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堵转力矩

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电动机空载堵转

发布时间:2025-11-13 13:32:18 点击量:

  (2)合上电源开关S1、S2,逐渐升高电压,起动电动机并将电压调至额定值 。

  (3)调节电动机的电压,由 逐渐减少到可能达到的最低电压(即电流回升时的电压,此时电压很低,磁场很弱,电机为了克服一定的空载力矩,转差率会增大,转子电流亦随之增大,从而引起定子电流的回升,此电压值约为 左右)。读取三相空载电压、电流、功率,共取7~9点,记录填入表8-2。

  (4)保持电动机外加电压 不变,通过调节单相调压器改变整流电路的输入电压,从而改变了整流电路的输出电压,即改变了测功机的励磁电流,调节电动机的负载。在 范围内均匀测取 点,每次记录三相电流、三相功率和转速、转矩。数据填入表8-1内。

  ① 涡流测功器作异步电动机的负载,这种机组只要调节涡流测功器的励磁电流,就能调节异步电动机负载的大小,负载转矩 可以直接从测功器的刻度板上读得(本实验的刻度单位为公斤力·米)。

  ② 以电动测功机作异步电动机的负载,这种测功机是将一台直流发电机改装成的。它的定子可以在两个支柱上左右摆动,加负载时将电动测功机接成他励发电机,电枢发出的直流电消耗在电阻箱上(也可以馈向直流电网),同时定子摆动一个角度,可以通过指针读出转矩 (公斤力·米)。

  异步电动机在工厂的出厂试验中,必须每台进行空载和堵转试验。空载试验时,可以从空载电流和空载损耗中检查定子绕组、磁路、气隙、装配等方面的质量问题。堵转试验时,一般将堵转电流调到额定电流,从堵转电压、堵转功率中检查鼠笼转子的结构参数,若进一步求出 可以检查鼠笼转子铸铝质量的情况。

  在额定电压和额定频率下,电动机的转速(或转差率)、电磁转矩、定子电流、功率因数、效率与输出功率的关系 称为异步电动机的工作特性,它是考核电动机性能的重要指标。直接法求取工作特性是指在电源电压 、频率 的条件下,直接给转子轴上加负载进行的。当改变电动机的负载时,分别记录 ,由此算出输Hale Waihona Puke Baidu功率、功率因数、效率等得到工作特性。

  2.空载实验,测出空载特性曲线.堵转实验,测出堵转特性曲线.从空载实验和堵转实验中求出 和 等参数。

  每次实验,应从所求测量值的上限开始读数,然后逐渐减小测量值,这样求得的整条曲线,其温度比较均匀,减小因温度不同带来的误差。

  对于大、中型异步电动机,用以上简化后求得的参数作出等效电路与实际情况相差不大。

  在正常工作情况下,定、转子漏电抗处于不饱和状态,为一常数。但当电机堵转时(即起动情况)定、转子电流比额定电流大(5~7)倍,漏磁路饱和,漏电抗比正常工作时小(15~30)%左右,所以电机从起动到正常工作状态漏磁路饱和情况不同,漏电抗不是一个常数。为了计算上力求准确,堵转时应分别测取 、 和 时的堵转数据,以便计算工作特性时用 求得不饱和漏电抗,计算起动特性时,用 求得的饱和漏电抗值,计算最大转矩时,采用 时的漏电抗值。因为最大转矩时 ,定子电流 。等效电路没有考虑各种饱和情况引起电抗的变化,计算时要注意修正。

  直接负载法适合于中小型电机,对大容量异步电动机,由于设备所限,直接加负载有一定困难,因此在参数和机械耗已知的情况下(根据空载、堵转实验或设计值)、给定转差率 ,根据 型等效电路,即可算出定、转子电流和励磁电流及各种功率损耗,进而算出输出功率和电动机的效率。总损耗有:

  由《电机学》中可知,将转子边的量经过频率折算和绕组折算,可得到异步电机的基本方程式为:

  式中转差率 是异步电机的重要运行参数, 为折算到定子一边的转子参数,也就是从定子上测得转子方面的数值。

  当异步电动机空载时, , 。附加电阻 。图8-2中转子回路相当开路;当异步电动机堵转时, , ,附加电阻 ,图8-2转子回路相当短路,这就和变压器完全相同。因此异步电机也可以通过空载实验和堵转(短路)实验来求出异步电机的等效电路中的各参数。

  (3)由堵转曲线中查得 时的 数值,按公式(8-11)求得归算到定子边的转子电阻 和定转子不饱和电抗 和 。按公式(8-4)求出 。

  空载时,电动机的输入功率全部消耗在定子铜耗、铁耗和转子的机械损耗上。所以从空载功率中减去定子铜耗,即得铁耗和机械耗之和 ,即

  机械损耗仅与转速有关而与端电压无关,因此在转速变化不大时,可以认为是常数。

  铁耗在低电压时可近似认为与磁通密度的平方成正比。机械耗和铁耗之和 与端电压的平方值 的曲线所示,把曲线延长与纵坐标交于K点,由K点作平行于横坐标的直线,此直线以下就表示与端点电压无关的机械损耗 ,直线以上的部分即为不同电压的铁耗。

  (2)合上电源开关S1、S2,以堵转电流为准,观察电流表,慢慢升高电压,在额定电流 左右(此时电压大约100伏左右)观察仪表工作是否正常。调节外施电压,使电流升到 ,迅速读取三相电流、功率、电压,从大约 之间均匀测取5~7点,记录填入表8-3。此实验动作要迅速,因为此时电机不转,散热条件差,防止电机绕组过热。电压允许只测一相值。

  为杂散损耗,对铜条鼠笼转子, 。对铸铝鼠笼转子, ( 为额定输出功率)。由于杂散损耗与制造工艺直接有关,国家规定在现有的条件下必须实际测出。所以

  负载实验是在定子上施加额定电压和额定频率的情况下进行的,接线所示,(a)为涡流测功器线路,(b)为电动测功机线)按图接线,记录被试电机额定电压、额定电流值。

  (2)调压器输出电压调至零,无错误后合上开关S1、S2,升高调压器输出电压起动异步电动机。并将电压调至额定值 。

  1.根据表8-1数据,在同一座标纸上画出工作特性曲线数据画出空载特性曲线

  空载实验就是在电动机轴上不带负载时,定子绕组上施加额定频率的三相对称电压,然后通过调压器,调节定子绕组上的电压,在不同电压下测取三相 ,接线。

  空载实验可以作出空载特性曲线,利用空载实验数据从空载功率中分离出铁耗和机械损耗,进而计算出 。

  此时,由于定子电压较低,磁通较小,所以铁耗可以忽略,即 ,且短路时等效电路中的附加电阻 ,可以看出:

  对于大、中型异步电动机,由于 ,等效电路中的励磁支路可近似认为无穷大,在堵转时的等效电路可简化为图8-7所示,这样可用下列简化公式来确定 、 和 。

  调节试验电压,使 ,然后逐步减小电压,每次记录端电压 、定子电流 和功率 ,即可得短路特性 曲线 对数座标下的短路特性

  异步电机定子绕组所产生的旋转磁场,以转差速度切割转子导体,在转子导体中感应电势,产生电流,转子导体中的电流与定子旋转磁场相互作用而产生电磁转矩,使转子旋转。当转子的转速 与定子旋转磁场的转速 相等时,定、转子之间没有相对切割,转子中就没有电流,也就不能产生转矩。因此转子的转速一定要异于磁场的转速,故称异步电机。由于异步而产生的转矩称为异步转矩。当 时,为电动机运行; 时为发电机运行;当 即转子逆着磁场方向旋转时,它是制动运行。异步电机绝大多数都是作为电动机运行。其转矩和转速(转差率)曲线数据画出堵转特性曲线.从空载和堵转实验中求出等效电路各参数

  (1)根据室温时的冷态电阻值,换算到基准工作温度75℃时的定子每相电阻。

  (2)分出铁耗和机械耗,用公式(8-2)求出各点的 ,作 曲线,从曲线中查得额定电压 时的铁耗 和机械耗 数值,用公式(8-3)求出 。

  堵转实验时电流很大,为了使电流不致过大,应降低电源电压进行。控制堵转电流 以下,电压约在 以下。

  堵转实验可以测取堵转特性和等效电路中 和 等参数。事先检查转子旋转方向,然后堵住转子。实验线路与空载时相同。

  由空载实验可以求得励磁参数 ,以及铁耗 和机械损耗 。实验是在转子轴上不带任何机械负载,转速 ,电源频率 的情况下进行的。用调压器改变试验电压大小,使定子端电压从 逐步下降到 左右,每次记录电动机的端电压 、空载电流 和空载功率 ,即可得到异步电动机的空载特性 ,如图8-3所示。

  由于堵转时漏抗 随漏磁路饱和程度的增加而减小, 与 不是直线关系,而是指数关系。对中型和小型电机, ,堵转转矩 。因此,如果在低于额定电压下进行堵转试验,为了准确地求得额定电压时的堵转电流、堵转转矩,须作双对数堵转曲线,向上推至额定电压时求得。如图8-6。

  根据堵转特性曲线,可查得对应于 的 ,求出堵转阻抗 、电阻 和电抗 ,公式如下


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