电机综合试验与报告文档格式.docx
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以下的电动机,堵转试验的最大电流应不低于4.5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(1.0~1.1)倍额定电流和(2.0~2.5)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(2.0~2.5)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0.9~1.1倍额定电压范围内,应根据试验数据绘制堵转特性曲线
,
,额定电压的堵转电流
,堵转转矩
,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
,应作
曲线,并延长在该曲线上查取
时的堵转电流
,此时的堵转转矩按下式求取:
——试验中测取的最大电流及该点转矩
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
、定子电流
、效率
、功率因数
及转差率
与输出功率
的关系曲线。
(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1.25~0.25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
由空载试验求取;
b.机械损耗
c.定子绕组铜耗
——定子相电流
——换算到基准工作温度时定子绕组相电阻
换算:
——实际冷状态绕组的相电阻(三相平均值),单位
——实际冷状态时绕组的温度,单位
——基准工作温度,对A、E、B绝缘等级为
,对F、H绝缘等级为
——常数,铜绕组为235,铝绕组为228
d.转子绕组损耗
e.杂散损耗
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0.5%。
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)。
1、根据空载、短路试验计算出异步电动机的参数;
程序如下:
clear;
Uk=69.5;
Ik=0.480/sqrt(3);
Pk=23.1;
%短路试验,额定电流时数据
U0=220;
I0=0.238/sqrt(3);
P0=15;
%空载试验,额定电压时数据
R1=41;
%27℃
Pfe=8.9;
Pmec=12.3;
Po=Pmec;
Zk=Uk/Ik;
Rk=Pk/(3*Ik^2);
Xk=sqrt(Zk^2-Rk^2);
R2=Rk-R1;
X2=1/2*Xk;
X1=X2;
Z0=U0/I0;
R0=P0/(3*I0^2);
X0=sqrt(Z0^2-R0^2);
Xm=X0-X1;
Rm=Pfe/(3*I0^2);
fprintf('
\n'
);
电动机参数:
温度:
27℃\n'
R1=%5.3fΩX1=%5.3fΩ\n'
R1,X1);
R2=%5.3fΩX2=%5.3fΩ\n'
R2,X2);
Rm=%5.3fΩXm=%5.3fΩ\n'
Rm,Xm);
Pfe=%5.3fWPΩ=%5.3fW\n'
Pfe,Po);
结果如下:
27℃
R1=41.000ΩX1=114.937Ω
R2=59.260ΩX2=114.937Ω
Rm=157.122ΩXm=1464.067Ω
Pfe=8.900WPΩ=12.300W
2、用MATLAB编程计算该电机在额定运行情况下的转速、转差率、定子电流、转子电流、定子功率因数、电磁转矩、输出转矩、输入功率、输出功率及效率;
Pn=100;
m=3;
p=2;
f=50;
Un=220;
Po=12.3;
Pdelta=140.2*0.005;
X1=114.937;
R2=59.26;
X2=114.937;
Rm=157.122;
Xm=1464.067;
%R1为75度时电阻
Z1=R1+j*X1;
Zm=Rm+j*Xm;
额定点计算迭代过程:
s0=0.001;
K=0;
P2=0;
s=s0;
whileabs(P2-Pn)/Pn>
1e-6
Z2=R2/s+j*X2;
I11=Un/(Z1+Z2*Zm/(Z2+Zm));
I1=abs(I11);
COSfai=cos(angle(I11));
P1=m*Un*I1*COSfai;
I2=I1*abs(Zm/(Zm+Z2));
Im=I1*abs(Z2/(Zm+Z2));
Pcu1=3*I1^2*R1;
Pfe=3*Im^2*Rm;
Pcu2=3*I2^2*R2;
P2=P1-(Pcu1+Pfe+Pcu2+Pomega+Pdelta);
s=s*(Pn/P2);
K=K+1;
fprintf('
K=%d\t'
K);
P2=%5.2fW\n'
P2);
end
Eta=P2/P1*100;
N=(3000/p)*(1-s);
T=(m*I2^2*((1-s)/s)*R2)/(2*pi*N/60);
T2=P2/(2*pi*N/60);
\n额定点数据输出:
转速:
n=%5.2fr/min\n'
N);
转差率s=%5.3f\n'
s);
定子电流:
I1=%5.2fA\n'
I1);
转子电流:
I2=%5.2fA\n'
I2);
功率因数:
cosΦ=%5.2f\n'
COSfai);
电磁转矩:
T=%5.3fN.m\n'
T);
输出转矩:
T2=%5.3fN.m\n'
T2);
输入功率:
P1=%5.2fW\n'
P1);
输出功率:
效率:
η=%5.2f%%\n'
Eta);
额定点数据输出:
n=1401.16r/min
转差率s=0.066
I1=0.27A
I2=0.21A
cosΦ=0.77
T=0.770N.m
T2=0.682N.m
P1=138.17W
P2=100.00W
η=72.38%
三、用MATLAB编程绘制:
a、固有机械特性;
b、降压人为机械特性(至少三组);
c、转子串电阻人为机械特性(至少三组)、恒转矩调速人为机械特性和近似恒功率调速人为机械特性(至少三组),并作简要分析。
(a)
%以上根据电机参数输入
m=3;
Ns=60*f/p;
c=1+X1/Xm;
sm=c*R2/sqrt(R1^2+(X1+c*X2)^2);
Tmax=m*U0^2/((2*pi*Ns/60)*(2*c*(R1+sqrt(R1^2+(X1+c*X2)^2))));
Tst=m*U0^2*R2/((2*pi*Ns/60)*((R1+c*R2)^2+(X1+c*X2)^2));
Ist=U0/(Xm*(c+X1/X2))+U0/sqrt((R1+c*R2)^2+(X1+c*X2)^2);
s=0:
0.01:
1;
L=length(s);
fork=1:
L;
n(k)=(1-s(k))*Ns;
Te(k)=m*U0^2*R2/s(k)/((2*pi*Ns/60)*((R1+c*R2/s(k))^2+(X1+c*X2)^2));
end
plot(n,Te,'
k-'
xlabel('
转速n(r/min)'
ylabel('
转矩Te(N.m)'
gridon;
临界转差率:
sm=%5.3f\n'
sm);
最大转矩:
Tmax=%5.2fN.m\n'
Tmax);
起动转矩:
Tst=%5.3fN.m\n'
Tst);
起动电流:
Ist=%5.2fA\n'
Ist);
sm=0.264
Tmax=1.51N.m
Tst=0.805N.m
Ist=0.92A
(b)
U0=[90150180220240];
%以上根据电机参数输入,电压值由小到大任意选择四个
%若取得电压值是x个,则把最后以后for语句改为i=1:
x即可
L1=length(U0);
fori=1:
L1;
sm(i)=c*R2/sqrt(R1^2+(X1+c*X2)^2);
Tmax(i)=m*U0(i)^2/((2*pi*Ns/60)*(2*c*(R1+sqrt(R1^2+(X1+c*X2)^2))));
Tst(i)=m*U0(i)^2*R2/((2*pi*Ns/60)*((R1+c*R2)^2+(X1+c*X2)^2));
Ist(i)=U0(i)/(Xm*(c+X1/X2))+U0(i)/((R1+c*R2)^2+(X1+c*X2)^2);
L2=length(s);
L2;
n(k)=(1-s(k))*Ns;
Te(k)=m*U0(i)^2*R2/s(k)/((2*pi*Ns/60)*((R1+c*R2/s(k))^2+(X1+c*X2)^2));
K-'
holdon;
\n\n'
线电压临界转差率最大转矩起动转矩起动电流\n'
U0/VsmTmax/N.mTst/N.mIst/A\n'
4;
%5.1f%5.3f%5.3f%5.3f%5.3f\n'
U0(i),sm(i),Tmax(i),Tst(i),Ist(i));
线电压临界转差率最大转矩起动转矩起动电流
U0/VsmTmax/N.mTst/N.mIst/A
90.00.2640.2530.1350.031
150.00.2640.7030.3740.051
180.00.2641.0120.5390.062
220.00.2641.5120.8050.076
(c)
U0=220;
R2=[59.2680100130150];
L3=length(R2);
%以上电阻数据任意输入四个,如果不是四个,修改方式如answer3b相同
L3;
sm(i)=c*R2(i)/sqrt(R1^2+(X1+c*X2)^2);
Tmax(i)=m*U0^2/((2*pi*Ns/60)*(2*c*(R1+sqrt(R1^2+(X1+c*X2)^2))));
Tst(i)=m*U0^2*R2(i)/((2*pi*Ns/60)*((R1+c*R2(i))^2+(X1+c*X2)^2));
Ist(i)=U0/(Xm*(c+X1/X2))+U0/((R1+c*R2(i))^2+(X1+c*X2)^2);
L4=length(s);
L4;
Te(k)=m*U0^2*R2(i)/s(k)/((2*pi*Ns/60)*((R1+c*R2(i)/s(k))^2+(X1+c*X2)^2));
转子电阻临界转差率最大转矩起动转矩起动电流\n'
R2/ΩsmTmax/N.mTst/N.mIst/A\n'
%5.3f%5.3f%5.2f%5.3f%5.2f\n'
R2(i),sm(i),Tmax(i),Tst(i),Ist(i));
转子电阻临界转差率最大转矩起动转矩起动电流
R2/ΩsmTmax/N.mTst/N.mIst/A
59.2600.2641.510.8050.08
80.0000.3561.511.0090.08
100.0000.4451.511.1670.08
130.0000.5781.511.3370.07
4、绘制异步电机工作特性曲线,即电动机在额定电压、额定频率下输入功率P1、定子电流I1、效率η、功率因数cosθ及转差率s与输出功率P2的关系曲线;
Pomega=12.3;
%以上依据电机参数输入
0.001:
Z2(k)=R2/s(k)+j*X2;
I11(k)=U0/(Z1+Z2(k)*Zm/(Z2(k)+Zm));
I1(k)=abs(I11(k));
cosfai(k)=cos(angle(I11(k)));
P1(k)=m*U0*I1(k)*cosfai(k);
I2(k)=abs(Zm/(Zm+Z2(k)))*I1(k);
Im(k)=abs(Z2(k)/(Zm+Z2(k)))*I1(k);
Pfe(k)=m*Im(k)*Im(k)*Rm;
Pcu1(k)=m*I1(k)*I1(k)*R1;
Pcu2(k)=m*I2(k)*I2(k)*R2;
P2(k)=P1(k)-(Pcu1(k)+Pcu2(k)+Pfe(k)+Pomega+Pdelta);
Te(k)=m*I2(k)*I2(k)*((1-s(k))/s(k))*R2/(2*pi*n(k)/60);
T2(k)=P2(k)/((2*pi*n(k))/60);
eta(k)=P2(k)/P1(k)*100;
if(s(k)<
sm-0.12)%这里的0.12是为了使电机能稳定运行而引入的一个范围
P12(k)=P1(k);
I12(k)=I1(k);
eta2(k)=eta(k);
cosfai2(k)=cosfai(k);
P22(k)=P2(k);
s2(k)=s(k);
figure
(1);
plot(P22,P12,'
输出功率P2/W'
输入功率P1/W'
axis([0,180,0,300]);
figure
(2);
plot(P22,I12,'
定子电流I1/A'
axis([0,180,0,0.6]);
figure(3);
plot(P22,eta2,'
效率η/%'
axis([0,180,0,80]);
figure(4);
plot(P22,cosfai2,'
功率因数cosφ'
axis([0,180,0,0.90]);
figure(5);
plot(P22,s2,'
转差率s'
axis([0,180,0,0.25]);
五、在MATLAB/Simulink环境下绘制该电机在起动过程中转速、转差率、转矩、起动电流等参数随时间的变化曲线。
仿真模型:
仿真结果:
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- 电机 综合 试验 报告