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三相異步電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)行狀態(tài)下的機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)

一、三相異步電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)行狀態(tài)下的機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>
    了解三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)行狀態(tài)下的機(jī)械特性。
二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)：
    1、如何利用現(xiàn)有設(shè)備測定三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。
    2、測定各種運(yùn)行狀態(tài)下的機(jī)械特性應(yīng)注意哪些問題。
    3、如何根據(jù)所測出的數(shù)據(jù)計(jì)算被試電機(jī)在各種運(yùn)行狀態(tài)下的機(jī)械特性。
三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:
    1、測定三相線繞式轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)在RS=0時(shí)，電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)和再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性。
    2、測定三相線繞轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)在RS=36Ω時(shí)，測定電動(dòng)狀態(tài)與反接制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性。
    3、RS=36Ω，定子繞組加直流勵(lì)磁電流I1=0.6IN及I2=IN時(shí)，分別測定能耗制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性。
四、實(shí)驗(yàn)方法:
    1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
序 號(hào) 型 號(hào) 名             稱 數(shù) 量
1 DQ03-1 導(dǎo)軌、旋轉(zhuǎn)編碼器及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表 1件
2 DQ19 校正直流測功機(jī) 1件
3 DQ11 三相線繞式異步電動(dòng)機(jī) 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(diào)電阻器 1件
9 DQ27 三相可調(diào)電阻器 1件
10 DQ29 可調(diào)電阻器、電容器 1件
11 DQ31 波形測試及開關(guān)板 1件
 
    2、屏上掛件排列順序
     DQ45、DQ44、DQ25、DQ31、DQ22、DQ29、DQ27、DQ26、DQ22     
3、RS=0時(shí)的電動(dòng)及再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性。
 
            圖1  三相線繞轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的接線圖
   （1）按圖1接線，圖中M用編號(hào)為DQ11的三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓：220V,Y接法。MG用編號(hào)為DQ19的校正直流測功機(jī)。S1、S2、、S3選用DQ31掛箱上的對(duì)應(yīng)開關(guān)，并將S1合向左邊1端，S2合在左邊短接端（即線繞式電機(jī)轉(zhuǎn)子短路），S3合在2'位置。R1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，R2選用DQ29上1800Ω阻值，RS選用DQ26上三組45Ω可調(diào)電阻(每組為90Ω與90Ω并聯(lián))，并用萬用表調(diào)定在36Ω阻值，R3暫不接。直流電表A2、A4的量程為5A，A3量程為200mA，V2的量程為300V。
    (2) 確定S1合在左邊1端，S2合在左邊短接端，S3合在2'位置，M的定子繞組接成星形的情況下。把R1、R2阻值置最大位置，將控制屏左側(cè)三相調(diào)壓器旋鈕向逆時(shí)針方向旋到底，即把輸出電壓調(diào)到零。
(3) 檢查控制屏下方“直流電機(jī)電源”的“勵(lì)磁電源”開關(guān)及“電樞電源”開關(guān)都須在斷開位置。接通三相調(diào)壓“電源總開關(guān)”，按下“開”按鈕，旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器旋鈕使三相交流電壓慢慢升高到U=110V，并在以后實(shí)驗(yàn)中保持不變。接通“勵(lì)磁電源” ，調(diào)節(jié)R2阻值，使A3表為100mA并保持不變。
   （4）接通控制屏右下方的“電樞電源”開關(guān)，在開關(guān)S3的2'端測量電機(jī)MG的輸出電壓的極性，先使其極性與S3開關(guān)1'端的電樞電源相反。在R1阻值為最大的條件下將S3合向1'位置。
   （5）調(diào)節(jié)“電樞電源”輸出電壓或R1阻值，使電動(dòng)機(jī)從接近于堵轉(zhuǎn)到接近于空載狀態(tài)，其間測取電機(jī)MG的Ua、Ia、n及電動(dòng)機(jī)M的交流電流表A1的I1值，共取8-9組數(shù)據(jù)錄于表6-6中。      
表6-6       U=110V        RS=0Ω      If=     mA
Ua(V)                  
Ia(A)                  
n(r/min)                  
I1(A)                  
 
   （6）當(dāng)電動(dòng)機(jī)接近空載而轉(zhuǎn)速不能調(diào)高時(shí)，將S3合向2' 位置，調(diào)換MG電樞極性（在開關(guān)S3 的兩端換）使其與“電樞電源”同極性。調(diào)節(jié)“電樞電源”電壓值使其與MG電壓值接近相等，將S3合至1'端。保持M端三相交流電壓U=110V，減小R1阻值直至短路位置（注：DQ27上6只900Ω阻值調(diào)至短路后應(yīng)用導(dǎo)線短接）。升高“電樞電源”電壓或增大R2阻值（減小電機(jī)MG的勵(lì)磁電流）使電動(dòng)機(jī)M的轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速n0而進(jìn)入回饋制動(dòng)狀態(tài)，在1700r/min～n0范圍內(nèi)測取電機(jī)MG的Ua、Ia、n及電動(dòng)機(jī)M的定子電流I1值，共取5-7組數(shù)據(jù)記錄于表6-7中。
表6- 7      U=110V        RS=0Ω      
Ua(V)                  
Ia(A)                  
n(r/min)                  
I1(A)                  
 
    4、RS=36Ω時(shí)的電動(dòng)及反轉(zhuǎn)性狀態(tài)下的機(jī)械特性
   （1）開關(guān)S2合向右端36Ω端。開關(guān)S3撥向2'端，把MG電樞接到S3上的兩個(gè)接線端對(duì)調(diào)，以便使MG輸出極性和“電樞電源”輸出極性相反。把電阻R1、R2調(diào)至最大。  
   （2）保持電壓U=110V不變，調(diào)節(jié)R2阻值，使A3表為100mA。調(diào)節(jié)“電樞電源”的輸出電壓為最小位置。在開關(guān)S3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r(shí)MG的Ua、Ia值，將S3合向1'端與“電樞電源”接通。測量此時(shí)電機(jī)MG的Ua，Ia，n及A1表的I1值，減小R1阻值（先調(diào)DQ27上四個(gè)900Ω串聯(lián)的電阻）或調(diào)高“電樞電源”輸出電壓使電動(dòng)機(jī)M的n下降，直至n為零。把R1的DQ27上四個(gè)900Ω串聯(lián)電阻調(diào)至零值位置后應(yīng)用導(dǎo)線短接，繼續(xù)減小R1阻值或調(diào)高電樞電壓使電機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)。直至反向轉(zhuǎn)速n為1300r/min為止，在該范圍內(nèi)測取電機(jī)MG的Ua，Ia，n及A1表的I1值。共取11-12組記錄于表6-8中。
   （3）停機(jī)（先將S2合至2' 端，關(guān)斷“電樞電源”再關(guān)斷“勵(lì)磁電源”，調(diào)壓器調(diào)至零位，按下“關(guān)”按鈕）。
表6-8        U=110V         RS=36Ω      If =     mA
Ua(V)                        
Ia(A)                        
n(r/min)                        
I1(A)                        
 
    5、能耗制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性
   （1）確認(rèn)在“停機(jī)”狀態(tài)下。把開關(guān)S1合向右邊2 端，S2合向右端（RS仍保持36Ω不變），S3合向左邊2'端， R1用DQ29上180Ω阻值并調(diào)至最大，R2用DQ27上1800Ω阻值并調(diào)至最大，R3用DQ27上900Ω與900Ω并聯(lián)再加上900Ω與900Ω并聯(lián)共900Ω阻值并調(diào)至最大。
   （2）開啟“勵(lì)磁電源”，調(diào)節(jié)R2阻值，使A3表If=100mA，開啟“電樞電源”，調(diào)節(jié)電樞電源的輸出電壓U=220V，再調(diào)節(jié)R3使電動(dòng)機(jī)M的定子繞組流過I= 0.6IN=0.18 A并保持不變。
   （3）在R1阻值為最大的條件下，把開關(guān)S3合向右邊1'端，減小R1阻值，使電機(jī)MG起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)速約為1600r/min，增大R1阻值或減小電樞電源電壓（但要保持A4表的電流I不變）使電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，直至轉(zhuǎn)速n約為50r/min，其間測取電機(jī)MG的Ua，Ia及n值，共取10-11組數(shù)據(jù)記錄于表6-9中。
   （4）停機(jī)。[同4（3）]
   （5）調(diào)節(jié)R3阻值，使電機(jī)M的定子繞組流過的勵(lì)磁電流I=IN=0.3 A。重復(fù)上述操作步驟，測取電機(jī)MG的Ua，Ia及n值，共取10-11組數(shù)據(jù)記錄于表6-10中。
表6-9         RS=36Ω          I=0.18 A       If =     mA
Ua（V）                      
Ia（A）                      
n（r/min）                      
 
表6-10        RS=36Ω          I=0.3 A        If =     mA
Ua（V）                      
Ia（A）                      
n（r/min）                      
 
 6、繪制電機(jī)M-MG機(jī)組的空載損耗曲線P0=f(n)。
   （1）拆掉三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)M定子和轉(zhuǎn)子繞組接線端的所有插頭，R1用 DQ29上180Ω阻值并調(diào)至最大，R2用 DQ29上1800Ω阻值并調(diào)至最大。直流電流表A3的量程為200mA，A2的量程為5A，V2的量程為300V，開關(guān)S3合向右邊1'端。
   （2）開啟“勵(lì)磁電源”，調(diào)節(jié)R2阻值，使A3表If=100mA，檢查R1阻值在最大位置時(shí)開啟“電樞電源”，使電機(jī)MG起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)高“電樞電源”輸出電壓及減小R1阻值，使電機(jī)轉(zhuǎn)速約為1600r/min，逐次減小“電樞電源”輸出電壓或增大R1阻值，使電機(jī)轉(zhuǎn)速下降直至n=100r/min，在其間測量電機(jī)MG的Ua0、Ia0及n值，共取10-12組數(shù)據(jù)記錄于表6-11中。
   表6-11
Ua0（V）                        
Ia0（A）                        
n（r/min）                        
 
五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
    調(diào)節(jié)串聯(lián)的可調(diào)電阻時(shí)，要根據(jù)電流值的大小而相應(yīng)選擇調(diào)節(jié)不同電流值的電阻，防止個(gè)別電阻器過流而引起燒壞。
六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告
    1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制各種運(yùn)行狀態(tài)下的機(jī)械特性。
   計(jì)算公式：
 
      式中    T——受試異步電動(dòng)機(jī)M的輸出轉(zhuǎn)矩（N·m）；
              Ua——測功機(jī)MG的電樞端電壓（V）；
              Ia——測功機(jī)MG的電樞電流（A）；
              Ra——測功機(jī)MG的電樞電阻（Ω），可由實(shí)驗(yàn)室提供；
              P0——對(duì)應(yīng)某轉(zhuǎn)速n時(shí)的某空載損耗（W）。
    注：上式計(jì)算的T值為電機(jī)在U=110V時(shí)的T值，實(shí)際的轉(zhuǎn)矩值應(yīng)折算為額定電壓時(shí)的異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩。
    2、繪制電機(jī)M—MG機(jī)組的空載損耗曲線P0=f（n）。

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