电机学实验报告
实验三三相异步电动机参数及工作特性
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、实验接线图
下图3-1为三相异步电动机参数及工作特性实验的两种接线图，分别对应不同的实验台。本组所使用的7号实验台有磁粉制动器，所以实验实际所用的为图b的接线方式。
图3-1 三相异步电动机接线图
四、实验设备
1．T三相感应调压器额定容量10kV A，额定输入电压380V，额定输出电压0~430V，
额定输出电流13.4A；
2．M绕线转子三相异步电动机P N=3kW(R1=2Ω) U N=380V I N=7.1A n N=1390r/min；
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．R L单相变阻器8.8/108Ω 2/25A；
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．力控制器；
12．转矩转速显示仪。
五、实验数据
1．三相异步电动机空载实验：
0AB AB CA0A B C0ІІІ为三相输入功率2．三相异步电动机堵转实验：
0AB AB CA k A B C0ІІІ为三相输入功率
3．三相异步电动机负载实验：
表3-3 三相异步电动机负载实验数据
1A B C1ІІІ为负载时三相输入功率
六、特性曲线、参数计算及问题分析
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)。其中，空载
功率因数为cosφ0 =
p0
3U0I0
：
图3-2 三相异步电动机空载特性曲线U0=f(I0)
图3-3 三相异步电动机空载特性曲线p0=f(U0)
图3-4 三相异步电动机空载特性曲线cosφ0=f(U0)
2．根据空载实验数据绘出堵转特性曲线U k=f(I k)、p k=f(U k)、cosφk=f(U k)。其中，堵转
功率因数为cosφk =
p k
3U k I k
：
图3-5 三相异步电动机堵转特性曲线U k=f(I k)
图3-6 三相异步电动机堵转特性曲线p k=f(U k)
图3-7 三相异步电动机堵转特性曲线cosφk =f(U k )
3．根据堵转实验数据计算三相异步电动机的励磁参数R k 、X k 、Z k ： 利用表3-2中的数据计算温度为16℃时的励磁参数。由I k =I N ，读出短路电压U k = 83.89V ，p k = 667W ，利用式子：
Z k = U k I k
R k = p k 3I k
2
X k = √Z k 2−R k 2
计算得：
Z k = 83.897.04 = 11.916 Ω
R k =
667
3·7.04 = 4.486 Ω
X k = √11.9162−4.4862 = 11.039 Ω
再将温度为16℃的电阻值折算到基准工作温度75℃时的数值，利用式子：
Z k75℃ = √R k75℃2+X k75℃2
R k75℃ = R k
235+75
235+θ
计算得：
R k75℃ = 5.54 Ω Z k75℃ = 12.351 Ω
4．根据空载实验数据计算三相异步电动机的励磁参数R m 、X m 、Z m ：
为了求励磁参数，应分离铁损耗p Fe 和机械损耗p mec 。如下图3-8所示，利用图中的数据，可计算（其中Z 0≈X 0，定子漏电抗X 1由堵转实验求得，X 1≈X k /2≈5.52Ω）：
Z0 = U0
I0R m =
p Fe
3I02
X m = X0 – X1Z m = m2+R m2
图3-8 由空载损耗分离铁损耗与机械损耗
首先利用实验数据，作出拟合曲线P0=f(U02)，如图3-9所示：
图3-9 P0=f(U02)
由图中的数据可知，p mec= 149.29 W。当U0=U N时，可近似计算I0= 3.071A；p Fe= 384-149.29 = 234.71 W。所以带入上式可计算得：
Z0 = 379.6
3.071
= 123.6 Ω
R m =
234.71
3·3.071^2
= 8.296 Ω
X m = 123.6 – 5.52 = 118.08 Ω
Z m = √118.082+8.2962= 118.371 Ω
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3-4中。输出功率P2、功率因数cosφ1和效率η可由下式求得：
P2 = 0.105nT2
cosφ1 =
1√3U1I1
η = P2
P1× 100%
6．由表3-4中数据绘出三相异步电动机的工作特性曲线I1=f(P2)、T2=f(P2)、n=f(P2)、cosφ1=f(P2)、η=f(P2)：
图3-10 三相异步电动机工作特性曲线I1=f(P2)
