三相异步电动机的起动与调速实验

三相异步电动机的起动与调速实验目的：
    通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法。
二、预习要点：
    1、复习异步电动机有哪些起动方法和起动技术指标。
    2、复习异步电动机的调速方法。
三、三相异步电动机的起动与调速实验项目：
    1、直接起动
    2、星形——三角形(Y-Δ)换接起动。
    3、自耦变压器起动。
    4、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动。
    5、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速。
四、实验方法：

1. 实验设备

序 号	型  号	名           称	数 量
1	DQ03-1	导轨、旋转编码器及数显转速表	1件
2	DQ10	三相鼠笼异步电动机	1件
3	DQ11	三相线绕式异步电动机	1件
4	DQ19	校正直流测功机	1件
5	DQ22	直流电压、毫安、安培表	1件
6	DQ44	交流电流表	1件
7	DQ45	交流电压表	1件
8	DQ28	三相可调电抗器	1件
9	DQ31	波形测试及开关板	1件
10	GGDQ12	起动与调速电阻箱	1件

    2、屏上挂件排列顺序
     DQ45、DQ44、DQ31、DQ22、DQ28
    3、三相鼠笼式异步电机直接起动试验

                图1  异步电动机直接起动
    1) 按图1接线。电机绕组为Δ接法。异步电动机直接与旋转编码器同轴联接，不联接负载电机DQ19。
    2) 把交流调压器退到零位，开启电源总开关，按下“开”按钮，接通三相交流电源。
    3) 调节调压器，使输出电压达电机额定电压220伏，使电机起动旋转。   
4)再按下“关”按钮，断开三相交流电源，待电动机停止旋转后，按下“开”按钮，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电机起动瞬间电流值(按指针式电流表偏转的最大位置所对应的读数值定性计量)。
    4、星形——三角形(Y-Δ)起动

图2三相鼠笼式异步电机星形——三角形起动
    1) 按图2接线。线接好后把调压器退到零位。
    2) 三刀双掷开关合向右边(Y接法)。合上电源开关，逐渐调节调压器使升压至电机额定电压220伏，打开电源开关，待电机停转。
    3) 合上电源开关，观察起动瞬间电流，然后把S合向左边，使电机(Δ)正常运行，整个起动过程结束。观察起动瞬间电流表的显示值以与其它起动方法作定性比较。
    5、自耦变压器起动。
1) 按图3接线。电机绕组为Δ接法。
    2) 三相调压器退到零位，开关S合向左边。自耦变压器选用DQ28挂箱。
    3) 合上电源开关，调节调压器使输出电压达电机额定电压220伏，断开电源开关，待电机停转。
    4) 开关S合向右边，合上电源开关，使电机由自耦变压器降压起动( 自耦变压器抽头输出电压分别为电源电压的40%、60%和80%)并经一定时间再把S合向左边，使电机按额定电压正常运行，整个起动过程结束。 观察起动瞬间电流以作定性的比较。
 
图3  三相鼠笼式异步电动机自耦变压器法起动
   6、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动
电机定子绕组Y形接法

图4 线绕式异步电机转子绕组串电阻起动
    1) 按图4接线。
    2) 转子每相串入的电阻可用GQ12起动与调速电阻箱。
    3) 三相调压器退到零位。
    4) 接通交流电源，调节输出电压，在定子电压为180伏，转子绕组分别串入不同电阻值时，测取定子电流。
    5) 试验时通电时间不应超过10秒以免绕组过热。数据记入表4-9中。
  表1

Rst(Ω)	0	2	5	15
Ist(A)

    7、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速
    1) 实验线路图同图4。同轴联接校正直流电机MG作为线绕式异步电动机M的负载，MG的实验电路参考图2-5左接线。电路接好后，将M的转子附加电阻调至最大。
    2) 合上电源开关，电机空载起动， 保持调压器的输出电压为电机额定电压220伏，转子附加电阻调至零。
    3) 调节校正电机的励磁电流I_f为校正值(100mA)，再调节直流测功机负载电流，使电动机输出功率接近额定功率并保持这输出转矩T₂不变，改变转子附加电阻(每相附加电阻分别为0Ω、2Ω、5Ω、15Ω、35Ω) 测相应的转速记录于表4中。
          表 4-10     U=220V    I_f=     mA     T₂=      N·m

rst(Ω)	0	2	5	15
n(r/min)

五、实验报告：
    1、比较异步电动机不同起动方法的优缺点。
    2、由起动试验数据比较下述三种情况下的起动电流。
    (1) 外施额定电压U_N。(直接法起动)
  (2) 外施电压为       。(Y-Δ起动)
    (3) 外施电压为U_K/K_A,式中K_A为起动用自耦变压器的变比。(自耦变压器起动)。
  3、线绕式异步电动机转子绕组串入电阻对起动电流和起动转矩的影响。
    4、线绕式异步电动机转子绕组串入电阻对电机转速的影响。
六、思考题：
    1、起动电流和外施电压成正比，起动转矩和外施电压的平方成正比在什么情况下才能成立？
    2、起动时的实际情况和上述假定是否相符，不相符的主要因素是什么？