电机及电气技术实验装置三相异步电动机的起动与调速实验
一、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、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
- 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 | GDQ12 | 起动与调速电阻箱 | 1件 |
DQ45、DQ44、DQ31、DQ22、DQ28
3、三相鼠笼式异步电机直接起动试验
图4-5 异步电动机直接起动
1) 按图4-5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4-6 三相鼠笼式异步电机星形——三角形起动
1) 按图4-6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4-7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4-7 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4-8 线绕式异步电机转子绕组串电阻起动
1) 按图4-8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4-9
| Rst(Ω) | 0 | 2 | 5 | 15 | 35 |
| Ist(A) |
1) 实验线路图同图4-8。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If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4-10中。
表 4-10 U=220V If= mA T2= N·m
| rst(Ω) | 0 | 2 | 5 | 15 | 35 |
| n(r/min) |
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UN。(直接法起动)
(2) 外施电压为
。(Y-Δ起动)(3) 外施电压为UK/KA,式中KA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？