交流异步机实验

电机学实验四 交流异步机实验

1实验目的：掌握交流异步电机（绕线机、笼式机）性能特点。 2实验电路

2．1 交流异步机并网实验电路

注：交流异步机为绕线机，Kr导通可模拟笼式机。

直流机用电流环控制，作同步机的原动机或负载。由于整流器Id方向恒定， E（Ud）>0时直流机可电动作原动机，<0可发电作负载。 2．2交流异步机调频调速实验电路

3实验步骤：

按2.1 按异步机正转，直流机反转接好电路。

初始：Id=0A(-Ui*=0)；Ks接通；Ublf接通; Kr断开,Rr=最大； 3．1 绕线式电机实验

接通主电路。实验台通电。

（1）起动：减Rr到0起动绕线机。测E（Ud）应为负（否则交换直流机电枢接线）。 Rr再并900Ω。

（2）调速：缓升-Ui*使Id=0.2A，用Rr调n=~1300、~1000、~500(可±10)rpm，

观察纪录运行稳定性。

3．2 笼式机并网运行实验

（接3．1）调Rr=0, 接通Kr短路转子，模拟笼式异步机。 3．2．1欠速电动运行

（1）用-Ui*调Id=0A观察纪录异步机转速n与电流IC。 （2）增直流发电Id降n≈1445rpm，观察纪录异步机n、IC。

(3) 断开关K线使异步机缺相(单相)运行，记录异步机n、IA。 通K恢复三相运行。 （4）增Id降n=1420、1400rpm测量纪录异步机n、IA与功率因数cosφ。

用M语言acos( )*180/pi计算相位差φ。降Id=0。 3.2.2同步空载运行

（1）检查Id=0无电流，再交换直流机电枢接线作电动机运行。测E(Ud)应为正。 （2）升Id使直流机拖异步机到同步速1500rpm，测量纪录异步机n、IC与cosφ。 计算记相位差φ。 3.2.3超速发电运行

升直流机Id(~1A)使异步机升速到近1600rpm，作超速发电。测量纪录异步机n、IC与cosφ，注意cosφ为负值。计算记录相位差φ。观察记录异步机相电压电流波形。

3.2.4 停车

先调Id回0。断Kr，Rr调最大。断主电路。 3.3 笼式机调频调速

(1) 断电。按2.2接好电路：交流异步机定子接到变频器。转子Kr接通。

直流机部分线路不变。-Ui*=0。

(2) 变频器通电。选“空间矢量”、”混合调制”档，频率f给定调10 HZ。 (3) 通主电路。按“启动”。如有“故障警告”则按“故障复位”，再重新操作。 (4) 测E(Ud)应为负（否则交换直流机电枢接线）。升Id=0.2A。 测量纪录异步机n、IC与定子线压UL。

（5）升f=20、30、40、50HZ，测量纪录异步机n、IC与定子线压UL。

(6) Id先调回0！变频器按“停止”停车。断主电路。

4 实验数据与处理 （电机额定: V A rpm ） 4.1异步机并网运行 电网线电压UL= V, 相电压Up= V。 4.1.1 绕线机转子串阻调速实验数据 负载Id=0.2A n（rpm） 1300机制 √ / × 900 √ / × 500√ / × 稳定性() 4.1.2 笼式机实验数据 （/：免测) 直流 Id/A 转速n/rpm 交流IA/A cosφ φ/° 0 / / 0.2 1445 / / (缺相) / / / 1420 / / + 52 / 1400 0.61 + 87.5 / 1500 0.46 <=1 <=1600 0.66 -0。5 120 4.2笼式机调频实验数据 Id=0.2 f1(Hz) ，n1=60f1/2 10 300 n(rpm) Δn=n1-n 257, 43 75 20 600 525 , 75 118 30 900 832, 68 151 40, 1200 1128, 72 195 48.8, 1464 1380, 84 231 UL/V IA /A 4.3笼式机机械特性 Ids=[ 0, 0.15 , 0.27 ]; ns=[ 1470 , 1445 , 1420 ]; p=polyfit(Ids,ns,2); Id=0:0.01:Ids(3); n=polyval(p,Id); plot(Ids,ns, ' * ' ,Id,n) axis([0, Ids(3), 1350,1500 ]), grid on xlabel('Id /A'), ylabel('n/rpm') 4．4 交流电机调频调速特性 fs=[ 10 , 20 , 30 , 40, 48.8 ]; ns=[ 257, 525, 832, 1128, 1380 ]; ULs=[ 75, 118, 151, 195, 231 ]; pu=polyfit(fs,ULs,2); pn=polyfit(fs,ns,2); f=10:0.1:50; n1=f*60/2; UL=polyval(pu,f); n=polyval(pn,f); plot(fs,ns,'*', f,n1,f,n),xlabel('f/Hz'), ylabel('n/rpm'),grid on figure(2); plot(fs,ULs,'*',f,UL), xlabel('f/Hz'), ylabel('UL/V'),grid on

4.5 笼式机等效电路与电流圆图 Γ等效电路解法: 设异步机Γ等效电路如下: (1)Zm=U1/理想空载I0 (2)由Z+R/s=[1，1/s]*[Z，R]T=U1/(I1-I0） 代入电动与发电运行数据(I11,s1),(I12,s2), Zm= Z= R= 令Zk=[Z,R]T, 得方程: [1,1/s1;1.1/s2]*Zk=U1*[1/(I11-I0);1/(I12-I0)] 解为:Zk=inv([1,1/s1;1.1/s2])* U1*[1/(I11-I0);1/(I12-I0)] 因模型与测量误差,R略含虚部) 圆图算法: I1=I0+U/(Z+R/s),s=(-50,+50) U1= 127, nn=1420, sn=1-nn/1500 ns=[ 1600 , 1500, 1400]; ss=1-ns/1500; Is=[ 0.66, 0.47, 0.62 ].*exp(-[ 121.3, 86.56, 49.76 ]*j*pi/180); I0=Is(2); Zm=U1/I0, Zk=inv([1,1/ss(1);1,1/ss(3)])*[U1/(Is(1)-I0);U1/(Is(3)-I0)]; Z=Zk(1), R=Zk(2), s=[0.001,sn,1,-50:0.001:50]; I1=j*I0+U1*j./(Z+R./s); plot([j,0,I1]), grid on 'I0,In,Ist=', abs([I1(1),I1(2),I1(3)])

广东海洋大学学生实验报告书（学生用表）

实验名称 学院(系) 学生姓名

交流异步机实验 见封面 见封面

学号

专业 见封面

课程名称

见封面

实验地点 见封面

电机学

班级

GDOU-B-11-112

成绩

见封面

见封面 见封面

实验日期

5实验分析:

（1）异步机欠速运行为电动/发电，超速运行为电动/发电。

由于需要励磁电流，无论电动或发电状态，都吸收感性/容性无功。 （2）实验异步机额定点功率不大，额定功率因数高/低。 （3） 绕线机串阻调速：转子电阻越大，转速越高/低。

（4） 笼式异步机并网运行：负载变化时，转速变化大/小。机械特性较硬/软。 （5） 笼式异步机调频调速：

定子频率越高，转速越低/高；其调速范围大/小。

基频以下运行时，电压/磁场随频率正变，使定子恒压/磁。

（6） 异步电动机缺相运行

运行中缺相时，电机能/不继续运转，转速变化大/小。电流增大/减小。

这时电机（Y）定子磁场是脉振/椭圆旋转//圆形旋转。

6实验总结(总结完成情况、实验认识、过程、效果、问题、收获、体会、意见、建议)

指导教师 见封面 日期 见封面