电机学课堂讲义第四部分异步电机10h 上海交通大学电气工程系EE SJTU 第十七讲异步电机的参数测定 重点：利用等效电路、空载试验和堵转试验测定参数 难点：空载参数和堵转参数的物理涵义 问题：什么是异步电机的空载运行和短路运行？异步电机等效电路中有哪些参数？如何测定异步电 机的转矩一转差率特性？ 1、空载试验 (1)空载试验的目的 测定激磁阻抗，铁耗和机械损耗。 (2)空载试验方法 异步电机作为电动机运行，定子施加额定频率的三相对称可调电压源，转子电路短路且转轴上不带 任何机械负载，稳定运行时转子转速接近同步速，测定不同定子电压时的空载定子电流、空载输入 电功率。试验完成后测定绕组电阻。 (3)参数计算方法 利用空载相电压和相电流计算每相空载阻抗Zo=UI0。 空载试验时，异步电机的空载输入电功率主要用于定子铁心损耗、机械轴上的机械损耗，转子铁心 损耗和转子绕组电阻损耗可以忽略不计，定子绕组电阻损耗随空载电流变化，但因为空载电流本身 很小，相对铁耗来说可以忽略不及，转子机械损耗因转子转速基本接近同步速，可以认为不变，而 定子铁耗与主磁通密度成非线性关系，而主磁通取决于定子绕组感应电势，由于感应电势与定子绕 组电压基本相等，因此定子铁心损耗与电压成非线性关系。因铁心损耗主要包含磁滞损耗与涡流损 耗两部分，在电源频率不变的条件下，磁滞损耗与涡流损耗基本上与磁通密度的平方呈正比。 Py Pmec Pad =Po-m IoR f(U) A、利用平方电压关系曲线拟合法 假设铁耗与电压平方呈正比，而机械损耗和附加损耗恒定，作空载损耗扣除定子绕组铜耗后的损耗 与定子电压平方关系曲线，再用直线拟合曲线，寻求拟合直线与纵坐标的交点，该交点纵坐标认为 是机械损耗与附加损耗之和。 机械损耗与附加损耗分离后，获得铁心损耗与空载电流的关系，计算铁耗电阻RmPJ(m,): 最后计算激磁电抗XZ行-(R+Rm)2。 B、利用对数电压关系曲线拟合法 假设铁耗是电压的幂函数Pe=f(U6),其中α是未知的常数，且函数f是线性的。 2、堵转试验 (1)短路试验的目的 测定折算到定子的转子电阻和定转子漏电抗。 (2)短路试验方法 短路试验时，转子堵转（静止不动），因此也称为堵转试验。试验时定子施加频率额定的三相对称 可调电压源，定子电枢电压从额定电压值的0.9一1.1开始测定，但电枢电流超过额定电流时，连续通电机学课堂讲义 第四部分 异步电机 10h 上海交通大学电气工程系 EE SJTU 1 第十七讲 异步电机的参数测定 重点：利用等效电路、空载试验和堵转试验测定参数 难点：空载参数和堵转参数的物理涵义 问题：什么是异步电机的空载运行和短路运行？异步电机等效电路中有哪些参数？如何测定异步电 机的转矩－转差率特性？ 1、空载试验 （1）空载试验的目的 测定激磁阻抗，铁耗和机械损耗。 （2）空载试验方法 异步电机作为电动机运行，定子施加额定频率的三相对称可调电压源，转子电路短路且转轴上不带 任何机械负载，稳定运行时转子转速接近同步速，测定不同定子电压时的空载定子电流、空载输入 电功率。试验完成后测定绕组电阻。 （3）参数计算方法 利用空载相电压和相电流计算每相空载阻抗Z0=U0/I0。 空载试验时，异步电机的空载输入电功率主要用于定子铁心损耗、机械轴上的机械损耗，转子铁心 损耗和转子绕组电阻损耗可以忽略不计，定子绕组电阻损耗随空载电流变化，但因为空载电流本身 很小，相对铁耗来说可以忽略不及，转子机械损耗因转子转速基本接近同步速，可以认为不变，而 定子铁耗与主磁通密度成非线性关系，而主磁通取决于定子绕组感应电势，由于感应电势与定子绕 组电压基本相等，因此定子铁心损耗与电压成非线性关系。因铁心损耗主要包含磁滞损耗与涡流损 耗两部分，在电源频率不变的条件下，磁滞损耗与涡流损耗基本上与磁通密度的平方呈正比。 ! pfe + pmec + pad = P0 " m1I0 2 R1 = f (U0 ) A、利用平方电压关系曲线拟合法 假设铁耗与电压平方呈正比，而机械损耗和附加损耗恒定，作空载损耗扣除定子绕组铜耗后的损耗 与定子电压平方关系曲线，再用直线拟合曲线，寻求拟合直线与纵坐标的交点，该交点纵坐标认为 是机械损耗与附加损耗之和。 机械损耗与附加损耗分离后，获得铁心损耗与空载电流的关系，计算铁耗电阻Rm=pfe/(m1I0 2 )； 最后计算激磁电抗 ! Xm = Z0 2 " (R1 + Rm ) 2 。 B、利用对数电压关系曲线拟合法 假设铁耗是电压的幂函数 ! pfe = f (U0 " )，其中α是未知的常数，且函数f是线性的。 2、堵转试验 （1）短路试验的目的 测定折算到定子的转子电阻和定转子漏电抗。 （2）短路试验方法 短路试验时，转子堵转（静止不动），因此也称为堵转试验。试验时定子施加频率额定的三相对称 可调电压源，定子电枢电压从额定电压值的0.9－1.1开始测定，但电枢电流超过额定电流时，连续通