三相异步电动机实验报告.docx
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三相异步电动机实验报告
三相异步摩勺机实验报告
《电机学》
综合实验报告书
三相异步电动机
姓名:
班级:
学号:
江苏大学电气学院
一、概述
电机制造厂生产的电机产品,它的质量是否符合国家标准规定的指标,要通过试验来
验证。
我们设计的电机,它的计算数值是否符合实际,生产过程中由于制造工艺引起的偏差又是多少,也必须通过试验来判断,所以电机的试验是考核其质量是否合格的一个重要手段,同时又为改进电磁设计、结构、制造工艺等方面提供了可靠的证据。
根据国家标准GB755-81《电机基本技术要求》规定,试验项目有型式试验和检查试验两种。
型式试验的目的是求取电机全部的工作特性和参数,以全面考察电机的电气性能和
质量,从而判断该电机是否符合国家标准(或用户订货时所签订的技术要求),此外对
型式试验的分析还可以制定出该电机出厂的性能标准。
电机制造厂遇到下列情况之一时
需进行电机的型式试验:
1.新产品试制完成时。
2.电机设计或工艺上的更改足以引起某些性能发生变化时,则应进行有关的型式试验项目。
3.当检查试验结果与以前的型式试验结果发生不可容许的偏差时。
4.各类型电机标准所规定的定期抽试。
检查试验(又称出厂试验)是电机制造厂按照简化项目对电机成品所进行的试验,以确定该电机的主要指标符合标准,保证出产电机的质量。
制造厂的每一台电机成品都必须进行检查试验,检验合格者才允许出厂。
从内容上看,检查试验只是型式试验的一部分。
异步电机的型式试验项目有:
1.绕组对机壳及绕组相互间绝缘电阻测定。
2.绕组在实际冷状态下直流电阻的确定。
*
3.转子电压的测定(仅对绕线转子和交流换向器电动机)。
*
4.空载试验。
*
5.堵转试验(仅对笼形电机和交流换向器电动机)。
*
6.温升试验。
7.效率、功率因数和转差率的测定。
8.短时过转矩试验。
9.最大转矩的测定。
10.启动过程中最小转矩的测定(仅对笼形电机)。
11.超速试验(对笼形转子电动机,仅在型式试验时进行)。
*
12.振动的测定。
*
13.噪声的测定。
14.转动惯量的测定。
15.短时升高电压试验。
*
16.耐电压t验。
*
其中后面标有*的为检查试验项目。
第12项也可根据需要仅列为型式试验项目。
二、试验内容及方法
三相异步电动机试验方法应根据国家标准GB1032-85《三相异步电动机试验方法》
进行。
试验中测量仪表接线按《电机学实验指导书》进行。
限于设备,我们只能进行温
升试验、负载试验、空载试验及堵转试验。
(一)温升试验(略)
由于设备和试验时间限制,温升试验暂时不做。
已知数据:
试验开始时冷却介质
温度
试验开始时的绕组电阻
试验结束时冷却介质
温度
试验结束时的绕组电阻
(二)负载试验
(1)负载试验的目的是测取工作特性曲线。
即电动机在额定电压、额定频率下输
入功率P、定子电流Il、效率、功率因数cos及转差率s与输出功率P2的关系曲线。
HJ,,cos,sf(P2)
(2)工作特性曲线应在电动机温度接近热状态时由负载试验测取。
此时,在~倍额
定功率范围内测取6~8点数据:
三相电压、三相电流、输入功率及转差率或转速。
(3)效率的间接测定法
效率的测量有间接法和直接法,采用间接法各部分损耗按下面方法计算:
a.额定电压下的铁耗PFeW)由空载试验求取;
b.机械损耗Pmec(W)由空载试验求取;
c.定子绕组铜耗pcu1(W)
pcu1311R1117E子相电流
Ri——换算到基准工作温度时定子绕组相电阻
换算:
RiR。
2—LRo——实际冷状态绕组的相电阻(三相平均值),单位
Ka0
0——实际冷状态时绕组的温度,单位C
1——基准工作温度,对A、E、B绝缘等级为75C,对F、
H绝缘等级为115C
Ka——常数,铜绕组为235,铝绕组为228
d.转子绕组损耗Pcu2
Pcu2(P1PculPFe)s
e.杂散损耗p
对不实测杂散损耗的电机,额定功率时的杂散损耗值取其输入功率的%对其它负
载点,杂散损耗值按与定子电流平方成正比确定(实际计算时可取电流接近名牌上额定
电流的某点数据作为额定负载时的杂散损耗,以该值为参考值计算)。
(三)空载试验
(1)测量前电动机应在额定电压、额定频率下空载运行一段时间,使机械损耗达到稳定。
(2)试验时施于定子绕组上的电压应从(~)倍额定电压开始,逐步降低到可能达到的最低电压值即电流回升为止,其间测取7~9点读数。
(3)试验时测取下列数据:
三相电压、三相电流、输入功率。
(4)试验结束,对数据进行处理,绘制空载特性曲线,即空载电流10、空载输入
功率P0与外施电压U0的标幺值(U0/UN)的关系曲线。
为分离铁耗PFe和机械损耗Pmec,作曲线R"(Uo/Un/)
其中.P0PFePmecP0Pocul,PoCu1310Ri
(四)堵转试验
(1)堵转试验的目的是求取额定电压时的堵转电流和堵转转矩(起动电流和起动转矩)。
还可以利用堵转试验数据作圆图,求取额定转矩和最大转矩。
(2)堵转试验施于定子绕组的电压尽可能从不低于倍的额定电压开始,然后逐步降低电压至定子电流接近额定值为止,其间共测取5〜7点读数,每点应同时测取下列数
据:
三相电压、三相电流、转矩、输入功率,每点测量及读数时,通电持续时间不应超
过10秒,以免绕组过热。
(3)如限于设备,堵转试验不能从0.9Un开始,对于100kW以下的电动机,堵转试验的最大电流应不低于倍额定电流。
(4)本试验要利用圆图法求取额定转矩和最大转矩,应注意测量(~)倍额定电流
和(~)倍额定电流时两点的数据。
因为电机产生额定转矩时,定子电流在额定电流附近,而产生最大电磁转矩时,定子电流约为(〜)倍额定电流。
当电流较大时,磁路趋
于饱和,定转子漏抗比额定运行时小,故作出的圆比额定运行的圆要大,作图时务必加
以注意。
(5)若堵转试验时最大电压在~音额定电压范围内,应根据试验数据绘制堵转特性曲线Ikf(Uk),Tkf(UQ,额定电压的堵转电流Ikn,堵转转矩Tkn,由特性曲线上查取。
(6)若堵转试验时限于设备,最大电压低于0.9Un,应作IglKf(lgU0曲线,并
延长在该曲线上查取UkUn时的堵转电流Ikn,此时的堵转转矩按下式求取:
TknTk(叱)2Ik,Tk——试验中测取的最大电流及该点转矩
Ik
(五)电机型式试验记录及计算
三相鼠笼异
型式试验
步
记
电
录
动机
单
型号:
等级:
额定功率:
接法:
绝缘
制造厂:
方式:
额定电压:
频率:
工作
产品编号:
额定电流:
转速:
重
量:
1.负载试验记录
序
号
线电压
(V)
线电流(A)
三相输入功率
W
转速(转/分钟)
Pi
P2
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
负载试验计算公式
铁耗PFe、机械损耗Pmec由空载试验求取;定子绕组铜耗Pcui3I:
R
转子绕组损耗Pcu2PemsPem(P〔PcuiPFe)
n1n
sPPcuiPFePcu2PmecP
ni
100%cos
Pi3UnI1
负载试验计算
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
额定线电压Un
(V)
线电流I1(A)
相电流I1(A)
输入功率P(W
定子铜耗Pcui(W
电磁功率Pem(W
转差率s
转子铝耗Pcu2(W
杂散损耗p(W
总损耗p(W
输出功率P2(W
功率因数cos
I1N
Sn
(1)作曲线Pf(P2),并从曲线上求P2Pn时:
Pin
Ilf(P2)sf(P2)
f(P2)
(2)计算额定转矩TN9550更=(注:
额定功率单
nN
位为kW
2.空载试验测量
序
号
线电压(W)
线电流(A)
三相输入功率(W
P01
Pd2
Po
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
空载试验结束后定于相电阻测定:
空载试验计算
12
3
45678
910
线电压标幺值
UoUn
标幺值平方
(Uo.Un)2
线电流I0(A)
相电流Io(A)
输入功率P0(W
定子铜耗Pocu1(W
机械、铁耗P0'(W
其中:
Pocui3I;Ri
—'
P0pFepmecP0p0cu1
(1)作曲线:
I0f(U0..UN)
P0f(U0./UN)
P0f((U°/UN)2),并将PFe、Pmec分离
(2)计算:
当U0UN时利用上面二个曲线求
I0P0
BpFe
I0Pmec
P0
cos0-
J3U0I0
3.短路试验测量
序
号
线电压
(V)
线电流
(A)
三相输入功率(
w
短路力矩
Pk1Pk2
Pk
(
Nm)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
短路试验结束后定于相电阻测定:
短路试验计算
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
线电压Uk(V)
相电压Uk(V)
IgUK
线电流1K(A)
相电流Ik(A)
lgIk
三相短路功率Pk
(W
短路力矩Tk
若试验最大电压在(~)Un之间,则按
(1)作图计算,否则按(
作图计算(即试验最大电压低于Un)o
(1)作曲线Ikf(UQ,Tk”Uk)
从曲线上求取当UkUn时:
IKNTKN
(2)若限于设备最大电压低于0.9Un,作曲线lgIkf(lgU0
延长在该曲线查取UkUn时:
1knTknTk()
Ik
式中:
Ik,Tk试验中测取的最大电流及该点转矩
(3)起动转矩倍数和起动电流倍数
TknIkn
TnIn
2)
4.作圆图求最大转矩
项目
作图说明
数据
(1)电流比例尺
1(毫米)=A(安培)
A安/毫
米
(2)功率比例尺
1(毫米)=3UN人(千瓦)
1000
Ap千瓦/
毫米
(3)原点
取原点。
1,作横坐标O1X、纵坐
标O1Y,在纵坐标上作相电压矢量
U1N伏
UiN(任意长)
根据空载运行数据:
相电流Io和
Io安
(4)空载运行点
功率因数cos0按Ai确定空载运
cos0
行点O'
根据空载运行数据:
理想空载损
P0pmec
耗PoPmec,按Ap从O'垂直OiX下
瓦
(5)理想运行点
降Pmec毫米,确定理想空载点O,
=
作OG平行于O1X
毫米
根据空载运行数据:
I0和基准工
作温度电阻Ri,按sin巴E计
(6)圆心线偏角
Un
Ri欧姆
算,作OE与OG成角,OE即
为圆心线
根据短路试验数据:
取试验线电
•
1K
流接近(~)In点的Ik、Uk、Pk
安
及额定相电压Un,按
•
Uk=
IkIk乜计算额定电压时的短
伏
Uk
(7)工作圆短路
•
PK=
路相电流Ik
点
2
瓦
按PkPk上计算短路相电流
1
1K
1K
为IK的短路功率Pk,按Ai和Ap确
安
定工作圆短路点D。
=
确定D点的方法:
作距OiX线为
毫米
Pk毫米的平行线,一。
点为圆心,
Ik毫米为半径,画圆弧交平行线
于D点。
Pk
瓦
毫米
(8)作工作圆
连接。
和D点,作。
酸的垂直平分线,交OE于C点,C点即为工作圆的圆心。
作工作圆的半圆ODE量工作圆直径Da
Da=毫
米
安
(9)起动圆短路
点
根据短路试验数据:
取试验线电
流接近(〜)In点的IK、UK、pK,
按IkiIK%计算Iki
Uk
2
按PkiPk'L"计算Pki,按A和IK
Ap确定起动圆短路点D(方法同
工作圆)。
IK
安
UK=
伏
''
PK=
瓦
IK1
安
毫米
Pki
瓦
毫米
(10)作起动圆
连接。
和D点,作OD线的垂直平分线,交OE于。
点,。
点即为起动圆的圆心。
作起动圆ODR。
量
起动圆直径Da1
Da1=
毫米
安
(11)作电磁功
率线
按tg鬻,tg1皆求和UNUN
1角。
分别作工作圆的电磁功率
线(与OE成角)交工作圆与B点及起动圆的电磁功率线(与OE成1角)交起动圆于B1点。
OB线和OB线分别为工作圆和起动圆的电磁功率线。
tg
tg1
1
(12)额定转矩
根据负载试验额定相电流h,按A在工作圆ODE±确定工作点L。
确定L的方法:
以。
1为圆心,I1N
(毫米)为半径作圆弧,交工作
圆于Lo从L点作Lh线垂直于OE线,交OB线于b点,线段Lb的长度即为额定转矩Tn(同步千瓦)
I=
I1N
安
=毫
米
Lb=
毫米
Tn=LbAp
同步千
瓦
(13)最大转矩
作于OB线平行的直线切起动圆
ST=
毫米
于S点,从S点作垂直于OE的直
线交OB于T点,线段ST的长度Tm=STAp
即为最大转矩Tm(同步千瓦)。
(对=
10千瓦以上的鼠笼式异步电动机同步千瓦
用圆图法求得的最大转矩应乘以的修正系数)按Tm/Tn计算电机的过载能力,即
(14)过载能力
TmTn=
圆图示例:
最大转矩倍数
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