三相鼠笼异步电机的空载堵转实验吴丹
三相鼠笼异步电机的空载堵转实验
一、实验目的
1、掌握三相异步电机的空载、堵转实验的方法
2、用实验的方法测定三相鼠笼异步电动机的相关参数
3、掌握三相异步电动机的空载特性和短路特性
二、实验设备
序
号
型号名称数量备注1 DD03 导轨、测速发电机及转速表1件
2 DJ16 三相鼠笼异步电动机1件
Hz
n
A I
V
U
W
P
N N
N
N
50
f
1420
5.0 ,
220
,
100
=
==
=
=
，
3 D33 交流电压表1件量程为300V
4 D32 交流电流表1件量程为1A
5 D34-3 单三相智能功率、功率因数表1件
6 万用表1件
7 堵转螺杆1件
三、实验实际线路图
DD01三相调压交流电源U
V
W
V1
V2
V3
W2
W1
*
*
*
*
A1
A2
A3
M
3~三相鼠笼式异步电机实验接线图
三相鼠笼式异步电机转子结构三相鼠笼式异步电机定子结构
异步电动机的铭牌万用表
实验实际线路图三相鼠笼式异步电机的空载试验
实验实际线路图三相鼠笼式异步电机的堵转试验
此时，转子堵转测量定子绕组实际线路图
Z=45.3Ω
AX
Z=47.5Ω
BY
Z=45.0Ω
CZ
四、实现数据
空载试验三相鼠笼式异步电动机空载试验数据记录表
序号1到19 异步机转速1492r/min 序号20 异步机转速207r/min
堵转实验 三相鼠笼式异步电动机堵转试验数据记录表 序号 KL U (V) KL I (A) K P (W)
cos φ AB U BC U CA U KL U
A I
B I
C I KL I
1P 2P K P
1 77.4 76.1 78.0 77.
2 0.607 0.598 0.599 0.601 38.9 -2.9 36.2 0.82 0.06 2 72.0 71.5 73.0 72.2 0.549 0.540 0.545 0.545 32.7 -2.9 29.8 0.81 0.07
3 67.9 67.1 68.1 67.7 0.50
4 0.500 0.500 0.501 27.9 -2.7 25.4 0.80 0.08 4 62.8 62.0 63.0 62.6 0.450 0.450 0.448 0.449 23.1 -2.7 20.2 0.80 0.09
5 48.1 48.0 48.7 48.3 0.305 0.305 0.301 0.303 11.5 -2.1 9.4 0.77 0.14
6 31.4 31.2
32.0
31.5
0.150 0.150
0.151
0.151
3.5 -1.1
2.4
0.71
0.23
AX Z =45.3Ω BY Z =47.5Ω CZ Z =45.0Ω
五、数据处理 1作空载特性曲线
实验二、三相鼠笼异步电动机的工作特性及参数测定 一、实验目的 1、掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。 2、用直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性。 3、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。 二、预习要点 1、异步电动机的工作特性指哪些特性？ 2、异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？ 3、工作特性和参数的测定方法。 三、实验项目 1、测量定子绕组的冷态电阻。 2、空载实验。 3、短路实验。 4、负载实验。 四、实验方法 1、实验设备
2、屏上挂件排列顺序 D33、D32、D34-3、D31、D42、D51 三相鼠笼式异步电机的组件编号为DJ16。 3、测量定子绕组的冷态直流电阻。 将电机在室内放置一段时间，用温度计测量电机绕组端部或铁心的温度。当所测温度与冷却介质温度之差不超过2K时，即为实际冷态。记录此时的温度和测量定子绕组的直流电阻，此阻值即为冷态直流电阻。 利用万用表测定绕组电阻，记录下表 表4-3 4、空载实验 1) 按图4-3接线。电机绕组为Δ接法(U N=220V)，直接与测速发电机同轴联接，负载电机DJ23不接。 2) 把交流调压器调至电压最小位置，接通电源，逐渐升高电压，使电机起动旋转，观察电机旋转方向。并使电机旋转方向符合要求( 如转向不符合要求需
调整相序时，必须切断电源)。 3) 保持电动机在额定电压下空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。 图4-3 三相鼠笼式异步电动机试验接线图 4) 调节电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低电压，直至电流或功率显著增大为止。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率。 5) 在测取空载实验数据时，在额定电压附近多测几点，共取数据7～9 组记录于表4-4中。 表4-4 序号 U0L（V）I0L（A）P0（W） cosφ0 U AB U BC U CA U0L I A I B I C I0L PⅠP P0
实验三 三相异步电动机的星/三角换接启动控制 在三相异步电动机的星/三角换接启动控制实验区完成本实验 注意：（本实验只能在实验台上完成），由于电机正反转换接时，有可能因为电动机容量较大或操作不当等原因，使接触器主触头产生较为严重的起弧现象，如果电弧还未完全熄灭时，反转的接触器就闭合，则会造成电源相间短路。用PLC 来控制电机则可避免这一问题。 实验目的 1、 掌握电机星/三角换接启动主回路的接线。 2、 学会用可编程控制器实现电机星/三角换接降压启动过程的编程方法。 实验要求 合上启动按钮后，电机先作星形连接启动，经延时6秒后自动换接到三角形连接运转。 三相异步电动机星/三角换接启动控制的实验面板图：图6-3-1所示 上图下框中的SS 、ST 、FR 分别接主机的输入点I0.0、I0.1、I0.2；将KM1、KM2、KM3分别接主机的输出点Q0.1、Q0.2、Q0.3；COM 端与主机的1L 端相连；本实验区的+24V 端与主机的L+端相连。KM1、KM2、KM3的动作用发光二极管来模拟。 实验装置已将三个CJ0-10接触器的触点引出至面板上。学生可按图示的粗线，用专用实验连接导线连接。380V 电压已引至三相开关SQ 的U 、V 、W 端。A 、B 、C 、X 、Y 、Z 与三相异步电动机（400W ）的相应六个接线柱相连。将三相闸刀开关拨向“开”位置，三相380V 电即引至U / 、V / 、W / 三端。 三相异步电动机的星/三角换接启动控制面板
注意：接通电源之前，将三相异步电动机的星/三角换接启动实验模块的开关置于“关”位置（开关往下扳）。因为一旦接通三相电，只要开关置于“开”位置（开关往上扳），这一实验模块中的U、V、W端就已得电。所以，请在连好实验接线后，才将这一开关接通，请千万注意人身安全。 四、编制梯形图并写出程序 实验参考程序表6-3-1所示 五、动 作过程 分析 启 动：按 启动按 钮SS， I0.0的 动合触 点闭合，M10.0线圈得电，M10.0的动合触点闭合，Q0.1线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，1秒后Q0.3线圈得电，即接触器KM3的线圈得电，电动机作星形连接启动；同时定时器线圈T37得电，当启动时间累计达6秒时，T37的动断触点断开，Q0.3失电，接触器KM3断电，触头释放，与此同时T37的动合触点闭合，T38得电，经0.5秒后，T38动合触点闭合，Q0.2线圈得电，电动机接成三角形，启动完毕。定时器T1的作用使KM3断开0.5秒后KM2才得电，避免电源短路。 停车：按停止按钮ST，I0.1的动断触点断开，M10.0、T37失电；M10.0、T37的动合触点断开，Q0.1、Q0.3失电。KM1、KM3断电，电动机作自由停车运行。 过载保护：当电动机过载时，I0.2的动断触点断开，Q0.1、Q0.3失电，电动机也停车。按一下按钮FR，可模拟过载，观察运行结果 六、实验设备 1、THSMS-A型、THSMS-B型实验装置一台 2、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台 3、PC/PPI编程电缆一根 4、锁紧导线若干 七、预习要求 阅读实验指导书，复习教材中有关的内容。
四川大学电气信息学院 实验报告书 课程名称：电机学 实验项目：三相异步电动机的空载及堵转实验专业班组：电气工程及其自动化105，109班实验时间：2014年11月21日 成绩评定： 评阅教师： 电机学老师：曾成碧 报告撰写：
三相异步电动机的空载及堵转实验 一．实验目的 1.掌握异步电动机空载和堵转实验方法及测试技术。 2.通过空载及堵转实验数据求取异步电动机的铁耗和机械损耗。 3.通过空载及堵转实验数据求取异步电动机的各参数 二．问题思考： 1.试就下列几个方面与变压器相比较，有何相同与相异之处？ （1）空载运行状况及转子堵转状况。 （2）空载运行时的0cos ?，0I ，0P 。 （3）转子堵转实验时测得的12'k X X X =+。 答：变压器空载运行是指二次侧绕组开路时的变压的运行状态，此时二次侧绕组电流2i =0，空载电流的无功分量远大于有功分量，所以电流大多用于励磁。等效电路如下图： 异步电机的空载运行状况实际中并不存在，因为空载运行是指输出的机械功率为零，也就是转差率s =0，转子侧电流为0，转子转速n 与旋转磁场的转速1n 相同，这种情况下转子不受磁场力，所以不可能存在。实际中的空载是指轻载，即 0s ≈，1n n ≈，20i ≈，输出功率20P =，0m m s P p p =+≈。等效电路 可近似看为： ?m r m x m r m x ?
几乎全部用来 异步电机堵转的时候转子侧三相绕组断路，转子堵住不动，定子侧接三相交流电 源，此时因为转子不转，转子侧输出功率为零，电流较大，二次侧等效电阻, 22r r s =，最小等效电路如下图所示： 与变压器短路试验运行时等效电路类似。变压器短路运行时等效电路如下： I ? ， ?
华北电力大学 电机学实验报告 实验名称 系别班级姓名学号同组人姓名实验台号日期教师成绩 一、实验目的 1、掌握三相异步电动机的空载、堵转的方法。 2、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。 二、预习要点 1、异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？ 2、参数的测定方法。 三、实验项目 1、空载实验。 2、堵转实验。 四、实验方法 1、实验设备 屏上挂件排列顺序 D33、D32、D34-3、D31、D42、D51、D55－3 三相鼠笼式异步电机的组件编号为DJ16。 2、电桥法测定绕组直流电阻 用单臂电桥测量电阻时，应先将刻度盘旋到电桥大致平衡的位置。然后按下电池按钮，接通电源，等电桥中的电源达到稳定后，方可按下检流计按钮接入检流计。测量完毕，应先断开检流计，再断开电源，以免检流计受到冲击。数据记
- 1 - 录于表4-3中。 电桥法测定绕组直流电阻准确度及灵敏度高，并有直接读数的优点。表4-3 3、空载实验 1) 按图4-3接线。电机绕组为Δ接法(UN=220V)，直接与测速发电机同轴联接，负载电机DJ23不接。 2) 把交流调压器调至电压最小位置，接通电源，逐渐升高电压，使电机起动旋转，观察电机旋转方向。并使电机旋转方向符合要求( 如转向不符合要求需调整相序时，必须切断电源)。 3) 保持电动机在额定电压下空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。 图4-3 三相鼠笼式异步电动机试验接线图 4) 调节电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低电压，直至电流或功率显著增大为止。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率。 5) 在测取空载实验数据时，在额定电压附近多测几点，共取数据7～9 组记录于表4-4中。 表4-4 - 2 -
三相异步电动机常用的Y-△降压启动 摘要：本文分析了三相异步电动机的由来、启动进程与启动方式，并针对星-三角降压启动进行了探讨。 关键词：三相异步发动机降压启动 1 三相异步电动机的由来 三相异步电动机的旋转是由于其定子绕组中通入三相交流电后，在定子绕组周围产生一个旋转的磁场，当转子处于该旋转磁场中时，相当于导体在磁场中作切割磁力线运动，从而产生感应电流和感应电动势，促使转子不断地旋转运动。但是三相异步电动机的转子转速不会与旋转磁场同步，更不会超过旋转磁场的速度。因为三相异步电动机转子线圈中的感应电流是由于转子导体与磁场有相 对运动而产生的，如果三相异步电动机转子的转速与旋转磁场的转速大小相等，那么，磁场与转子之间就没有相对运动，导体不能切割磁力线，转子线圈中也就不会产生感应电流和感应电动势，三相异步电动机转子导体在磁场中也就不会受到电磁力的作用而使转 子转动——三相异步电动机因此而得名。 2 电动机的启动过程和启动方式 电动机的启起动过程是指电动机从接入电网开始到正常运转的 这一过程。三相异步电动机的启动方式有两种，即在额定电压下的全压（直接）启动和降低启动电压的减压启动。电动机的直接启动是一种简单、可靠、经济的启动方法，但由于直接启动电流可达电动机额定电流的4～7倍，过大的启动电流会造成电网电压显著下
降，直接影响在同一电网工作的其他电动机，甚至使它们停转或无法启动，故直接启动电动机的容量受到一定的限制。 对容量较大的电动机的启动，为了不造成电网电压的大幅度降落，从而导致电动机启动困难或不能启动，也不影响电网内其他用电设备的正常供电，在生产技术上，多采用降压启动措施。所谓降压启动是将电网电压适当降低后加到电动机定子绕组上进行启动，待电动机启动后，再将绕组电压恢复到额定值。 降压启动的目的是减小电动机启动电流，从而减小电网供电的负荷。但由于启动电流的减小，必然导致电动机启动转矩下降，因此凡采用降压启动措施的电动机，只适合空载或轻载启动。在实际生产中的电机，广泛采用的降压启动措施是星-三角降压启动。 3 星-三角降压启动 3.1 星-三角降压启动的理论依据星-三角降压启动一般用y-△符号表示，这种降压启动方式只适用于正常运行时定子绕组为三角形连接的三相异步电动机。在启动时，将绕组连接成星形，使每相绕组电压降至原电压的1/√3，启动结束后再将绕组切换成三角形连接，使三相绕组在额定电压下正常运行。这种启动方式的优点是启动设备成本较低，使用方法简便易操作，但启动转矩只有额定转矩的1/3，即启动较慢。 3.2 星-三角降压启动所用电气控制器材 y-△启动器，接触器（三个，km1，km2，km3，根据电机容量选择型号），控制按钮（sb 红绿黑三联按钮），热继电器(fr,根据电机大小选择其型号)，主电
鼠笼型三相异步电动机传统启动与软启动的优缺点 一、前言 随着国民经济的飞速发展，科学技术的日新月异，钻井设备的更新与发展，对电气配套设备的技术要求也越来越高。软启动控制系统得到了广泛的应用。如：水站配电柜、高低压移动变电站、无人值守泵站、无人值守供热站、各种遥控调度系统、生产作业自动化等等。这正是国家实现科学技术现代化的重要标志，也是每一个技术人员肩负的重要责任。 软启动技术的应用，给我们提出了很多要求。如电网的波动性，执行机构的智能配套等，都要求越来越严格。作为重要驱动执行机构的电动机来说，它的控制方式受到广大技术人员的高度重视。既要为智能控制打下良好基础，又要降低电动机起动时对电网的冲击。所以，不得不在电动机的起动设备上做工作。 鼠笼型异步电动机电子软启动器的诞生给技术人员解决了这个问题。它既能改变电动机的起动特性保护拖动系统，更能保证电动机可靠起动，又能降低起动冲击，而且配有计算机通讯接口实现智能控制。 二、电动机起动方式的选择 传统启动装置与软启动装置的优缺点： 电动机传统启动方式有自耦减压、Y/△减压、延边△减压及串电抗器减压（磁控式），其共同特点是控制线路简单，启动转矩不可调并有二次冲击电流，对负载有冲击转矩。如电网电压下降可能会造成堵转。上述方式在停机时均为瞬间动作，如无机械缓冲装置会对相关设备造成损坏。 软启动装置有下特点：
1)降低电机启动电流和配电容量，避免增容投资。 2)降低启动机械应力，延长电机及相关设备的寿命。 3)启动参数可视负载调整，以达到最佳启动效果。 4)多种启动模式及保护功能，易于改善工艺、保护设备。 5)备有外控端子，可方便实现异地控制或自动控制。 6)全数字开放式操作显示键盘，操作灵活简便。 7)高度集成的Intel微处理器控制系统，性能可靠。 8)大电流无触点交流开关无级调压，调压范围宽、过载能力强。 9)产品可用作频繁或不频繁启动。 有关研究资料报道，绝大部分故障都是在启动过程中出现的，软启动的出现，避免了以上传统启动的缺点。 作为应用最广泛的鼠笼型异步电动机，它采用降压起动的条件：一是电动机起动时，机械不能承受全压起动的冲击转矩；二是电动机起动时，其端电压不能满足规范要求；三是电动机起动时，影响其他负荷的正常运行。 对于降压起动目前有两种方式，一种是降压起动，一种是软起动。他经过了三个发展阶段，一是“Y-Δ” 起动器和自藕降压起动器，二是磁控式软启动器，三是目前最先进最流行的电子软启动器。电子软启动器一般都是采用16位单片机进行智能化控制，他既能保证电动机在负载要求的起动特性下平滑起动，又能降低对电网的冲击，同时，还能实现直接计算机通讯控制，为自动化智能控制打下良好的基础。 它们的造价比较是：“Y-Δ”起动器须六根出线而且故障率太高，维修
三相异步电动机星形接法(Y)和三角形接 法(Δ)
精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 三相异步电动机星形接法（Y ）和三角形接法（Δ） 3）每根绕组都有两个接头，一为首端，一为尾端。图 1中U 1、 V 1、 W 1是首端，而U 2、V 2、W 2是尾端。连接绕组时，首端尾端不能搞错，错了就不能保证相间的空间电角度为120&s30;，影响正常旋转磁场的形成，这是我们接线时必须十分注意的问题。 2．三相异步电机的出线盒里有那些标志？它们代表什么意义？ 答：电机走子绕组的引出线，都集中引到出线盒内，以便接线。所以出线盒也叫接线盒．接线盒内设有相互绝缘的接线柱，有的还设有接地螺钉。 （l ）绕组引出线标志 Y 系列电机第一相、第二相、第三相的首端分别为 U 1、 V 1、 W 1；尾端 分别为U 2、V 2、W 2。 JO 2老系列电机第一相、第二相、第三相的首端分别为D l 、D 2、D 3；尾端分 别为D 4、D 5、 D 6。 有些电机，绕组内部连接好了，只引出三根线，那它们的标志：在新系列电机为U 、V 、W ，在老系列电机为D 1、D 2、D 3。要是有第四根标志为N 的引出 线，这是星接绕组的中性点。 （2）接线螺技标志 与绕组的标志完全相同，其标志有的用标号垫，有的在绝缘底座上压出凸纹（3）接地螺钉的标志 3．三相异步电动机有那几种接线方法？在接线盒里是怎样连接的？ 答：三相异步电动机定于绕组通常采用两种接线方法，即星形接法（Y ）和三角形接法（Δ）。功率大的电机，在每相绕组里由两条或两条以上的支路并联。星形接法见图2，把三相统组的尾端连在一起，由三个首端去接电源。当然也可以把三个首端连在一起，由三个尾端去接电源。但是决不可在短接的星点上既有首端，又有尾端，否队便不能形成正常的旋转磁场．（参见问题1）在接线盒里（见图动）星点是用两个连接片连接的。
Y802-4 0.75 kW三相鼠笼式 异步电动机设计方案 【最新资料，WORD文档，可编辑修改】 Y802-4 0.75 kW三相鼠笼式异步电动机设计 一、选题的依据及意义 现在社会中，电能是使用最广泛的一种能源，在电能的生产、输送和使用等方面，作为动力设备的电机是不可缺少的一部分。电机在国家经济建设，节约能源、环保和人民生中起着十分重要的作用。发电机主要用于移动电源、风力发电、小型发电设备中；电动机在生产和交通运输中得到广泛使用，电动机主要用于驱动水泵、风机、机床、压缩机、冶金、石化、纺织、食品、造纸、建筑、矿山等机械产品上。随着科学技术的不断创新和工农业的迅猛发展，电气化与自动化水平不断提高，国民经济各部门对异步电动机的需求量日益增加，对其性能，质量，技术经济指标也相应地提出了越来越高的要求。因此，对异步电动机品种，必须适时实地做出更新与发展，以适应各个新兴工业领域不同的特殊要求，特别是对需求量最大的中小型异步电动机，在保证其质量运行，寿命长和能满足使用要求的同时，进一步节约铜、铁等材料，提高效率和功率因数，以提高其经济技术指标与降低耗电量，是具有十分重要的意义。 由于Y系列异步电动机具有体积小，重量轻，运行可靠，结构坚固耐用，外形美观等特点，具有较高的效率，有良好的节能效果，而且噪音低，寿命长，经久耐用。作为普遍用于拖动各种机械的动力设备，其用电量在总的电网的总的负荷中占有重要的一席。Y系列共有两个基本系列、十六个派生系列、九百多个规格，能满足国民经济各部门的不同需要。所以设计研究三相异步电动机意义重大。 国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）
1、现状 国外公司注重新产品开发，在电机的安全、噪声、电磁兼容等方面很重视。国外的先进水平主要体现在电机的可靠性高，寿命长，通用化程度高，电机效率不断提高，噪声低，重量轻，电机外形美观，绝缘等级采用F级和H级，而且也考虑电机制造成本的降低等国内虽有部分产品已达90年代初的国际水平，但相当部分的产品可靠性差，重量重，体积大和噪声大，综合水平只相当于80年代初期国际水平，其主要原因是制造工艺落后，关键材料的质量和品种不能满足要求，科研和设计工作没有跟上，科研投入少，新产品开发资金匮乏，企业技术创新能力较弱 2、电机行业发展趋势 1）企业在改造中求发展 企业要自己选准位置，立足生求，真抓实干，稳步发展。我国中小电机生产销售受各种因素的影响，变化幅度比较大，企业要看准改革市场，并重点地去占领他，发挥企业自身的优势，例如，目前的稀土永磁电机，大量用于风机、水泵、机床、压缩机、城市交通及工矿电动车辆等变频调速装置，预测会有较大的发展前途。 2）发展派生、专用系列电机 我们要开拓多用途、多品种派生和符合国外先进标准的电机产品。随着社会的不断前进，科技水平的不断提高，电机行业的不断发展，市场需求会不断变化，电机产品的外延和内涵也不断拓展，电机产品配套面广，它广泛地应用于能源、交通、石油、化工、冶金、矿山、建筑等各个领域，并且电机的通用性逐步向专用性方面发展，打破了过去同一类电机同时用于不性质、不同场合的局面。电机产品正向着专业性、特殊性、个性化方面发展，这也是国外企业发展的最新观点与动向。 3）电机要高效、节能 我国中小型电机作为各种机械设备的动力源，其耗电总量已占全国发电量的70%左右。因此，发展中国高效电机，推广节能产品，是响应国家节能政策、实现节能降耗的重要举措。 在产品开发中，以前的科学院所、企业在产品设计采用了许多办法，如采用降低起动力矩、电容补偿、阻尼槽方法来节约电能，但这些都是在频率不变的条件下来实现的。自从有了逆变器后，电源的变频变压变的更加容易，从而可以调节异步电机在最佳工作点上运行，保证出力不变的情况下，可用最大效率和功率因数代替额定效率和额定功率因数，减小了电机尺寸，减轻了电机重量，降低了成本，提高了企业经济效益和社会效益。 4) 机电一体化、智能化 随着科学技术的发展，机电一体化技术得到长足发展，同时，各种高新技术也为电机产品注入了新的活力，制造工艺和管理信息化技术通过微电子、计算机、网络技术的应用，国家政策的鼓励、各企业对科技的重视，使新产品开发的周期逐渐缩短，机电一体化、智能化电机（如交流变频调速电机是
第4章异步电机实验 4-1 三相异步电动机的工作特性 一、实验目的 用直接负载法测取三相异步电动机的工作特性。 二、预习要点 1、异步电动机的工作特性指哪些特性？ 2、工作特性的测定方法。 三、实验项目：负载实验 四、实验方法 2、屏上挂件排列顺序 D33、D32、D33-3、D31、D42、D55-2、D51 三相线绕式异步电机的组件编号为DJ17，120W，220V（Y），0.6A，1380r/min。转子Y接，用连线将3个红色接线柱短接。 3、负载实验 1) 测量接线图如图3-1。同轴联接负载电机。图中R f用D42上1800Ω阻值，R L用D42上1800Ω阻值加上900Ω并联900Ω共2250Ω阻值。S用
D51上开关。J为接入D55-2上的插接头。 2) 合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至额定电压（线电压220 V）并保持不变。 3) 合上校正过的直流电机的励磁电源，调节励磁电流至校正值(100mA)并保持不变。 4) 调节负载电阻R L（注：先调节1800Ω电阻，调至零值后用导线短接再调节450Ω电阻），使异步电动机的定子电流逐渐上升，直至电流上升到1.25倍额定电流（0.75A）。 5) 从这负载开始，逐渐减小负载直至空载，在这范围内读取异步电动 图4-1 三相异步电动机试验接线图 R f和R L的接线图 6) 共取数据8～9组记录于表4-1中。
由负载试验数据计算工作特性，填入表4-2中。 计算公式为： 式中 ——定子绕组相电流，A ； ——定子绕组线电压，V ；η——效率。 作工作特性曲线n 、I 1、η、T 2、cos φ1=f(P 2)。 1I N U 1% 1003cos 3 12111 11?== ++=P P I U P I I I I N C B A η?
三相异步电动机的接法与星三角起动 目前电动机的接法有两种（参考电机铭牌）： 一：额定电压380V/220V，接法为星/三角。这表明电机每相绕组的额定电压为220V，如果电源线电压为220V，定子绕组则应接成三角形，如果电源电压为380V，则应接成星形。切不可误将星形接成三角形，将烧毁电机。 二：额定电压为380V，接法为三角形，这表明定子每相绕组的额定电压是380V，适用于电源线电压为380V的场合。 如果电机额定电压为220V（日本工业电压为220V，电机额定电压为220V，民用照明为110V），电机原接法为三角形，可改成星形接法接到380V电压上。如电机已经是星形接法，则不能再接到380V电源上。 再说星—三角降压起动： 目前，我国三相异步电动机功率在3KW以下的一般用星型接法，4KW 及以上时，均采用三角形接法，以利广泛采用星—三角降压起动。
星型起动的目的是降低电机的起动电流，减少对电网的冲击。星型起动时，加在定子每相绕组上的电压为电源电压的根3分之一倍（220V），待电动机转速接近额定转速时，转为三角形运转。 由计算得知，定子绕组接成星形起动时，由电源供给的起动电流仅为接成三角形时的三分之一，星形接法时的起动转矩也减小为三角形接法时的三分之一。 星三角降压起动设备简单，成本较低，但起动转矩较小，所以只适用于空载或轻载起动的电动机。 三相异步电动机分星形链接和角形链接两种。 星形连接：把电机三相线圈的3个末端连接在一起作为公共端，由3个首端引出3条火线的连接方式。（如A相线圈用A X表示，B相线圈用B Y表示，C相线圈用C Z表示,那就是X和Y和Z连一起，引出A、B、C三根线） 三角形连接：把电机三相线圈的每一相的绕组的始端依次相接的连接方式。（如A相线圈用A X表示，B相线圈用B Y表示，C相线圈用C Z表示,那就是X和B相连，Y 和C相连，Z和A相连，引出的三根线为B X、C Y、A Z） 电机的三相绕组完全是引到端盖上连接的，端盖内有六个头，下面的三个头连在一起，上面三个头分别引出三根线的是星形连接；把上下两个头垂直连接，分别引出三根线的是三角形连接。 无论哪一种接法，线电压，线电流都是相同的，所以有功功率都是P=1.732UI COSΦ
4—1 三相鼠笼异步电动机的工作特性 一、实验目的 1.掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。 2.用直接负载法测取三相鼠笼有电动机的工作特性。 3.测定三相鼠笼异步电动机的参数。 二、预习要点 1.异步电动机的工作特性指哪些特征？ 2.异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？ 3.工作特性和参数的测定方法。 三、实验设备
四、测量定子绕组的冷态直流电阻 将电机在室放置一段时间，用温度计测量电机绕组端部或铁心的温度与冷却介质温度之差不超过2K时，即为世纪冷态。记录此时的温度和测量定子绕组的直流电阻，此阻值即为冷态直流电阻。
用伏安法测定子绕组电阻，测量线路如图4-1.直流电源用主控屏上电枢电源先调到50V。开关S1、S2选用D51挂箱，R用D42挂箱上1800Ω可调电阻。 图4-1 三相交流绕组电阻测定 量程的选择：测量时通过的测量电流应小于额定电流的20%，约为50mA，因而直流电流表的量程用200mA档。三相鼠笼式异步电动机定子一相绕组的电阻约为50Ω，因而当流过的电流为50mA时二端电压约为2.5V，所以直流电压表量程用20V档。 按图4-1接线。把R调至最大位置，合上开关S1，调节直流电源及R阻值使试验电流不超过电机额定电流的20%，以防因试验电流过大而引起绕组的温
度上升，读取电流值，再接通开关S2读取电压值。读完后，先打开开关S2，再打开开关S1。 调节R使A表分别为50mA，40mA,30mA测取三次，取其平均值，测量定子三相绕组的电阻值，采集数据： 表4-1 五、负载情况 （一）针对DDSZ-1电机教学实验台 1.空载实验
三相异步电动机结构详细图解 图1封闭式三相异步电动机的结构 1—端盖2—轴承3—机座4—定子绕组5—转子 6—轴承7—端盖8—风扇9—风罩10—接线盒 异步电动机的结构也可分为定子.转子两大部分。定子就是电机中固定不动的部分，转子是电机的旋转部分。由于异步电动机的定子产生励磁旋转磁场，同时从电源吸收电能，并产生且通过旋转磁场把电能转换成转子上的机械能，所以与直流电机不同，交流电机定子是电枢。另外，定.转子之间还必须有一定间隙(称为空气隙)，以保证转子的自由转动。异步电动机的空气隙较其他类型的电动机气隙要小，一般为～2mm。 三相异步电动机外形有开启式.防护式.封闭式等多种
形式，以适应不同的工作需要。在某些特殊场合，还有特殊的外形防护型式，如防爆式.潜水泵式等。不管外形如何电动机结构 基本上是相同的。现以封闭式电动机为例介绍三相异步电动机的结构。如图1所示是一台封闭式三相异步电动机解体后的零部件图。 1.定子部分 定子部分由机座.定子铁心.定子绕组及端盖.轴承等部件组成。 (1)机座。机座用来支承定子铁心和固定端盖。中.小型电动机机座一般用铸铁浇成，大型电动机多采用钢板焊接而成。 (2)定子铁心。定子铁心是电动机磁路的一部分。为了减小涡流和磁滞损耗，通常用厚的硅钢片叠压成圆筒，硅钢片表面的氧化层(大型电动机要求涂绝缘漆)作为片间绝缘，在铁心的内圆上均匀分布有与轴平行的槽，用以嵌放定子绕组。 (a)直条形式(b)斜条形式
图2 笼型异步电动机的转子绕组形式 (3)定子绕组。定子绕组是电动机的电路部分，也是最重要的部分，一般是由绝缘铜(或铝)导线绕制的绕组联接而成。它的作用就是利用通入的三相交流电产生旋转磁场。通常，绕组是用高强度绝缘漆包线绕制成各种型式的绕组，按一定的排列方式嵌入定子槽内。槽口用槽楔(一般为竹制)塞紧。槽内绕组匝间.绕组与铁心之间都要有良好的绝缘。如果是双层绕组(就是一个槽内分上下两层嵌放两条绕组边)，还要加放层间绝缘。 (4)轴承。轴承是电动机定.转子衔接的部位，轴承有滚动轴承和滑动轴承两类，滚动轴承又有滚珠轴承(也称为球轴承)，目前多数电动机都采用滚动轴承。这种轴承的外部有贮存润滑油的油箱，轴承上还装有油环，轴转动时带动油环转动，把油箱中的润滑油带到轴与轴承的接触面上。为使润滑油能分布在整个接触面上，轴承上紧贴轴的一面一般开有油槽。 2.转子部分 转子是电动机中的旋转部分，如图中的部件5。一般由
三相鼠笼式异步电动机实验报告 实验名称：三相鼠笼异步电动机实验 实验目的：1.掌握三相异步电机的负载试验的方法。 2.用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。 3.测定三相鼠笼型异步电动机的参数 实验项目：1.掌握三相异步电机的负载试验的方法。 2.用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。 3.测定三相鼠笼型异步电动机的参数 （一）填写实验设备表 序号名称型号和规格用途 1 电机教学实验台NMEL-II 提供电源，固定 电机
2 三相笼型异步电动机M04 实验所需电机 3 电机导轨及测功机实验所需电机 4 转矩、转速测量及控制平台NMEL-13 测量和调节转矩 5 交流表NMEL-001 提供实验所需电压 表，电流表功率表以 及功率因数表 6 三相可调电阻器NMEL-03 改变输出电流 7 直流电压、毫安、安培表NMEL-06 测量直流电压，电流 8 直流电机仪表电源NMEL-1 提供电压 9 旋转指示灯及开关NMEL05 通断电路 （二）测量定子绕组的冷态直流电阻 填写实验数据表格 表3-1 室温25 ℃绕组I 绕组Ⅱ绕组ⅢI（mA）50 40 30 50 40 30 50 40 30 U（V） 2.35 1.89 1.41 2.35 1.88 1.41 2.36 1.89 1.41 R（Ω）160 120 80 160 120 80 160 120 80 （三）测取三相异步电动机的运行特性 填写实验数据表格 表3-2 N U=220V() 序号 I OL（A）P O（W） T2 （N. m） n （r/ min） P2（W）I A I B I C I1P I P II P1
实验五三相异步电动机的起动与调速 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．复习异步电动机有哪些起动方法和起动技术指标。 2．复习异步电动机的调速方法。 三．实验项目 1．异步电动机的直接起动。 2．异步电动机星形——三角形（Y-△）换接起动。 3．绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动。 4．绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速。 四．实验设备及仪器 1．SMEL电力电子及电气传动教学实验台主控制屏。 2．电机导轨及测功机、转矩转速测量（NMEL-13F）。 3．电机起动箱（NMEL-09）。 5．鼠笼式异步电动机（M04）。 6．绕线式异步电动机（M09）。 7．开关板（NMEL-0B5）。 五．实验方法 1．三相笼型异步电动机直接起动试验。 按图5-1接线，电机绕组为△接法。 起动前，把转矩转速测量实验箱（NMEL-13F） 中“转矩设定”电位器旋钮逆时针调到底，“转速控 制”、“转矩控制”选择“转矩控制”，检查电机导 轨和NMEL-13F的连接是否良好。 a．把三相交流电源调节旋钮逆时针调到底，合 上绿色“闭合”按钮开关。调节调压器，使输出电 图5-1 异步电动机直接启动接线图压达电机额定电压220伏，使电机起动旋转。（电机 起动后，观察NMEL-13F中的转速表，如出现电机转向不符合要求，则须切断电源，调整次序，再重新起动电机。）
b ．断开三相交流电源，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，观察电机起动瞬间电流值，读取电压值U K 、电流值I K 、转矩值T K ，填入表5-1中。 U N ：电机额定电压，V ； 测 量 值 U K （V ） I K （A ） T K （） 图5-3 绕线式异步电动机转子绕组串电阻启动接线图 2．星形——三角形（Y-△）起动 按图5-2接线，电压表、电流表的选择 同前，开关S 选用MEL-05。 a ．起动前，把三相调压器退到零位， 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，使输出电压升高 至电机额定电压U N =220V ，断开电源开关， 待电机停转。 b ．待电机完全停转后，合上电源开关， 观察起动瞬间的电流，然后把S 合向左边（△ 接法），电机进入正常运行，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。 3．绕线式异步电动机绕组串入可变 电阻器调速 实验线路如图5-3，电机定子绕组Y 形 接法。转子串入的电阻由刷形开关来调节， 调节电阻采用NMEL-09的绕线电机起动电阻 （分0，2，5，15，∞五档） 实验线路同前。NMEL-13F 中“转矩控制” 和“转速控制”选择开关扳向“转矩控制”， “转矩设定”电位器逆时针到底MEL-09“绕 线电机起动电阻”调节到零。 a ．合上电源开关，调节调压器输出电压至U N =220伏，使电机空载起动。 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T 2不变，改变转子附加电阻，分别测出对应的转速，记录于表5-2中。 2R st （Ω） 0 2 5 15 n （r/min ） 1478 1470 1461 1430 图5-2 异步电动机星-三角启动 图5-3 绕线式异步电动机转子串电阻起动
Record the situation and lessons learned, find out the existing problems and form future countermeasures. 姓名：___________________ 单位：___________________ 时间：___________________ PID控制电机实验报告
编号：FS-DY-20618 PID控制电机实验报告 摘要 以电机控制平台为对象，利用51单片机和变频器，控制电机精确的定位和正反转运动，克服了常见的因高速而丢步和堵转的现象。电机实现闭环控制的基本方法是将电机工作于启动停止区，通过改变参考脉冲的频率来调节电机的运行速度和电机的闭环控制系统由速度环和位置环构成。通过PID调节实现稳态精度和动态性能较好的闭环系统。 关键词：变频器PID调节闭环控制 一、实验目的和任务 通过这次课程设计，目的在于掌握如何用DSP控制变频器，再通 过变频器控制异步电动机实现速度的闭环控制。为实现闭环控制，我们需完成相应的任务： 1、通过变频器控制电机的五段调速。
2、通过示波器输出电机速度变化的梯形运行图与s形运行图。 3、通过单片机实现电机转速的开环控制。 4、通过单片机实现电机的闭环控制。 二、实验设备介绍 装有ccs4.2软件的个人计算机，含有ADC模块的51单片机开发板一套，变频器一个，导线若干条。 三、硬件电路 1.变频器的简介 变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，变频器还有很多的保护功能。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。 2.变频器的使用 变频器事物图变频器原理图
1. 三相异步电动机启动按铭牌标示接法为△形或Y形时，均为全压启动，若铭 牌标示接法为△形而采用Y形接法启动，则为降压启动，启动电流为原接法时的1/3；若铭牌标示接法为Y形而采用△形接法时，则不适合负载三相380V 电压，只适合负载三相220V电压运行。 在额定电压380v运行的三相异步电动机，三角形接法和星形接法的转速可视为一样，功率相差很大，例如三角接法为10kw电动机，在星形下运行，其功率只有三角的1/3左右. 但是，在380*1.73=660v电压下运行功率相等。 2. 正常运行时，有些三相异步电动机的定子绕组可以接成星形，也可以接成三角形。试问在什么情况下采用三角形或星形连接方法？采用这两种接法时，电动机的额定值有无改变？ 一般三相异步电动机的每个绕组可以做成两种额定电压:220V和380V. 一般小型三相异步电动机的每个绕组是220V的,接成星形运行于380V, 接成三角形运行于220V. 而一般中型三相异步电动机的每个绕组是380V的, 接成三角形运行于380V, 接成星形运行于660V. 一般三相鼠笼式异步电动机的启动电流是额定值的3-5倍. 往往采用星形/三角形变换方式启动380V的中型三相鼠笼式异步电动机, 以减小电动机启动电流: 1. 启动时接成星形(降压启动), 电机启动功率变小, 减小电动机启动电流. 2. 运行时接成三角形, 达到满功率运行目的. 这对中型三相鼠笼式异步电动机的应用是很有作用的.
如果电机启动时, 既要电机启动电流小, 又要电机启动功率或启动转矩不变, 那就必须改用绕线转子等型式三相异步电动机了 注解：鼠笼式三相异步电动机： 鼠笼式三相异步电动机Y－△降压手动控制电路原理图 凡正常运行时定子绕组接成三角形的是三相鼠笼式异步电动机，在启动时临时成星形，待电动机启动后接近额定转速时，在将定子绕组通过Y－△降压启动装置接换成三角形运行，这种启动方法叫Y－△降压启动。属于电动机降压启动的一种方式，由于启动时定子绕组的电压只有原运行电压的，启动力矩较小只有原力矩的，所以这种启动电路适用于轻载或空载启动的电动机。 线路分析如下： 1、合上空气开关QF接通三相电源， 2、按下启动按钮SB2，首先交流接触器KM3线圈通电吸合，KM3的三对主触头将定子绕组尾端联在一起。KM3的辅助常开触点接通使交流接触器KM1线圈通电吸合，KM1三对主常触头闭合接通电动机定子三相绕组的首端，，电动机在Y接下低压启动。
“运动控制系统”专题实验 实验报告 电子与信息工程学院自动化科学与技术系
（5）可调电阻（NMCL—03） （6）电机导轨及测速发电机（或光电编码器） （7）三相线绕式异步电动机 （8）双踪示波器 （9）万用表 （10）直流发电机M03 四.实验原理 1.系统组成及原理 双闭环三相异步电动机调压调速系统的主电路为三相晶闸管交流电源及三相绕线式异步电动机（转子回路串电阻）。控制系统由电流调节器(ACR)，速度调节器(ASR)，电流变换器(FBC)，速度变换器(FBS)，触发器(GT)，一组桥脉冲放大器等组成。其系统原理图如图6-1所示。 图6-1 整个调速系统采用了速度，电流两个反馈控制环。这里的速度环作用基本上与直流调速系统相同而电流环的作用则有所不同。在稳定运行情况下，电流环对电网振动仍有较大的抗扰作用，但在起动过程中电流环仅起限制最大电流的作用，不会出现最佳起动的恒流特性，也不可能是恒转矩起动。 异步电机调压调速系统结构简单，采用双闭环系统时静差率较小，且比较容易实现正，反转，反接和能耗制动。但在恒转矩负载下不能长时间低速运行，因低速运行时转差功率 电子与信息工程学院自动化科学与技术系
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（2）空载电压为200V时 n/(r/min) 1281 1223 1184 1107 1045 I G/A 0.10 0.11 0.12 0.13 0.13 U G/V 182 179 176 166 157 M/(N·m) 0.2265 0.2458 0.2636 0.2814 0.2831 2.闭环系统静特性 n/(r/min) 1420 1415 1418 1415 1416 1412 电子与信息工程学院自动化科学与技术系
三相异步电动机的星形接法及三角形接法 一、星形接法： 星形接法是三相交流电源与三相用 电器的一种接线方法。把三相电源三个 绕组的末端、X、Y、Z连接在一起，成 为一公共点O，从始端A、B、C引出 三条端线。是由频率相同、振幅相 等而相位依次相差120°的三个正 弦电源以一定方式连接向外供电 的系统。是将三相电源绕组或负载 的一端都接在一起构成中性线，由 于均衡的三相电的中性线中电流 为零，故也叫零线：三相电源绕组或负载的另一端的引出线，分别为三相电的三个相线。远程输电时，只使用三根相线，形成三相三线制。到达用户的电路，往往涉及220V和380V两种电压，需三根相线和一根零线，形成三相四线制。用户为避免漏电形成的触电事故，还要添加一根地线，这时就有三根相线，一根零线和一根地线，故也有三相五线制的说法。 I线=I相，U线=√3×U相， P相=U相×I相， P=3P相=√3×U线×I相=√3×U线×I线；
二、三角形接法： 三相电的三角形接法是将各相电源或负载依次首尾相连，并将每个相连的点引出，作为三相电的三个相线。三角形接法没有中性点，也不可引出中性线，因此只有三相三线制。添加地线后，成为三相四线制。三角形接法的三相电，线电压等于相电压而线电流等于相电流的√3倍。 I线=√3×I相，U线=U相， P相=I相×U相， P=3P相=√3×I线×U相=√3×I线×U线。 说明：三角(△)联接，Iab=Ia向量+Ib向量=(Ia+Ib)×cos30°=2Ia×√3/2=√3×Ia，线电流是相电流的根号三倍。 三、目前电动机的接法有两种（参考电机铭牌）： 一：额定电压380V/220V，接法为星/三角。这表明电机每相绕组的额定电压为220V，如果电源线电压为220V，定子绕组则应接成三角形，如果电源电压为380V，则应接成星形。切不可误将星形接成三角形，将烧毁电机。 二：额定电压为380V，接法为三角形，这表明定子每相绕组的额定电压是380V，适用于电源线电压为380V的场合。 如果电机额定电压为220V（日本工业电压为220V，电机额定电压为220V，民用照明为110V），电机原接法为三角形，可改成星形接法接到380V电压上。如电机已经是星形接法，则不能再接到380V电源上。
可编程控制器课程设计报告书三相异步电动机的Y—△启动控制 学院名称：自动化学院 学生姓名： 专业名称： 班级： 时间：2013年5月20日至5月31日
三相异步电动机的Y—△启动控制 一、设计目的： 1.了解交流继电器、热继电器在电器控制系统中应用。 2.了解对自锁、互锁功能。 3.了解异步电动机Y—△降压启动控制的原理、运行情况及操作方法。 二、设计要求： 1、设计电动机Y—△的启动控制系统电路； 2、装配电动机Y—△启动控制系统； 3、编写s7_300的控制程序； 4、软、硬件进行仿真，得出结果。 三、设计设备： 1.三相交流电源（输出电压线）； 2.继电接触控制、交流接触器、按钮、热继电器、熔断器、PLCS300； 3.三相鼠笼式电动机。 四、设计原理： 对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说，如果在启动时将定子绕组接成星形，待起动完毕后再接成三角形，就可以降低启动电流，减轻它对电网的冲击，这样的起动方式称为星三角减压启动，或简称为星三角启动（Y-Δ启动）。星三角起动法适用于正常运行时绕组为三角形联接的的电动机，电动机的三相绕组的六个出线端都要引出，并接到转换开关上。起动时，将正常运行时三角形接法的定子绕组改接为星形联接，起动结束后再换为三角形连接。这种方法只适用于中小型鼠笼式异步电动机.定子绕组星形连接时，定子电压降为三角形连接的1/√3,由电源提供的起动电流仅为定子绕组三角形连接时的1/3。就是可以较大的降低启动电流,这是它的优点.但是,由于起动转矩与每相绕组电压的平方成正比，星形接法时的绕组电压降低了1/ √3倍，所以起动转矩将降到三角形接法的1/3,这是其缺点。Y-△降压启动器仅适用于△运行380V的三相鼠笼式电动机作空载或轻载启动。三相鼠笼式异步电动机Y—△降