异步电机实验报告
四川大学电气信息学院
实 验 报 告 书
课程名称： 实验项目：专业班组：实验时间：成绩评定：评阅教师：报告撰写：
电气工程及其自动化105，109班
电机学老师：曾成碧
三相异步电动机的空载及堵转实验
一．实验目的
1.掌握异步电动机空载和堵转实验方法及测试技术。
2.通过空载及堵转实验数据求取异步电动机的铁耗和机械损耗。 3.通过空载及堵转实验数据求取异步电动机的各参数 二．问题思考：
1.试就下列几个方面与变压器相比较，有何相同与相异之处？ （1）空载运行状况及转子堵转状况。 （2）空载运行时的cosϕ0，I0，P0。 （3）转子堵转实验时测得的Xk=X1+X2'。
答：变压器空载运行是指二次侧绕组开路时的变压的运行状态，此时二次侧绕组电流i2=0，空载电流的无功分量远大于有功分量，所以电流大多用于励磁。等效电路如下图： ∙
rm xm
异步电机的空载运行状况实际中并不存在，因为空载运行是指输出的机械功率为零，也就是转差率s=0，转子侧电流为0，转子转速n与旋转磁场的转速n1相同，这种情况下转子不受磁场力，所以不可能存在。实际中的空载是指轻载，即
s≈0，n≈n1，i2≈0，输出功率P2=0，Pm=pm+p
s≈0。等效电路
可近似看为： ∙ rm xm
异步电机堵转的时候转子侧三相绕组断路，转子堵住不动，定子侧接三相交流电
r2，,
=r2源，此时因为转子不转，转子侧输出功率为零，电流较大，二次侧等效电阻s
最小等效电路如下图所示：
∙
∙，
I 与变压器短路试验运行时等效电路类似。变压器短路运行时等效电路如下：
∙
I，
∙
在变压器中，Xk的值等于一次侧漏抗和二次侧漏抗折算到一次侧的和
，
x1σ+x，xx2σ，在异步电机中1,2分别是定子电流产生的磁场在定子侧的漏电抗
和转子侧感应电流产生的磁场在转子侧的漏电抗。
在变压器中，x1σ和x2σ近似相等，但远小于xm，在异步电动机中，x1和x2要根据定、转子实际材料，接线方式确定。其值要小于xm。
2 在用两瓦法测量三相功率时，在相同的接线情况下，为什么有时会出现其中一只瓦特表指针反转的现象？有的试验又没有这一现象出现，为什么？ 答：瓦特表反转主要是因为其测量的电压与电流方向出现了问题。当负载吸收电能时，瓦特表测得正值，瓦特表正向偏转，当负载具有电源性质，即发出电能，则此时瓦特表则测出负值。因为空载试验中功率因数非常低，产生有功较少，此时会出现电能反转的现象。
3 为什么在作空载试验时，瓦特表要选用低功率因数表？而在作堵转试验时，瓦特表又要选用高功率因数表？
答：因为在空载实验时，无有功功率输出，电流全部用来产生主磁通和漏磁通，所以无功分量大于有功分量，功率因数低，因此要选用低功率因数表，否则读数不精确。
在做堵转实验时，由于转子侧短路，电流较大，因此发热会比较严重，所以会消耗大量有功，功率因数与空载比较大大提高，因此应当使用高功率因数表。 4 在作空载试验时，测得的功率主要是什么损耗？在作堵转试验时，测得的功率主要是什么损耗？
答：做空载试验时，电流较小，铜耗较少，测得的功率只要是铁耗，在做短路试验时，由于短路电流较大，主要有功损耗在绕组铜耗上，铁耗近似可不计。
三．实验内容：
1. 作异步电动机的空载实验。
，
，
2. 作异步电动机的堵转实验。
四．实验线路及操作步骤：
电压
380V
三相调压器
D
K
图11-1 异步机空载实验接线图
功率表 电压表 电流表的接法
1 作三相异步电动机的空载实验：实验接线如图11—1所示。
定子三相绕组经电流插盒和调压器接到电源，合上开关K，调节调压器输出，使电动机降压启动，启动后将电压调到1.1UN(约230伏)左右，开始读取三相线电压，线电流和三相功率，然后逐渐降低电压，在U0=（1.1～0.4）UN范围内测取8～9组数据记录于表11—3中。
表11—3
2 作三相异步电动机的堵转实验。接线图如图11—1所示。先试电动机转向，根据转向将转子堵住不动。调压器手柄置于输出电压为零位置。合上电源开关K，调节施加于定子绕组电压，使定子电流达额定值的1.1倍左右（这时外施电压大约100伏左右），读取三相线电压、线电流和三相功率，在Ik＝（1.1到0.5)IN范围内测取4到5组数据记录于表11—4中。
表11—4
五．实验数据：
三相异步电动机空载试验数据如下：
三相异步电动机堵转实验数据如下：
六．实验报告： 1 堵转特性计算
U+UB+UCI+I+IUK=
A IK=ABC PK=PA+PB+ P
作ＵＫ＝f(IK)和ＰＫ＝f(IK)曲线,如图11—4所示。
Uk
Ik
Ik
从曲线得额定电流Ik=3.92A时： ＵＫ＝61.07V ＰK=133.34W 1 堵转参数计算：
ZK=
==8.996(Ω)
==5.010(Ω)
rK=
==7.472(Ω) XK=
11
rk=⨯5.010=2.505(Ω) 2211
X1=X2'=Xk=⨯7.472=3.736(Ω) 22
2 空载特性计算：
U+UB+UCI+IB+IC
U0=A; I0=A;
33r1=r2'=
2
=P+P+PP'=P-3I P 0ABC000r1
将计算数据填入下表11—5中； 表
根据上表计算数据用直角坐标纸作上列曲线： Ｐ0＝f(U0/UN） P0’=f((U0/UN)2) I0＝f(U0/UN)
P0/W
U0/UN
I0/A
P0’/W
U0/UN
PFe
Pfw
(U0/UN)2
从曲线中得出额定电压时 P0=152.66W PFe=130.23W Pfw=50.43W I0=2.01A
4 空载参数计算
Zm≈Z0=
=
=63.19(Ω)
rm=
PFe130.23
==10.74(Ω)
3I023⨯2.012
Xm===62.27(Ω)
5 根据求出的空载、堵转参数，作异步电动机的“Ｔ”型等效电路，并将参数标于图中。
∙ ∙
I2
七．实验感想
在学习理论上的时候，我们通常是已知了各种参数，去计算运行时的电压电流关系，或者是已知运行状态，去求取电机的参数。又或者更加复杂的，先知道一种运行状态，然后计算出参数，接着去计算另一种运行状态。总之无论是怎样的理论计算，我们已知的条件都是所谓精确的，并且根据这精确的条件去精确计算。这些只是理论上的计算，实际实验中我们不可能拥有所谓的“精确的条件”。
在实际的实验中，我们所有的数据都要通过测量，不论是电压，电流还是功率，都需要用相应的测量仪器去测量、读数、记录„„在这些过程中，难免或产生各种各样的误差，这是其中一个理论与实验出现偏差的原因。另一个原因是，理论计算时会忽略各种“小量”，比如在空载实验时，我们近似的认为Z0≈Zm，实际上Z0=Zm+Z1只是Z1相对于Zm很小，但实际测量中，随着电流的变化Zm是变化的，产生的误差会可能增加，在测量中产生的误差在之后的计算当中误差会继续增加。
在做实验的过程中感受最深的就是理论与实验差距。在进行数据分析时，空载时的P0图像中并不是理论上的平滑的近似直线的曲线，而是如下图：
在额定值附近测量出的曲线斜率有明显的变化，不再是平滑的曲线，这主要原因可能是测量时出现的误差，又或者时电机在运行时出现的无法预测的现象。
因此，在实验中，我们会发现很多在理论中难以发现的问题，这些问题大多数是细节问题，细节决定成败，有时因为一个细节没有处理好会导致完
全不一样的结果。
因此实践是检验真理的唯一标准，只是进行理论研究很难有新的发现，只有在真实的实验中，发现问题，再进行深入的理论研究，理论与实际相结合才能解决更多问题。
从我个人角度而言，在进行实验的过程中，不仅学会了MATLAB的数据处理
方法，图像绘制方法，还学会了很多分析问题的方法。这些在课堂学习和理论研究中是难以学到的，因此理论与实际结合，才能收获更多。