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2023-04-25 09:07

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

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
一、實(shí)訓(xùn)目的
    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(cè)定三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。
    2、測(cè)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(cè)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)訓(xùn)項(xiàng)目
    1、測(cè)定三相線繞式轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)在RS=0時(shí),測(cè)定電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)和再生發(fā)電制動(dòng)(回饋制動(dòng))狀態(tài)下的機(jī)械特性。
    2、測(cè)定三相線繞轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)在RS=35Ω時(shí),測(cè)定電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)與反接制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性。
    3、RS=35Ω,定子繞組加直流勵(lì)磁電流I1=0.36A及I2=0.6A時(shí),分別測(cè)定能耗制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性。
四、實(shí)訓(xùn)方法
    1、實(shí)訓(xùn)設(shè)備
序 號(hào) 型 號(hào) 名             稱 數(shù) 量
1 DQ03-1 導(dǎo)軌、光電測(cè)速系統(tǒng)及轉(zhuǎn)速表 1件
2 DQ19 校正直流測(cè)功機(jī) 1臺(tái)
3 DQ11 三相線繞式異步電動(dòng)機(jī) 1臺(tái)
4 DQ22 直流數(shù)字電壓、毫安、安培表 2件
5 GDQ25 交流參數(shù)表 1件
6 DQ27 三相可調(diào)電阻器 1件
7 DQ29 可調(diào)電阻器 1件
8 GDQ12 三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子專用電阻箱 1件
 
   2、屏上掛件排列順序
   GDQ25、DQ22、DQ31C、DQ29、DQ27、DQ22
 
 
 
 

 
 
圖4-2  三相線繞轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的接線圖
3、RS=0時(shí)的反轉(zhuǎn)性狀態(tài)下機(jī)械特性、電動(dòng)狀態(tài)機(jī)械特性及再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)下機(jī)械特性。
(1)按圖4-2接線,圖中M用編號(hào)為DQ11的三相線繞式異步電動(dòng)機(jī),UN=220VY接法。MG用編號(hào)為DQ19的校正直流測(cè)功機(jī)。S1、S2、S3選用DQ31C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DQ29180Ω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DQ291800Ω阻值,RS選用GDQ1235Ω值,R3暫不接。直流電表A2A4的量程為5A,A3量程為200mA,V2的量程為300V,交流電壓表V1的量程為300V,A1量程為3A。
(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“電源總開關(guān)”(空氣開關(guān)),按下“啟動(dòng)”按鈕,旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器旋鈕使三相交流電壓慢慢升高,觀察電機(jī)轉(zhuǎn)向是否符合要求。若符合要求則升高到U=110V,并在以后實(shí)訓(xùn)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(cè)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(在開關(guān)S3中間調(diào)換)。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(先調(diào)至220V左右)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(cè)取電機(jī)MG的Ua、Ia、n及電動(dòng)機(jī)M的電流表A1的I1值,共取8-9組數(shù)據(jù)記錄于表4-6中。      
表4-6       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(cè)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6-7組數(shù)據(jù)記錄于表4-7中。
表4- 7      U=110V        RS=0Ω      
Ua(V)                  
Ia(A)                  
n(r/min)                  
I1(A)                  
 
    4、RS=35Ω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35Ω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(cè)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,并把R1的DQ27上四個(gè)900Ω串聯(lián)電阻調(diào)至零值位置后用導(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n為-1400r/min為止。在該范圍內(nèi)測(cè)取電機(jī)MG的Ua,Ia,n及A1表的I1值。共取11-12組記錄于表4-8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“停止”按鈕,并將MG電樞接到S3上的兩個(gè)接線端對(duì)調(diào)過來,以便使MG輸出極性和“電樞電源”輸出極性相同,為下面能耗制動(dòng)實(shí)訓(xùn)作準(zhǔn)備)。
表4-8        U=110V         RS=35Ω      I=     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35Ω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=0.36A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100r/min,其間測(cè)取電機(jī)MG的Ua,Ia及n值,共取10-11組數(shù)據(jù)記錄于表4-9中。
   (4)停機(jī)。[同4(3)]
   (5)重復(fù)上述操作步驟,但在第(2)步中,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=0.6A。重復(fù)上述操作步驟,測(cè)取電機(jī)MG的Ua,Ia及n值,共取10-11組數(shù)據(jù)記錄于表4-10中。
表4-9         RS=35Ω          I=0.36A       I=     mA
Ua(V)                      
Ia(A)                      
n(r/min)                      
 
表4-10        RS=35Ω          I=0.6A        I=     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(cè)量電機(jī)MG的Ua0、Ia0及n值,記錄于表4-11中。
表4-11                                 If=100mA  
n(r/min) 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900
Ua0(V)                
Ia0(A)                
Pa0(W)                
n(r/min) 800 700 600 500 400 300 200 100
Ua0(V)                
Ia0(A)                
Pa0(W)                
 
五、實(shí)訓(xùn)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)訓(xùn)報(bào)告
    1、根據(jù)實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)繪制三相異步電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)行狀態(tài)下的機(jī)械特性。
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(cè)功機(jī)MG的電樞端電壓(V);
              Ia——測(cè)功機(jī)MG的電樞電流(A);
              Ra——測(cè)功機(jī)MG的電樞電阻(Ω),可由實(shí)訓(xùn)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)的轉(zhuǎn)矩,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)。