三相異步電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性實驗
一、三相異步電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性實驗-實驗目的:
了解三相線繞式異步
電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性。
二、預習要點:
1、如何利用現(xiàn)有設備測定三相線繞式異步
電動機的機械特性。
2、測定各種運行狀態(tài)下的機械特性應注意哪些問題。
3、如何根據(jù)所測出的數(shù)據(jù)計算被試電機在各種運行狀態(tài)下的機械特性。
三、實驗項目:
1、測定三相線繞式轉子異步電動機在R
S=0時,電動運行狀態(tài)和再生發(fā)電制動狀態(tài)下的機械特性。
2、測定三相線繞轉子異步電動機在R
S=36Ω時,測定電動狀態(tài)與反接制動狀態(tài)下的機械特性。
3、R
S=36Ω,定子繞組加直流勵磁電流I
1=0.6I
N及I
2=I
N時,分別測定能耗制動狀態(tài)下的機械特性。
四、實驗方法:
1、實驗設備
序 號 |
型 號 |
名 稱 |
數(shù) 量 |
1 |
DQ03-1 |
導軌、旋轉編碼器及數(shù)顯轉速表 |
1件 |
2 |
DQ19 |
校正直流測功機 |
1件 |
3 |
DQ11 |
三相線繞式異步電動機 |
1件 |
4 |
DQ22 |
直流電壓、毫安、安培表 |
2件 |
5 |
DQ44 |
交流電流表 |
1件 |
6 |
DQ45 |
交流電壓表 |
1件 |
7 |
DQ25 |
單三相智能功率、功率因數(shù)表 |
1件 |
8 |
DQ26 |
三相可調電阻器 |
1件 |
9 |
DQ27 |
三相可調電阻器 |
1件 |
10 |
DQ29 |
可調電阻器、電容器 |
1件 |
11 |
DQ31 |
波形測試及開關板 |
1件 |
2、屏上掛件排列順序
DQ45、DQ44、DQ25、DQ31、DQ22、DQ29、DQ27、DQ26、DQ22
3、R
S=0時的
電動及再生發(fā)電制動狀態(tài)下的機械特性。
圖1 三相線繞轉子異步電動機機械特性的接線圖
(1)按圖1接線,圖中M用編號為DQ11的三相線繞式異步電動機,額定電壓:220V,Y接法。MG用編號為DQ19的校正直流測功機。S
1、S
2、
、S
3選用DQ31掛箱上的對應開關,并將S
1合向左邊1端,S
2合在左邊短接端(即線繞式電機轉子短路),S
3合在2'位置。R
1選用DQ29的180Ω阻值加上DQ27上四只900Ω串聯(lián)再加兩只900Ω并聯(lián)共4230Ω阻值,R
2選用DQ29上1800Ω阻值,R
S選用DQ26上三組45Ω可調電阻(每組為90Ω與90Ω并聯(lián)),并用萬用表調定在36Ω阻值,R
3暫不接。直流電表A
2、A
4的量程為5A,A
3量程為200mA,V
2的量程為300V。
(2) 確定S
1合在左邊1端,S
2合在左邊短接端,S
3合在2'位置,M的定子繞組接成星形的情況下。把R
1、R
2阻值置最大位置,將控制屏左側三相調壓器旋鈕向逆時針方向旋到底,即把輸出電壓調到零。
(3) 檢查控制屏下方“直流電機電源”的“勵磁電源”開關及“電樞電源”開關都須在斷開位置。接通三相調壓“電源總開關”,按下“開”按鈕,旋轉調壓器旋鈕使三相交流電壓慢慢升高到U=110V,并在以后實驗中保持不變。接通“勵磁電源” ,調節(jié)R
2阻值,使A
3表為100mA并保持不變。
(4)接通控制屏右下方的“電樞電源”開關,在開關S
3的2'端測量電機MG的輸出電壓的極性,先使其極性與S
3開關1'端的電樞電源相反。在R
1阻值為最大的條件下將S
3合向1'位置。
(5)調節(jié)“電樞電源”輸出電壓或R
1阻值,使電動機從接近于堵轉到接近于空載狀態(tài),其間測取電機MG的U
a、I
a、n及電動機M的交流電流表A
1的I
1值,共取8-9組數(shù)據(jù)錄于表6-6中。
表6-6 U=110V R
S=
0Ω I
f= mA
Ua(V) |
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Ia(A) |
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n(r/min) |
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I1(A) |
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(6)當電動機接近空載而轉速不能調高時,將S
3合向2' 位置,調換MG電樞極性(在開關S
3 的兩端換)使其與“電樞電源”同極性。調節(jié)“電樞電源”電壓值使其與MG電壓值接近相等,將S
3合至1'端。保持M端三相交流電壓U=110V,減小R
1阻值直至短路位置(注:DQ27上6只900Ω阻值調至短路后應用導線短接)。升高“電樞電源”電壓或增大R
2阻值(減小電機MG的勵磁電流)使電動機M的轉速超過同步轉速n
0而進入回饋制動狀態(tài),在1700r/min~n
0范圍內測取電機MG的U
a、I
a、n及電動機M的定子電流I
1值,共取5-7組數(shù)據(jù)記錄于表6-7中。
表6- 7 U=110V R
S=
0Ω
Ua(V) |
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Ia(A) |
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n(r/min) |
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I1(A) |
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4、R
S=36Ω時的電動及反轉性狀態(tài)下的機械特性
(1)開關S
2合向右端36Ω端。開關S
3撥向2'端,把MG電樞接到S
3上的兩個接線端對調,以便使MG輸出極性和“電樞電源”輸出極性相反。把電阻R
1、R
2調至最大。
(2)保持電壓U=110V不變,調節(jié)R
2阻值,使A
3表為100mA。調節(jié)“電樞電源”的輸出電壓為最小位置。在開關S
3的2' 端檢查MG電壓極性須與1' 的“電樞電源”極性相反?上扔涗洿藭rMG的U
a、I
a值,將S
3合向1'端與“電樞電源”接通。測量此時電機MG的U
a,I
a,n及A
1表的I
1值,減小R
1阻值(先調DQ27上四個900Ω串聯(lián)的電阻)或調高“電樞電源”輸出電壓使電動機M的n下降,直至n為零。把R
1的DQ27上四個900Ω串聯(lián)電阻調至零值位置后應用導線短接,繼續(xù)減小R
1阻值或調高電樞電壓使電機反向運轉。直至反向轉速n為1300r/min為止,在該范圍內測取電機MG的U
a,I
a,n及A
1表的I
1值。共取11-12組記錄于表6-8中。
(3)停機(先將S
2合至2' 端,關斷“電樞電源”再關斷“勵磁電源”,調壓器調至零位,按下“關”按鈕)。
表6-8 U=110V R
S=36Ω I
f = mA
Ua(V) |
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Ia(A) |
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n(r/min) |
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I1(A) |
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5、能耗制動狀態(tài)下的機械特性
(1)確認在“停機”狀態(tài)下。把開關S
1合向右邊2 端,S
2合向右端(R
S仍保持36Ω不變),S
3合向左邊2'端, R
1用DQ29上180Ω阻值并調至最大,R
2用DQ27上1800Ω阻值并調至最大,R
3用DQ27上900Ω與900Ω并聯(lián)再加上900Ω與900Ω并聯(lián)共900Ω阻值并調至最大。
(2)開啟“勵磁電源”,調節(jié)R
2阻值,使A
3表I
f=100mA,開啟“電樞電源”,調節(jié)電樞電源的輸出電壓U=220V,再調節(jié)R
3使電動機M的定子繞組流過I= 0.6I
N=0.18 A并保持不變。
(3)在R
1阻值為最大的條件下,把開關S
3合向右邊1'端,減小R
1阻值,使電機MG起動運轉后轉速約為1600r/min,增大R
1阻值或減小電樞電源電壓(但要保持A
4表的電流I不變)使電機轉速下降,直至轉速n約為50r/min,其間測取電機MG的U
a,I
a及n值,共取10-11組數(shù)據(jù)記錄于表6-9中。
(4)停機。[同4(3)]
(5)調節(jié)R
3阻值,使電機M的定子繞組流過的勵磁電流I=I
N=0.3 A。重復上述操作步驟,測取電機MG的U
a,I
a及n值,共取10-11組數(shù)據(jù)記錄于表6-10中。
表6-9 R
S=36Ω I=0.18 A I
f = mA
表6-10 R
S=36Ω I=0.3 A I
f = mA
6、繪制電機M-MG機組的空載損耗曲線P
0=f(n)。
(1)拆掉三相線繞式異步電動機M定子和轉子繞組接線端的所有插頭,R
1用 DQ29上180Ω阻值并調至最大,R
2用 DQ29上1800Ω阻值并調至最大。直流電流表A
3的量程為200mA,A
2的量程為5A,V
2的量程為300V,開關S
3合向右邊1'端。
(2)開啟“勵磁電源”,調節(jié)R
2阻值,使A
3表I
f=100mA,檢查R
1阻值在最大位置時開啟“電樞電源”,使電機MG起動運轉,調高“電樞電源”輸出電壓及減小R
1阻值,使電機轉速約為1600r/min,逐次減小“電樞電源”輸出電壓或增大R
1阻值,使電機轉速下降直至n=100r/min,在其間測量電機MG的U
a0、I
a0及n值,共取10-12組數(shù)據(jù)記錄于表6-11中。
表6-11
五、實驗注意事項
調節(jié)串聯(lián)的可調電阻時,要根據(jù)電流值的大小而相應選擇調節(jié)不同電流值的電阻,防止個別電阻器過流而引起燒壞。
六、實驗報告
1、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制各種運行狀態(tài)下的機械特性。
計算公式:
式中 T——受試異步電動機M的輸出轉矩(N·m);
U
a——測功機MG的電樞端電壓(V);
I
a——測功機MG的電樞電流(A);
R
a——測功機MG的電樞電阻(Ω),可由實驗室提供;
P
0——對應某轉速n時的某空載損耗(W)。
注:上式計算的T值為電機在U=110V時的T值,實際的轉矩值應折算為額定電壓時的異步電機轉矩。
2、繪制電機M—MG機組的空載損耗曲線P
0=f(n)。