電機及電氣技術實驗裝置三相異步電動機的起動與調速實驗
一、實驗目的通過實驗掌握異步電動機的起動和調速的方法。
二、預習要點
1、復習異步電動機有哪些起動方法和起動技術指標。
2、復習異步電動機的調速方法。
三、實驗項目
1、直接起動
2、星形——三角形(Y-Δ)換接起動。
3、自耦變壓器起動。
4、線繞式異步電動機轉子繞組串入可變電阻器起動。
5、線繞式異步電動機轉子繞組串入可變電阻器調速。
四、實驗方法
- 實驗設備
| 序 號 | 型 號 | 名 稱 | 數 量 |
| 1 | DQ03-1 | 導軌、旋轉編碼器及數顯轉速表 | 1件 |
| 2 | DQ10 | 三相鼠籠異步電動機 | 1件 |
| 3 | DQ11 | 三相線繞式異步電動機 | 1件 |
| 4 | DQ19 | 校正直流測功機 | 1件 |
| 5 | DQ22 | 直流電壓、毫安、安培表 | 1件 |
| 6 | DQ44 | 交流電流表 | 1件 |
| 7 | DQ45 | 交流電壓表 | 1件 |
| 8 | DQ28 | 三相可調電抗器 | 1件 |
| 9 | DQ31 | 波形測試及開關板 | 1件 |
| 10 | GDQ12 | 起動與調速電阻箱 | 1件 |
DQ45、DQ44、DQ31、DQ22、DQ28
3、三相鼠籠式異步電機直接起動試驗
圖4-5 異步電動機直接起動
1) 按圖4-5接線。電機繞組為Δ接法。異步電動機直接與旋轉編碼器同軸聯接，不聯接負載電機DQ19。
2) 把交流調壓器退到零位，開啟電源總開關，按下“開”按鈕，接通三相交流電源。
3) 調節調壓器，使輸出電壓達電機額定電壓220伏，使電機起動旋轉。
4)再按下“關”按鈕，斷開三相交流電源，待電動機停止旋轉后，按下“開”按鈕，接通三相交流電源，使電機全壓起動，觀察電機起動瞬間電流值(按指針式電流表偏轉的最大位置所對應的讀數值定性計量)。
4、星形——三角形(Y-Δ)起動
圖4-6 三相鼠籠式異步電機星形——三角形起動
1) 按圖4-6接線。線接好后把調壓器退到零位。
2) 三刀雙擲開關合向右邊(Y接法)。合上電源開關，逐漸調節調壓器使升壓至電機額定電壓220伏，打開電源開關，待電機停轉。
3) 合上電源開關，觀察起動瞬間電流，然后把S合向左邊，使電機(Δ)正常運行，整個起動過程結束。觀察起動瞬間電流表的顯示值以與其它起動方法作定性比較。
5、自耦變壓器起動。
1) 按圖4-7接線。電機繞組為Δ接法。
2) 三相調壓器退到零位，開關S合向左邊。自耦變壓器選用DQ28掛箱。
3) 合上電源開關，調節調壓器使輸出電壓達電機額定電壓220伏，斷開電源開關，待電機停轉。
4) 開關S合向右邊，合上電源開關，使電機由自耦變壓器降壓起動( 自耦變壓器抽頭輸出電壓分別為電源電壓的40%、60%和80%)并經一定時間再把S合向左邊，使電機按額定電壓正常運行，整個起動過程結束。 觀察起動瞬間電流以作定性的比較。
圖4-7 三相鼠籠式異步電動機自耦變壓器法起動
6、線繞式異步電動機轉子繞組串入可變電阻器起動
電機定子繞組Y形接法
圖4-8 線繞式異步電機轉子繞組串電阻起動
1) 按圖4-8接線。
2) 轉子每相串入的電阻可用GQ12起動與調速電阻箱。
3) 三相調壓器退到零位。
4) 接通交流電源，調節輸出電壓，在定子電壓為180伏，轉子繞組分別串入不同電阻值時，測取定子電流。
5) 試驗時通電時間不應超過10秒以免繞組過熱。數據記入表4-9中。
表4-9
| Rst(Ω) | 0 | 2 | 5 | 15 | 35 |
| Ist(A) |
1) 實驗線路圖同圖4-8。同軸聯接校正直流電機MG作為線繞式異步電動機M的負載，MG的實驗電路參考圖2-5左接線。電路接好后，將M的轉子附加電阻調至最大。
2) 合上電源開關，電機空載起動， 保持調壓器的輸出電壓為電機額定電壓220伏，轉子附加電阻調至零。
3) 調節校正電機的勵磁電流If為校正值(100mA)，再調節直流測功機負載電流，使電動機輸出功率接近額定功率并保持這輸出轉矩T2不變，改變轉子附加電阻(每相附加電阻分別為0Ω、2Ω、5Ω、15Ω，35Ω)， 測相應的轉速記錄于表4-10中。
表 4-10 U=220V If= mA T2= N·m
| rst(Ω) | 0 | 2 | 5 | 15 | 35 |
| n(r/min) |
1、比較異步電動機不同起動方法的優缺點。
2、由起動試驗數據比較下述三種情況下的起動電流。
(1) 外施額定電壓UN。(直接法起動)
(2) 外施電壓為
。(Y-Δ起動)(3) 外施電壓為UK/KA,式中KA為起動用自耦變壓器的變比。(自耦變壓器起動)。
3、線繞式異步電動機轉子繞組串入電阻對起動電流和起動轉矩的影響。
4、線繞式異步電動機轉子繞組串入電阻對電機轉速的影響。
六、思考題
1、起動電流和外施電壓成正比，起動轉矩和外施電壓的平方成正比在什么情況下才能成立？
2、起動時的實際情況和上述假定是否相符，不相符的主要因素是什么？