该文档是关于昆士兰大学电气工程与计算机科学学院ELEC3310课程的感应电机实验的介绍。实验目的是确定感应电机的等效电路参数并分析其特性。文档详细描述了锁定转子测试、空载测试和满载测试的原理、测试数据和相关问题，要求学生根据实验数据进行分析并撰写报告，包括回答关于变压器连接配置、功率消耗、等效阻抗、电机极数、滑差、定子电阻确定方法、等效电路以及效率、转矩等问题。
实验室：2 ELEC3310
昆士兰大学
电气工程与计算机科学学院
感应电机实验
1. 目的
确定感应电机的等效电路参数并分析其特性。
2. 介绍
在本实验中，你将研究感应电机的特性。因此，这个“实验室”或实验将集中于你对为你提供的结果的分析。你将需要根据你获得的结果撰写个人报告。根据提供的实验数据撰写报告。 由于在这些实验中你不受限于实验室，本实践表将不会为你提供有关交流电机行为的任何背景理论。相反，在分析数据以提交报告时，你可以访问课程的常规学习材料（即讲义和教科书）来检查和解释数据。 你将测试的交流电机如下图1所示。这些电机的物理步骤可在50 – S104中找到，建议你与导师交谈，组织参观实验室查看电机。图1中你看到的是两台感应电机。两台电机的轴机械地耦合在一起。在这个实验中使用两台感应电机的目的是一台作为被测电机，另一台提供反向转矩。关于感应电机在测试中的具体作用的更多细节将在每个实验阶段进行讨论。 两台感应电机的额定功率均为5.5kW，三相绕组采用星形连接。当电机输出额定功率时，如果连接到660V（线电压）电压，它将在0.886滞后功率因数下吸取6.2A电流。如果供电频率为50Hz，其满载机械转速为1460转/分。这些数据参考了电机铭牌数据。然而，你应该遵循测量数据来找出施加的电压和吸取的电流。
实验室：2 ELEC3310
图1 – 两台感应电机。
3. 实验和结果
3.1 锁定转子测试
锁定转子测试用于计算感应电机的等效转子和定子阻抗。当转子静止时，滑差等于1，因此等效转子电阻较低。由于等效转子电阻较低，可以忽略等效电路中相对较高阻抗的励磁支路。因此，从锁定转子测试中获得的信息仅提供了被测感应电机的转子和定子阻抗的信息。 从该测试中检索的数据将是被测电机的线间电压、线电流、电机转速（以rpm为单位）和功率因数。 在本实验中，没有固定的机械锁定机制来保持转子在原位。相反，变速驱动（VSD）控制的感应电机和直接在线被测电机（MUT）的轴机械地耦合在一起。VSD感应电机的速度控制为0rpm。因此，当MUT连接到交流电源时，VSD感应电机将提供反向转矩，以确保耦合轴速度保持在0rpm，这相当于锁定转子。被测电机通过三个单相240 / 28.9V环形变压器连接到主电源415V（线间）三相电源。这个降压电压确保在锁定转子测试期间接近额定电流流过。 锁定转子测试结果见表1。
实验室：2 ELEC3310
表1：锁定转子测试结果 | 实验信息 | | | —- | —- | | 时间戳 | 2022年8月29日星期一上午10:04:55 | | 实验编号 | 49629 | | 设备编号 | 4 | | 实验规格 | | | 设置名称 | 锁定转子 | | 实验结果 | | | 线间电压（伏特） | 425.4 | | 相电流（安培） | 0.77 | | 功率因数 | 0.518 | | 电机转速（RPM） | 0 | 重要提示：在本次测试中测量的电流和电压是从降压变压器的初级侧获取的。这些值必须转换为变压器的次级侧，以用作锁定转子测试的数据。 该测试在额定频率下进行。 使用这些结果回答以下问题：
3.1.1. 降压变压器次级侧的线间电压为50V。三相环形变压器的连接方式是什么（即星形 – 星形、三角形 – 三角形、星形 – 三角形或三角形 – 星形）？
3.1.2. 锁定转子测试中消耗的实际功率是多少？
3.1.3. 在该测试中评估感应电机等效电路的哪些参数？
3.2.3. 使用测试结果确定锁定转子测试的等效阻抗、电阻和电抗。
3.2 空载测试
空载测试用于收集有关感应电机等效电路中励磁支路的信息。当感应电机空载时，轴将以几乎同步速度运行（然而并不完全是，因为如果它以同步速度运行，转子绕组中不会感应出电流），因此滑差非常小，实际上为零。这导致等效转子阻抗非常大。因此，在该测试中转子可以被视为开路，从该测试中获得的数据将提供有关定子和励磁阻抗的信息。 从该测试中检索的数据将是被测电机的线间电压、线电流（等于相电流，因为是星形连接）、电机转速（以rpm为单位）和功率因数。 空载测试结果见表2。
实验室：2 ELEC3310
表2：空载测试结果 | 实验信息 | | | —- | —- | | 时间戳 | 2022年8月29日星期一上午9:57:30 | | 实验编号 | 49625 | | 设备编号 | 3 | | 实验规格 | | | 设置名称 | 空载 | | 实验结果 | | | 线间电压（伏特） | 423.6 | | 相电流（安培） | 6.62 | | 功率因数 | 0.121 | | 电机转速（RPM） | – 1499 | 在锁定转子测试中提到的三相变压器组在本实验中已切换出去，因此测量的电压和电流不需要转换或调整。
3.2.1. 空载测试中消耗的实际功率是多少？
3.2.2. 在该测试中评估感应电机等效电路的哪些参数？
3.2.3. 使用测试结果确定空载测试的等效阻抗、电阻和电抗。
3.2.4. 该感应电机有多少极？解释你如何找到它？
3.2.5. 确定滑差？
3.2.6. 可以通过什么方法确定定子电阻？
3.2.7. 假设被测电机的定子电阻（R1）为0.988Ω/相。使用3.2和3.3节的结果，确定被测感应电机的完整等效电路。考虑定子和转子电抗相等。
3.2.8. 确定旋转损耗？
3.3 满载测试
该实验将提供有关MUT感应电机在满载条件下行为的信息。在本实验中，MUT感应电机没有单独的机械负载，而是由VSD控制的感应电机作为机械负载。VSD感应电机将以转矩控制模式运行，以确保向MUT感应电机施加反向的满载转矩。 从该测试中检索的数据将是被测电机的线间电压、线电流（等于相电流，因为是星形连接）、电机转速（以rpm为单位）和功率因数。 满载和同步速度结果分别见表3和表4。
表3：满载测试结果 | 实验信息 | | | —- | —- | | 时间戳 | 2022年8月29日星期一上午10:01:26 | | 实验编号 | 49627 | | 设备编号 | 2 | | 实验规格 | | | 设置名称 | 满载 | | 实验结果 | | | 线间电压（伏特） | 422 | | 相电流（安培） | 12.87 | | 功率因数 | 0.833 | | 电机转速（RPM） | – 1475 |
表4：同步速度结果 | 实验信息 | | | —- | —- | | 时间戳 | 2022年8月29日星期一上午10:06:40 | | 实验编号 | 49630 | | 设备编号 | 2 | | 实验规格 | | | 设置名称 | 同步速度 | | 实验结果 | | | 线间电压（伏特） | 424.3 | | 相电流（安培） | 0.82 | | 功率因数 | 0.676 | | 电机转速（RPM） | 1499 | 在锁定转子测试中提到的三相变压器组在本实验中已切换出去，因此测量的电压和电流不需要转换或调整。
3.3.1. 在该测试中向电机输送的实际功率是多少？
3.3.2. 在该测试中向电机输送的无功功率是多少？
3.3.3. 使用悬臂（近似）等效电路，确定MUT感应电机输送的输出功率。
3.3.4. 电机效率是多少？
3.3.5. 确定电气和机械转矩。
你的报告应包括封面页，包括你的详细信息，即姓名和ID，并回答这些问题并进行讨论。