三相异步电动机实验报告(6)

异步电机

负载试验计算公式铁耗 p Fe 、机械损耗 p mec 由空载试验求取； 定子绕组铜耗 p cu1 = 3I 1φ R12

转子绕组损耗 p cu 2 = Pem s

Pem = ( P1 p cu1 p Fe ) ∑ p = p cu1 + p Fe + p cu 2 + p mec + p P1 3U Nφ I 1

s=

n1 n n1 P2 × 100% P1

η=

cos =

负载试验计算1 额定线电压 U N (V) 线电流 I 1 (A) 相电流 I φ 1 (A) 输入功率 P1 (W) 定子铜耗 p cu1 (W) 电磁功率 Pem (W) 转差率 s 转子铝耗 p cu 2 (W) 杂散损耗 p (W) 总损耗 ∑ p (W) 输出功率 P2 (W) 功率因数 cos 2 3 4 5 6 7 8 9 10

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异步电机

(1) 作曲线 P1 = f ( P2 ) ,并从曲线上求 P2 = PN 时： P1N =

I 1 = f ( P2 ) s = f ( P2 )

I 1N = sN =

η = f ( P2 )cos = f ( P2 )(2) 计算额定转矩 TN = 9550

ηN =cos N =

PN = nN

(注：额定功率单位为 kW)

2. 空载试验测量三相输入功率(W) 序号 线电压(V) 线电流(A) P01 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P02

∑ P0

空载试验结束后定子相电阻测定：

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空载试验计算1 线电压标幺值 U 0 U N标幺值平方 (U 0 U N ) 2

2

3

4

5

6

7

8

9

10

线电流 I 0 (A) 相电流 I 0φ (A) 输入功率 P0 (W) 定

子铜耗 p 0 cu1 (W) 机械、铁耗 P0 (W) 其中：'

p0cu1 = 3I 02φ R1P0' = p Fe + p mec = P0 p 0cu1

(1) 作曲线： I 0 = f (U 0 U N )

P0 = f (U 0 U N ) P0' = f ((U 0 U N ) 2 ) ,并将 p Fe 、 pmec 分离(2) 计算：当 U 0 = U N 时利用上面三个曲线求

I0 = P0 = I 0φ = cos 0 = P0 3U 0 I 0

P0' = p Fe = p mec =

=

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3. 短路试验测量三相输入功率(W) 序号 线电压 (V) 线电流 (A) PK1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 PK2 短路力矩 (N m)

∑ PK

短路试验结束后定子相电阻测定：

短路试验计算1 线电压 U K (V) 相电压 U Kφ (V) 2 3 4 5 6 7 8 9 10

lg U Kφ线电流 I K (A) 相电流 I Kφ (A)

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lg I Kφ三相短路功率 PK (W) 短路力矩 TK 若试验最大电压在(0.9~1.1) U N 之间，则按(1)作图计算，否则按(2)作图计 。 算(即试验最大电压低于 0.9 U N ) (1)作曲线 I K = f (U K ) , TK = f (U K ) 从曲线上求取当 U K = U N 时：

I KN =

TKN =

(2)若限于设备最大电压低于 0.9U N ,作曲线 lg I K = f (lg U K ) 延长在该曲线查取 U K = U N 时：

I KN =

TKN = TK (

I KN 2 ) = IK

式中： I K , TK ——试验中测取的最大电流及该点转矩 (3)起动转矩倍数和起动电流倍数

TKN = TN4. 作圆图求最大转矩项目 (1)电流比例尺 (2)功率比例尺

I KN = IN

作图说明 1(毫米)= Ai (安培) 1(毫米)=

数据

Ai =

安/毫米 千瓦/毫米

3U Nφ Ai

1000 取原点 O1 , 作横坐标 O1 X 、 纵坐标 O1Y ,(3)原点 在纵坐标上作相电压矢量 U 1 Nφ (任意长) 根据空载运行数据：相电流 I 0φ 和功率因 (4)空载运行点 数 cos 0 按 Ai 确定空载运行点 O'

(千瓦)

AP =U 1 Nφ =I 0φ =

伏

安

cos 0 =

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根据空载运行数据：理想空载损耗

P0 p mec , 按 AP 从 O ' 垂 直 O1 X 下 降(5)理想运行点

P0 p mec ==

瓦 毫米

p mec 毫米， 确定理想空载点 O , OG 平 作行于 O1 X 根据空载运行数据： I 0φ 和基准工作温度 (6)圆心线偏角 α 电阻 R1 , sin α = 按

2 I 0φ R1 U Nφ

R1 = 计算， OE, α = 作

欧姆

与 OG 成 α 角，OE 即为圆心线 根据短路试验数据：取试验线电流接近' (1.0~1.1) I N 点的 I Kφ 、 U Kφ 、 PK 及额' I Kφ =

'

'

定相电压 U Nφ ,按 I K = I 定电压时的短路相电流 I K (7)工作圆短路点

' Kφ

U Nφ' U Kφ

安 伏 瓦 安 毫米 瓦 毫米

计算额' U Kφ =

I 按 PK = P 'K I Kφ' K

计算短路相电流为

2

' PK =

IK ==

I K 的短路功率 PK ,按 Ai 和 AP 确定工作圆短路点 D。 确定 D 点的方法： 作距 O1 X 线为 PK 毫米 的平行线，一 O 点为圆心， I K 毫米为半 径，画圆弧交平行线于 D 点。 连接 O 和 D 点，作 OD 线的垂直平分线， (8)作工作圆 交 OE 于 C 点，C 点即为

工作圆的圆心。 作工作圆的半圆 ODE。量工作圆直径 Da

PK ==

Da =='' I Kφ =

毫米 安 安 伏 瓦 安 毫米

根据短路试验数据：取试验线电流接近' (2.0~2.5) I N 点的 I Kφ 、 U Kφ 、 PK' ,按 '' ''

'' U Kφ =

(9)起动圆短路点'' I K 1 = I Kφ

U Nφ U'' Kφ

计算 I K 1

' PK' =

I K1 ==

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I 按 PK 1 = P K 1 计 算 PK 1 , 按 Ai 和 I '' Kφ '' K

2

PK 1 ==

瓦 毫米

AP 确定起动圆短路点 D1 (方法同工作圆) 。 作 连接 O 和 D1 点， OD1 线的垂直平分线， (10)作起动圆 交 OE 于 C1 点，C1 点即为起动圆的圆心。 Da1 = 作起动圆 OD1E1。量起动圆直径 Da1 按 tgγ = = 毫米 安

Da R1 D R , tgγ 1 = a1 1 求 γ 和 γ 1 U Nφ U Nφ

(11)作电磁功率线

角。分别作工作圆的电磁功率线(与 OE 成 γ 角) 交工作圆与 B 点及起动圆的电磁 功率线(与 OE1 成 γ 1 角)交起动圆于 B1 点。OB 线和 OB1 线分别为工作圆和起动 圆的电磁功率线。 根据负载试验额定相电流 I 1 Nφ ,按 Ai 在 工作圆 ODE 上确定工作点 L。确定 L 的

tgγ = γ =

tgγ 1 = γ1 =

I 1 Nφ == Lb=

安 毫米 毫米

(12)额定转矩

方法：以 O1 为圆心， I 1 Nφ (毫米)为半 径作圆弧，交工作圆于 L。从 L 点作 Lh 线垂直于 OE 线，交 OB 线于 b 点，线段 Lb 的长度即为额定转矩 TN (同步千瓦) 作于 OB1 线平行的直线切起动圆于 S 点， 从 S 点作垂直于 OE1 的直线交 OB1 于 T

TN = Lb × AP= 同步千瓦

ST=

毫米

(13)最大转矩

点， 线段 ST 的长度即为最大转矩 TM (同 步千瓦)(对 10 千瓦以上的鼠笼式异步 。 电动机用圆图法求得的最大转矩应乘以 0.9 的修正系数)

TM = ST × AP= 同步千瓦

(14)过载能力 圆图示例：

按 TM TN 计算电机的过载能力，即最大 转矩倍数

TM TN =

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