实验二 交流电动机的机械特性

实验二 交流电动机的机械特性

一、实验目的：

通过实验掌握三相异步电动机的机械特性的测定 二、实验内容：

1、鼠笼电动机的起动

(1)直接起动

(2)星型—三角形（Y—△）起动 (3)自耦变压器起动 2、 绕线式电动机的起动

(1)转子接入起动变阻器起动 (2)转子接入频敏变阻器起动 3、异步电动机的调速

(1)绕组式电动机转子串入电阻调速 (2)变频调速（*） (3)变极调速（*）

4、测定固有机械特性曲线

5、测定127伏时人为机械特性曲线 三、实验线路及操作步骤 1、 鼠笼式电动机的起动：

(1)直接起动：直接起动，也就是全压起动，是一种最简单的起动方法。如图：2—1 所示，直接起动电流较大，可达到额定电流的4~7倍。

(2)星型—三角形(Y―△) 起动；定子绕组做三角型（△）接法的异步电动机可采用星型—三角型起动，常用的接线方法如图2—2所示。

K2

图2－2

按图2—2接好线，先合上开关K 1，然后将K 2合向上方，定子绕组接成三角形，电动机起动，这是三角形接法的直接起动。记下此时起动瞬间的电流。

Y/△起动的步骤是先合电源开关K 1，再将开关K 2合向下方，定子绕组接成Y 型，电机起动完毕。比较上述二种情况下起动瞬间的电流。

实用中常用专门制作的星型—三角形起动开关。

(3)自耦变压器（即补偿起动器）起动

如图2—3所示，起动步骤如下：反手柄推向“起动”位置，此时电机由自耦压供给电压（通常起动补偿器的抽头分别为电源的80%和65%二组）电机开始转动，当转速接近稳定时，将手柄迅速推向“运转”位置。起动过程完毕。记下自耦变压器所用的变化，观察并记录起动瞬间的电流。 2、绕组式电动机的起动

(1)转子接入变阻器起动

按图2—4接线，将变阻器的手柄放在电阻最大位置，做好起动准备。

K

图2－3

图2－

4

其步骤：合上电源开关K ，观察起动瞬间的电流及电机转速，缓慢转动变阻器手柄，减小起动电阻，直到起动变阻器被切除，转子绕组被短路，电机便进入稳定运行，起动过程结束。记录起动瞬间的电流。重复以上起动步骤，观察转子串接不同起动电阻时的起动电流，并记录个电流值。

(2)转子串入频敏变阻器起动：

绕组式电动机采用转子串入起动变阻器起动时，由于分段切除起动电阻，转矩的变化较大，使生产机械受到冲击，为克服此缺点，生产中常采用频敏变阻器起动。频敏变阻器实质上是一个铁芯损耗非常大的三项电抗器，在起动过程中。由于其等值阻抗随转子电流频率减小而下降，故能实现自动变阻，而使电动机能平稳的直动起来。

频敏变阻器起动接线如图2—5所示。图中BP 为频敏变阻器，开关K 2用于短路转子

合上电源开关K 1，观察起动瞬间的电流及电机转速，绕组。起动步骤：开关K 2先不合上，

待电流降低，电机转速稳定后，合上开关K 2，转子绕组被短路，起动过程结束。 3、异步电动机的调速

(1)绕线式电动机转子串入电阻时的调速

实验接线如图2—3所示。注意选用的变阻器应是调速电阻，将电动机带上一定的负载起动后，改变转子电阻，观察转速变化，然后将变阻其手柄改变2~3个位置，如1/4、1/2、3/4、1，分别测出各位置时变阻器的电阻值及相应的电动机转速。并记录。

(2)变频调速（*）

因为异步电动机的转速n=(1-s) ×60f/P，所以改变电源频率可以实现调速。给电动机带上一定的负载，选择恒转矩调速，保持电压U1/f1=常数，调节电源频率，测出各不

同频率下电动机相应的转速，并做记录。

(3)变极调速（*）

由上述转速基本关系式可见，改变极对数P 也能调速。在单绕组多速电动机中，多采用改变绕组的接法不实现变极调速，例如为获得2、4极，可把绕组接成YY/△、如图2—6所示。图中绕组引出线端点中入1、2、3短路，4、5、6接电源，绕组成YY ，则电动机形成两磁场；若端点1、2、3接电源，4、5、6不接，绕组接成△，则电动机形成四极磁场；若端点1、2、3接电源，4、5、6不接，绕组接成 则电动机形成四极磁场。分别测出两种接法时的转速。

1

2

3

图2－5

图2－6

4、测定固有机械特性曲线

接线如下图2—7：

步骤：

将“同步电机励磁电源”电压调节左旋至最小（逆时针），将三相调压器调至零。按启动按钮，调节三相调压器，使电动机工作在额定工作状态Ua=220V；打开“同步电机励磁电源”，三相同步发电机（交流）作为负载发电运转，分别调节“同步电机励磁电源”电源的励磁电流，根据表2—1给出的励磁电流值调节并记录数据。测试完后，将三相调压器输出电压调至零位，然后按停止按钮。

表2—1 励磁电流（A ）N （转/分） U （A V 3）（V ） I （AA 3）（A ） P （AW 3）（W ）

图2—7

5、测定127伏时人为机械特性曲线

电路图同上：

首先将“同步电机励磁电源”电压调节左旋至最小（逆时针），将三相调压器调至零。按起动按钮，调节三相变压器，使其工作在工作状态Ua=127V；打开“同步电机励磁电源”电源。 三相同步发电机（交流）作为负载发电运转，调节“同步电机励磁电源”电源的励磁电流， 根据表表2—2给出的励磁电流值调节并记录数据，测试完后，将三相调压器输出电压调至零位，然后按停止按钮。

表2—2 I e 励磁电流（A ）N （转/分） U （A V 3）（V ） P （AW 3）（W ）

I （AA 3）（A ）

四、实验报告要求：

1、总结三相异步电动机不同起动方法的优缺点。 2、比较分析调压/变频调速方法的优缺点。 3、分析固有/调压械特性的数据