三相異步電動機的起動與調速實驗

三相異步電動機的起動與調速實驗目的：
    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、三相異步電動機的起動與調速實驗項目：
    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：

1. 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	GGDQ12	起動與調速電阻箱	1件

    2、屏上掛件排列順序
     DQ45、DQ44、DQ31、DQ22、DQ28
    3、三相鼠籠式異步電機直接起動試驗

                圖1  異步電動機直接起動
    1) 按圖1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(jié)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2三相鼠籠式異步電機星形——三角形起動
    1) 按圖2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(jié)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3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(jié)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3  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 線繞式異步電機轉子繞組串電阻起動
    1) 按圖4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(jié)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1

Rst(Ω)	0	2	5	15
Ist(A)

    7、線繞式異步電動機轉子繞組串入可變電阻器調速
    1) 實驗線路圖同圖4。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(jié)校正電機的勵磁電流I_f為校正值(100mA)，再調節(jié)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中。
          表 4-10     U=220V    I_f=     mA     T₂=      N·m

rst(Ω)	0	2	5	15
n(r/min)

五、實驗報告：
    1、比較異步電動機不同起動方法的優(yōu)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U_N。(直接法起動)
  (2) 外施電壓為       。(Y-Δ起動)
    (3) 外施電壓為U_K/K_A,式中K_A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？