实验三三相鼠笼异步电动机实验
【实验名称】
三相鼠笼异步电动机实验
【实验目的】
1.掌握三相异步电机的负载试验的方法。
2.用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。
3.测定三相鼠笼型异步电动机的参数
【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？其物理意义是什么？
3.工作特性和参数的测定方法。
【实验项目】
1.测量定子绕组的冷态电阻。
2.判定定子绕组的首末端
3.测取三相异步电动机的运行特性
【实验设备及仪器】
【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。（这里默认室温20℃即为实际冷态）
测量线路如图3-1。
其中：1S ，2S ：双掷开关，位于NMEL-05R ：四只900Ω和900Ω联（NMEL-03）。
A 、V 表，或采用NMEL-06屏上。
量程的选择：为50mA 时电压约为伏，所以直流电压表量程用20V 档，实验开始前，合上开关1S ，断开开关2S ，调节电阻R 至最大（3600Ω）。
分别合上绿色“闭合”按钮开关和220V 直流可调电源的船形开关，按下复位按钮，调节直流可调电源及可调电阻R ，使试验电机电流不超过电机额定电流的10%，以防止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
2S 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，记录于表3-1中。
绕组I 绕组Ⅱ绕组ⅢI（mA）
U（V）
R（Ω）
注意事项：（1）在测量时，电动机的转子须静止不动。
（2）测量通电时间不应超过1分钟。
2．判定定子绕组的首未端
先用万用表测出各相绕组的两个线端，将其中的任意二相绕组串联，如图3-2所示。
将调压器调压旋钮退至零位，合上绿色“闭合”按钮开关，接通交流电源，调节交流电源，在绕组端施以单相低电压U=80~100V，注意电流不应超过额定值，测出第三相绕组的电压，如测得的电压有一定读数，表示两相绕组的未端与首端相联，如图3-2（a）所示；反之，如测得电压近似为零，则二相绕组的末端与末端（或首端与首端）相连，如图3-2（b）所示。用同样方法测出第三相绕组的首末端。
3．测取三相异步电动机的运行特性
U=220V）。
测量电路如图3-3所示。电机绕组为△接法（
N
实验开始前，NMEL-13中的“转速控制”和“转矩控制”选择开关扳向“转矩控
制”，“转矩设定”旋钮逆时针到底。
图3-3 测取异步电动机运行特性的接线图
a．合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至额定电压，并在试验中保持此额定电压不变。
b．调节测功机“转矩设定”旋钮使之加载，使异步电动机的定子电流逐渐上升，直至电流上升到倍额定电流。
c．从这负载开始，逐渐减小负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率，转速、转矩等数据，共读取5-6组数据，记录于表3-2中。
N
序号
I OL（A）P O（W）
T2（）n（r/min）P2（W）I A I B I C I1P I P II P1
1
2
3
4
5
6
【实验任务】
观看实验演示视频后，认真填写实验报告。
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。 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 U0L（V）I0L（A）P0（W） cosφ0 U AB U BC U CA U0L I A I B I C I0L PⅠP P0
实验三三相感应电动机实验 一、实验目的 1、测定三相感应电动机的参数 2、测定三相感应电动机的工作特性 二、预习要点 1、三相感应电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？ 2、三相感应电动机参数的测定方法 3、三相感应电动机的工作特性的测定 三、实验项目 1、空载试验 2、短路试验 3、负载试验 四、实验线路及操作步骤 电动机编号为D21，其额定数据：P N=100W，U N=220V，I N=0.48A，n N=1420r/min，定子绕组△接法。 2、空载试验 （1）所用的仪器设备：电机导轨，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B）。 （2）测量线路图：见图4-4，电机绕组△接法。 （3）仪表量程选择：交流电压表250V，交流电流表0.5A，功率表250V、0.5A。（4）试验步骤： 安装电机时，将电机和测功机脱离，旋紧固定螺丝。 试验前先将三相交流可调电源电压调至零位，接通电源，合上起动开S1，缓缓升高电源电压使电机起动旋转，注意观察电机转向应符合测功机加载的要求（右视机组，电机旋转方向为顺时针方向），否则调整电源相序。注意：调整相序时应将电源电压调至零位并切断电源。 接通电源，合上起动开关S1，从零开始缓缓升高电源电压，起动电机，保持电动机在额定电压时空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。
调节电源电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低，直至电机电流或功率显著增大为止?，在此范围内读取空载电压、空载电流、空载功率，共读取7~9组数据，记录于表4-3中。注意：在额定电压附近应多测几点。 试验完毕，将三相电源电压退回零位，按下电源停止按钮，停止电机。 表4-3 3、短路试验 （1）所用的仪器设备：同空载试验 （2）测量线路图：见图4-4，电机绕组△接法。 （3）仪表量程选择：交流电压表250V，交流电流表1A，功率表250V、2A。（4）试验步骤：
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
四川大学电气信息学院 实验报告书 课程名称：电机学 实验项目：三相异步电动机的空载及堵转实验专业班组：电气工程及其自动化105，109班实验时间：2014年11月21日 成绩评定： 评阅教师： 电机学老师：曾成碧 报告撰写：
三相异步电动机的空载及堵转实验 一．实验目的 1.掌握异步电动机空载和堵转实验方法及测试技术。 2.通过空载及堵转实验数据求取异步电动机的铁耗和机械损耗。 3.通过空载及堵转实验数据求取异步电动机的各参数 二．问题思考： 1.试就下列几个方面与变压器相比较，有何相同与相异之处？ （1）空载运行状况及转子堵转状况。 （2）空载运行时的0cos ?，0I ，0P 。 （3）转子堵转实验时测得的12'k X X X =+。 答：变压器空载运行是指二次侧绕组开路时的变压的运行状态，此时二次侧绕组电流2i =0，空载电流的无功分量远大于有功分量，所以电流大多用于励磁。等效电路如下图： 异步电机的空载运行状况实际中并不存在，因为空载运行是指输出的机械功率为零，也就是转差率s =0，转子侧电流为0，转子转速n 与旋转磁场的转速1n 相同，这种情况下转子不受磁场力，所以不可能存在。实际中的空载是指轻载，即 0s ≈，1n n ≈，20i ≈，输出功率20P =，0m m s P p p =+≈。等效电路 可近似看为： ?m r m x m r m x ?
几乎全部用来 异步电机堵转的时候转子侧三相绕组断路，转子堵住不动，定子侧接三相交流电 源，此时因为转子不转，转子侧输出功率为零，电流较大，二次侧等效电阻, 22r r s =，最小等效电路如下图所示： 与变压器短路试验运行时等效电路类似。变压器短路运行时等效电路如下： I ? ， ?
华北电力大学 电机学实验报告 实验名称 系别班级姓名学号同组人姓名实验台号日期教师成绩 一、实验目的 1、掌握三相异步电动机的空载、堵转的方法。 2、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。 二、预习要点 1、异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？ 2、参数的测定方法。 三、实验项目 1、空载实验。 2、堵转实验。 四、实验方法 1、实验设备 屏上挂件排列顺序 D33、D32、D34-3、D31、D42、D51、D55－3 三相鼠笼式异步电机的组件编号为DJ16。 2、电桥法测定绕组直流电阻 用单臂电桥测量电阻时，应先将刻度盘旋到电桥大致平衡的位置。然后按下电池按钮，接通电源，等电桥中的电源达到稳定后，方可按下检流计按钮接入检流计。测量完毕，应先断开检流计，再断开电源，以免检流计受到冲击。数据记
录于表4-3中。 电桥法测定绕组直流电阻准确度及灵敏度高，并有直接读数的优点。表4-3 3、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，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
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。
实验一三相异步电动机启停控制实验 一、实验目的： 1．进一步学习和掌握接触器以及其它控制元器件的结构、工作原理和使用方法； 2．通过三相异步电动机的启、停控制电路的实验，进一步学习和掌握接触器控制电路的结构、工作原理。 二、实验内容及步骤： 图1-1为三相异步电动机的基本启停电路。电路的基本工作原理是：首先合上电源开关QF5 ，再按下“启动”按钮，KM5得电并自锁，主触头闭合，电动机得电运行。按下“停止”按钮，KM5失电，主触头断开，电动机失电停止。 实验步骤： 1．按图1-1完成控制电路的接线； 2．经老师检查认可后才可进行下面操作！ 3．合上断路器QF5，观察电动机和接触器的工作状态； 4．按下操作控制面板上“启动”按钮，观察接触器和电动机的工作状态； 5．按下操作控制面板上“停止”按钮，观察接触器和电动机的工作状态。 6．当未合上断路器QF5时，进行4和5步操作，观察结果。 图 1-1 三相异步电动机基本启停控制 三．实验说明及注意事项 1．本实验中，主电路电压为380VAC，请注意安全。 四．实验用仪器工具 三相异步电动机 1台 断路器(QF5) 1个 接触器(KM5) 1个 按钮 2个 实验导线若干 五．实验前的准备 预习实验报告，复习教材的相关章节。 六．实验报告要求 1．记录实验中所用异步电动机的名牌数据； 2．弄清QF5型号和功能； 3．比较实验结果和电路工作原理的一致性；
4．说明6步的实验结果并分析原因。 七．思考题 1．控制回路的控制电压是多少？ 2．接触器是交流接触器，还是直流接触器？接触器的工作电压是多少 3．如果将A点的连线改接在B点，电路是否能正常工作？为什么？ 4．控制电路是怎样实现短路保护和过载保护的？ 5．电动机为什么采用直接启动方法？ 实验二三相异步电动机正反转控制实验 一、实验目的： 1．学习和掌握PLC的实际操作和使用方法； 2．学习和掌握利用PLC控制三相异步电动机正反转的方法。 二、实验内容及步骤： 本实验采用PLC对三相异步电动机进行正反转控制，其主电路和控制电路接线图分别为图2-1和图2-2 。图中：正向按钮接PLC的输入口X0，反向按钮接PLC的输入口X1，停止按钮接PLC 的输入口X2，KM5为正向接触器，KM6反向接触器。继电器KA5、KA6分别接于PLC的输出口Y33、Y34。 其基本工作原理为：合上QF1、QF5， PLC运行。当按下正向按钮，控制程序使Y33有效，继电器KA5线圈得电，其常开触点闭合，接触器KM5的线圈得电，主触头闭合，电动机正转；当按下反向按钮，控制程序使Y34有效，继电器KA6线圈得电，其常开触点闭合，接触器KM6的线圈得电，主触头闭合，电动机反转。 实验步骤： 1．在断电的情况下，学生按图2-1和图2-2接线（为安全起见，控制电路 的PLC外围继电器KA5、KA6以及接触器KM5、KM6输出线路已接好）； 2．在老师检查合格后，接通断路器QF1、QF5 ； 3．运行PC机上的工具软件FX-WIN，输入PLC梯形图； 4．对梯形图进行编辑﹑指令代码转换等操作并将程序传至PLC； 5．运行PLC，操作控制面板上的相应开关及按钮，实现电动机的正反转控 制。在PC机上对运行状况进行监控，同时观察继电器KA5、KA6和接触器KM5 、KM6的动作及变化情况，调试并修改程序直至正确； 6.记录运行结果。
第4章异步电机实验 4-1 三相异步电动机的工作特性 一、实验目的 用直接负载法测取三相异步电动机的工作特性。 二、预习要点 1、异步电动机的工作特性指哪些特性？ 2、工作特性的测定方法。 三、实验项目：负载实验 四、实验方法 2、屏上挂件排列顺序 D33、D32、D33-3、D31、D42、D55-2、D51 三相线绕式异步电机的组件编号为DJ17，120W，220V（Y），0.6A，1380r/min。转子Y接，用连线将3个红色接线柱短接。 3、负载实验 1) 测量接线图如图3-1。同轴联接负载电机。图中R f用D42上1800Ω阻值，R L用D42上1800Ω阻值加上900Ω并联900Ω共2250Ω阻值。S用
D51上开关。J为接入D55-2上的插接头。 2) 合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至额定电压（线电压220 V）并保持不变。 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(100mA)并保持不变。 4) 调节负载电阻R L（注：先调节1800Ω电阻，调至零值后用导线短接再调节450Ω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（0.75A）。 5) 从这负载开始，逐渐减小负载直至空载，在这范围内读取异步电动 图4-1 三相异步电动机试验接线图 R f和R L的接线图 6) 共取数据8～9组记录于表4-1中。
由负载试验数据计算工作特性，填入表4-2中。 计算公式为： 式中 ——定子绕组相电流，A ； ——定子绕组线电压，V ；η——效率。 作工作特性曲线n 、I 1、η、T 2、cos φ1=f(P 2)。 1I N U 1% 1003cos 3 12111 11?== ++=P P I U P I I I I N C B A η?
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。
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、实验内容 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．张力控制器；
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 C0???为三相输入功率 2．三相异步电动机堵转实验： 表3-2 三相异步电动机堵转实验数据温度θ=16℃ 0AB AB CA k A B C0???为三相输入功率3．三相异步电动机负载实验： 1A B C1???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)
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。
三相异步电动机实验操作书 一、实验目的 1．熟悉变频器的基本操作方法。 2．掌握三相异步电动机的变频调速方法。 二、实验内容 1．变频器使用说明 （1）变频器引出端子 主电路 R S T 电源输入三相～220V或单相～220V U V W 输出变频三相～220V PE 接地线 控制电路 5V 直流电源；FIN 频率设定 11-正转/停止指令；12-反转/停止指令 13-两种速度设定；14-四种速度设定 G 控制端地 外控使用 01-输出信号；COM-输出端地 （2）操作盘 A：显示器四位LED 显示内容：输出频率、设定频率、参数号、参数值、异常原因B：键盘 选择显示内容：监视、参数号、参数值 参数号状态下，3S （3）参数设定
按 按 闪亮 参数值或参数号 附四速表 实验中使用参数号 00：0速频率；01：1速频率 02：2速频率；03：3速频率 86：恢复出厂设定 2.实验步骤
电电 图3-2 （1 ）按图3-2接线，三掷开关1S 、2S 先均放到中间位置。 （2）接通电源，开关1 S 放到最左边启动电机，顺时针旋转频率设定电位器 （变频器面板上黑色旋钮），观察现象。 （3）调整电位器使频率为30Hz 左右（变频器出厂设定电位器频率为0速频率）。 （4）开关1S 分别放到左、中、右，观察现象。 （5）1S 放到中间使电机停转，将1号参数修改为40，2号参数修改为20。 （6）1S 放到左边或右边启动电机，2S 分别放到左、中、右，观察现象。 （7）86参数使用：86参数，，，切断电源，等显示完全消失后，显示消失后，接通电源，恢复。 三、注意事项 1．变频器为日本松下变频器，单相或三相电源输入均为～220V ，故接线时先将一根接到三相电源的零线N 上，另一根接到三相电源的任意一根火线L 上，千万不可大意接到两根火线上，否则会损坏变频器！
实训授课教案
实训授课教案 教学环节教学内容 教学 方法 组织教学任务引入讲授1.检查学生出勤及工装 2.电动机、测量仪表准备 3.安全措施 三相异步电动机检修后，必须进行全面的检查，根据检修内容进行相应的测 试，依杜绝不合格的电动机投入安装和运行，从而避免不必要的经济损失和安全 事故。 一、定子绕组直流电阻的测定 1.直流电阻测量的意义 绕组在冷态下的直流电阻是三相异步电动机的主要参数之一，将绕组的电 阻的测定值与设计值相比较，可以检查绕组有无断线和匝间短路，焊接部分有无 虚焊或开焊、接触点有无接触不良等现象。 应用惠斯顿电桥测量U相（U1~U2）、V相 （V1~V2）、W相（W1~W2）的三相直流电阻Ru、 Rv、Rw，各相平均电阻Rp为：Rp=(Ru+Rv+Rw)/3。 正常时，电动机任一相电阻（例如Ru）与 平均电阻Rp之差不得大于±5%，即： (Rp-Ru)/Rp×100%≤±5% 2.惠斯顿电桥的使用方法（如图3-5-1）图3-5-1 惠斯顿电桥 （1）先将检流计的锁扣打开，调节调零器把指针调到零位。 （2）把被测电阻接在“xR”的位置上。要求用较粗较短的连接导线，并将漆 膜刮净。接头拧紧，避免采用线夹。因为接头接触不良将使 电桥的平衡不稳定，严重时可能损坏检流计。 （3）估计被测电阻的大小，选择适当的桥臂比率，使比较臂的四档都能被充 分利用。这样容易把电桥调到平衡，并能保证测量结果的4位有效数字。 （4）先按电源按钮B，（锁定）再按下检流计的按钮G（点接）。 （5）调整比较臂电阻使检流计指向零位，电桥平衡。若指针指“+”，则需 增加比较臂电阻，针指向“-”，则需减小比较臂电阻。 （6）读取数据：比较臂 比率臂=被测电阻。 （7）测量完毕，先断开检流计按钮，在断开电源按钮，然后拆除被测电阻， 点名、检查 课件与讲 授结合授 课 课件及实 物展示
三相异步电动机结构和铭牌参数 三相异步电动机的额定值刻印在每台电动机的铭牌上,一般包括下列几种： 1.型号：为了适应不同用途和不同工作环境的需要，电动机制成不同的系列,每种系列用各种型号表示。例如Y 132 M- 4 Y →三相异步电动机，其中三相异步电动机的产品名称代号还有：YR为绕线式异步电动机；YB为防爆型异步电动机；YQ为高起动转距异步电动机。 132→机座中心高(mm) M →机座长度代号 4 →磁极数 2.接法：这是指定子三相绕组的接法。一般鼠笼式电动机的接线盒中有六根引出线,标有U1、V1 、W1、U2、V2、W2。其中：U1 U2是第一相绕组的两端；V1 V2是第二相绕组的两端；W1 W2是第三相绕组的两端。 如果U1、V1 、W1分别为三相绕组的始端(头) ,则U2、V2、W2是相应的末端(尾)。这六个引出线端在接电源之前,相互间必须正确联接。联接方法有星形(Y)联接和三角形()联接两种(下图所示)。通常三相异步电动机自3kW以下者,联接成星形;自4kW以上者, 联接成三角形。 3.额定功率PN：是指电动机在制造厂所规定的额定情况下运行时, 其输出端的机械功率,单位一般为千瓦（kW）。 对三相异步电机，其额定功率：PN=UNINηNcosN 式中ηN和cosN分别为额定情况下的效率和功率因数。 4.额定电压UN：是指电动机额定运行时,外加于定子绕组上的线电压,单位为伏
（V）。 一般规定电动机的工作电压不应高于或低于额定值的5%。当工作电压高于额定值时,磁通将增大，将使励磁电流大大增加,电流大于额定电流,使绕组发热。同时,由于磁通的增大,铁损耗(与磁通平方成正比)也增大,使定子铁心过热；当工作电压低于额定值时，引起输出转矩减小，转速下降,电流增加，也使绕组过热，这对电动机的运行也是不利的。 我国生产的Y系列中、小型异步电动机，其额定功率在3kW以上的,额定电压为3 80 V，绕组为三角形联接。额定功率在3 kW及以下的,额定电压为380/220V,绕组为Y/联接(即电源线电压为380 V时,电动机绕组为星形联接；电源线电压为220 V时,电动机绕组为三角形联接)。 5.额定电流IN：是指电动机在额定电压和额定输出功率时,定子绕组的线电流,单位为安（A）。 当电动机空载时,转子转速接近于旋转磁场的同步转速,两者之间相对转速很小,所以转子电流近似为零,这时定子电流几乎全为建立旋转磁场的励磁电流。当输出功率增大时,转子电流和定子电流都随着相应增大,如下图中的I1=f(P2)曲线所示。图中是一台l0kW三相异步电动机的工作特性曲线。 6.额定频率fN：我国电力网的频率为50赫兹（Hz），因此除外销产品外,国内用的异步电动机的额定频率为50赫兹。 7.额定转速nN：是指电动机在额定电压、额定频率下,输出端有额定 功率输出时, 转子的转速,单位为转/分(r/min)。由于生产机械对转速的要求不同,需要生产不同磁极数的异步电动机,因此有不同的转速等级。最常用的是四个极的异步电动机(n0=l500 r/min)。 8.额定效率ηN：是指电动机在额定情况下运行时的效率, 是额定输出功率与额定输入功率的比值。即 ηN=×100%=×100%
三相异步电机参数的测试 摘要介绍了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以达到测试参数的高精确度。 关键字矢量控制；电机参数；离线测试 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
三相鼠笼式异步电动机实验报告 实验名称：三相鼠笼异步电动机实验 实验目的：1.掌握三相异步电机的负载试验的方法。 2.用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。 3.测定三相鼠笼型异步电动机的参数 实验项目：1.掌握三相异步电机的负载试验的方法。 2.用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。 3.测定三相鼠笼型异步电动机的参数 （一）填写实验设备表 序号名称型号和规格用途 1 电机教学实验台NMEL-II 提供电源，固定 电机
2 三相笼型异步电动机M04 实验所需电机 3 电机导轨及测功机实验所需电机 4 转矩、转速测量及控制平台NMEL-13 测量和调节转矩 5 交流表NMEL-001 提供实验所需电压 表，电流表功率表以 及功率因数表 6 三相可调电阻器NMEL-03 改变输出电流 7 直流电压、毫安、安培表NMEL-06 测量直流电压，电流 8 直流电机仪表电源NMEL-1 提供电压 9 旋转指示灯及开关NMEL05 通断电路 （二）测量定子绕组的冷态直流电阻 填写实验数据表格 表3-1 室温25 ℃绕组I 绕组Ⅱ绕组ⅢI（mA）50 40 30 50 40 30 50 40 30 U（V） 2.35 1.89 1.41 2.35 1.88 1.41 2.36 1.89 1.41 R（Ω）160 120 80 160 120 80 160 120 80 （三）测取三相异步电动机的运行特性 填写实验数据表格 表3-2 N U=220V() 序号 I OL（A）P O（W） T2 （N. m） n （r/ min） P2（W）I A I B I C I1P I P II P1
电机学测验复习题
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《电机学》综合复习资料 一、选择题 1.直流并励电动机起动时，电枢回路的起动电阻阻值应置于（ D ）。 A．零的位置 B．中间位置 C．接近于零的位置 D．最大位置 2.三相异步电动机电磁转矩的大小正比于（ A ）。 A．电磁功率 B．输出功率 C．输入功率 D．转子铜耗 3.一台绕线式异步电动机，若增加转子回路电阻，而负载转矩不变时，转速将（ B ）。 A．增大 B．减小 C．不变 D．不能稳定 P 提示：见 217 4.三相异步电动机对应最大转矩的转差率s m（ A ）。 A．与转子电阻有关 B．与电源电压有关 C．与负载大小有关 D．与极对数有关 5.三相异步电动机最大转矩（ A ）。 A．与转子电阻无关 B．与电源电压无关 C．与电源频率无关 D．与转子电抗无关 6.三相异步电动机，定子通入频率为f l的电流，转差率为s时，其转子电势频率f2为（ D ）。
A ． 21=f f B ． 2=0f C ． 2=f D ． 21=s f f 7. 三相异步电动机正常连接为△接，当错接成Y 接时，则电机定子的（ B ）。 A 电流和电压降低，输出功率为额定功率的12 B 电流和电压降低，输出功率为额定功率的13 C 电流和电压降低，基本不变 8. 为了使异步电动机的起动转矩增加，下面方法最合适的是：（ C ）。 A 增大电源电压，使之高于额定电压。 B 线圈增加定子线圈匝数。 C 增大转子电阻。 D 增大定子电阻。 9. 他励直流电动机，电源电压及负载转矩不变，如果磁场减弱，电机转速将：（ A ）。 a ．升高 b ．降低 c ．不变 提示：见48p ，弱磁增速 10. 串励直流电动机的主要特点是：（ A ）。 a ．牛马特性 b ．恒转矩特性 c ．恒功率特性 11. 三相异步电动机空载运行时，气隙每极磁通的大小主要决定于：（ A ）。 a. 电源电压的大小 b. 气隙大小 c. 磁路的介质 12. 他励直流电动机拖动恒转矩负载额定运行，若励磁电流下降，稳定运行后，其电枢电流将：
电气专业培训考试 姓名部门分数 一、填空题：（5/题，共计50分） 1、三相异步电动机的转速取决于（磁场极对数 P）、（转差率 S）和（电源频率 f ）。 2、三相异步电动机直接启动时，启动电流值可达到额定电流的（5～7）倍。 3、三相交流异步电动机旋转磁场的转向是由（电源的相序）决定的，运行中若旋转磁场的转向改变了，转子的转向（随之改变）。 4、三相负载接于三相供电线路上的原则是：若负载的额定电压等于电源线电压时，负载应作（Δ）联结；若负载的额定电压等于电源相电压时，负载应作（Y）联结。 5、对修理后的直流电机进行空载试验，其目的在于检查（各机械运转部分）是否正常，有无（过热、噪音、振动）现象。 6、整台电机一次更换半数以上的电刷之后，最好先以（1/4～1/2）的额定负载运行（12h） 以上，使电刷有较好配合之后再满载运行。 7 、异步电动机修理后的试验项目包括：（绕组对机壳及其相间绝缘电阻测定）、（绕组在冷却状态下直流电阻的测定）、（空载试验）、（绕组对机壳及其相互间绝缘的电机强度试验）。 8 、笼型转子断条修理方法有如下几种：（焊接法）、（冷接法）、（换条法）。 9 、绕线转子电动机的转子修复后一般应做（机械平衡）试验，以免电机运行时产生振动。 10、直流电动机的励磁方式可分为（他励）、（并励）、（串励）和（复励）。 二、简答题（每题10分，共计50分） 1、什么是反接制动？ 答：当电动机带动生产机械运行时，为了迅速停止或反转，可将电源反接（任意两相对调），则电动机旋转磁场立即改变方向，从而也改变了转矩的方向。由于转距方向与转子受惯性作用而旋转的方向相反，故起制动作用。这种制动方法制劝迅速，但电能消耗大，另外制动转速降到零时，要迅速切断电源，否则会发生反向转动。 2、如何选用电动机的热继电器？其中现有两种接入方式是什么？ 答：选择热继电器是根据电动机的额定电流，一般按 1.2 倍额定电流选择热元件的电流范围。然后选择热继电器的型号和元件电流等级。 一般热继电器安装可分为直接接入和间接接入两种。直接接入：热继电器和交流接触器组装在一起，热元件直接通过负载电流。间接接入：热继电器和电流互感器配合使用，其热元件通过电流互感器的二次电流。这种热继电器电流范围是根据通过电流互感器拆算到二次来选择的。 3、通常什么原因造成异步电动机空载电流过大？ 答：原因是：（ 1 ）电源电压太高；（ 2 ）空气隙过大；（ 3 ）定子绕组匝数不够；（ 4 ）三角形、 Y 接线错误；（ 5 ）电机绝缘老化。 4、什么叫电动机的力矩特性或机械特性？什么叫硬特性？什么叫软特性？ 答：电动机外加电压不变，转速随负载改变而变化的相互关系叫力矩特性或机械特性，如果负载变化时，转速变化很小的叫做硬特性，转速变化大的叫软特性。 5、绕线式异步电动机运转时，为什么转子绕组不能开路？ 答：因为转子绕组开路，在转子回路中就不能产生感应电流，也就不会产生电磁转矩，转子不可能转动，所以绕线式电动机运转时，转子绕组不能开路。
第五部分 异步电动机 一、填空题： 1、当s 在 范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为 ；在 范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为 。 2、三相异步电动机根据转子结构不同可分为 和 两类。 3、一台6极三相异步电动机接于50H Z 的三相对称电源；其s=0.05，则此时转 子转速为 r/min ，定子旋转磁势相对于转子的转速 为 r/min 。 4、三相异步电动机的电磁转矩是由 和 共同作用产生的。 5、一台三相异步电动机带恒转矩负载运行，若电源是压下降，则电动机的转速 ，定子电流 ，最大转矩 ，临界转差率 。 6、三相异步电动机电源电压一定，当负载转矩增加，则转速 ，定子电流 。 7、三相异步电动机等效电路中的附加电阻2'1r s s 是模拟 的等值电 阻。 8、三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率s 一般在 范围内。 9、对于绕线转子三相异步电动机，如果电源电压一定，转子回路电阻适当增大，则起动转矩 ，最大转矩 。 二、判断题 1、不管异步电机转子是旋转，还是静止，定、转子磁通势都是相至静止的（ ）。 2、三相异步电动机转子不动时，经由空气隙传递到转子侧的电磁功率全部转化为转子铜损耗（ ）。 3、三相异步电动机的最大电磁转矩T m 的大小与转子电阻r 2阻值无关 （ ）。
4、通常三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数不相等，而三相绕线转子异步电动机的定、转子相数则相等。（） 5、三相异步电机当转子不动时，转子绕组电流的频率与定子电流的频率相同（）。 三、选择题 1、三相异步电支机带恒转矩负载运行，如果电源电压下降，当电动机稳定运行后，此时电动机的电磁转矩：①下降；②增大；③不变；④不定。 2、三相异步电动机的空载电流比同容量变压器大的原因：①异步电动机是旋转的；②异步电动机的损耗大；③异步电动机有气隙；④异步电动机的漏抗。 3、三相异步电动机空载时，气隙磁通的大小主要取决于：①电源电压；②气隙大小；③定、转子铁心材质；④定子张组的漏阻抗。 4、三相异步电动机能画出像变压器那样的等效电路是由于： ①它们的定子或原边电流都滞后于电源电压；②气隙磁场在定、转子或主磁通在原、事副边都感应电动势；③它们都有主磁通和漏磁通；④它们都由电网取得励磁电流。 5、三相异步电动机在运行中，把定子两相反接，则转子的转速会：①升高；②下降一直到停转；③下降至零后再反向旋转；④下降到某一稳定转速。 四、简答题 1、三相异步电动机空载运行时，电动机的功率因数为什么很低？ 2、一台频率为60H Z的三相异步电动机运行于50H Z的电源上，其他不变，电动机空载电流如何变化？当电动机负载转矩，电源电压有效值保持不变，而频率降低时，则电动机的转速、电磁转矩将如何变化？ 3、三相异步电动机带额定负载运行时，且负载转矩不变，若电源电压下降过多，对电动机的T m、T st、Φ0、I1及η有何影响？ 4、单相异步电动机为什么没有起动转矩？试画出转矩—转差率曲线，简述单相异步电动机有哪几种起动方法？ 五、计算题 1、已知一台三相四极异步电动机的额定数据为：P N=10kW，U N=380V，I N=11.6A，定子为Y联结，原定运行时，定子铜损耗P Cu1=557W,转子铜损耗P Cu2=314W，铁损耗