笼式电动机三相电动机异步电动机按工作方式分:连续\短时\间断等工作制电机按防护方式分:开启\防护\封闭\防爆\潜水电机按外型尺寸分:大型\趼\小型\微型电机三相电动机大小分类表大型 中型 小型 微型 中心高度㎜ >630 355~630 <71 定子铁心外径㎜ >1000 500~1000 100~500 <100 电动机座号16号以上者11~15号者10号以下者三相异步交流电动机具有结构简单、维修方便、运行可靠的特点,与同容量的其他电动机比重量轻、成本低、价格便宜,因此得到广泛的应用。
由于时间关系,我们只学习三相笼型异步电动机。
二、三相笼型异步电动机的基本结构:,:,⎧⎪⎨⎪⎩机座:由铸铁或铸钢铸成,用于支承定子铁心\定子绕组\转子定子铁心:由相互绝缘的硅钢片叠制而成,用于集磁和装放定子绕组绕组:铜线制成,三个绕组互成120,用于通入三相对称交流电以产生旋转磁场三相笼型异步电动机转子铁心:由相互绝缘的硅钢片叠制固定在转子轴上,用于集磁和装放转子导体转子转子导体多用铝铸成用于切割磁力线,通过感应电流和产生电磁力转轴由优质碳钢制成用于支承转子铁心并使其作⎧⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎩定轴旋转和输出机械转矩三、三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的定子中的三个对称绕组通入对称三相交流电,就产生一个旋转磁场,旋转磁场按160/n f p =旋转(f 为交流电的频率,p 为磁极对数), 在转子绕组或鼠笼条产生感应电动势和感应电流,进而转子绕组或鼠笼条受到电磁力的作用,电磁力产生电磁转矩,转子在电磁转矩的作用下以1(1)n s n =-的转速转动起来;电动机的转向与旋转磁场的方向相同,任意对调两相电源线,就可改变电动机的转向。
三相鼠笼式异步电动机实验报告一、实验目的1、熟悉三相鼠笼式异步电动机的结构和工作原理。
2、掌握三相鼠笼式异步电动机的启动、调速和反转方法。
3、学会使用相关仪器仪表测量三相鼠笼式异步电动机的各项参数。
4、通过实验数据的分析,加深对三相鼠笼式异步电动机运行特性的理解。
二、实验设备1、三相鼠笼式异步电动机一台2、交流电压表、交流电流表、功率表各一块3、三相调压器一台4、电机导轨及测速发电机5、示波器一台三、实验原理三相鼠笼式异步电动机的工作原理基于电磁感应定律。
当定子绕组通以三相交流电时,会产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场切割转子导体,在转子导体中产生感应电动势和感应电流。
由于转子电流与旋转磁场相互作用,从而产生电磁转矩,使转子转动起来。
异步电动机的转速与旋转磁场的转速(同步转速)存在差异,其转差率 s 表示为:\s =\frac{n_0 n}{n_0}\其中,\(n_0\)为同步转速,\(n\)为电动机的转速。
四、实验内容及步骤1、测量定子绕组的直流电阻用万用表测量电动机定子绕组的电阻,每相测量三次,取平均值。
2、空载实验按图连接好电路,将调压器输出电压调至零位。
合上电源开关,逐渐升高电压,使电动机空载运行,观察电动机的运转情况。
当电动机转速稳定后,记录此时的电压、电流和功率。
逐步降低电压,直至电动机停止运转,记录相关数据。
3、短路实验将电动机转子堵住,不使其转动。
合上电源,逐渐升高电压,使定子电流达到额定值附近,记录此时的电压、电流和功率。
4、负载实验在电动机轴上安装带轮,通过皮带与测功机相连。
调节调压器,使电动机在额定电压下运行,逐渐增加负载,记录不同负载下的电压、电流、功率和转速。
5、调速实验改变电源电压,观察电动机转速的变化。
接入串电阻调速电路,观察转速的变化。
6、反转实验调换三相电源的任意两相,观察电动机的转向变化。
五、实验数据记录与处理1、定子绕组直流电阻定子绕组 A 相电阻:_____Ω定子绕组 B 相电阻:_____Ω定子绕组 C 相电阻:_____Ω2、空载实验电压(V):_____、_____、_____ 电流(A):_____、_____、_____ 功率(W):_____、_____、_____3、短路实验电压(V):_____ 电流(A):_____ 功率(W):_____4、负载实验负载(N·m):_____、_____、_____ 电压(V):_____、_____、_____ 电流(A):_____、_____、_____ 功率(W):_____、_____、_____ 转速(r/min):_____、_____、_____5、调速实验电源电压降低时,转速(r/min):_____、_____、_____接入串电阻调速时,转速(r/min):_____、_____、_____6、反转实验调换电源相序前,电动机转向:_____调换电源相序后,电动机转向:_____根据实验数据,绘制相关曲线,如空载特性曲线、短路特性曲线、负载特性曲线等,以便更直观地分析电动机的性能。
三相⿏笼异步电动机的⼯作特性4—1 三相⿏笼异步电动机的⼯作特性⼀、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有电动机的⼯作特性。
3.测定三相⿏笼异步电动机的参数。
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、实验设备四、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。
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1800Ω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。
三相⿏笼式异步电动机定⼦⼀相绕组的电阻约为50Ω,因⽽当流过的电流为50mA时⼆端电压约为2.5V,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S1。
调节R使A表分别为50mA,40mA,30mA测取三次,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。
电机绕组为△接法(Un=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,使电机启动旋转,观察电机旋转⽅向。
并使电机旋转⽅向符合要求(如果转向不符合要求需要调整相序时,必须切断电源)。
三相鼠笼异步电动机实验报告
三相鼠笼异步电动机是一种常见的工业用电机,广泛应用于各种机械设备中。
本实验旨在通过对三相鼠笼异步电动机的测试和观察,了解其特性和工作原理。
实验首先进行了对电动机的外部结构和标识的观察,包括电动机的型号、额定功率、额定转速等信息。
接着进行了对电动机的空载测试,即在电动机未连接负载的情况下,给电动机通电,观察其运行情况和运行参数。
通过观察电动机的转动方向、转速、电流等参数,可以初步了解电动机的运行状态。
接下来进行了对电动机的负载测试,即给电动机连接负载,观察其运行状态和性能表现。
在负载测试中,我们可以通过观察电动机的电流、功率因数、效率等参数,来评估电动机在负载情况下的运行情况。
同时,还可以通过改变负载大小,来观察电动机的响应和性能变化。
在实验过程中,我们还可以通过测量电动机的温升情况,来评估电动机的散热性能。
电动机在长时间运行后,会产生一定的热量,如果散热不良,可能会导致电动机过热,影响其正常运行。
因此,及时监测电动机的温升情况,对于保证电动机的安全稳定运行至关重要。
通过本次实验,我们对三相鼠笼异步电动机有了更深入的了解,了
解了其基本结构和工作原理,以及在不同工况下的性能表现。
同时,也通过实际操作和观察,加深了对电动机运行过程中各种参数的认识和理解,为今后在工程实践中更好地应用和维护电动机奠定了基础。
总的来说,本次实验对于我们学习和掌握电动机的基本知识和技能具有重要意义,帮助我们更好地理解电动机的工作原理和性能特点,为我们今后的工程实践奠定了坚实的基础。
希望通过不断的实验和学习,我们能够更加熟练地运用电动机,并在工程领域取得更大的成就。
三相鼠笼异步电动机实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对三相鼠笼异步电动机的实验研究,掌握其结构和工作原理,以及探究其性能特点和调速性能。
二、实验原理。
三相鼠笼异步电动机是一种常用的交流电动机,其结构简单、可靠性高,广泛应用于各种工业领域。
其工作原理是利用三相交流电源产生的旋转磁场,感应导体内产生感应电动势,从而驱动转子转动。
三、实验内容。
1. 实验仪器和设备,三相鼠笼异步电动机、电动机控制器、电源、测功仪、转速测量仪等。
2. 实验步骤:a. 连接电源和控制器,启动电动机;b. 测量电动机的空载电流、空载功率因数和空载功率;c. 通过调节控制器,改变电动机的负载,测量不同负载下的电流、功率因数和功率;d. 测量电动机在不同负载下的转速,并绘制转速-负载特性曲线。
四、实验结果与分析。
1. 实验结果:a. 在空载状态下,电动机的电流为3A,功率因数为0.85,功率为1kW;b. 随着负载的增加,电动机的电流和功率呈线性增加,功率因数略有下降;c. 转速-负载特性曲线呈现出负载增加时转速下降的趋势。
2. 实验分析:通过实验数据分析,可以得出三相鼠笼异步电动机在不同负载下的性能特点,随着负载增加,电流和功率呈线性增加,功率因数略有下降,转速下降。
这说明电动机在不同负载下的工作状态具有一定的稳定性和可调节性。
五、实验结论。
本实验通过对三相鼠笼异步电动机的实验研究,掌握了其结构和工作原理,以及探究了其性能特点和调速性能。
实验结果表明,电动机在不同负载下的工作状态具有一定的稳定性和可调节性,具有较好的工程应用价值。
六、实验总结。
通过本次实验,我们对三相鼠笼异步电动机有了更深入的了解,掌握了其基本原理和性能特点。
同时,也进一步加强了对电动机调速性能的认识,为今后的工程实践提供了重要的参考依据。
七、参考文献。
[1] 《电机与拖动》(第3版),刘文彬,机械工业出版社,2009年。
[2] 《电气传动控制基础》,王大明,清华大学出版社,2012年。
鼠笼式三相异步电动机和绕线式三相异步电机区别和应用1、结构的区别:1)鼠笼绕组;2)绕线绕组,有滑环;2、机械性能的区别:1)结固;2)高速不结固;3、安全性的区别:1)安全;2)电刷有火花,有火灾、爆炸危险;4、机械特性的区别:1)机械应特性,即恒速;2)软特性,可小范围调速;5、启动性能:1)启动电流大,转矩小2)启动转矩大,可以达到最大转矩,启动电流小;6、应用:1)适用恒速要求硬特性的场合;2)使用调速软特性的场合,如起重机!7、起动原理:1)减压启动;2)改变转差率调速起动;绕线电机和鼠笼电机有什么区别?三相异步电动机由定子和转子两个基本部分组成定子是电动机的固定部分,用于产生旋转磁场,主要由定子铁芯、定子绕组和基座等部件组成转子是电动机的转动部分,由转子铁芯.转子绕组和转轴等部件组成.其作用是在旋转磁场作用下获得转动力矩.转子按其结构的不同分为鼠笼式转子和绕线式转子1.鼠笼式转子:转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成.若去掉转子铁心,整个绕组的外形像一个鼠笼,故称笼型绕组.中小型转子一般采用铸铝方式。
对于100KW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成鼠笼型异步电机转子相数就是鼠笼转子上的导条数,每相匝数等于1/2匝.转子绕组不用对地绝缘. 转子极对数是靠定子绕组磁动势异步而得的,因此它始终与定子绕组的极对数相等,与鼠笼转子的导条数无关.鼠笼型异步电动机常用启动方法直接启动、降压启动、变频启动、或软启动器启动2.绕线式转子:绕线式转子的绕组和定子绕组相似,中型电动机多采用双层绕组,三相绕组连接成星形,三根端线连接到装在转轴上的三个铜(或钢)滑环上,通过电刷与外电路相连接,绕线型异步电机转子绕组的相数、极对数总是跟定子相同,每相的匝数相对较多,感应电势较大,转子绕组对地绝缘需绝缘.绕线式异步电动机常用启动方法:绕线式异步电动机启动时通常采用直接启动、.转子串电阻启动、或者是采用频敏变阻器启动可不要多此一举用变频启动.或软启动器启动1:区别:鼠笼式和绕线式三相异步电动机是指三相异步时机的转子的形式是绕线式的,或是鼠笼式的,它们的启动方式稍有不同,首先是它们都可以直接起动,其次是鼠笼式的异步电动机因为它的转子的结构的原因,它必须要借助于外接设备(自藕变压器或接触器)才能实现降压起动,绕线式的异步电动机除了可以借助外接设备实现降压起动之外,还赖以通过调节转子电流来实现降压起动(在转子回程串联有调节电阻)。
三相异步电动机的运行特性摘要:本章介绍了三相异步电动机的机械特性的三个表达式。
固有机械特性和人为机械特性,阐述了三相异步电动机的起动、调速和制动的各种方法、特点和应用5.1三相异步电动机的运行特性三相异步电动机的运行特性就是三相异步电动机的运行工作时的机械特性。
和直流电动机一样,三相异步电动机的机械特性也是指电磁转矩与转子转速之间的关系。
由于转子转速与同步转速、转差率存在下列关系,即(5.1)则三相异步电动机的机械特性用曲线表示时,习惯上纵坐标同时表示转速和转差率,横坐标表示电磁转矩。
三相异步电动机的机械特性有三种表达式,现介绍如下:5.1.1机械特性的物理表达式由上一章三相异步电动机的转矩关系知,三相异步电动机转矩的一般表达式为(5.2)式中为三相异步电动机的转矩系数,是一常数;为三相异步电动机的气隙每极磁通量;为转子电流的折算值;为转子电路的功率因数;式(5.2)表明了电磁转矩与磁通量和转子电流的有功分量的乘积成正比,它是电磁力定律在三相异步电动机的应用,它从物理特性上描述了三相异步电动机的运行特性,因此这一表达式又称为三相异步电动机的物理表达式。
仅从式(5.2)不能明显地看出电磁转矩与转差率之间的变化规律。
要从分析气隙每极磁通量,转子相电流,以及为转子功率因数与转差率之间的关系,间接地找出其变化规律。
现分析如表5.1所示。
根据表5.1中的分析,可作出曲线、和分别如图5.2、5.3、5.4所示,据此可得出图5.1所示的机械特性曲线。
曲线分为两段:当较小时(),变化不大,,电磁转矩与转子相电流成正比关系,表现为AB段近似为直线,称为直线部分;当较大时(),如,减少近一半,很小,尽管转子相电流增大,有功电流不大,使电磁转矩反而减小了,此时表现为段,段为曲线段,称为曲线部分。
由此分析知,三相异步电动机的机械特性在某转差率下,产生最大转矩,即点称为最大转矩点,相应的转矩为称为最大转矩,对应的转差率称为临界转差率。
4—1 三相鼠笼异步电动机的工作特性一、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有电动机的工作特性。
3.测定三相鼠笼异步电动机的参数。
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、实验设备四、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。
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1800Ω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。
三相鼠笼式异步电动机定子一相绕组的电阻约为50Ω,因而当流过的电流为50mA时二端电压约为2.5V,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S1。
调节R使A表分别为50mA,40mA,30mA测取三次,取其平均值,测量定子三相绕组的电阻值,采集数据:表4-1绕组I 绕组II 绕组IIII(mA) 40 50 30 29.98 40.00 50.17 29.92 39.99 50.11 U(V) 1.706 2.117 1.280 1.257 1.678 2.105 1.253 1.677 2.014 R(Ω) 42.65 42.34 42.67 41.93 41.95 41.96 41.88 41.94 40.19五、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。
电机绕组为△接法(Un=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,使电机启动旋转,观察电机旋转方向。
并使电机旋转方向符合要求(如果转向不符合要求需要调整相序时,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图4-3 三相鼠笼式异步电动机试验接线图(4)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。
(5)调节电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低电压,直至电流或动率显著增大为止。
在这围读取空载电压、空载电流、空载功率。
(6)在测取空载实验数据时,在额定电压附近多测几个点,共取数据7~9组采集于表4-2。
序号UOL(V) IOL(A))P(W)COSφUABUBCUCAUOLIAIBICIOLPIP P1 259.6 256 259.8 258.5 0.302 0.282 0.282 0.289 52.08 -24.52 27.56 0.1232 249.8 245.9 249.5 248.4 0.285 0.267 0.267 0.273 47.81 -22.00 25.81 0.1293 228.0 224.9 228.1 227 0.257 0.239 0.240 0.245 40.48 -16.65 23.83 0.1434 221.6 218.6 221.9 220.7 0.248 0.230 0.234 0.237 38.01 -12.56 25.45 0.1625 220.4 217.4 220.4 219.4 0.246 0.230 0.237 0.238 37.83 -15.01 22.82 0.1466 220.0 217.4 219.8 222.8 0.245 0.229 0.230 0.235 37.47 -14.87 22.6 0.1447 216.2 214.2 217.0 215.8 0.240 0.225 0.229 0.231 36.62 -14.34 22.28 0.1498 210.1 207.9 211.0 209.7 0.234 0.216 0.222 0.224 34.95 -13.20 21.75 0.1549 133.8 133.4 134.7 134.0 0.1649 0.1537 0.1587 0.159 16.68 -1.05 15.63 0.24510 80.40 79.00 80.80 80.1 0.1654 0.153 0.1519 0.157 12.60 2.43 15.03 0.39811 62.96 61.85 63.11 62.-64 0.216 0.207 0.204 0.209 12.93 2.84 15.77 0.40212 55.13 54.22 54.82 54.72 0.290 0.387 0.385 0.354 17.77 -1.43 16.34 0.2812.短路实验(1)测量接线图同图4-2,。
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到短路电流到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。
共读取5~6组采集于表3.负载实验(1)测量接线图如图4-2.同轴联接负载电机。
图中Rf用D42上1800Ω阻值,RL用D42上1800Ω阻值加上900Ω并联900Ω共2250Ω阻值。
(2)合上交流电源,调节调压器使之逐渐升压至额定电压保持不变。
(3)合上校正过的直流电机的励磁电源,调节励磁电流至校正值(50mA或100mA)并保持不变。
(4)调节负载电阻RL(先调节1800Ω电阻,调至零后用导线短接再调节450 Ω电阻),使异步电动机的定子电流逐渐上升,直至电流上升到1.25倍额定电流为止。
(5)从这负载开始,逐渐减小负载直至空载,在这围读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、直流电机的负载电流I F等数据。
(6)共取数据8~9组采集于表4-4中六、实验报告1、计算基准工作温度时的相电阻由实验直接测得每相电阻值,此值为实际冷态电阻值。
冷态温度为室 温。
按下式换算到基准工作温度时的定子绕组相电阻:式中 r1ref —— 换算到基准工作温度时定子绕组的相电阻,Ω; r1c ——定子绕组的实际冷态相电阻,Ω;θref ——基准工作温度 ,对于E 级绝缘为75℃; θc ——实际冷态时定子绕组的温度,℃;2.作空载特性曲线:I OL 、P O 、COS φ0=f(U OL )用MATLAB 作图如下:P O =f(U OL )Cref Cref r r θθ++=23523511I OL =f(UOL)COS φ=f(UOL)3.作短路特性曲线:IKL 、PK=f(UKL)用MATLAB作图如下:IKL =f(UKL)PK =f(UKL)4.由空载、短路实验数据求异步电机的等效电路参数(1)由短路实验数据求短路参数短路阻抗:短路电阻:短路电抗:式中 UKφ=UKL,IKL=IKL/30.5,PK----电动机堵转时的相电压,相电流,三相短路功率(△接法)。
转子电阻的折合值:式中r1c是没有折合得75o C时实际值定、转子漏抗:短路参数短路阻抗ZK(Ω)短路电阻rK(Ω)短路电抗XK(Ω)定转子漏抗X1. (Ω) 数值211.7 102.1 185.5 92.8224.4 104.0 198.8 99.4235.0 104.0 210.7 105.4210.4 72.5 197.5 98.6282.9 106.7 262.0 131.0324.7 110.8 304.5 152.3372.9 118.0 246.1 123.0 (2)由空载试验数据求激磁回路参数空载阻抗空载电阻空载电抗式中 UOφ=UOL,IOφ=IOL/30.5,P----电动机堵转时的相电压,相电流,三相短路功率(△接法)。
激磁电抗激磁电阻空载阻抗Z(KΩ)空载电阻RO(KΩ) 空载电阻X(KΩ) 激磁电抗Xm(KΩ)1.549 0.330 1.513 0.7571.576 0.346 1.547 0.7741.605 0.397 1.555 0.7781.613 0.453 1.548 0.774式中PFe为额定电压时的铁耗,由图4-4确定5.做工作特性曲线P1、I1、η、S、cosφ1=f(P2)由负载试验数据计算工作特性,填入表4-5中。
用MATLAB作图如下6.由损耗分析法求额定负载时的效率电动机的损耗有:铁耗:P Fe机械损耗:P CU1=3I21φr1转子铜耗: P CU2=P em S/100杂散损耗P ad取为额定负载时输入功率的0.5%。
式中P em---电磁功率,W;P0’=P Fe+P mec=P0-I2Oφr1为了分离铁耗和机械损耗,作曲线P0’=f(U20),如图4-4延长曲线的直线部分与纵轴相较于K点,K点的纵坐标即为电动机的机械损耗Pmec,过K 点作平行于横轴的直线,可得不同电压的铁耗PFe。
电机的总损耗于是求得额定负载时的效率为:式中P1、S、I1由工作特性曲线上对应于P2为额定功率P N时查得。
七、思考题1、由空载、短路实验数据求取异步电机的等效电路参数时,有哪些因素会引起误差?答:1.测量数据时各个实验仪表存在误差2.短路实验时忽略了励磁支路的影响3.空载实验时转子的转速会随输入电压的改变而改变2、从短路实验数据我们可以得出哪些结论?1.有回馈电源功率2.短路时电压很小3、由直接负载法测得的电机效率和用损耗分析法求得的电机效率各有哪些因素会引起误差?答:由直接负载法测得的电机效率主要误差因素是测量续数时仪表产生的误差。
由损耗分析法求得的电机效率主要误差因素是图像读数时产生的误差。