《电机学》
综合实验报告书
——三相异步电动机
姓名：
班级：
学号：
江苏大学电气学院
2013.6
三相异步电动机试验方法应根据国家标准GB1032-85《三相异步电动机试验方法》进行。试验中测量仪表接线按《电机学实验指导书》进行。限于设备，我们只能进行温升试验、负载试验、空载试验及堵转试验。
一、温升试验（略）
由于设备和试验时间限制，温升试验暂时不做。已知数据：
二、空载试验
（1）测量前电动机应在额定电压、额定频率下空载运行一段时间，使机械损耗达到稳定。
（2）试验时施于定子绕组上的电压应从（1.1~1.3）倍额定电压开始，逐步降低到可能达到的最低电压值即电流回升为止，其间测取7~9点读数。
（3）试验时测取下列数据：三相电压、三相电流、输入功率。
（4）试验结束，对数据进行处理，绘制空载特性曲线，即空载电流
、空载输入功率
与外施电压
的标幺值（
）的关系曲线。
为分离铁耗
和机械损耗
，作曲线
其中： 
， 
三、堵转试验
（1）堵转试验的目的是求取额定电压时的堵转电流和堵转转矩（起动电流和起动转矩）。还可以利用堵转试验数据作圆图，求取额定转矩和最大转矩。
（2）堵转试验施于定子绕组的电压尽可能从不低于0.9倍的额定电压开始，然后逐步降低电压至定子电流接近额定值为止，其间共测取5~7点读数，每点应同时测取下列数据：三相电压、三相电流、转矩、输入功率，每点测量及读数时，通电持续时间不应超过10秒，以免绕组过热。
（3）如限于设备，堵转试验不能从
开始，对于
以下的电动机，堵转试验的最大电流应不低于4.5倍额定电流。
（4）本试验要利用圆图法求取额定转矩和最大转矩，应注意测量（1.0~1.1）倍额定电流和（2.0~2.5）倍额定电流时两点的数据。因为电机产生额定转矩时，定子电流在额定电流附近，而产生最大电磁转矩时，定子电流约为（2.0~2.5）倍额定电流。当电流较大时，磁路趋于饱和，定转子漏抗比额定运行时小，故作出的圆比额定运行的圆要大，作图时务必加以注意。
（5）若堵转试验时最大电压在0.9~1.1倍额定电压范围内，应根据试验数据绘制堵转特性曲线
，
，额定电压的堵转电流
，堵转转矩
，由特性曲线上查取。
（6）若堵转试验时限于设备，最大电压低于，应作
曲线，并延长在该曲线上查取
时的堵转电流，此时的堵转转矩按下式求取：
，
——试验中测取的最大电流及该点转矩
四、仿真实验
（1） 根据空载、短路试验计算出异步电动机的T型等效电路各参数；
（2） 用MATLAB编程计算该电机在额定运行情况下的转速、转差率、定子电流、转子电流、定子功率因数、电磁转矩、输出转矩、输入功率、输出功率及效率；
（3） 用MATLAB编程计算：a、固有机械特性；b、降压人工机械特性（至少三组）；c、转子电阻增加人工机械特性（至少三组）上对应的临界转差率、最大转矩、起动转矩和起动电流，并输出机械特性图；
（4） 绘制异步电机工作特性曲线，即电动机在额定电压、额定频率下输入功率
、定子电流
、效率
、功率因数
及转差率
与输出功率
的关系曲线；
（5） 使用MATLAB中的Simulink工具及SimMechanics工具，绘制起动过程中转速、转差率、转矩、起动电流等参数随时间的变化曲线（普通班选做）；
（6） 使用MATLAB中的Simulink工具及SimMechanics工具，绘制调速过程中转速、转矩随时间的变化曲线（普通班选做）。
五、负载试验
（1）负载试验的目的是测取工作特性曲线。即电动机在额定电压、额定频率下输入功率、定子电流、效率、功率因数及转差率与输出功率的关系曲线。
（2）工作特性曲线应在电动机温度接近热状态时由负载试验测取。此时，在1.25~0.25倍额定功率范围内测取6~8点数据：三相电压、三相电流、输入功率及转差率或转速。
（3）效率的间接测定法
效率的测量有间接法和直接法，采用间接法各部分损耗按下面方法计算：
a. 额定电压下的铁耗
由空载试验求取；
b. 机械损耗
由空载试验求取；
c. 定子绕组铜耗
——定子相电流
——换算到基准工作温度时定子绕组相电阻
换算：
——实际冷状态绕组的相电阻（三相平均值），单位
——实际冷状态时绕组的温度，单位
——基准工作温度，对A、E、B绝缘等级为
，对F、H绝缘等级为
——常数，铜绕组为235，铝绕组为228
d. 转子绕组损耗
e. 杂散损耗
对不实测杂散损耗的电机，额定功率时的杂散损耗值取其输入功率的0.5%。对其它负载点，杂散损耗值按与定子电流平方成正比确定（实际计算时可取电流接近名牌上额定电流的某点数据作为额定负载时的杂散损耗，以该值为参考值计算）。
六、作圆图求最大转矩
第二篇：电机实习报告
山西農業大學
实 习 报 告
课
题 目 电机实习
学 院 工学院
专 业 电气工程及其自动化
班 级 电气081班
姓 名 王海婷
学 号 2007063918
指导教师 赵聪慧
2011 年 3 月
目录
一. 题目······························2
二. 作者······························2
三. 作者单位····························2
四. 摘要······························2
五. 关键词·····························2
六. 前言······························3
七. 正文·····························3-6
八. 结论······························6
九. 心得体会···························6-7
十. 参考文献····························7
十一. 附录 ····························
电机实习
王海婷
（山西农业大学工学院电气081班 35号）
摘要：三相异步电动机的拆卸与安装涉及到电机的各方面知识，必须掌握电机的工作原理和一些必要的与拆卸安装工具的使用常识。通过此次实习，可以熟悉电机结构，制造、安装要求，性能、质量检测等，学会电动机的拆卸与安装工艺技术，电机的绝缘测试与摇表的使用知识，加强动手能力，培养实践技能，学会团队合作精神，为以后的工作打下基础。
关键词：三相异步电动机 安装 拆卸 实践
前言
三相异步电动机的拆卸与安装应用到电动机多方面的知识，如电动机的工作原理，拆卸与安装工具的使用常识，绝缘测试的方法与工具，摇表的原理等，通过实习，加深对电动机工作原理的理解，学会电动机的拆卸与安装工艺，培养实践技能。
正文
一、实习时间：2010.3.7—2010.3.13
二、实习地点：山西农业大学工学院 电机实验室
三、小组成员:王海婷 马俊杰
四、实习目的：
通过此次实习，可以熟悉电机结构，制造、安装要求，性能、质量检测等，学会电动机的拆卸与安装工艺技术，电机的绝缘测试与摇表的使用知识，加强动手能力，培养实践技能，学会团队合作精神，为以后的工作打下基础。
五、实习内容：
首先需要回顾三相异步电动机的工作原理和结构组成，然后拆卸电机，利用旧的铜线学会嵌线，最后缠绕新的铜线。安装好电动机后进行绝缘测试，检查相与相之间是否有短路以及铜线与电机壳之间是否绝缘，最后连接电源试转。
1.三相异步电动机的基本工作原理
三相异步电动机要带负载运行，同直流电机一样，必须提供一定大小和确定旋转方向的电磁转矩，即需要磁场和电流的共同作用产生电磁转矩。但异步电动机的电磁转矩产生的方法不同于直流电机，异步电动机的磁场是旋转磁场，转子电流是感应电流，气隙中的旋转磁场与转子导体的感应电流相互作用产生电磁转矩，如下图1。这方面与直流电动机有很大差别。
三相异步电动机的定子装有三相对称绕组，当接入三相对称的交流电源时，流入定子绕组的三相对称在电动机的气隙中将产生一个以同步转速n1旋转的旋转磁场。这个旋转磁场在定子和转子间的气隙旋转。转子导体嵌放在转子铁心外槽内，两端被导电环连接（笼型）。旋转磁场磁力线切割转子导体产生感应电动势（如N、S极中心线导条产生电动势e2）,当旋转磁场如图1所示为逆
图1. 三相异步电动机的基本工作原理 时针方向旋转时，则转子导体顺时针方向切割磁
力线，由右手定则可确定，转子的上半圆周各导体的感应电动势方向均为
，即进入纸面；下半圆周导体的电动势方向均为⊙，即指向纸面。现转子各导体两端均有导电环短接，所以各导体有电流产生，若不计转子绕组电感，则导体电流与感应电动势同相位。转子导体电流i2与旋转磁场相互作用产生电磁力fem 作用在转子上，fem的方向由左手定则确定。转子所有导体受的电磁力对转轴产生了一个逆时针方向的电磁转矩Tem。当电磁转矩Tem大于负载TL时，转子就会跟着旋转磁场以某一转速n旋转，电磁转矩Tem及转子的旋转方向与旋转磁场的旋转方向相同。如果转子拖动生产机械，则作用在转子上的电磁转矩将克服负载转矩而做功，电动机输出机械功率，从而实现了机电能量的转换。
异步电动机在运行时，当n≠n1时，转子导体与旋转磁场之间存在相对旋转速度，转子导体切割电力线，产生电磁转矩。当Tem=TL时，电动机以某一速度n稳速运行。但一旦n≠n1，则转子导体与旋转磁场之间无相对运动，转子导体中无感应电动势产生，无转子电流，电动机产生的电磁转矩Tem=0,转子的转速n下降。因此，电动机转速不可能等于同步转速n1，只能与气隙旋转磁场处于异步状态，这也是异步电动机名称的由来。异步电动机也可以称作感应电动机，这是因为转子导体中的感应电动势、感应电流是转子导体切割旋转磁场的磁力线而感应出来的，从而使电动机产生电磁转矩。
2.三相异步电动机的结构
三相异步电动机由定子部分和转子部分组成。定、转子中间是气隙。
（1）定子部分
异步电动机的定子主要是由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。
图2.三相异步电动机的结构图
a.定子铁心
三相异步电动机的定子铁心是其磁路的
一部分，固定安装在机座里面。定子铁芯由
0.5m厚的硅钢片叠成，冲片两面涂
有绝缘漆，用以降低交变磁通在铁心中产生
的涡流损耗。定子铁心内圆上冲有均
匀的槽，用以嵌放三相定子绕组，定子铁心
圆形内表面可使电动机气隙尽可能的小，定
子铁心的硅钢冲片如图3。
b.定子绕组
异步电动机常用单层绕组和双层绕组，都
是产生电枢磁场进行能量转换的关键部件。
c.机座
异步电动机的机座主要起固定和支撑作用。
（2）转子部分
异步电动机的转子由铁心、转子绕组和转轴等组成。
a.转子铁心
转子铁心也是磁路的一部分，与定子铁心一样，也由0.5mm厚的硅钢片叠压而成，整个铁心固定在转轴上。转子铁心外圆上冲有均匀分布的外表的槽，如图2所示，用以安放转子绕组。由于槽缝隙很小，整个转子铁心的外表面成圆柱形。
b.转子绕组
三相异步电动机的转子绕组主要有笼型绕组和线形绕组两种。根据转子绕组的不同，三相异步电动机可以分为笼型异步电动机和绕线式异步电动机两大类。
3.电动机的拆卸与安装
（1）旧电机的拆卸
拿到一个已经缠好的旧电机后先将其两端盖的螺丝拧松，然后用一爪子似的工具抓在其中一端盖上，通过不断地拧可将端盖去下。接着将转子部分取出，然后拆定子绕组，为了再利用其线圈，在拆的时候要将其一圈圈地弄好，如果缠在一起再用的话会很麻烦。为了再利用，拆下的螺丝及绝缘纸应保存好。
（2）电机的安装
a. 绕线圈：之前先将绕线机设置好，将间距调成125mm，两绕线板侧面要平行，记圈数的刻度要调到零。然后开始绕线，每相线绕成四个线圈，每个线圈绕60匝，注意在绕的过程中不要将线与金属物体摩擦以免碰到绝缘漆影响绝缘效果。另外在绕线前先将每相线套入三个绝缘套，绕的过程中用力均匀，将线绕直。
b. 下线前的工作：下线前要将准备工作做到位， 首先要给每个槽都标好号，将每个槽下面那层绝缘纸铺好，将线圈可能会与机坐接触到的地方先用纸隔开，准备好下线要用到的工具。
c. 下线：下线前要根据线圈绕组的展开图确定好线圈的先后次序，然后开始下线。下线时可两人配合，由于匝数较多可分成几匝几匝分别下，下线时不要用金属物体去碰线，尽量不要将其与外壳接触，每下完一个槽后要将上面再覆盖一层绝缘纸，然后插上一跟竹签。
d. 下线后的工作：线下完后找到三相线的六个接头（为了便于区分在下线时将其编好号），分别将其接到机座的接线盒里。然后用绝缘纸将两头的线圈与线圈隔开，最后用工程线将其绑好。如果两头线圈的口太小要用橡胶锤垫上绝缘纸将其捣一捣。
e. 用摇表测试绝缘性：在测试前要先了解摇表的用法，用摇表分别测试相与相，相与机座间的绝缘性，如果发现绝缘性不好要设法找到问题的所在并将其弄好。
f. 上端盖：如果确定绝缘性已没问题就开始上端盖，之前要先将转子部分插进去，然后将两端盖的螺丝先分别用手拧一拧，再用工具将其中一个端盖拧紧，拧的时候要旋转着拧。接着用锤子将另一端盖敲打进去，敲的时候同样要旋转着敲，用力均匀，最后将螺丝拧紧。
g. 通电测试：在通电前还要测一遍绝缘性，如果确认绝缘性没问题才可通电。在通电加压时要一点点往上升，同时要注意观察电机，一旦电机开始冒烟就需要停止通电。
六、问题分析与讨论
我们组的电机在最后测试时出现了这样的问题：在电压较低时电机没转但内部发出嗡嗡的声音，当电压加到120V，电机转了一会儿便开始冒烟。
针对以上问题我们查阅了相关资料并请教了专业人士，最后总结出如下可能原因：
（1） 刚开始电压过低所以发出声音但不转；
（2） 电机未装润滑脂或轴承装配过紧；
（3） 绕组绝缘处理不好；
（4） 电机未加风扇，不能充分散热。
结论：
1、电动机主要由两部分组成：固定部分称为定子，旋转部分称为转子。另外还有端盖、风扇、罩壳、机座、接线盒等。电动机的工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律和电磁力定律等基础之上。
2、常见故障分析：
心得体会
参考文献：
１.刘启新主编．电机与拖动基础（第二版）．北京：中国电力出版社，2007
２.潘成林主编．电机检修实用手册（第２版）．北京：机械工业出版社，2002