電機(jī)拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)--三項(xiàng)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性

1、<p>　　成績(jī) _______</p><p><b>　　電機(jī)與拖動(dòng)控制</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　題 三項(xiàng)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性 </p><p>　　系 別 自動(dòng)化系

2、 </p><p>　　專業(yè)名稱 自動(dòng)化 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)主要介紹了三項(xiàng)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性。三項(xiàng)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)從結(jié)構(gòu)上說主要有定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子是電動(dòng)機(jī)的不動(dòng)部分，由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座等構(gòu)成。轉(zhuǎn)子繞組用作產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，并產(chǎn)生

3、磁轉(zhuǎn)矩。它分鼠籠式和繞線式兩種，鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組是自己短路的繞組，轉(zhuǎn)子在每個(gè)槽中放有一根導(dǎo)體，導(dǎo)體比鐵芯長(zhǎng)，在鐵芯兩端用兩個(gè)端環(huán)將導(dǎo)體短接，形成短路繞組。若講鐵芯去掉，剩下的繞組形狀似松鼠籠子，故稱為鼠籠式繞組。</p><p>　　鼠籠異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易、成本低、運(yùn)行維護(hù)方便，它被廣泛的應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，作為電力拖動(dòng)的原動(dòng)力。缺點(diǎn)是調(diào)速性能差，啟動(dòng)力矩較小，因此在一些要求平滑調(diào)速和氣動(dòng)力矩很大的場(chǎng)合常

4、用其他類型電動(dòng)機(jī)來完成。</p><p>　　在使用鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，如果需要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，只要把接繞組始端的三根電源線中的任意兩根位置對(duì)調(diào)，是三個(gè)線圈中電流達(dá)到最大值的先后順序改變，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向也就隨之改變，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向就變過來了。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?-------

5、-----------------------------------------------------------1</p><p>　　預(yù)習(xí)要點(diǎn)-------------------------------------------------------------------1 </p><p>　　實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目-------------------------------------

6、------------------------------1</p><p>　　試驗(yàn)方法-------------------------------------------------------------------1</p><p>　　4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備-------------------------------------------1</p><

7、p>　　4.2 屏上掛件排列順序-----------------------------------1</p><p>　　4.3 用日光燈法測(cè)定轉(zhuǎn)差率-------------------------------1</p><p>　　4.4 測(cè)量定子繞組的冷態(tài)直流電阻-------------------------1</p><p>

8、　　4.5 判定定子繞組的首末端-------------------------------2</p><p>　　4.6 空載實(shí)驗(yàn)-------------------------------------------2</p><p>　　4.7 短路實(shí)驗(yàn)-------------------------------------------4</p>&

9、lt;p>　　4.8 負(fù)載試驗(yàn)-------------------------------------------4</p><p>　　實(shí)驗(yàn)報(bào)告--------------------------------------------5</p><p>　　5.1 空載實(shí)驗(yàn)特性曲線-----------------------------------5</p>

10、;<p>　　5.2 短路試驗(yàn)特性曲線-----------------------------------7</p><p>　　5.3 負(fù)載試驗(yàn)特性曲線-----------------------------------9</p><p>　　思考題目-------------------------------------------11</p>

11、;<p>　　實(shí)驗(yàn)總結(jié)-------------------------------------------12</p><p>　　參考文獻(xiàn)-------------------------------------------13</p><p>　　三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性</p><p><b>　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b>

12、</p><p>　　1、掌握用日光燈法測(cè)轉(zhuǎn)差率的方法。</p><p>　　2、掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的空載、堵轉(zhuǎn)和負(fù)載試驗(yàn)的方法。</p><p>　　3、用直接負(fù)載法測(cè)取三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的工作特性。</p><p>　　4、測(cè)定三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)。</p><p><b>　　二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)<

13、;/b></p><p>　　1、用日光燈法測(cè)轉(zhuǎn)差率是利用了日光燈的什么特性？</p><p>　　2、異步電動(dòng)機(jī)的工作特性指哪些特性？</p><p>　　3、異步電動(dòng)機(jī)的等效電路有哪些參數(shù)？它們的物理意義是什么？</p><p>　　4、工作特性和參數(shù)的測(cè)定方法。</p><p><b>　　三、實(shí)

14、驗(yàn)項(xiàng)目</b></p><p>　　1、測(cè)定電機(jī)的轉(zhuǎn)差率。</p><p>　　2、測(cè)量定子繞組的冷態(tài)電阻。</p><p>　　3、判定定子繞組的首末端.</p><p><b>　　4、空載實(shí)驗(yàn)。</b></p><p><b>　　5、短路實(shí)驗(yàn)。</b>&l

15、t;/p><p><b>　　6、負(fù)載實(shí)驗(yàn)。</b></p><p><b>　　四、實(shí)驗(yàn)方法</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備 </p><p>　　2、屏上掛件排列順序</p><p>　　D34-2、D51、DJ23、DJ16</p>&

16、lt;p>　　3、用日光燈法測(cè)定轉(zhuǎn)差率</p><p>　　日光燈是一種閃光燈，當(dāng)接到50Hz電源上時(shí)，燈光每秒閃亮100次，人的視覺暫留時(shí)間約為0.1S左右，故用肉眼觀察時(shí)日光燈是一直發(fā)亮的,我們就利用日光燈這一特性來測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)差率。</p><p>　?。?）異步電機(jī)選用編號(hào)為DJ16的三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)（UN=220V，Δ接法）極數(shù)2P=4。直接與測(cè)速發(fā)電機(jī)同軸聯(lián)接，<

17、/p><p>　　在DJ16和測(cè)速發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器上用黑膠布包一圈，再用四張白紙條（寬度約為3毫米），均勻地貼在黑膠布上。</p><p>　　（2）由于電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為 ，而日光燈閃亮為100次/秒，即日光燈閃亮一次，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)四分之一圈。由于電機(jī)軸上均勻貼有四張白紙條，故電機(jī)以同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，肉眼觀察圖案是靜止不動(dòng)的（這個(gè)可以用直流電動(dòng)

18、機(jī)DJ15、DJ23和三相同步電機(jī)DJ18來驗(yàn)證）。</p><p>　?。?）按下啟動(dòng)按鈕，接通交流電源。打開控制屏上日光燈開關(guān)，調(diào)節(jié)控制屏左側(cè)調(diào)壓器升高電動(dòng)機(jī)電壓，觀察電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向，如轉(zhuǎn)向不對(duì)應(yīng)停機(jī)調(diào)整相序。轉(zhuǎn)向正確后，升壓至220V，使電機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，記錄此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速。</p><p>　?。?）因三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速，故燈光每閃亮一次圖案逆電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向落后一個(gè)角度，用肉眼觀

19、察圖案逆電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向緩慢移動(dòng)。</p><p>　?。?）按住控制屏報(bào)警記錄儀“復(fù)位”鍵，手松開之后開始觀察圖案后移的個(gè)數(shù)，計(jì)數(shù)時(shí)間可定的短一些（一般取30秒）。將觀察到的數(shù)據(jù)記錄于表4-1中。</p><p>　?。?）停機(jī)。將調(diào)壓器調(diào)至零位，關(guān)斷電源開關(guān)。</p><p><b>　　表4-1</b></p><p>

20、;<b>　　轉(zhuǎn)差率</b></p><p>　　式中 t為計(jì)數(shù)時(shí)間，單位為秒。</p><p>　　N為t秒內(nèi)圖案轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。</p><p>　　f為電源頻率，50Hz。</p><p><b>　　P為電機(jī)的極對(duì)數(shù)。</b></p><p>　?。?）將計(jì)算出

21、的轉(zhuǎn)差率與實(shí)際觀測(cè)到的轉(zhuǎn)速算出的轉(zhuǎn)差率比較。 </p><p>　　4、測(cè)量定子繞組的冷態(tài)直流電阻。</p><p>　　將電機(jī)在室內(nèi)放置一段時(shí)間，用溫度計(jì)測(cè)量電機(jī)繞組端部或鐵心的溫度。當(dāng)所測(cè)溫度與冷卻介質(zhì)溫度之差不超過2K時(shí)，即為實(shí)際冷態(tài)。記錄此時(shí)的溫度和測(cè)量定子繞組的直流電阻，此阻值即為冷態(tài)直流電阻。</p><p><b>　　(1) 伏安法<

22、;/b></p><p>　　測(cè)量線路圖為圖4-1。直流電源用主控屏上電樞電源，可先調(diào)到50V輸出電壓。開關(guān)S1、S2選用D51掛箱，R用R1掛箱上1800Ω可調(diào)電阻。</p><p>　　圖4-1 三相交流繞組電阻測(cè)定</p><p>　　量程的選擇：測(cè)量時(shí)通過的測(cè)量電流應(yīng)小于額定電流的20%，約小于60毫安，因而直流電流表的量程用200mA檔。三相鼠籠式異

23、步電動(dòng)機(jī)定子一相繞組的電阻約為50Ω， 因而當(dāng)流過的電流為60毫安時(shí)二端電壓約為3伏，所以直流電壓表量程用20V檔。</p><p>　　按圖4-1接線。把R調(diào)至最大位置，合上開關(guān)S1，調(diào)節(jié)直流電源及R阻值使試驗(yàn)電流不超過電機(jī)額定電流的20%，以防因試驗(yàn)電流過大而引起繞組的溫度上升，讀取電流值，再接通開關(guān)S2讀取電壓值。讀完后，先打開開關(guān)S2，再打開開關(guān)S1。</p><p>　　調(diào)節(jié)R使

24、A表分別為50mA，40mA，30mA測(cè)取三次，取其平均值，測(cè)量定子三相繞組的電阻值，記錄于表4-2中。 </p><p>　　表4-2 室溫 24 ℃</p><p><b>　　注意事項(xiàng)：</b></p><p>　　1) 在測(cè)量時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子須靜止不動(dòng)。

25、</p><p>　　2) 測(cè)量通電時(shí)間不應(yīng)超過1分鐘。</p><p>　　5、判定定子繞組的首末端</p><p>　　（a） （b）</p><p>　　圖4-2 三相交流繞組首末端測(cè)定</p><p>　　先用萬用表測(cè)出各相繞組的兩個(gè)

26、線端，將其中的任意兩相繞組串聯(lián)，如圖4-2所示。將控制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕調(diào)至零位，開啟鑰匙開關(guān)，按下“啟動(dòng)”按鈕，接通交流電源。調(diào)節(jié)調(diào)壓旋鈕，并在繞組端施以單相低電壓U=80～100V,注意電流不應(yīng)超過額定值，測(cè)出第三相繞組的電壓， 如測(cè)得的電壓值有一定讀數(shù)，表示兩相繞組的末端與首端相聯(lián)，如圖4-2(a)所示。反之，如測(cè)得電壓近似為零，則兩相繞組的末端與末端(或首端與首端)相聯(lián)，如圖4-2(b)所示。用同樣方法測(cè)出第三相繞組的首末端。&l

27、t;/p><p><b>　　6、空載實(shí)驗(yàn)</b></p><p>　?。?）按圖4-3接線。電機(jī)繞組為Δ接法(UN=220V)，直接與測(cè)速發(fā)電機(jī)同軸聯(lián)接，不聯(lián)接校正直流測(cè)功機(jī)DJ23。</p><p>　　(2) 把交流調(diào)壓器調(diào)至電壓最小位置，接通電源，逐漸升高電壓，使電機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)，觀察電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。并使電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎D(zhuǎn)(如轉(zhuǎn)向不符合要求需調(diào)整

28、相序時(shí)，必須切斷電源)。</p><p>　　(3) 保持電動(dòng)機(jī)在額定電壓下空載運(yùn)行數(shù)分鐘，使機(jī)械損耗達(dá)到穩(wěn)定后再進(jìn)行試驗(yàn)。</p><p>　　圖4-3 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)接線圖</p><p>　　(4) 調(diào)節(jié)電壓由1.2倍額定電壓開始逐漸降低電壓，直至電流或功率顯著增大為止。在這范圍內(nèi)讀取空載電壓、空載電流、空載功率。</p><p

29、>　　(5) 在測(cè)取空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，在額定電壓附近多測(cè)幾點(diǎn)，共取數(shù)據(jù)7～9 組記錄于表4-4中。</p><p><b>　　表4-4</b></p><p><b>　　7、短路實(shí)驗(yàn)</b></p><p>　　(1) 測(cè)量接線圖同圖4-3。用制動(dòng)工具把三相電機(jī)堵住。制動(dòng)工具可用DD05上的圓盤固定在電機(jī)軸上，螺桿

30、裝在圓盤上。</p><p>　　(2) 調(diào)壓器退至零，按下啟動(dòng)按鈕，接通交流電源。調(diào)節(jié)控制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕使之逐漸升壓至短路電流到1.2倍額定電流，再逐漸降壓至0.3倍額定電流為止。</p><p>　　(3) 在這范圍內(nèi)讀取短路電壓、短路電流、短路功率。</p><p>　　(4) 共取數(shù)據(jù)5～6組記錄于表4-5中。</p><p>&l

31、t;b>　　8、負(fù)載實(shí)驗(yàn)</b></p><p>　　(1) 測(cè)量接線圖同圖4-3。同軸聯(lián)接負(fù)載電機(jī)。圖中Rf用R1上1800Ω阻值，RL用R5上1800Ω阻值加R上1300Ω并聯(lián)1300Ω共2450Ω阻值。</p><p>　　(2) 按下啟動(dòng)按鈕，接通交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使之逐漸升壓至額定電壓并保持不變。</p><p>　　(3) 合上校正過

32、的直流電機(jī)的勵(lì)磁電源，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流至校正值(100mA)并保持不變。</p><p>　　(4) 合上開關(guān)S，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻RL（注：先調(diào)節(jié)R5上的1800Ω電阻，調(diào)至零值后用導(dǎo)線短接再調(diào)節(jié)R上的650Ω電阻），使異步電動(dòng)機(jī)的定子電流逐漸上升，直至電流上升到1.25倍額定電流。</p><p>　　(5) 從這負(fù)載開始，逐漸減小負(fù)載直至空載（即斷開開關(guān)S），在這范圍內(nèi)讀取異步電動(dòng)機(jī)的定子電流

33、、輸入功率、轉(zhuǎn)速、校正直流測(cè)功機(jī)的負(fù)載電流IF等數(shù)據(jù)。</p><p>　　(6) 共取數(shù)據(jù)8～9組記錄于表4-6中。</p><p>　　表4-6 U1=U1N=220V（Δ） If= Ma</p><p><b>　　五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告</b></p><p>　　1、計(jì)算基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的相電阻&

34、lt;/p><p>　　由實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得每相電阻值，此值為實(shí)際冷態(tài)電阻值。冷態(tài)溫度為室 溫。按下式換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的定子繞組相電阻：</p><p>　　式中 ｒ1ref —— 換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)定子繞組的相電阻，Ω；</p><p>　　ｒ1c ——定子繞組的實(shí)際冷態(tài)相電阻，Ω；</p><p>　　θref ——基準(zhǔn)工作溫度 ，對(duì)于E

35、級(jí)絕緣為75℃；</p><p>　　θc ——實(shí)際冷態(tài)時(shí)定子繞組的溫度，℃；</p><p>　　作空載特性曲線：IL、 P0=f(U0L</p><p><b>　　作工作特性曲線：</b></p><p>　　4.由負(fù)載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算工作特性,填入表4-7.</p><p>　　表4-7

36、 U=220V I=100mA</p><p>　　計(jì)算公式為： </p><p><b>　　式中:</b></p><p><b>　　思考題目</b></p><p>　　由空載短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)求

37、取異步電動(dòng)機(jī)的等效電路參數(shù)時(shí)，有哪些因素會(huì)引起誤差？</p><p>　　答：電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行情況下，就是負(fù)載轉(zhuǎn)矩在額定轉(zhuǎn)矩以下情況時(shí)，電動(dòng)機(jī)總能維持負(fù)載轉(zhuǎn)矩與電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的平衡，并且保持轉(zhuǎn)矩變換很小，擔(dān)當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩過大，超過額定轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)仍然要維持轉(zhuǎn)矩平衡，只有將低轉(zhuǎn)速，繼續(xù)提高轉(zhuǎn)矩，（如果轉(zhuǎn)矩超過最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩電機(jī)將堵轉(zhuǎn)）轉(zhuǎn)矩的繼續(xù)提高，必然導(dǎo)致定子電流的升高，從而導(dǎo)致定子繞組發(fā)熱增加，如果持續(xù)大過載，會(huì)造成

38、電動(dòng)機(jī)燒壞。 </p><p>　　2.從短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)我們可以得出什么結(jié)論？</p><p>　　答：在異步電機(jī)的短路試驗(yàn)中，我們測(cè)出的是電機(jī)在堵轉(zhuǎn)時(shí)的線電壓、電流及功率，而由于堵轉(zhuǎn)時(shí)定子電壓通常只有額定值的20%左右，此時(shí)磁通密度很低，鐵芯損耗小，可忽略，即可認(rèn)為測(cè)得功率為定子和轉(zhuǎn)子的銅耗之和，由此可以計(jì)算出堵轉(zhuǎn)時(shí)的每相電阻，根據(jù)電壓電流可以計(jì)算每相阻抗，根據(jù)阻抗和電阻可求的每相

39、漏抗</p><p>　　由直接負(fù)載法測(cè)得電機(jī)效率和用損耗分析法求得的電機(jī)效率各有哪些因素引起誤差？</p><p>　　答：直接負(fù)載法測(cè)量輸入功率和輸出軸功率，電壓，電流互感器誤差，測(cè)量?jī)x器誤差造成輸入功率誤差；轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的誤差引起輸出功率誤差。</p><p>　　損耗分析法需要做空載試驗(yàn)、負(fù)載試驗(yàn)、計(jì)算鐵耗，機(jī)械耗，銅耗后才能求出效率，誤差積累就很大。&l

40、t;/p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)總結(jié)</b></p><p>　　一周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。</p><

41、p>　　課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過程．”千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．</p><p>　　在此感謝我們的**老師，嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路

42、給予我無盡的啟迪；這次設(shè)計(jì)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細(xì)心指導(dǎo)。而您開朗的個(gè)性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很順利的完成了這次課程設(shè)計(jì)。 </p><p>　　由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師們多多指教,我十分樂意接受你們的批評(píng)與指正，本人將萬分感謝。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p&g

43、t;　　[1]閻國(guó)華主編，三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行速查表[D].機(jī)械工業(yè)出版社，2000:35-37.</p><p>　　[2]陳世坤，機(jī)械設(shè)計(jì)[D].機(jī)械工業(yè)出版社.1982.263-280.</p><p>　　[3]秦和主編，“三項(xiàng)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的說明與討論”，中小型電機(jī)技術(shù)情報(bào)[D]，1977第二期：38-56.</p><p>　　[4]魏斌貴.電機(jī)與拖動(dòng)