实验四 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、直接起动

2、星形——三角形(Y-Δ)换接起动。 3、自耦变压器起动。

4、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动。 5、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速。

四、实验方法

1、实验设备

序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 型 号 DD03 DJ16 DJ17 DJ23 D31 D32 D33 D43 D51 DJ17-1 DD05 名 称 导轨、测速发电机及转速表 三相鼠笼异步电动机 三相线绕式异步电动机 校正过的直流电机 直流电压、毫安、安培表 交流电流表 交流电压表 三相可调电抗器 波形测试及开关板 起动与调速电阻箱 测功支架、测功盘及弹簧秤 数 量 1件 1件 1件 1件 1件 1件 1件 1件 1件 1件 1套 2、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

WVVUA 图4-1 异步电动机直接起动

1) 按图4-1接线。电机绕组为Δ接法。异步电动机直接与测速发电机同轴联接，不联接负载电机DJ23。

2) 把交流调压器退到零位，开启电源总开关，按下“开”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“关”按钮，切断三相交流电源)。

4)再按下“关”按钮，断开三相交流电源，待电动机停止旋转后，按下 “开”按钮，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Im1(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) 断开电源开关，将调压器退到零位，电机轴伸端装上圆盘（注：圆盘直径为10cm）和弹簧秤。

6) 合上开关，调节调压器，使电机电流为2～3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：

DTKF()2UIst(N)IKUK2IstTst(2)TKIK 式中 IK——起动试验时的电流值，A；

TK——起动试验时的转矩值，N·m。 表4-1

测 量 值 UK(V) IK(A) F(N) Im1(A)

4、星形——三角形(Y-Δ)起动

WCVYVZ计 算 值 ISt(A) Tst(N·m) TK(N·m) BUAAXCASY图4-2 三相鼠笼式异步电机星形——三角形起动

1) 按图4-2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，打开电源开关，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(Δ)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Im2以与其它起动方法作定性比较。

表4-2 Im1

5、自耦变压器起动。

1) 按图4-3接线。电机绕组为Δ接法。

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

Im2 ISt IM3 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为电源电压的60%)并经一定时间

WUAVVVS图4-3 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IM3以作定性的比较。

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

UA15Ω5Ω2Ω 15Ω5Ω2ΩVVW 图4-4 线绕式异步电机转子绕组串电阻起动

15Ω5Ω2Ω 1) 按图4-4接线。

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，轴伸端装上圆盘和弹簧秤。

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，转子绕组分别串入不同电阻值时，测取定子电流和转矩。 5) 试验时通电时间不应超过10秒以免绕组过热。数据记入表4-3中。 表4-3

Rst(Ω) F(N) Ist(A) Tst(N·m)

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4-4。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2-5左接线。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) 调节校正电机的励磁电流If为校正值(100mA或50mA)，再调节直流发电机负载电流，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0Ω、2Ω、5Ω、15Ω)， 测相应的转速记录于表4-4中。

表 4-4 U=220V If= mA T2= N·m

0 2 5 15 rst(Ω) n(r/min) 0 2 5 15 五、实验报告

1、比较异步电动机不同起动方法的优缺点。

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) (2) 外施电压为 U 。(Y-Δ起动) N 3 (3) 外施电压为UK/KA,式中KA为起动用自耦变压器的变比。(自耦变压器起

动)。

3、线绕式异步电动机转子绕组串入电阻对起动电流和起动转矩的影响。 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。

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？

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？