1、 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- )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
2、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、 实验设备序 号 型 号 名 称 数 量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3 DJ17 三相线绕式异步电动机 1 件4 DJ23 校正直流测功机 1 件5 D31 直流电压、毫安、安培表 1 件6 D32 数/模交流电流表 1 件7 D33 数/模交流电压表 1 件8 D43 三相可调电抗器（可选） 1 件9 D51 波形测试及开关板 1 件10 DJ17-1 起动与调速电阻箱 1 件11 DD05 测功支架、测功盘及弹簧秤（50N）1 套2
3、、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 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。电流表用 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
4、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 13 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 23 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
5、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：式中 IK起动试验时的电流值，A ；TK起动试验时的转矩值，Nm 。KststNstTIIUIDF)()2(2VUVWA表 4-8测 量 值 计 算 值UK(V) IK(A) F(N) TK(Nm) ISt(A) Tst(Nm)220 1.85 1.854、星形三角形(Y- )起动图 4-6 三相鼠笼式异步电机星形三角形起动(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
6、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() 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 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
7、电源电压的 40%、60% 和 80%)并经一定时间VUVWAYZCAYACBXSVUVWAVS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
8、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，UVWAV155215521552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
9、电时间不应超过 10 秒以免绕组过热。数据记入表 4-9 中。表 4-9 UK=220 VRst() 0 2 5 15IK 1.9 1.5 1.25 1.1F(N)Ist(A) 1.9 1.5 1.25 1.1Tst(Nm)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
10、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 0、2、5、15) ， 测相应的转速记录于表 4-10 中。表 4-10 U=220V If= 410 mA IF= A（T 2= Nm）rst() 0 2 5 15n(r/min) 1466 1452 1431 1395五、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- 起动：Y 型起动时，定子绕组线电压
11、Us,相电压为 此时起动的线电流为3/Us,直接 起动时，线电流是相电流的 倍，即 ,ZsUIs*3/ ZsUIst/3故 Y- 起动时线电流只有直接 起动时的 1/3。Y- 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 ，起动转矩只有直接起动的 1/3，只能用于3/1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
12、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 cos 2 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：AIIKst 85.1*20(2) 外施电压为 。(Y- 起动)Y- 起动时起动电流为 IstY=0.6A3、线绕式异步电动机转子绕组串入电
13、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：)()(232021rsrsrpst XRfUnT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。3N
