三相异步电动机的起动与调速实验报告

三相异步电动机的起动与调速实验 暨南大学本科实验报告专用纸 课程名称 《电机与拖动基础》 成绩评定 实验项目名称 三相异步电动机的起动与调速 指导教师 张新征 验项目类型 验证 实验地点 红楼302 实验组编号 3 学号 2011052536 姓名 罗育浩 学院 电气信息学院 专业 自动化 实验时间 2014年 6 月 12 日 下午 温度 28 ?湿度 % 一、实验目的 通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法。 二、预习要点 1、异步电动机有哪些起动方法和起动技术指标。 2、异步电动机的调速方法。 三、实验项目 1、直接起动(必做) 2、星形——三角形(Y-Δ)换接起动。(必做) 3、自耦变压器起动。(选做) 4、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动。(必做) 5、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速。(必做) 四、实验方法 1 ——————————————————————————————————————————————— 2、屏上挂件排列顺序 D33、D32、D51、D31、D43 3、三相鼠笼式异步电机直接起动试验 图4-5 异步电动机直接起动 (1) 按图4-5接线。电机绕组为Δ接法。异步电动机直接与测速发电机同轴联接，不联接校正直流测功机DJ23。电流用D32上的指针表。 (2) 把交流调压器退到零位，开启钥匙开关，按下“启动”按钮，接通三相交流电源。 (3) 调节调压器，使输出电压达电机额定电压220伏，使电机起动旋转，(如电机旋转方向不符合要求需调整相序时，必须按下“停止”按钮，切断三相交流电源)。 (4)再按下“停止”按钮，断开三相交流电源，待电动机停止旋转后，按下“启动”按钮，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电机起动瞬间电流值(按指针式电流表偏转的最大位置所对应的读数值定性计量)。 (5)安装DD05步骤: 断开电源开关，将调压器调至零位，除去圆盘上的堵转手柄，然后用细线穿过圆盘的小孔，在圆盘外的细线上应打一小结卡住。将细线在圆盘外凹槽内绕1~3圈，留有一定的长度便于和弹簧秤相连。用内六角扳手将圆盘固定在电机左侧的联接轴上，将测功支架装在与实验操作人员面对着导轨的另一侧，用偏心螺丝固定，最后用细线将弹——————————————————————————————————————————————— 簧秤与测功支架相连即可。 (6) 合上开关，调节调压器，使电机电流为2,3倍额定电流，读取电压值UK、电流值IK，转矩值TK(圆盘半径乘以弹簧秤力)， 试验时通电时间不应超过10秒，以免绕组过热。对应于额定电压时的起动电流ISt和起动转矩TSt按下式计算: DTK? F?()2UIst?(N)IKUK2IstTst?(2)TKIK 式中 IK——起动试验时的电流值，A; TK——起动试验时的转矩值，N?m。 表4-8 图4-6 三相鼠笼式异步电机星形——三角形起动 4、星形——三角形(Y-Δ)起动 (1) 按图4-6接线。线接好后把调压器退到零位。 (2) 三刀双掷开关合向右边(Y接法)。合上电源开关，逐渐调节调压器使升压至电机额定电压220伏，使电机旋转，然后断开电源开关，待电机停转。 (3) 合上电源开关，观察起动瞬间电流，然后把S合向左边，使电机(Δ)正常运行，整个起动过程结束。观察起动瞬间电流表的显示值以与其它起动方法作定性比较。 5、自耦变压器起动或用控制屏上调压器。 (1)用D43上的自耦调压器 1) 按图4-7接线。电机绕组为Δ接法(DJ16或WDJ24)。 ——————————————————————————————————————————————— 2) 三相调压器退到零位，开关S合向左边。自耦变压器选用D43挂箱。 3) 合上电源开关，调节调压器使输出电压达电机额定电压220伏，断开电源开关，待电机停转。 4) 开关S合向右边，合上电源开关，使电机由自耦变压器降压起动( 自耦变压器抽头输出电压分别为电源电压的40%、60%和80%)并经一定时间 图4-7 三相鼠笼式异步电动机自耦变压器法起动 再把S合向左边，使电机按额定电压正常运行，整个起动过程结束。 观察起动瞬间电流以作定性的比较。 (2)用控制屏上的调压器 1) 按照图4-8接线。电机选用DJ16三相鼠笼式异步电动机(按星形接法)。 2) 将控制屏左侧调压旋钮逆时针旋转到底，使输出电压为零。开关S合向右边。 3) 按下“启动”按钮，接通交流电源，缓慢旋转控制屏左侧的调压旋钮，使三相调压 输出端输出电压达分别到额定电压值的40,、60,、80,进行启动，观察每次起动瞬间电流以作定性的比较。 图4-8使用控制屏上的自耦调压器启动 6、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动 电机定子绕组Y形接法 ——————————————————————————————————————————————— 图4-,线绕式异步电机转子绕组串电阻起动 (1) 按图4-,接线。电机为DJ17线绕式异步电动机。 (2) 转子每相串入的电阻可用DJ17-1起动与调速电阻箱。 (3) 调压器退到零位，为了便于安装DD05，把电动机放在一合适的位置且不与测速发电机相连，然后按照安装DD05的步骤安装好。 (4) 接通交流电源，调节输出电压(观察电机转向应符合要求)，在定子电压为180伏，转子绕组分别串入不同电阻值时，测取定子电流和转矩。 (5) 试验时通电时间不应超过10秒以免绕组过热。数据记入表4-9中。 7、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速 (1) 实验线路图同图4-8。同轴联接校正直流电机MG作为线绕式异步电动机M的负载，MG的实验电路参考图2-6接线。电路接好后，将M的转子附加电阻调至最大。 (2) 合上电源开关，电机空载起动， 保持调压器的输出电压为电机额定电压220伏，转子附加电阻调至零。 (3)合上励磁电源开关，调节校正直流测功机的励磁电流If为校正值(100mA)，再调节校正直流测功机负载电流，使电动机输出功率接近额定功率并保持这输出转矩T2不变，改变转子附加电阻(每相附加电阻分别为0Ω、2Ω、5Ω、15Ω)， 测相应的转速记录于表4-10中。 ——————————————————————————————————————————————— 五、实验报告 1、比较异步电动机不同起动方法的优缺点。 答: ? 笼型异步电动机直接起动: 优点是操作简单、起动设备简单;缺点是起动电流流 大，会引起电网电压波动。 ? 笼型异步电动机Y-Δ起动: Y型起动时，定子绕组线电压Us,相电压为Us/3此时起动的线电流为 IsY?Us/*Zs,直接Δ起动时，线电流是相电流的倍，即Ist??Us/Zs,故 Y-Δ起动时线电流只有直接Δ起动时的1/3。 Y-Δ起动优点是起动电流小、设备体积小、成本低、寿命长、检修方便、动作可靠;缺点是起]动电压只有全电压的1/，起动转矩只有直接起动的1/3，只能用于空载或轻载起动。 ? 笼型异步电动机电枢串电阻起动: 起动时，由于串接在电枢绕组的电阻分压，使得电枢绕组上的电压减少了，相应的起动电流也就减小了。其优点是起动电流冲击小，运行可靠，起动设备构造简单;缺点是起动时电能损耗较多。 ? 绕线式异步电动机转子串电阻起动: 采用绕线转子异步电机转子串电阻起动，其优点是既可以限制起动时转子和定子的电流，还能增大起动转矩，减少起动时间;缺点是结构比较复杂、造价高。 ? ——————————————————————————————————————————————— ? 绕线式异步电动机转子串接频敏变阻器起动: 频敏变阻器的特点是其电阻值随转速的升高而降低，能够使电动机平滑起动。其优点是结构简单、价格便宜、运行可靠、维护方便;缺点是cosφ2较低(与串电阻相比)，起动转矩的增加受到限制。 2、由起动试验数据求下述三种情况下的起动电流和起动转矩: (1) 外施额定电压UN。(直接法起动) 直接起动的起动电流为: Ist??UN220*IK?*1.85?1.85A UK220 (2) 外施电压为 U N 。(Y-Δ起动) Y-Δ起动时起动电流为IstY=0.6A 3、线绕式异步电动机转子绕组串入电阻对起动电流和起动转矩的影响。 答:线绕式异步电动机转子绕组所串电阻越大，起动电流越小，起动转矩则变大。 4、线绕式异步电动机转子绕组串入电阻对电机转速的影响。 答:线绕式异步电动机转子绕组串入电阻时，当电阻越大，则转速越低。 六、思考题 1、起动电流和外施电压成正比，起动转矩和外施电压的平方成正比在什么情况下才能成立, 答:起动转矩公式为: Tst?3npUs2R'r ——————————————————————————————————————————————— 2?f1[(Rs?Rr')2?(Xs?Xr'0)2] 当电机的各个参数不变时，起动电流和外施电压成正比;当电源的频率不变及电机的各个参数不变时，起动转矩和外施电压的平方成正比。 2、起动时的实际情况和上述假定是否相符，不相符的主要因素是什么, 不相符。上式是一个近似的表达式，实际的异步电动机是一个复杂的研究对象，并不能全面描述起动转矩。 ———————————————————————————————————————————————