表3-3 序号 UAB 1 2 3 4 5 6 UOC（V） UBC UCA UOL IA IOL（A） IB IC IOL PO（W） PI PII PO cos? 4．短路实验
测量线路如图3-3。将测功机和三相异步电机同轴联接。
a．将起子插入测功机堵转孔中，使测功机定转子堵住。将三相调压器退至零位。 b．合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至短路电流到1.2倍额定电流，再逐渐降压至0.3倍额定电流为止。
a．在这范围内读取短路电压、短路电流、短路功率，共取4-5组数据，填入表3-4中。做完实验后，注意取出测功机堵转孔中的起子。
表3-4 序号 UAB 1 2 3 4 5 6 7 UOC（V） UBC UCA UK IA IOL（A） IB IC IK PO（W） PI PII PK cos?K 5．负载实验
选用设备和测量接线同空载试验。实验开始前，MEL-13中的“转速控制”和“转矩控制”选择开关扳向“转矩控制”，“转矩设定”旋钮逆时针到底。
a．合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至额定电压，并在试验中保持此额定电压不变。
b．调节测功机“转矩设定”旋钮使之加载，使异步电动机的定子电流逐渐上升，直至电流上升到1.25倍额定电流。
c．从这负载开始，逐渐减小负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率，转速、转矩等数据，共读取5-6组数据，记录于表3-5中。
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表3-5 UN=220伏（△） 序号 1 2 3 4 5 6 IA IOL（A） IB IC I1 PI PO（W） PII P1 T2（N.m） n（r/min） P2（W）
六．实验报告
1.计算基准工作温度时的相电阻
由实验直接测得每相电阻值，此值为实际冷态电阻值。冷态温度为室温。按下式换算到
基准工作温度时的定子绕组相电阻：
r1lef?rlc235??ref235?θC
式中 rlef ——换算到基准工作温度时定子绕组的相电阻，Ω；
r1c ——定子绕组的实际冷态相电阻，Ω；
θθ
refc ——基准工作温度，对于E级绝缘为75OC； ——实际冷态时定子绕组的温度，OC。
2.作空载特性曲线：I0、P0、cos?0=f(U0)
3.作短路特性曲线：IK、PK=f(UK)
4.由空载、短路试验的数据求异步电机等效电路的参数。
(1)由短路试验数据求短路参数
短路阻抗 ZK短路电阻 rK?UKIKPK3IK2 ?22短路电抗 XK?ZK?rK 式中 UK、IK、PK——由短路特性曲线上查得，相应于IK为额定电流时的相电压、相电流、三相短路功率。 转子电阻的折合值 r2'?rK?r1 定、转子漏抗 X1'?UPO?X'2??XP=f(U)O2OK2 KPFe(2)由空载试验数据求激磁回路参数 空载阻抗 Zo?oIo 0U2NPmecU2O图3-4 电机中的铁耗和机械耗- 16 - 空载电阻 ro?Po3Io2
空载电抗 Xo?Zo2?ro2
式中 U0、I0、P0 —— 相应于U0为额定电压时的相电压、相电流、三相空载功率。 激磁电抗 Xm?XO?X1? 激磁电阻 rm?PFe3I2
o式中 PFe为额定电压时的铁耗，由图3-4确定。
5.作工作特性曲线P1、I1、n、η、S、cos?1=f(P2)
由负载试验数据计算工作特性，填入表3-6中。
表3-6 U1 = 220V（△） If = A 序号 1 2 3 4 5 6 电动机输入 ?电 动 机 输 出
计 算 值 I1(A) P1(W) T2(N·m) n(r／min) P2（W） S(％) η(％) cos?1 33 计算公式为：I1 SIA?IB?IC?1500?n1500?P1?100% cos?13U1I1
P2?0.105nT2 ??P2P1?100%
式中 I1——定子绕组相电流，A； U1——定子绕组相电压，V； S——转差率； η——效率。
6.由损耗分析法求额定负载时的效率
电动机的损耗有： 铁耗 PFe 机械损耗 Pmec 定子铜耗 PCU1?3I12r1 转子铜耗 PCU2?PemS100
杂散损耗Pad取为额定负载时输入功率的0.5％。
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式中 Pem——电磁功率，W； Pem = P1 -Pcul - PFe 铁耗和机械损耗之和为：
P0′= PFe + Pmec = PO- 3I2Or 1'2 为了分离铁耗和机械损耗，作曲线PO?f(UO)，如图3-4。
延长曲线的直线部分与纵轴相交于P点，P点的纵座标即为电动机的机械损耗Pmec，过P点作平行于横轴的直线,可得不同电压的铁耗PFe。
电机的总损耗ΣP = PFe + Pcul + Pcu2 + Pad 于是求得额定负载时的效率为：??P1??PP1?100%
式中 P1、S、I1由工作特性曲线上对应于P2为额定功率PN时查得。
七．思考题
1.由空载、短路试验数据求取异步电机的等效电路参数时，有哪些因素会引起误差？ 2.从短路试验数据我们可以得出哪些结论？
3.由直接负载法测得的电机效率和用损耗分析法求得的电机效率各有哪些因素会引起误差？
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实验四 三相同步发电机的运行特性
一．实验目的
1.用实验方法测量同步发电机在对称负载下的运行特性。 2.由实验数据计算同步发电机在对称运行时的稳态参数。
二．预习要点
1.同步发电机在对称负载下有哪些基本特性？ 2.这些基本特性各在什么情况下测得？
3.怎样用实验数据计算对称运行时的稳态参数？
三．实验项目
1．测定电枢绕组实际冷态直流电阻。
2．空载试验：在n=nN、I=0的条件下，测取空载特性曲线U0=f（If）。
3．三相短路实验：在n=nN、U=0的条件下，测取三相短路特性曲线IK=f（If）。 4．纯电感负载特性：在n=nN、I=IN、cos?≈0的条件下，测取纯电感负载特性曲线。 5．外特性：在n=nN、If=常数、cos?=1和cos?=0.8（滞后）的条件下，测取外特性曲线U=f（I）。
6．调节特性：在n=nN、U=UN、cos?=1的条件下，测取调节特性曲线If=f（I）。
四．实验设备及仪器
1．MEL系列电机系统教学实验台主控制屏。
2．电机导轨及测功机，转矩转速测量（MEL-13、MEL-14）。
3．功率、功率因数表（或在主控制屏，或采用单独的组件MEL-20、MEL-24）。 4．同步电机励磁电源（含在主控制屏右下方）。 5．三相可调电阻器900Ω（MEL-03）。 6．三相可调电阻器90Ω（MEL-04）。 7．波形测试及开关板（MEL-05）。 8．自耦调压器、电抗器（MEL-08）。 9．三相同步电机M08。 10．直流并励电动机M03。
五．实验方法及步骤
1．测定电枢绕组实际冷态直流电阻。
被试电机采用三相凸极式同步电机M08。
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