电机拖动与实验一

实验报告

实验名称：异步电机的M-S曲线测绘

小组成员：许世飞许晨光鹏飞王凯征

一、实验目的和要求

1.学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。

2.通过实验掌握异步电动机的启动和调速的方法。

二、实验容

1.了解教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安表以及各种电动机的使用方法。

2.异步电动机的直接启动。

3.异步电动机星形——三角形换接启动。

4.自耦变压器启动。

5.绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器启动。

6.绕线式异步电动机转自绕组串入可变电阻器调速。

三、主要仪器设备

1.MEL系列电机系统教学实验台主控制屏（含交流电压表）；

2.指针式交流电流表。

3. 电机导轨及测功机、转矩转速测量（MEL-13、MEL-14）；

4.电机起动箱（MEL-09）；

5.鼠笼式异步电动机（M04）。

6.绕线式异步电动机(M09)。

四、操作方法和数据记录

1.由助教学长学姐讲解电机实验的基本要求，实验台各面板的布置及使用方法和注意事项。

2.三相鼠笼型异步电动机直接启动实验。

启动前，把转矩转速测量实验箱中的“转矩设定”电位器逆时针调到底，“转速控制”、“转矩控制”选择开关扳向“转矩控制”，检查点击导轨和连接。

a．调节三相交流电源旋钮逆时针调节到底，合上开关，然后调节调压器，使输出达到电机额定电压220V，使电机旋转起来。

b．断开电源，待电动机完全停止旋转后，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电动机启动瞬间电流值。

数据记录：

平缓启动至额定电压时的电流（A）瞬间启动至额定电压时的电流（A）

0.16 1.20

3.星形——三角形起动

按照下图接线。电压表、电流表的选择同前，开关S选用MEL-05。

a.启动前，把三相调压器退到零位，三刀双掷开关接星形接法，合上电源开关，逐渐调节调压器使电压逐步升高到额定电压U N=220V，断开电源开关，待电源停转。

b.待电机完全停转后，合上电源开关，记录启动瞬间电流，然后把S成三角形接法，点击进入正常运行状态，整个启动过程结束。

数据记录：

星形接法瞬间升压启动电流（A）三角形接常运行电流（A）

0.45 0.05

4.自耦变压器降压起动按照下图接线

a.启动前，把调压器退到零位，合上电源开关，使输出电压达110V，断开电源开关，待电机停转。

b.待电机完全停转后，再合上电源开关，使电机就自耦变压器，降压起动，，观察电流表的瞬间读数值，经过一定时间后，调节调压器使输出电机达电机额定电压U N=220V，结束。

5.绕线式异步电动机转绕组串入可变电阻启动。

电路采用星形接法，转子串入的电阻由刷形开关来调节，调节电阻采用五档启动电阻，MEL-13中的“转矩控制”和“转速控制”开关扳向“转速控制”，“转速设定”电位器旋钮顺时针调节到底。

a.启动电源前，把调压器退至零位，启动电阻调节为0.

b.合上交流电源，调节交流电源使电机启动，注意电机转向是否符合要求。

c.在定子电压为180V时，逆时针调节“转速设定”电位器到底，绕线式电机转动缓慢（只有几十转），读取此时的转矩值I ST和T ST。

d.用刷形开关切换启动电阻，分别读出启动电阻为2Ω、5Ω、15Ω的启动转矩T ST和启动电流I ST

6.绕线式异步电动机绕组串入可变电阻器调速

实验连线同前。MEL-13中“转矩控制”和“转速控制”选择开关扳向“转矩控制”，“转矩设定”电位器逆时针调节到底，“转速设定”电位器顺时针调节到底。MEL-09“绕线电机启动电阻”调节到零。

a.合上电源开关，调节调压器输出电压至U N=220V，使电机空载启动。

b.调节“转矩设定”电位器调节旋钮，使电动机输出功率接近额定功率并保持输出转矩T2不变，改变转子附加电阻，分别测出对应的转速，记录下来。

数据记录：

U=220V，T2=0.67N m

六、实验结果分析

1.比较异步电动机不同启动方法的优缺点。

答：直接启动方法：

优点：启动转矩相对较大。缺点：启动电流大，容易导致过热。

星形-三角形换接降压起动：

优点：降低了启动电流。缺点：起动转矩小，只适用于空载。

自耦变压器减压起动：

优点：减少了启动的电流。缺点：起动转矩也相应减小。

串电阻启动：

优点：可以减小启动电流，在串入一定阻值时可以增加起动转矩。

缺点：需要的启动设备较多，能量损耗较多。

2.由实验数据求下述三种情况下的启动电流和启动转矩：

答：(1)外施额定电压U N（直接法启动）

由实验可得，220N U V =， 1.2st I A =，实验中未记录 K T 值，故无法求得起动转矩。

(2)外施电压为

N

U （星形-三角形启动） 由实验可得，127.01N U V =，0.45st I A =，实验中未记录 K T 值，故无法求得起动转矩。

(3)外施电压为/K A U K ，式中A K 为启动用自耦变压器的变比。（自耦变压器启动）

由实验可得，110K U V =，0.63st I A =，实验中未记录 K T 值，故无法求得起动转矩。

3.绕线式异步电动机转子绕组串入电阻对启动电流和起动转矩的影响。 答：通过实验数据可以看出，串入电阻阻值越大，启动电流越小；串入电阻阻值升高时，起动转矩先升高后减小，故在串入某个阻值时，存在一个起动转矩的最大值。

4.绕线式异步电动机转子绕组串入电阻对电机转速的影响。 答：串入的电阻阻值越大，电机转速越小。 思考题

1.启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：当电机启动瞬间，转差率为1，电网频率恒定，同时三相交流异步电动机的阻抗参数都为常数时，启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成立。

2.启动时的实际情况和上述假定是否相符，不相符的原因是什么？