畢業(yè)論文---交流異步電動機的參數(shù)及機械特性的測量

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文所研究的是交流異步電動機的參數(shù)及機械特性的測量。交流異步電動機是各行各業(yè)中使用最廣泛的電動機。因為其構造簡單，運行可靠，效率較高，價格低廉以成為各種輕、重工業(yè)企業(yè)不可缺少的機電設備。從廣義上講電動機就是電能轉(zhuǎn)化成機械能的機電設備。在它的發(fā)展歷程中，經(jīng)歷了漫長的時期。電動機的總類也繁多，按用途可分為驅(qū)動用電動機和控制用電動機；

2、按轉(zhuǎn)子的結構又可分為鼠籠式電動機和線繞式電動機等等。由于各種電動機的參數(shù)有所不同，使用時的選擇性也較多。因此在使用電動機之前，了解其參數(shù)及機械特性對正確使用電動機和提高電動機的使用率都是十分必要的。在本次畢業(yè)設計中我所選用的是實驗室某交流異步電動機為標準來進行實驗要求的測定和計算。</p><p>　　關鍵詞：交流異步電動機；參數(shù)；機械特性</p><p><b>　　Abstr

3、act</b></p><p>　　This paper studied the exchange of AC asynchronous motor parameters and the measurement of mechanical properties. AC asynchronous motor is the most widely used in various sectors of th

4、e motor. Because of its simple structure, reliable operation, high efficiency and low prices to a variety of light and heavy industrial enterprises of the electrical and mechanical equipment indispensable. In broad terms

5、 the motor is converted into mechanical energy of the electrical and mechanical equipment. In th</p><p>　　Key words: AC induction motor; parameters; mechanical properties</p><p><b>　　‘<

6、/b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　1.1交流異步電動機的應用及優(yōu)點1</p><p>　　1.2國內(nèi)外發(fā)展概況2</p><p><b>　　2總體設計方案4</b

7、></p><p>　　3電路及相關設備簡介6</p><p>　　3.1交流異步電動機6</p><p>　　3.1.1交流異步電動機的結構及各部分的作用6</p><p>　　3.1.2交流異步電動機的工作原理6</p><p>　　3.1.3交流異步電動機的機械特性8</p><

8、;p>　　3.1.4交流異步電動機的保護電路8</p><p>　　3.1.5交流異步電動機的控制12</p><p>　　3.1.6變壓器12</p><p>　　3.1.7三相調(diào)壓器14</p><p>　　3.1.8電樞反應16</p><p>　　3.2直流電動機17</p>&

9、lt;p>　　3.2.1直流電動機的構造17</p><p>　　3.2.2直流電動機工作原理17</p><p>　　3.2.3直流電動機的特點18</p><p>　　3.2.4直流電動機四種勵磁方式各及自的特點18</p><p>　　3.2.5兩個定理與兩個定則18</p><p>　　3.2.

10、6整流濾波20</p><p>　　3.3儀器儀表20</p><p>　　3.3.1電橋20</p><p>　　3.3.2功率表21</p><p>　　3.3.3轉(zhuǎn)速表21</p><p>　　4電動機的參數(shù)及機械特性測量23</p><p>　　4.1實驗設備23</

11、p><p>　　4.2實驗步驟26</p><p>　　4.2.1靜態(tài)法26</p><p>　　4.2.2直流電壓法26</p><p>　　4.2.3電橋法27</p><p>　　4.2.4堵轉(zhuǎn)試驗27</p><p>　　4.2.5機械特性測量28</p><

12、p>　　5測量數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)誤差分析32</p><p>　　5.1測量數(shù)據(jù)32</p><p>　　5.2數(shù)據(jù)及誤差分析34</p><p>　　5.2.1二瓦特計法測功率分析34</p><p>　　5.2.2.數(shù)據(jù)分析35</p><p>　　5.2.3誤差分析35</p><p

13、>　　5.3調(diào)試分析35</p><p><b>　　結論37</b></p><p><b>　　致謝38</b></p><p><b>　　參獻考文39</b></p><p><b>　　1緒論</b></p><

14、p>　　1.1交流異步電動機的應用及優(yōu)點</p><p>　　電能是現(xiàn)代社會最主要的能源之一，電機是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的設備。在機械、冶金、石油、煤炭、化學、航空、交通、農(nóng)業(yè)以及其他各種工業(yè)中，電動機被廣泛的應用著。隨著工業(yè)自動化程度不斷提高，需要采用各種各樣的控制電動機作為自動化系統(tǒng)的元件，人造衛(wèi)星的自動控制系統(tǒng)中，電機也是不可缺少的。此外在國防、文教、醫(yī)療及日常生活中（現(xiàn)代化的家電工業(yè)中）電機愈來愈廣泛

15、的應用起來。</p><p>　　各種電動機中應用最廣的是交流異步電動機（又稱感應電動機）。它使用方便、運行可靠、價格低廉、結構牢固，但功率因數(shù)較低，調(diào)速也較困難。大容量低轉(zhuǎn)速的動力機常用同步電動機。同步電動機不但功率因數(shù)高，而且其轉(zhuǎn)速與負載大小無關，只決定于電網(wǎng)頻率。工作較穩(wěn)定。在要求寬范圍調(diào)速的場合多用直流電動機。但它有換向器，結構復雜，價格昂貴，維護困難，不適于惡劣環(huán)境。20世紀70年代以后，隨著電力電子技

16、術的發(fā)展，交流電動機的調(diào)速技術漸趨成熟，設備價格日益降低，已開始得到應用 。電動機在規(guī)定工作制式（連續(xù)式、短時運行制、斷續(xù)周期運行制）下所能承擔而不至引起電機過熱的最大輸出機械功率稱為它的額定功率，使用時需注意銘牌上的規(guī)定。</p><p>　　電動機運行時需注意使其負載的特性與電機的特性相匹配，避免出現(xiàn)飛車或停轉(zhuǎn)。電動機的調(diào)速方法很多，能適應不同生產(chǎn)機械速度變化的要求。一般電動機調(diào)速時其輸出功率會隨轉(zhuǎn)速而變化。

17、從能量消耗的角度看，調(diào)速大致可分兩種：1保持輸入功率不變。通過改變調(diào)速裝置的能量消耗，調(diào)節(jié)輸出功率以調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。2控制電動機輸入功率以調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。</p><p>　　在現(xiàn)實當中交流異步電動機的種類和型號越來越多，而且各種機械電子設備和家用電器等所需要的電機型號也不同，因此在選用交流異步電動機之前了解其參數(shù)和機械特性是十分必要的。在畢業(yè)設計中，所選擇的課題是《交流異步電動機的參數(shù)及機械特性的測量》，我

18、選用的是實驗室的某臺鼠籠式交流異步電動機為測試對象，以進行所需要實驗數(shù)據(jù)的測定和計算。</p><p>　　1.2國內(nèi)外發(fā)展概況</p><p>　　在1821年英國科學家法拉第首先證明可以把電力轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動。最先制成電動機的人，據(jù)說是德國的雅可比。他于1834年前后制成了一種簡單的裝置：在兩個U型電磁鐵中間，安裝一個六臂輪，每臂帶兩根棒型磁鐵。通電后，棒型磁鐵與U型磁鐵之間產(chǎn)生相互吸引

19、和排斥作用，帶動輪軸轉(zhuǎn)動。后來，雅可比做了一個大型的裝置，并安裝在小艇上，用320個丹尼爾電池供電，1838年小艇在易北河上首次航行，時速只有2.2km/h。與此同時，美國的達文波特也成功地制出了驅(qū)動印刷機的電動機，印刷過美國電學期刊《電磁和機械情報》。但這兩種電動機都沒有多大商業(yè)價值，用電池作電源，成本太大、不實用。</p><p>　　直到第一臺實用直流發(fā)動機問世，電動機才行了廣泛應用。1870年比利時工程師

20、格拉姆發(fā)明了直流發(fā)電機，在設計上，直流發(fā)電機和電動機很相似。后來，格拉姆證明向直流發(fā)動機輸入電流，其轉(zhuǎn)子會象電動機一樣旋轉(zhuǎn)。于是，這種格拉姆型電動機大量制造出來。效率也不斷提高。與此同時，德國的西門子接制造更好的發(fā)電機，并著手研究由電動機驅(qū)動的車輛，于是西門子公司制成了世界電車。1879年，在柏林工業(yè)展覽會上，西門子公司不冒煙的電車贏得觀眾的一片喝彩。西門子電機車當時只有3馬力，后來美國發(fā)明大王愛迪生試驗的電機車已達12—15馬力。但當

21、時的電動機全是直流電機，只限于驅(qū)動電車。</p><p>　　1888年南斯拉夫出生的美國發(fā)明家特斯拉發(fā)明了交流電動機。它是根據(jù)電磁感應原理制成，又稱感應電動機，這種電動機結構簡單，使用交流電，無需整流，無火花，因此被廣泛應用于工業(yè)的家庭電器中，交流電動機通常用三相交流供電。</p><p>　　1902年瑞典工程師丹尼爾森首先提出同步電動機構想。同步電動機工作原理同感應電動機一樣，由定子

22、產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，便轉(zhuǎn)子繞組用直流供電，轉(zhuǎn)速固定不變，不受負載影響。因此同步電動機特別適用于鐘表，電唱機和磁帶錄音機。</p><p>　　直流電動機是直流激磁，工作特性接其激磁繞組的接線方式不同而有區(qū)別。串激電動機起動轉(zhuǎn)矩大，適用于牽引和起重，并激電動機轉(zhuǎn)速隨負載大小而變動較小，且可以調(diào)節(jié)，可用為定速或調(diào)速之用，復激電動機兼有以上兩種激磁方式發(fā)動機的特性。</p><p>　　交流換向器電動

23、機，即轉(zhuǎn)子具有換向器的交流電動機。因它既可用于交流 又可用于直流，故稱作交直流兩用電動機或通用電動機，多用于家用電器。</p><p>　　電動機作為重要的動力裝置，已被廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、國防軍事設施以及日常生活中。直流電動機其調(diào)速在過去一直占統(tǒng)治地位，但由于本身結構原因，例如換向器的機械強度不高，電刷易于磨損等，遠遠不能適應現(xiàn)代生產(chǎn)向高速大容量化發(fā)展的要求。而交流電動機，由于其結構簡單、制造方便、價

24、格低廉，而且堅固耐用，慣量小，運行可靠等優(yōu)勢，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了極廣泛的應用，也正在發(fā)揮著越來越重要的作用。</p><p><b>　　2總體設計方案</b></p><p>　　本次畢業(yè)設計中需要完成的是通過經(jīng)典的測試方法測量交流異步電動機的參數(shù)及機械特性，并以實驗室某一型號交流異步電動機為測量對象。</p><p>　　一．測量電動機的參

25、數(shù)，分別通過直流法、交流法、電橋法測量及堵轉(zhuǎn)實驗。</p><p>　　二．測量電動機的機械特性，通過D-F系統(tǒng)對電動機在空載和加載情況下分別測量和計算，并繪制其機械特性曲線。</p><p>　　三．除交流電動機外還涉及到直流電動機、三相調(diào)壓器、單相調(diào)壓器、整流濾波、電橋、使用功率表、轉(zhuǎn)速表等儀器儀表及相關內(nèi)容。</p><p>　　電動機參數(shù)的測量如圖2.1。&

26、lt;/p><p>　　圖2.1交流電動機的參數(shù)測量</p><p>　　D-F系統(tǒng)測量電動機空載和加載時的械特性如圖2.2。</p><p>　　圖2.2 D-F系統(tǒng)測量電動機的機械特性</p><p>　　3電路及相關設備簡介</p><p>　　3.1交流異步電動機</p><p>　　3.1

27、.1交流異步電動機的結構及各部分的作用</p><p>　　一般電動機主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，定子是靜止不動的部分，轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)部分，在定子與轉(zhuǎn)子之間有一定的氣隙。另外還有端蓋、風扇、罩殼、機座、接線盒等。</p><p>　　定子的作用是用來產(chǎn)生磁場和作電動機的機械支撐。電動機的定子由定子鐵心、定子繞組和機座三部分組成。定子繞組鑲嵌在定子鐵心中，通過電流時產(chǎn)生感應電動勢，實現(xiàn)電能量轉(zhuǎn)換

28、。機座的作用主要是固定和支撐定子鐵心。電動機運行時，因內(nèi)部損耗而發(fā)生的熱量通過鐵心傳給機座，再由機座表面散發(fā)到周圍空氣中。為了增加散熱面積，一般電動機在機座外表面設計為散熱片狀。電動機的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵心也是作為電動機磁路的一部分。轉(zhuǎn)子繞組的作用是感應電動勢，通過電流而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)軸是支撐轉(zhuǎn)子的重量，傳遞轉(zhuǎn)矩，輸出機械功率的主要部件。</p><p>　　圖3.1鼠籠式交流異步電動機

29、結構</p><p>　　3.1.2交流異步電動機的工作原理</p><p><b>　　1．旋轉(zhuǎn)磁場</b></p><p>　　定子三相繞組通入三相交流電即可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。當三相電流不斷地隨時間變化時，所建立的合成磁場也不斷地在空間旋轉(zhuǎn)，如圖3.2所示。旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向與三相電流的相序一致，任意調(diào)換兩根電源進線，則旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)。</

30、p><p><b>　　圖3.2旋轉(zhuǎn)磁場</b></p><p>　　若定子每相繞組由P個線圈串聯(lián)，繞組的始端之間互差360°/P，將形成P對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。</p><p>　　旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）可用下式表示：n=60f/P。</p><p>　　定子旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)切割轉(zhuǎn)子繞組，轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應電動勢，其方

31、向由“右手螺旋定則”確定。由于轉(zhuǎn)子繞組自身閉合，便有電流流過，并假定電流方向與電動勢方向相同，如圖3.3：</p><p><b>　　圖3.3電磁力產(chǎn)生</b></p><p>　　轉(zhuǎn)子繞組感應電流在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生電磁力，其方向由“左手螺旋定則”判斷。該力對轉(zhuǎn)軸形成轉(zhuǎn)矩(稱電磁轉(zhuǎn)矩)，并可見，它的方向與定子旋轉(zhuǎn)磁場(即電流相序)一致，于是，電動機在電磁轉(zhuǎn)矩

32、的驅(qū)動下，順著旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)，且一定有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。有轉(zhuǎn)速差是異步電動機旋轉(zhuǎn)的必要條件，異步的名稱也由此而來。</p><p>　　電動機長期穩(wěn)定運行時，電磁轉(zhuǎn)矩T和機械負載轉(zhuǎn)矩T2相等，即T=T2。</p><p><b>　　2．轉(zhuǎn)差率</b></p><p>　　旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。描

33、述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速相差的程度。</p><p>　　3.1.3交流異步電動機的機械特性</p><p>　　電動機的機械特性是指電動機的轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)矩T的關系,機械特性是電動機力學性能的主要表現(xiàn)。</p><p>　　T-S的曲線圖如下力圖左；T-n的曲線圖如下圖右，即為電動機的機械特性曲線。</p><p><b>　　圖3.

34、4機械特性圖</b></p><p>　　在機械特性圖中，存在兩個工作區(qū)：穩(wěn)定運行區(qū)和不穩(wěn)定運行區(qū)。在機械特性曲線的AB段，當復的損壞，還有可能導致觸電、火災等危險。短路保護應該滿足以下要求：一是必須在很短的時間內(nèi)切斷電源；二是當電機正常啟動、制動時，保護裝置不應誤動作。</p><p>　　常用的短路保作用在電動機軸上的負載轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化時，電動機能適應負載的變化而自動調(diào)節(jié)達到

35、穩(wěn)定運行，故為穩(wěn)定區(qū)。機械特性曲線的BC段，因電動機工作在該區(qū)段時其電磁轉(zhuǎn)矩不能自動適應負載轉(zhuǎn)矩的變化，故為不穩(wěn)定區(qū)。</p><p>　　3.1.4交流異步電動機的保護電路</p><p><b>　　1．短路保護</b></p><p>　　短路是由于絕緣損壞、接線錯誤等原因?qū)е码娏鲝姆钦Ｂ窂搅鬟^的現(xiàn)象。瞬時短路電流可能達到電機額定電流的

36、幾十倍甚至上百倍，如果不能及時切斷電源，則有可能造成電機不可修護裝置有熔斷器和斷路器。</p><p><b>　　2．過流保護</b></p><p>　　過電流是指電動機的工作電流超過其額定值，如果時間久了，就會使電機過熱損壞電機，因此需要采取保護措施。</p><p>　　過電流時，電流仍由正常路徑流通，其值比短路電流值要小。過電流一般是

37、由于負載過大或是啟動不正確。為了避免影響電動機正常工作，過電流保護動作值應該比正常啟動電流略大一些。</p><p>　　過電流保護也要求保護裝置能瞬時動作。過電流保護一般采用過電流繼電器。</p><p><b>　　3．過載保護</b></p><p>　　電動機過載是指其工作電流超過額定值使繞組過熱。引起過載的原因很多，如負載的突然增加、

38、電源電壓降低、電動機軸承磨損等。</p><p>　　過載與過流類似，但也有差別。主要的不同在于動作效應的不同。過電流是由電磁效應來引發(fā)保護裝置動作，針對電流的瞬時大小；而過載保護則是由電流的熱效應，即電流對時間的累積結果來引發(fā)保護裝置動作。一般情況下同一電路中，過載保護動作電流值要比過電流小，而這兩者又均比上面提到的短路保護動作電流值小。值得注意的是，短路保護、過電流保護和過載保護是不能互相代替的。</p

39、><p>　　過載保護應采用熱繼電器或電動機保護器作為保護元件。</p><p><b>　　4．失壓保護</b></p><p>　　如果電動機在正常工作時突然掉電，那么在電源電壓恢復時，就可能自行啟動，造成人身事故或機械設備損壞。為防止電壓恢復時電動機的自行啟動或電器元件自行投入工作而設置的保護，稱為失壓保護。采用接觸器和按鈕控制電動機的啟動制

40、動就具有失壓保護功能。如果正常工作中電網(wǎng)電壓消失，接觸器會自動釋放而切斷電動機電源。</p><p><b>　　5．欠壓保護</b></p><p>　　電動機或電器元件在有些應用場合，當電網(wǎng)電壓降到額定電壓的60%－80%時，就要求能自動切除電源而停止工作，這種保護稱為欠電壓保護。電動機在電網(wǎng)電壓降低時，其轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩都將降低甚至堵轉(zhuǎn)。在負載一定的情況下，一方面電動

41、機電流增大，而其增加幅度還不足以使熔斷器和熱繼電器動作，因此必須要采取欠壓保護措施。</p><p>　　除了利用接觸器本身的欠電壓保護作用之外，還可以采用低壓斷路器或?qū)ｉT的電磁式電壓繼電器來進行欠電壓保護，其方法是將電壓繼電器線圈跨接在電源上，其動合觸頭串接在接觸器控制回路中。當電網(wǎng)電壓低于指定值時，電壓繼電器動作使接觸器釋放。</p><p><b>　　6．過壓保護<

42、/b></p><p>　　當由于某種原因使得電動機電源電壓超過其額定值時，電動機的定子電流增大，使電動機發(fā)熱增多，時間久了就會造成電動機損壞。如果電壓比額定值高很多，則電動機定子電流就會超出額定值許多而可能燒壞電機。因此，需要進行過電壓保護。</p><p>　　最常見的過電壓保護裝置是過電壓繼電器。電源電壓一旦過高，過電壓繼電器的常閉觸頭就立即動作，從而控制接觸器及時斷開電源。過

43、電壓繼電器的動作電壓整定值一般可為電動機額定電壓的1.05－1.2倍。</p><p><b>　　7．斷相保護</b></p><p>　　異步電動機在正常運行時，如果電源任一相突然斷路，電動機就處于斷相運行。此時電動機實際上是在單相電源下運行，電動機定子電流會增大，轉(zhuǎn)速要下降甚至會堵轉(zhuǎn)，時間一長就會燒壞電機。實踐表明，斷相運行是使電動機損壞的主要原因之一，因此應進

44、行斷相保護。</p><p>　　引起電動機斷相運行的原因很多，如熔斷器一相熔體燒斷，電動機繞組一相斷路、一相接觸不良或松脫，電源一相線路斷開等，其中尤以熔斷器一相燒斷的情況最為常見。斷相運行時，線路電流和電動機繞組連接因斷相形式不同而不同；電動機負載越大，故障電流也越大。斷相運行時，通?？梢愿鶕?jù)電流或電壓發(fā)生的變化特征檢測出斷相信號來構成斷相保護裝置。</p><p>　　斷相保護有很多

45、方法，如用帶斷相保護的熱繼電器，采用電壓繼電器，采用欠電流繼電器，斷絲電壓保護，采用專門為斷相運行而設計的斷相保護繼電器。</p><p><b>　　8.相序保護</b></p><p>　　一般情況下，電動機工作的接線順序是有規(guī)定的，如果由于某種原因，導致相序發(fā)生錯亂，電動機將無法正常工作甚至損壞。相序保護就是為了防止這類事故發(fā)生。</p><

46、p>　　相序保護可采用相序繼電器，當電路中相序與指定相序不符時，相序繼電器將觸發(fā)動作，切斷控制電路的電源從而達到切斷電動機電源、保護電動機的目的。</p><p><b>　　9．溫度保護</b></p><p>　　在電動機電流沒有超過額定值時，由于通風不良、環(huán)境溫度過高、啟動次數(shù)過于頻繁等原因，電動機也會過熱。這種情況下用以上的過流保護或過載保護都不能解決問

47、題，因此需要直接反映溫度變化的熱保護器。</p><p>　　溫度保護通?？刹捎脺囟壤^電器。溫度繼電器主要有雙金屬片和熱敏電阻式兩種，它們都被直接埋置在發(fā)熱部位。</p><p>　　溫度保護與過載保護都是利用溫度來觸發(fā)保護，但并不完全相同。過載保護是因為電流長時間超出額定值使得繼電器升溫觸發(fā)保護；而溫度保護是由于散熱不良，環(huán)境溫度過高等因素使得電機過熱從而觸發(fā)保護。溫度保護被觸發(fā)時，電動

48、機中的電流值有可能是正常的，因此過載保護不一定會起作用。溫度保護與過載保護也是不能互相替代的。</p><p><b>　　10．漏電保護</b></p><p>　　為了防止直接接觸電擊事故和間接接觸電擊事故，防止電氣線路或電氣設備接地故障引起電氣火災和電氣設備損壞事故，低壓配電系統(tǒng)應該具有漏電保護裝置。</p><p>　　漏電保護根據(jù)工作

49、零線是否穿過電流感應器，分為零序電流保護和剩余電流保護。零序電流保護與剩余電流保護的基本原理都是基于基爾霍夫電流定律：流入電路中任一節(jié)點的復電流的代數(shù)和等于零。不同之處是，零序電流保護檢測的是各相線中電流的矢量和，而剩余電流保護檢測的是各相線還有零線中的電流矢量和。</p><p>　　理論上來說，三相線負載平衡且電路正常工作的情況下，各相線電流矢量和應該為零。但是在實際的產(chǎn)品制造中，由于生產(chǎn)工藝、使用條件及電源

50、品質(zhì)等因素的制約，理想的三相完全平衡的負載不大可能存在，其三相電流的矢量和不為零而且很容易達到漏電保護器的動作電流值例如30mA。因此，“負載三相平衡”這個概念只具理論意義。</p><p>　　3.1.5交流異步電動機的控制</p><p><b>　　1. 啟動控制</b></p><p>　　三相異步電動機從接通電源開始運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)

51、速逐漸上升直到穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)，這一過程稱為啟動。按照啟動方式不同，它可以分為直接啟動和降壓啟動。</p><p>　　直接啟動的啟動電流大，對供電變壓器影響較大，容量較大的鼠籠異步電動機一般都采用降壓啟動。降壓啟動就是將電源電壓適當降低后，再加到電動機的定子繞組上進行啟動，待電機啟動結束或?qū)⒁Y束時，再使電動機的電壓恢復到額定值。這樣做的目的主要是為了減小啟動電流，但是因為降壓，電動機的啟動轉(zhuǎn)矩也將降低。因此，降壓

52、啟動僅適用于空載或輕載啟動。</p><p><b>　　2. 正反轉(zhuǎn)控制</b></p><p>　　根據(jù)電機學原理，只要把接到三相異步電動機的三相交流電源線中的任意兩相對調(diào)，即可以實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。</p><p>　　正反轉(zhuǎn)控制方法主要有以下四種：手動控制、接觸器互鎖控制、按鈕互鎖控制、接觸器與按鈕雙重互鎖控制。</p>

53、<p><b>　　3. 制動控制</b></p><p>　　三相電動機在切斷電源后，由于慣性，總要經(jīng)過一段時間才能完全停止。有時候，要求電機在斷電后能迅速停止運轉(zhuǎn)，這就需要對電動機進行制動。</p><p>　　制動方法大致可分機械制動和電氣制動兩類。常用的機械制動裝置有電磁抱閘和電磁離合器兩種。電氣制方法有反接制動、能耗制動、回饋制動和電容制

54、動等。</p><p><b>　　4. 變頻調(diào)速控制</b></p><p>　　調(diào)速就是指讓電動機在同一負載下能得到不同的轉(zhuǎn)速，以滿足實際需要。改變電動機轉(zhuǎn)速有三種可能：一是變頻調(diào)速，二是變極調(diào)速，三是變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。</p><p>　　在交流異步電動機的諸多調(diào)速方法中，變頻調(diào)速的性能最好，其特點是調(diào)速范圍大、穩(wěn)定性好、運行效率高

55、。</p><p><b>　　3.1.6變壓器</b></p><p><b>　　1變壓器的工作原理</b></p><p>　　變壓器是利用電磁感應原理，從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器是電能傳遞或作為信號傳輸?shù)闹匾?，如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5變壓器工

56、作原理</p><p>　　變壓器可將一種電壓的交流電能變換為同頻率的另一種電壓的交流電能，主要部件是一個鐵心和套在鐵心上的兩個繞組。與電源相連的項圈，接受交流電能，稱為一相繞組。與負載相連的項圈，送出交流電能，稱為二次繞組。</p><p><b>　　設：</b></p><p>　　同時交鏈一次，二次繞組的磁通量的相量為Øm，該

57、磁通量稱為主磁通。圖各物理量的參考方向確定。</p><p>　　圖3.6變壓器原理圖</p><p><b>　　2變壓器的結構簡介</b></p><p><b>　　鐵心：</b></p><p>　　鐵心是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高，厚度為 0.35 或 0.5 mm，表面涂有

58、絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成，鐵心分為鐵心柱和鐵軛倆部分，鐵心柱套有繞組；鐵軛閉合磁路之用，鐵心結構的基本形式有心式和殼式兩種。</p><p><b>　　繞組：</b></p><p>　　繞組是變壓器的電路部分，它是用紙包的絕緣扁線或圓線繞成。</p><p>　　變壓器的基本原理是電磁感應原理，現(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作

59、原理（如上圖）：當一次側(cè)繞組上加上電壓Ú1時，流過電流Í1，在鐵芯中就產(chǎn)生交變磁通Ø1，這些磁通稱為主磁通，在它作用下，兩側(cè)繞組分別感應電勢É1，É2，感應電勢公式為：E=4.44fNØm</p><p>　　式中：E--感應電勢有效值</p><p><b>　　f--頻率</b></p>&

60、lt;p><b>　　N--匝數(shù)</b></p><p>　　Øm--主磁通最大值</p><p>　　由于二次繞組與一次繞組匝數(shù)不同，感應電勢E1和E2大小也不同，當略去內(nèi)阻抗壓降后，電壓Ú1和Ú2大小也就不同。</p><p>　　當變壓器二次側(cè)空載時，一次側(cè)僅流過主磁通的電流（Í0），這個電流

61、稱為激磁電流。當二次側(cè)加負載流過負載電流Í2時，也在鐵芯中產(chǎn)生磁通，力圖改變主磁通，但一次電壓不變時，主磁通是不變的，一次側(cè)就要流過兩部分電流，一部分為激磁電流Í0，一部分為用來平衡Í2，所以這部分電流隨著Í2變化而變化。當電流乘以匝數(shù)時，就是磁勢。</p><p>　　上述的平衡作用實質(zhì)上是磁勢平衡作用，變壓器就是通過磁勢平衡作用實現(xiàn)了一、二次側(cè)的能量傳遞。</p&

62、gt;<p>　　3.1.7三相調(diào)壓器</p><p><b>　　1簡介</b></p><p>　　“三相調(diào)壓器”又稱“晶閘管電力調(diào)整器”“可控硅電力調(diào)整器”或簡稱“電力調(diào)整器”。</p><p>　　“晶閘管”又稱“可控硅”（SCR）是一種四層三端半導體器件，把它接在電源和負載中間，配上相應的觸發(fā)控制電路板，就可以調(diào)整加到負

63、載上的電壓、電流和功率。</p><p>　　“晶閘管調(diào)整器”主要用于各種電加熱裝置（如電熱工業(yè)窯爐、電熱干燥機、電熱油爐、各種反應罐、反應釜的電加熱裝置）的加熱功率調(diào)整，既可以“手動”調(diào)整，又可以和電動調(diào)節(jié)儀表、智能調(diào)節(jié)儀表、PLC以及計算機控制系統(tǒng)配合，實現(xiàn)對加熱溫度的恒值或程序控制。</p><p>　　注：三相調(diào)壓器對應三相負載使用。</p><p><

64、;b>　　2三相調(diào)壓器特點</b></p><p>　　“可控硅調(diào)壓器”通過對電壓、電流和功率的精確控制，從而實現(xiàn)精密控溫。并且憑借其先進的數(shù)字控制算法，優(yōu)化了電能使用效率。對節(jié)約電能起了重要作用。</p><p>　　“可控硅調(diào)壓器”采用德國原裝進口：SEMIKRON（西門康 SKKT 系列可控硅模塊），先進的數(shù)字控制技術，改善了電網(wǎng)功率因數(shù)可以有效節(jié)省用電量；具有移相

65、觸發(fā)與過零觸發(fā)。雙重工作模式，撥動選擇開關即可輕松實現(xiàn)轉(zhuǎn)換；多種控制信號輸入：開關量觸點，電流信號：DC4-20 mA、DC0-10 mA，電壓信號：DC1-5 V、DC0-10V；適用于多種類型負載：恒阻性負載、變阻性負載、感性負載（變壓器一次側(cè)）；具有完善的自我檢測，齊全的故障保護功能，確保安全穩(wěn)定運行；輸入、輸出端口均采用光電隔離技術，抗干擾能力強，安全性能高；通訊功能強大標準 Modbus RTU 通信協(xié)議，方便聯(lián)機進行網(wǎng)絡控制

66、；內(nèi)置報警蜂鳴器，無須任何額外接線就能輕松實現(xiàn)聲光報警。</p><p><b>　　3三相調(diào)壓器的應用</b></p><p>　　“三相調(diào)壓器”廣泛應用于以下領域：</p><p>　　電爐工業(yè)：退火爐，烘干爐，淬火爐，燒結爐，坩堝爐，隧道爐，熔爐，箱式電爐，井式電爐，熔化電爐，滾動電爐，真空電爐，臺車電爐，淬火電爐，時效電爐，罩式電爐，氣

67、氛電爐，烘箱，實驗電爐，熱處理，電阻爐，真空爐，網(wǎng)帶爐，高溫爐，窯爐，電爐。 </p><p>　　機械設備：包裝機械，注塑機械，熱縮機械，擠壓機械，食品機械，回火設備，塑料加工，紅外加熱。</p><p>　　玻璃工業(yè)：玻璃纖維，玻璃成型，玻璃融化，玻璃印制，浮法玻璃生產(chǎn)線，退火槽。</p><p>　　汽車工業(yè)：噴涂烘干，熱成型。</p><

68、p>　　節(jié)能照明：隧道照明，路燈照明，攝影照明，舞臺燈光。</p><p>　　化學工業(yè)：蒸餾蒸發(fā)，預熱系統(tǒng)，管道加熱，石油化工，溫度補償。</p><p><b>　　3.1.8電樞反應</b></p><p>　　對稱負載時，電樞磁動勢對主極磁場基波產(chǎn)生的影響，這種現(xiàn)象稱為電樞反應，當電樞繞組中沒有電流通過時，由磁極所形成的磁場稱為主

69、磁場，近似按正弦規(guī)律分布。當電樞繞組中有電流通過時，繞組本身產(chǎn)生一個磁場，稱為電樞磁場。電樞磁場對主磁場的作用將使主磁場發(fā)生畸變。產(chǎn)生電樞反應。</p><p>　　1.純電阻性負載時的電樞反應</p><p>　　電樞磁場的電動勢與電流相位相同，電樞磁場使主磁場發(fā)生畸變，一半加強，一半削弱。</p><p>　　2.純電感性負載時的電樞反應</p>

70、<p>　　電樞磁場的電流滯后于電動勢90度，電樞磁場產(chǎn)生的電動勢與主磁場產(chǎn)生的電動勢方向相反，因此削弱了主磁場電動勢，這就是為什么三相電路中含有電感性元件時電壓下降的原因；這時叫做縱軸去磁電樞反應。</p><p>　　3.純電容性負載時的電樞反應</p><p>　　電樞磁場的電流超前于電動勢90度，因電樞磁場與主磁場成90度，電樞磁場產(chǎn)生的電動勢與主磁場產(chǎn)生的電動勢方向相同

71、，因此加強了主磁場電動勢，這就是為什么三相電路中含有電容性元件時端電壓上升的原因，這時叫做縱軸輔助磁電樞反應。</p><p>　　電樞反應對直流電機的工作影響很大，使磁極半邊的磁場加強；另半邊的磁場減弱，負載越大，電樞反應引起的磁場畸變越強烈，其結果將破壞電樞繞組元件的正常換向，易引起火花，使電機工作條件惡化。同時電樞反應將使極靴尖處磁通密集，造成換向片間的最大電壓過高，也易引起火花甚至造成電機環(huán)火。</

72、p><p>　　削弱電樞反應影響的方法:加裝附加磁極以便使畸變的磁通得以補償。對大型電機，在主磁極的頂部加裝補償繞組可使磁通分布畸變得以修正。</p><p><b>　　3.2直流電動機</b></p><p>　　直流電動機就是將直流電能轉(zhuǎn)換成機械能的電機。</p><p>　　3.2.1直流電動機的構造</p&g

73、t;<p>　　直流電動機分為兩部分：定子與轉(zhuǎn)子。記住定子與轉(zhuǎn)子都是由那幾部分構成的，需要注意的是不要把換向極與換向器弄混淆了。 </p><p>　　定子包括：主磁極，機座，換向極，電刷裝置等。 </p><p>　　轉(zhuǎn)子包括：電樞鐵芯，電樞繞組，換向器，軸和風扇等。</p><p>　　3.2.2直流電動機工作原理</p><p

74、>　　直流電動機大致應用了“通電導體在磁場中受力的作用”的原理，勵磁線圈兩個端線同有相反方向的電流，使整個線圈產(chǎn)生繞軸的扭力，使線圈轉(zhuǎn)動。</p><p>　　要使電樞受到一個方向不變的電磁轉(zhuǎn)矩，關鍵在于：當線圈邊在不同極性的磁極下，如何將流過線圈中的電流方向及時地加以變換， 即進行所謂“換向”。為此必須增添一個叫做換向器的裝置，換向器配合電刷可保證每個極下線圈邊中電流始終是一個方向，就可以使電動機能連續(xù)的

75、旋轉(zhuǎn),這就是直流電動機的工作原理。</p><p>　　圖3.7直流電動機工作原理</p><p>　　3.2.3直流電動機的特點</p><p>　　1.調(diào)速性能好。所謂“調(diào)速性能”，是指電動機在一定負載的條件下，根據(jù)需要，人為地改變電動機的轉(zhuǎn)速。直流電動機可以在重負載條件下，實現(xiàn)均勻、平滑的無級調(diào)速，而且調(diào)速范圍較寬。</p><p>　

76、　2.起動力矩大?？梢跃鶆蚨?jīng)濟地實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。因此，凡是在重負載下起動或要求均勻調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的機械，例如大型可逆軋鋼機、卷揚機、電力機車、電車等，都用直流電動機拖動。</p><p>　　3.2.4直流電動機四種勵磁方式各及自的特點</p><p>　　直流電動機的性能與它的勵磁方式密切相關，通常直流電動機的勵磁方式有四種：直流他勵電動機、直流并勵電動機、直流串勵電動機和直流復勵電動機。掌握

77、四種方式各自的特點： </p><p><b>　　1.直流他勵電動機</b></p><p>　　勵磁繞組與電樞沒有電的聯(lián)系，勵磁電路是由另外直流電源供給的。因此勵磁電流不受電樞端電壓或電樞電流的影響。 </p><p>　　2.直流并勵電動機 </p><p>　　并勵繞組兩端電壓就是電樞兩端電壓，但是勵磁繞組用細導

78、線繞成，其匝數(shù)很多，因此具有較大的電阻，使得通過他的勵磁電流較小。 </p><p><b>　　3.直流串勵電動機</b></p><p>　　勵磁繞組是和電樞串聯(lián)的，所以這種電動機內(nèi)磁場隨著電樞電流的改變有顯著的變化。為了使勵磁繞組中不致引起大的損耗和電壓降，勵磁繞組的電阻越小越好，所以直流串勵電動機通常用較粗的導線繞成，他的匝數(shù)較少。 </p>&

79、lt;p><b>　　4.直流復勵電動機</b></p><p>　　電動機的磁通由兩個繞組內(nèi)的勵磁電流產(chǎn)生。</p><p>　　3.2.5兩個定理與兩個定則</p><p>　　1電磁感應定理在磁場中運動的導體將會感應電勢，若磁場、導體和導體的運動方向三者互相垂直，則作用導體中感應的電勢大小為： e = B·l·v

80、。</p><p>　　圖3.8電勢的方向有右手定則</p><p>　　2電磁力定律 載流導體在磁場中將會受到力的作用，若磁場與載流導體互相垂直 (見下圖)，作用在導體上的電磁力大小為：f = B·l·i。</p><p>　　圖3.9力的方向有左手定則</p><p><b>　　3.2.6整流濾波</

81、b></p><p><b>　　1整流電路</b></p><p>　　二極管具有單向?qū)щ娦?，利用這一特性可以組成整流電路，整流電路是電力電子電路中出現(xiàn)最早的一種，它將交流電變?yōu)橹绷麟姡瑧檬謴V泛，電路形式多種多樣，各具特色。</p><p>　　可從各種角度對整流電路進行分類，主要分類方法有：按組成器件可分為不可控、半控、全控三種；

82、按電路結構可分為橋式電路和零式電路；按交流輸入相數(shù)分為單相電路和多相電路；按變壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，又分為單拍電路和雙拍電路。</p><p><b>　　2濾波電路</b></p><p>　　整流電路的輸出電壓不是純粹的直流，從示波器觀察整流電路的輸出，與直流相差很大，波形中含有較大的脈動成分，稱為紋波。為獲得比較理想的直流電壓，需要利用具有儲能作用的

83、電抗性元件（如電容、電感）組成的濾波電路來濾除整流電路輸出電壓中的脈動成分以獲得直流電壓。</p><p>　　常用的濾波電路有無源濾波和有源濾波兩大類。無源濾波的主要形式有電容濾波、電感濾波和復式濾波(包括倒L型、LC濾波、LCπ型濾波和RCπ型濾波等)。有源濾波的主要形式是有源RC濾波，也被稱作電子濾波器。直流電中的脈動成分的大小用脈動系數(shù)來表示，此值越大，則濾波器的濾波效果越差。</p>&l

84、t;p>　　脈動系數(shù)(S)=輸出電壓交流分量的基波最大值／輸出電壓的直流分量</p><p>　　半波整流輸出電壓的脈動系數(shù)為S=1.57，全波整流和橋式整流的輸出電壓的脈動系數(shù)S≈O．67。對于全波和橋式整流電路采用C型濾波電路后，其脈動系數(shù)S=1／(4(RLC／T-1)。(T為整流輸出的直流脈動電壓的周期。)</p><p><b>　　3.3儀器儀表</b>

85、;</p><p><b>　　3.3.1電橋</b></p><p><b>　　電橋的概念：</b></p><p>　　用比較法測量各種量（如電阻、電容、電感等）的儀器。最簡單的是由四個支路組成的電路。各支路稱為電橋的“臂”。如圖電路中有一電阻為未知（R2），一對角線中接入直流電源U，另一對角線接入檢流計G?？梢酝ㄟ^

86、調(diào)節(jié)各已知電阻的值使G中無電流通過，則電橋平衡，未知電R2＝R1·R4/R3。常用的有惠登斯電橋和凱爾文電橋。</p><p>　　圖3.10電橋示意圖</p><p><b>　　3.3.2功率表</b></p><p>　　功率表里有兩個線圈，電壓線圈和電流線圈，他們都是利用電磁感應原理，把功率表加到電路中，電路中電壓電流按一定比

87、例感應到功率表的電壓電流線圈側(cè)，這個比例就是我們測量時選擇的功率表檔位(它是電壓線圈變比與電流線圈變比的乘積)。而功率就可以根據(jù)表計顯示值(是電壓線圈感應到的電壓與電流線圈感應到的電流的乘積)乘以檔位得到。</p><p><b>　　3.3.3轉(zhuǎn)速表</b></p><p>　　1轉(zhuǎn)速測量儀表的分類</p><p>　　轉(zhuǎn)速表可分為離心式轉(zhuǎn)速

88、表、磁性轉(zhuǎn)速表、電動式轉(zhuǎn)速表、磁電式轉(zhuǎn)速表、閃光式轉(zhuǎn)速表、電子式轉(zhuǎn)速表六種，具有各自獨特的結構和原理，既代表著不同時期的技術發(fā)展水平，也體現(xiàn)人類認識自然的階段性發(fā)展過程。</p><p><b>　　2離心式轉(zhuǎn)速表</b></p><p>　　畢業(yè)設計中使用的是LZ-30手持式離心轉(zhuǎn)速表，它是利用離心力與拉力的平衡來指示轉(zhuǎn)速。 離心式轉(zhuǎn)速表是最傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)速測量工具，是利

89、用離心力原理的機械式轉(zhuǎn)速表；測量精度一般在1~2級，一般就地安裝。一只優(yōu)良的離心式轉(zhuǎn)速表不但有準確直觀的特點，還具備可靠耐用的優(yōu)點。但是結構比較復雜。</p><p>　　4電動機的參數(shù)及機械特性測量</p><p><b>　　4.1實驗設備</b></p><p>　　1三相交流異步電動機</p><p>　　型號J

90、02-11-4，出品編號00070，0.6KW，380V，1.62A，50HZ，1380RPM，接法：星型 E級絕緣，18KG，標準編號JB742-66，大連電機廠</p><p>　　圖4.1實驗室用交流異步電動機</p><p><b>　　2直流電動機</b></p><p>　　型號Z2-12， 產(chǎn)品編號1005， 結構類型A101，

91、勵磁方式：他，功率：0.6千瓦， 勵磁電壓：110伏， 工作方式：連續(xù)， 電流：3.82安培， 絕緣等級：定子E 電樞A，轉(zhuǎn)速：1500轉(zhuǎn)/分，重量：35公斤，標準編號JB1104-68， 西安電機廠</p><p>　　圖4.2實驗用直流電機</p><p><b>　　3調(diào)壓變壓器</b></p><p>　　型號TDGC，最大電力1KVA

92、，相速1，調(diào)速50~</p><p>　　圖4.3實驗用調(diào)壓變壓器</p><p>　　4單三相兩用調(diào)壓變壓器</p><p>　　TSGC-720型，最大容量20KVA 50~ ，儀器編號88005900，分類編號04100202</p><p><b>　　圖4.4三相調(diào)壓器</b></p><p

93、><b>　　5電機整流電源板</b></p><p>　　統(tǒng)一編號070214238</p><p>　　圖4.5電機整流電源板</p><p><b>　　6轉(zhuǎn)速表</b></p><p>　　手持式離心轉(zhuǎn)速表LZ-30</p><p><b>　　圖4.

94、6轉(zhuǎn)速表</b></p><p><b>　　7功率表</b></p><p><b>　　8電流表</b></p><p><b>　　9實驗用燈箱</b></p><p><b>　　圖4.7實驗用燈箱</b></p><

95、;p><b>　　10電橋</b></p><p><b>　　QS-18型</b></p><p><b>　　4.2實驗步驟</b></p><p><b>　　4.2.1靜態(tài)法</b></p><p>　　在不通電的情況下，用數(shù)字萬用表直接測電

96、動機三相繞組A,B,C中每任意兩相繞組的電阻值,分別記三組數(shù)據(jù)（單位:歐姆）如表4.1。</p><p>　　表4.1靜態(tài)法測量的數(shù)據(jù)</p><p>　　4.2.2直流電壓法</p><p>　　圖4.8通直流電測量</p><p>　　如圖4.8接線，在電動機三相繞組A,B,C的任意兩相繞組上通實驗臺上的15伏特直流電，分別用數(shù)字萬用表

97、測該兩相繞組之間的電壓和電流，記三組數(shù)據(jù)。</p><p>　　表4.2通直流電測量的數(shù)據(jù)</p><p><b>　　4.2.3電橋法</b></p><p>　　通過電橋原理使用實驗室電橋分別測電動機三相繞組A，B，C中任意兩相繞組的電阻值，記三阻數(shù)據(jù)（單位：歐姆）。</p><p>　　表4.3電橋測量的數(shù)據(jù)&l

98、t;/p><p><b>　　4.2.4堵轉(zhuǎn)試驗</b></p><p>　　電機堵轉(zhuǎn)，通過儀器儀表測出某相繞組的功率，電壓，電流，通過公式計算算出電感值。（如圖4.9）</p><p>　　圖4.9堵轉(zhuǎn)試驗電路圖</p><p>　　測量數(shù)據(jù)如表4.4。</p><p>　　表4.4堵轉(zhuǎn)實驗測量數(shù)據(jù)

99、</p><p>　　4.2.5機械特性測量</p><p>　　電動機的機械特性是指電動機的轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)矩T的關系，機械特性分為固有機械特性和人為機械特性。固有機械特性是指異步電動機工作在額定電壓及額定頻率下，電動機按規(guī)定的接線方法接線，定子及轉(zhuǎn)子電路中不外接電阻（電抗或電容）時所獲得的機械特性曲線。異步電動機電磁轉(zhuǎn)矩T的數(shù)值是由某一轉(zhuǎn)速n（或s）下的電源電壓電壓UΦ、電流頻率f1、定子極

100、對數(shù)p、定子及轉(zhuǎn)子電路的電阻及阻抗（R1、R2、X1、X2′）決定的。因此人為地改變這些參數(shù)，就可以得到不同的人為機械特性。機械特性的表達式有（物理表達式）、（參數(shù)表達式）、（實用表達式）和工程計算法。</p><p>　　圖4.10空載測量電路圖</p><p><b>　　空載測量</b></p><p>　　如圖連線，利用三項調(diào)壓器把電壓

101、調(diào)到380V，記錄儀表上顯示的數(shù)據(jù)，通過轉(zhuǎn)速表測得電動機的轉(zhuǎn)速n，再利用三項調(diào)壓器把電壓調(diào)到360V、280V、220V、180V，記錄儀表上的數(shù)據(jù)和用轉(zhuǎn)速表測得轉(zhuǎn)速如表4.4。</p><p>　　表4.4不加負載時的數(shù)據(jù)</p><p>　　圖4.11加負載測量電路圖</p><p><b>　　2.加載測量</b></p>

102、<p>　　如圖接線，利用調(diào)壓變壓器把直流電壓調(diào)到110伏，D-F系統(tǒng)接6盞燈并聯(lián)的燈箱作為負載，通過三項調(diào)壓器把交流電壓調(diào)到380伏，使用轉(zhuǎn)速表測得其轉(zhuǎn)速，從開一盞燈依次開到六盞等，并依次記錄相關數(shù)據(jù)。然后通過三相調(diào)壓器把電壓調(diào)到其它數(shù)值，再依次從一盞燈開到六盞燈并記錄其相關數(shù)據(jù)。</p><p>　　表4.5 380V時依次加負載的數(shù)據(jù)</p><p>　　表4.6 360V

103、時依次加負載的數(shù)據(jù)</p><p>　　表4.7 280V時依次加負載的數(shù)據(jù)</p><p>　　表4.8 220V時依次加負載的數(shù)據(jù)</p><p>　　表4.9 180V時依次加負載的數(shù)據(jù)</p><p>　　5測量數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)誤差分析</p><p><b>　　5.1測量數(shù)據(jù)</b><

104、/p><p>　　通過靜態(tài)法測量三相繞組的電阻值，取平均值數(shù)據(jù)整理如表5.1。</p><p>　　表5.1靜態(tài)法測量數(shù)據(jù)</p><p>　　直流法測量，通實驗臺上15伏特直流電測三組數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律R=U/I計算取平均值三相繞組的電阻如表5.2。</p><p>　　表5.2直流法測量數(shù)據(jù)</p><p>　　根據(jù)電

105、橋原理使用實驗室的電橋分別測量三相繞組的電阻值，取平均值整理如表5.3。</p><p>　　表5.3電橋法測量數(shù)據(jù)</p><p>　　電機堵轉(zhuǎn)實驗，通過測量儀表顯示功率為50瓦特，電壓為60伏特，電流為1.6安培，根據(jù)公式 算出電阻R為19.53歐姆，由阻抗公式，算出阻抗Z為37.5歐，再由公式計算出感抗XL為32.01歐姆，最后根據(jù)公式 計算出電感L為0.102亨如表5.4。<

106、/p><p>　　表5.4堵轉(zhuǎn)實驗數(shù)據(jù)</p><p>　　空載測量，利用三相調(diào)壓器把電壓分別調(diào)出380V、360V、280V、220V、180V。二瓦特計法測量功率其功率為兩個功率表的代數(shù)和，轉(zhuǎn)速n通過轉(zhuǎn)速表測量，根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式分別計算出各個電壓時電動機的轉(zhuǎn)矩如表5.5。</p><p>　　表5.5空載測量時的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　加載測量

107、，利用三項調(diào)壓器把電壓分別調(diào)到380V、360V、280V、220V、180V，通過測量記錄儀器儀表上顯示的相關數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)速n通過轉(zhuǎn)速表測得。根據(jù)功率公式和轉(zhuǎn)矩公式，分別計算出電動機在各個電壓下各個負載下的轉(zhuǎn)矩如表5.6（單位N*m），其機械特性曲線如圖5.1。</p><p>　　表5.6 各電壓下加載測量計算轉(zhuǎn)矩的數(shù)據(jù)</p><p>　　圖5.1電動機加載時的機械特性曲線</p&

108、gt;<p>　　5.2數(shù)據(jù)及誤差分析</p><p>　　5.2.1二瓦特計法測功率分析</p><p>　　從測量功率的角度講可用一表法、兩二法、三表法，在本次畢業(yè)設計中我采用的是二表法（即二瓦特計法）。其原理為在一個三相系統(tǒng)中,任何一相都可以成為另一相的參考點。Y型接法通常選擇中性點作為參考點，即便是三相三線制也將中性點作為參考點。Y型接法的好處是每一相的電壓、電流和功

109、率都可以獨立測量。如果將三相中的某一相作為參考點，就可以用兩只瓦特計測量整個三相系統(tǒng)的功率（如圖）。</p><p>　　圖5.2 二瓦特計法測功率</p><p>　　因此，在畢業(yè)設計中只需要使用兩塊功率表，若只用一塊表就分別測量兩相繞組的功率，通過公式得出。</p><p>　　5.2.2.數(shù)據(jù)分析</p><p>　　在畢業(yè)設計中通過觀

110、察測量的數(shù)據(jù)和機械特性曲線發(fā)現(xiàn)電動機的參數(shù)存在一定的關系。</p><p>　　1在各個電壓下依次加負載電動機的轉(zhuǎn)速都降低，但降低的很小。</p><p>　　2負載不變時，當電流增大時，轉(zhuǎn)速n減小，轉(zhuǎn)矩T增大。</p><p>　　3負載不變時，當轉(zhuǎn)速增大時，電壓U增大，轉(zhuǎn)矩T減小。</p><p><b>　　5.2.3誤差分析

111、</b></p><p>　　數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差有如下原因：</p><p>　　1金屬表面由于氧化原因造成的測量誤差。</p><p>　　2測量使用的儀器儀表由于刻度相對較大造成的讀數(shù)誤差。</p><p>　　3觀測儀器儀表讀數(shù)時觀測的角度不同造成的讀數(shù)誤差。</p><p>　　4計算時由于小數(shù)部分不能精

112、確的原因產(chǎn)生的計算誤差。</p><p>　　通過多次測量取平均值的方法可減小誤差，但誤差是不可避免的。</p><p><b>　　5.3調(diào)試分析</b></p><p>　　在畢業(yè)設計中，由于操作等原因遇到了如下問題。</p><p>　　1在某一次測量中，電流表沒有讀數(shù)，在同學的幫助下反復檢查電路結果發(fā)現(xiàn)是電流表的

113、正負極接反了造成的，而且差點造成了電流表的損壞。再測量時把正負極接對，讀數(shù)正常問題解決。</p><p>　　2在用功率表測量電動機機械特性時功率表的讀數(shù)很小，幾乎不能讀數(shù)。在老師的指點下發(fā)現(xiàn)是功率表的檔位調(diào)的太大的原因，把表調(diào)到合理的檔位測量問題得以解決。</p><p>　　3堵轉(zhuǎn)實驗中由于把電動機堵轉(zhuǎn)用的鉗子沒有掐緊造成實驗無法進行，自己發(fā)現(xiàn)及時調(diào)整得以解決。</p>

114、<p><b>　　結論</b></p><p>　　在本次畢業(yè)設計中，我所選擇的題目是《交流異步電機的參數(shù)及機械特性的測定》，雖然這個課題有一定的難度，而且需要使用的儀器儀表和動手操作的部分都較多，但還是在老師的悉心指導下經(jīng)過十九周的認真實驗，完成了畢業(yè)設計，任務所要求測量和計算的數(shù)據(jù)的全得出，基本上符合本次課題的要求。</p><p>　　能量動力是發(fā)展

115、程度的標志。發(fā)電機、電動機使人類社會發(fā)展中脫離了人力畜力及水力火力的現(xiàn)場，是生產(chǎn)力發(fā)展的巨大動力源，是電力工業(yè)成為可能的基礎，支撐著現(xiàn)代生活的方方面面。</p><p>　　直流電機調(diào)速性能優(yōu)越，易平滑調(diào)速，這個是交流電機無法取代的直流電動機過載能力較強，熱動和制動轉(zhuǎn)矩較大。但是直流電機換向困難，還會產(chǎn)生火花，壽命短，要經(jīng)常維護，使用場合受到限制，價格也貴一些所以很多地方都用交流電機取代了。交流電機沒有碳刷及整流

116、子，免維護、堅固、應用廣，但特性上若要達到相當于直流電機的性能須用復雜控制技術才能達到。交流電動機分為異步電動機和同步電動機兩類。異步電動機按照定子相數(shù)的不同分為單相異步電動機、兩相異步電動機和三相異步電動機。相比來說三相異步電動機擁有結構簡單，運行可靠，成本低廉，過載能力強，操作簡單，易于控制等等的優(yōu)點，在必將工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。 </p><p>　　通過十九周的畢業(yè)設計使我更加了解了交流異步電動機在工業(yè)