1、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 杨鹏飞 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、实验内容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
2、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
3、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 1.203.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 UN=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） 三角形接法正常运行电流（A）0.
4、45 0.054.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 UN=220V，结束。自耦变压器降压启动瞬间电流（ A） 正常工作电流（ A）0.63 0.095.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
5、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 IST 和 TST。d.用刷形开关切换启动电阻，分别读出启动电阻为 、 、 的启动251转矩 TST 和启动电流 ISTRST 0 2 5 15TST（ ）Nm1.45 1.56 1.43 1.00IST（A） 0.95 0.85 0.65 0.506.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”
6、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 UN=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，T 2=0.67 NmRST 0 2 5 15n（r/min） 1385 1314 1212 736六、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
7、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 UN（直接法启动）由实验可得， ， ，实验中未记录 值，故无法求得起20V1.2stIAKT动转矩。(2)外施电压为 。 （星形-三角形启动）/3N由实验可得， ， ，实验中未记录 值，故无法求127.0UV.45stIAKT得起动转矩。(3)外施电压
8、为 ，式中 为启动用自耦变压器的变比。 （自耦变压器/KAA启动）由实验可得， ， ，实验中未记录 值，故无法求得10KUV.63stI KT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
9、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？答: 启动时的实际情况和上述假定不相符。主要原因是电机启动时电流是急速上升到启动电流，并不是理论上的跃变，这会使转差率 S 有变化；电流的积肤效应等作用是的转子每相绕组的电阻、感抗都会有一些变化，这使得启动实际情况与上述假定不相符。七、讨论与心得这是我们第一次的电机实验。通过实际体验与操作两种三相异步交流电动机的启动，我们对三相异步交流电动机的启动特性有了更加深入的了解和认识。通过不同方式来启动电动机会产生不同的启动效果，在实际操作之后我们才有更深的体会。同时，通过对实验数据的分析和对思考题的思考，我们不仅再次复习了课本上的知识，同时也对课本知识有了更加深入的了解和记忆。
