三相鼠笼异步电机实验报告

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：

电机学 三相异步电动机的空载及堵转实验 电气工程及其自动化105，109班 2014年11月21日

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cos?0，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： ? I0 r1 x

第1章 绪 论

1.1 毕业论文选题的背景

电动机作为主要的动力设备被广泛的应用于工农业生产、国防、科技、日常生活等各个方面，其负荷约占总发电量的60％\％，成为用电量最多的电气设备。根据采用的电流制式不同，电动机分为直流电动机和交流电动机两大类，其中交流电动机形式多样、用途各异、拥有量最多，交流电动机又分为同步电动机和异步(感应)电动机两大类。根据统计，交流电动机用电量占电机总用电量的85％左右，可见交流电动机应用的广泛性及其在国民经济中的重要地位。电动机作为把电能转换为机械能的主要设备，在实际应用中，一是要使电动机具有较高的机电能量转换效率；二是根据生产机械的工艺要求控制和调节电动机的旋转速度。电动机的调速性能好坏对提高产品质量、提高劳动生产率和节省电能有着直接的决定性影响。电动机和控制装置一起合成电力传动自动控制系统。以直流电动机作为控制对象的电力传动自动控制系统称之为直流调速系统；以交流电动机作为控制对象的电力传动自动控制系统称之为交流调速系统。根据交流电机的类型，相应有同步电动机调速系统和异步电动机调速系统。

众所周知，直流电动机的转速容易控制和调节，采用转速、电流双闭环直流调速系统可获得优良的静、动态调速特性。因此，长期以来在

中华人民共和国国家标准 三相异步电机试验方法

Test procedure for three-phase induction motors UDC 621 313.33:621 317 GB1032-85 代替GB1032-68 1 适用范围

本标准适用于三相异步电动机。

型式试验及检查试验的项目,应按照GB 755-81《电机 基本技术要求》及各类型电机标准的规定。 各类型三相异步电动机凡有本标准未规定的试验基础上或有特殊试验方法及要求时,应在该类型电机的专业标准中作补充规定。 2 试验要求及准备 2.1 试验电源

试验电源的电压波形正弦性畸变率应不超过5%;在进行温升试验时应不超过2.5%。 试验电源的三相电压对称系统应符合下述要求:

电压的负序分量和零序分量均不超过正序分量的1%;在进行温升试验时,负序分量不超过正序分量的0.5%,零序分量的影响予以消除。

试验电源的频率与额定频率之差应在额定频率的±1%范围内。

对频率为400Hz以上的电动机,其试验电源的要求可在该类型电机的标准中规定。 2.2 电气测量 2.2.1 测量仪器

试验时,采用的电气测量仪表的准确度应不低于0.5级(兆欧表除外),三相瓦特表的准确度应不低于1.0级,互感

实验三 三相异步电机变频控制实验

一、实验目的

1．了解三相异步电动机变频调速的原理； 2．掌握用基本操作面板（BOP）更改变频器参数； 3．掌握用PLC实现对变频器的控制方法。 二、实验设备

机电控制实验台、计算机、编程软件、通讯电缆 三、实验原理

三相交流异步电动机的转速n满足如下公式：

n?60f(1?s)p

式中 f——定子电源频率（Hz）；s——转差率；p——磁极对数。

可见，要改变交流电动机的转速有三种方法：改变定子电源频率；改变转差率；改变磁极对数。其中以改变定子电源频率最为常见。 四、实验内容 1．变频器的参数设置

本实验以SINAMICS G110变频器基本参数名称为例说明。利用基本操作面板（BOP）可以设置变频器的各个参数。BOP 具有五位数字七段LED显示器，可以显示参数的序号和数值，报警和故障信息，以及设定值和实际值。下面以表3-2说明如何改变参数P0003 的数值。按照这个步骤，可以用BOP设定任何一个参数。变频器常用参数功能说明如表3-3所示。

表3-2 BOP设定参数P0003步骤

1

表3-3 BOP设定参数步骤说明

参数 P0010 开始快速调试 1=快速调试。 在电动机投入运行前，P0010必须回到0

三相异步电机定子绕线方法

交流绕组的构成原则

均匀原则：每个极域内的槽数（线圈数）要相等，各相绕组在每个极域内所占的槽数应相等。 每极槽数用极距τ表示

每极每相槽数 （举例）

对称原则：三相绕组的结构完全一样，但在电机的圆周空间互相错开120电角度。 如槽距角为α，则相邻两相错开的槽数为120/α。（举例）

电势相加原则：线圈两个圈边的感应电势应该相加；线圈与线圈之间的连接也应符合这一原则。

如线圈的一个边在N极下，另一个应在S极下。（举例）

三、三相单层绕组

★构造方法和步骤

分极分相: （看图1000-1）

将总槽数按给定的极数均匀分开（N,S极相邻分布）并标记假设的感应电势方向。； 将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开120电角度。

连线圈和线圈组：（看图1000-2）

将一对极域内属于同一相的某两个圈边连成一个线圈（共有q个线圈，为什么？） 将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组（共有多少个线圈组？） 以上连接应符合电势相加原则

连相绕组：（看图1000-3）

将属于同一相的p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。

串联与并联，电势相加原则。

按照同样的方法构造其他两相。

连三相绕组 （看图1000-4）

将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕

中华人民共和国国家标准 三相异步电机试验方法

Test procedure for three-phase induction motors UDC 621 313.33:621 317 GB1032-85 代替GB1032-68 1 适用范围

本标准适用于三相异步电动机。

型式试验及检查试验的项目,应按照GB 755-81《电机 基本技术要求》及各类型电机标准的规定。 各类型三相异步电动机凡有本标准未规定的试验基础上或有特殊试验方法及要求时,应在该类型电机的专业标准中作补充规定。 2 试验要求及准备 2.1 试验电源

试验电源的电压波形正弦性畸变率应不超过5%;在进行温升试验时应不超过2.5%。 试验电源的三相电压对称系统应符合下述要求:

电压的负序分量和零序分量均不超过正序分量的1%;在进行温升试验时,负序分量不超过正序分量的0.5%,零序分量的影响予以消除。

试验电源的频率与额定频率之差应在额定频率的±1%范围内。

对频率为400Hz以上的电动机,其试验电源的要求可在该类型电机的标准中规定。 2.2 电气测量 2.2.1 测量仪器

试验时,采用的电气测量仪表的准确度应不低于0.5级(兆欧表除外),三相瓦特表的准确度应不低于1.0级,互感

三相异步电动机的空载和短路实验

一、实验目的

1、掌握三相异步电动机的空载、堵转试验的方法。 2、测定三相异步电动机的参数。

二、实验仪器和设备

序 号 1 2 3 4 5 6 型 号 名 称 DD01 电源控制屏 D33 数/模交流电压表 D32 数/模交流电流表 D34-3 智能型功率、功率因数表 DD03-3 涡流测功机导轨 DJ16 三相鼠笼异步电动机 数 量 1件 1件 1件 1件 1件 1件 三、实验内容及操作步骤

1、三相异步电动机的空载实验

（1）把交流调压器调至电压最小位置，按下控制屏上的启动按钮，接通电源，调节控制屏左侧的调压器旋钮，使电压为220V。

（2）按图1接线。电机用DJ16（U=220V，I=0.5A，△接法），电压表量程300V，电流表量程1A。

UDD01三相调压交流电源*W1*A1V1VV3A2M3~V2W*W2*A3 图1 三相异步电动机空载实验接线图

（3）保持电动机在额定电压下空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。 （4）调节电压由1.2UN（264V）开始逐渐降低电压，直至电流或功率显著增大为止。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率。

（5）在测取空载

三相交流异步电机

常见起动方式讲义

施耐德电气（中国）投资有限公司

设计院客户部

联系人：李利，联系电话：13802559406

直线座机：0755－25841062

2007年3月

前 言

本讲义分析了直接起动、星三角起动、自藕变压器起动、软起动器起动、变频器起动等常见起动方式的特点，指明了各种起动方式的应用场合。

本讲义结合具体的工程实例（暖通和给排水），从功能需求和成本两个方面，详细分析了采用软起动器的必要性。所附图纸仅供参考，读者应根据工程实际技术要求及环境条件做相应的修改和完善。由于资料来源不同，本讲义中的某些内容可能与读者了解的情况略有差异。

本讲义介绍的产品或设备可能会因技术原因而做相应修改，我们保留更改本文件的权利。

本讲义资料来源于施耐德公司《ATS48软起动-软停止单元用户手册》、《ATS48软起动-软停止单元产品目录》及其它相关的技术资料。本讲义所讲述的软起动器功能、应用图纸、参数等内容，仅供读者参考，不能代替施耐德公司正式发布的ATS48官方技术文件（如用户手册、产品目录等）中的相关内容。

若您对其中的内容有疑问、或需要获取关于ATS48的更多技术信息，可以通过以下方式：

联系人：李利 ，联系电话：0755-25841062，手机：1380

摘 要

随着电力电子技术、微处理器技术以及新的电机控制技术的发展，交流调速性能日益提高。变频调速技术的出现使交流调速系统有取代直流调速系统的趋势。但是国民经济的快速发展要求交流变频调速系统具有更高的调速精度、更大的调速范围和更快的响应速度，一般的通用变频器己经不能满足工业应用的需求，而交流电机矢量控制调速系统能够很好的满足这个要求。矢量控制(Field Oriented Control)，能够实现交流电机电磁转矩的快速控制，本文对三相交流异步电机的矢量控制系统进行了研究和分析，以高性能数字信号处理器为硬件平台设计了基于DSP的三相交流异步电机的矢量控制系统，并分析了逆变器死区效应的产生，实现了逆变器死区的补偿。

本文介绍了交流调速及其相关技术的发展，变频调速的方案以及国内外对矢量控制的研究状况。以三相交流异步电机在三相静止坐标系下的数学模型为基础，通过Clarke变换和Parke变换得到三相交流异步电机在两相旋转坐标系下的数学模型，并利用转子磁场定向的方法，对该模型进行分析，设计了转子磁链观测器，以实现交流电机电流量的有效解耦，得到定子电流的转矩分量和励磁分量。仿照直流电机的控制方法，设计了矢量控制算法的电流与速度双闭环控制系

武汉大学珞珈学院本科毕业论文

保密类别 编 号

武汉大学珞珈学院

毕 业 论 文

异步电机直接转矩控制系统的研究

系 别 电气工程与自动化 专 业 电气工程与自动化 年 级 2012级电气四班 学 号 20120801155 姓 名 颜东明 指导教师 应黎明

武汉大学珞珈学院

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武汉大学珞珈学院本科毕业论文

摘 要

直接转矩控制技术简称为 DTC，是继矢量控制技术之后，发展起来的另一种新型的，

高动态性能变频调速技术。具有控制结构较简单、转矩响应快并且易实现全数字化等特点。 但由于其转矩脉动较大，启动电流过大等不足，阻碍了其发展跟应用。为此，本文针对感 应电机直接转矩控制系统的性能展开相应的理论跟实验研究，主要研究内容如下：

（1）建立三相异步电机的数学模型，通过变换矩阵得到电机在二相静止和两相旋转坐标系下的数学模型。

（2）阐述三相异步电机的直接转矩控制原理，利用Matlab/Simulink仿真软件，设计出直接转矩控制模型。

（3）对直接