实验二三相异步电动机的人为机械特性

一、实验目的

了解三相线绕式异步电动机的人为机械特性。

二、预习要点

1、改变三相线绕式异步电动机的机械特性有哪些方法？ 2、测定人为机械特性应注意哪些问题？

3、如何根据所测出的数据计算被试电机在各种运行状态下的机械特性？

三、实验项目

1、测定三相线绕式转子异步电动机在改变电源电压的人为机械特性。 2、测定三相线绕转子异步电动机在转子电路串入电阻时的人为机械特性。

四、实验方法

1、实验设备

序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

型 号 DD03 DJ23 DJ17 D31 D32 D33 D34-3 D41 D42 D44 D51 名 称 导轨、测速发电机及转速表 校正直流测功机 三相线绕式异步电动机 直流数字电压、毫安、安培表 数/模交流电流表 数/模交流电压表 智能型功率、功率因数表 三相可调电阻器 三相可调电阻器 可调电阻器、电容器 波形测试及开关板 数 量 1件 1件 1件 2件 1件 1件 1件 1件 1件 1件 1件 2、屏上挂件排列顺序

D33、D32、D34-3、D51、D31、D44、D42、D41、D31

220V励磁电源励磁绕组

图1 三相线绕转子异步电动机机械特性的接线图

在图1中：

(1) M用编号为DJ17的三相线绕式异步电动机，UN=220V，Y接法； (2) MG用编号为DJ23的校正直流测功机； (3) A1量程为3A；

(4) 直流电表A2的量程为2000mA； (5) A3量程为200mA；

(6) 交流电表V1的量程为500V； (7) V2的量程为1000V；

(8) R1选用D44的180Ω阻值加上D42上四只900Ω串联再加两只900Ω并联共

4230Ω阻值；

(9) R2选用D44上1800Ω阻值；

(10) RS选用D41上三组45Ω可调电阻(每组为90Ω与90Ω并联)；

(11) S1、S2、、S3选用D51挂箱上的对应开关，并将S1合向左边1端，S2合在左边短接端（即线绕式电机转子短路），S3合在2'位置（空载）。

3、改变电源电压的人为机械特性

操作步骤：

用万用表测定测功机MG的电枢电阻Ra 的电阻值为 14.2 （Ω） (1) 按照图1接线。确定S1合在左边1端，S2合在左边短接端，S3合在2'位置，M的定子绕组接成星形的情况下。把R1、R2阻值置最大位置，将控制屏左侧三相调压器旋钮向逆时针方向旋到底，即把输出电压调到零。

(2) 检查控制屏下方“直流电机电源”的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开位置。接通三相调压“电源总开关”，按下“启动”按钮。

(3)接通“励磁电源”，调节R2阻值，使校正直流测功机的励磁电流为100mA并保持不变，即直流电流表A3显示100mA。

(4)旋转调压器旋钮使三相交流电压慢慢升高，观察电机转向是否符合要求（转速表显示转数为正）。若符合要求则升高到U=90V。

开机时必须检查的事项：

 控制屏下方 “励磁电源”开关必须在断开的位置；

 控制屏左侧三相调压器旋钮向逆时针方向旋到底，即把输出电压调到零。

 按次序先开启控制屏上的“电源总开关”，再按下“启动”按钮，启动控制台电源；

(5) U=90V，S3合在2'位置，记录电流表A1的读数，用来计算电动机的空载损耗； (6) S3合在1'位置，调节电机MG 的负载电阻R1阻值，

 保证直流电流表A3显示100mA；

调节电机MG 的负载电阻R1阻值，测取电动机M在不同负载下的n、Ua、Ia和I1数据，填入下表。

表2 U=90V RS=0Ω If= 100 mA 序号 n(r/min) Ua（V） Ia（A） I1（A）

(7) U=87V，重复步骤（5）和（6）的操作，将数据记录入表3。 表3 U=87V RS=0Ω If= 100 mA 序号 n(r/min) Ua（V） Ia（A） I1（A）

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1245 154 0.456 1000 117 908 110 775 94 692 84 625 75 536 65 461 55 388 46 313 37 229 27 0 0.073 0.079 0.076 0.073 0.068 0.065 0.066 0.066 0.069 0.075 0.72 0.754 0.821 0.861 0. 0.917 0.943 0.962 0.98 1.001 1230 152 1065 131 965 118 881 106 750 91 667 81 560 68 461 56 370 45 286 34 197 23 0.95 0 0.049 0.055 0.057 0.058 0.056 0.053 0.054 0.055 0.058 0.063 0.442 0.602 0.678 0.736 0.793 0.825 0.858 0.888 0.912 0.931 4、转子电路串入电阻时的人为机械特性 操作步骤：

(1) 将S3合在2'位置，关断“励磁电源”，将调压器调至零位，按下“停止”按钮，断开 “电源总开关”。

(2) 用万用表测定三个RS电阻值为10Ω， S2合在右边位置，将电阻RS串入转子电路； (3) 确定S1合在左边1端， S3合在2'位置，M的定子绕组接成星形的情况下。把R1、R2阻值置最大位置，将控制屏左侧三相调压器旋钮向逆时针方向旋到底，即把输出电压调到零。

(4) 检查控制屏下方“直流电机电源”的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开位置。接通三相调压“电源总开关”，按下“启动”按钮。

(5)接通“励磁电源”，调节R2阻值，使校正直流测功机的励磁电流为100mA并保持不变，即直流电流表A3显示100mA。

(6)旋转调压器旋钮使三相交流电压慢慢升高，观察电机转向是否符合要求（转速表显示转数为正）。若符合要求则升高到U=90V。

(7) S3合在2'位置，记录电流表A1的读数，用来计算电动机的空载损耗； (8) S3合在1'位置，调节电机MG 的负载电阻R1阻值，

 保证直流电流表A3显示100mA；

调节电机MG 的负载电阻R1阻值，测取电动机M在不同负载下的n、Ua、Ia和I1数据，填入下表。

表5 U=90V RS=10Ω If= 100 mA 序号 n(r/min) Ua（V） Ia（A） I1（A）

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 816 100 677 84 650 78 598 72 553 66 504 50 448 53 402 47 0.11 350 41 300 35 255 30 0 0.092 0.101 0.107 0.111 0.113 0.112 0.11 0.115 0.116 0.518 0.611 0.6 0.676 0.698 0.728 0.745 0.761 0.778 0.791 0.804 五、实验注意事项

调节串联的可调电阻时，要根据电流值的大小而相应选择调节不同电流值的电阻，防止个别电阻器过流而引起烧坏。

六、实验报告

1、根据实验数据绘制电机的人为机械特性。

计算公式：

T9.552(P0UaIaIaRa)n 式中 T——异步电动机M的输出转矩（N·m）； Ua——测功机MG的电枢端电压（V）； Ia——测功机MG的电枢电流（A）；

Ra——测功机MG的电枢电阻（Ω），可用万用表测定； P0——对应某转速n时的某空载损耗（W）。

注：上式计算的T值为电机在U=110V时的T值，实际的转矩值应折算为额定电压时的异步电机转矩。

2、绘制三相异步线绕电动机M的人为机械特性曲线。

1.改变电源电压的人为机械特性

2.转子电路串入电阻时的人为机械特性