感應電動機的試驗跟變壓器幾乎相同 本章節要進行的是無載試驗 藉此可以了解三相感應電動機無載運轉的性能 並且可以記錄出無載狀態的電路參數 感應電動機無載時 由於轉子轉速會非常地接近同步轉速 因此轉差率S會很接近於0 畫面中的電路可以發現 右下方這個等效機械負載 S分之1減S倍的R2' 在轉差率代入0以後 大小就會接近無限大 轉子側可以因此而視為開路 我們可以說它很類似變壓器的開路試驗 目的因此就可以求出鐵損無載電流以及功率因數 還有激磁等效電路等等 測試方法是將右圖的接線完成後 電動機的轉軸不要加負載 然後調整電壓調整器 使得電壓到達額定值 接著就可以採用安培表量測線電流的大小 並以2瓦特量法量測輸入功率的大小 這個時候的PT統稱為無載損失 裡面包含了鐵損 機械損還有少量到可以被忽略的定子繞組銅損 因此可以整體而言 可以將無載損失統稱為鐵損 即PT等於Pi等於W1加W2 而有了伏特表、安培表以及瓦特表讀值後 我們就可以利用P等於根號3 Vl IlCOSθ的公式 反推功率因數的部分 因此無載功因的大小 會等於根號3倍的Vl Il分之PT 要特別注意的是感應機的無載功率因數相當低 如果發現功因低於0. 5 可能是有一具瓦特計已經反轉了 這個時候只要將瓦特計的電流線圈反接 再重新測量並且記錄為負值就可以了 而在相關計算中 其實只要將所有的儀表數據先全部轉成相電壓 相電流以及每相的無載損失 就可以如同變壓器的開路試驗一樣 輕鬆地找出三相感應電動機每相等效電路的數據 首先我們先討論電路的電流部分 如同變壓器的開路試驗 感應機在無載運轉的時候轉子側可以被視為開路 轉子等效電流I2就會為0 而負載電流I1又因為很小 所以通常被忽略 所以整個輸入電流可以看成是激磁電流的部分 激磁電流又可以分成鐵損電流以及磁化電流兩部分 那麼我們以三角形來表示它們三者的向量關係 由斜邊開始是激磁電流 又叫做無載電流 代號為Io 而虛數軸的部分是負責產生交鏈磁通的磁化電流Im 實數軸的部分則是致使鐵心發熱的鐵損電流Ie 計算上我們通常是運用安培表、伏特表以及瓦特表的讀值 先轉成每相後的大小 再依序找Io、Ie以及Im 那麼計算上面 Io大小就會直接是電表的讀值Ioc 鐵損的部分呢 則會是電表的讀值Poc除以Voc 接下來又利用畢式定理 可以找出Im的大小是Io平方減掉Ie平方開根號 或者我們可以說是Io再乘上sinθ 接下來我們來討論代表鐵心的電導Ge 以及代表定轉子間交鏈磁通的激磁電納Bm 彼此的關係依舊以一個三角形的向量關係來做呈現 從斜邊開始依序是我們的激磁導納 和向量的部分 實數軸是激磁電導Ge的部分 而虛數軸是激磁電納Bm的大小 那麼計算上面通常也會先求Yo再求出Ge 最後再求Bm 那Yo的大小則會是安培表的讀值除以伏特表的讀值 所以就是Ioc除以Voc 激磁電導可以利用Ie鐵損電流 除以Voc伏特表讀值 或者是運用剛剛已經求出來的Yo乘上cosθ 最後呢 可以利用畢式定理來找到Bm 所以就是Yo平方減掉Ge平方開根號 或者我們也可以利用Im的大小除以電壓表的讀值 以及利用Yo乘上sinθ 再找出激磁電納 馬上我們來進行範例的練習 有一台三相4極、60赫茲、220伏、Y接的感應電動機 現在要進行的是無載試驗 伏特表指示值是220伏 安培表讀值1. 5安培 目前採用的是二瓦特表法 讀值分別是200瓦以及反轉的80瓦 那麼依序要求出以下六個部分 那我們先從鐵損的部分開始 鐵損的大小呢 因為是二瓦特表法 而整個無載實驗形同變壓器的開路試驗 瓦特表讀值就是代表著鐵損的大小 因為銅損可以忽略 所以整個PT的大小就是200再加上負的80瓦 得到120瓦的部分 那麼第二小題求的是無載的功率因數 這邊我們可以運用P等於根號3Vl Ilcosθ 來反向推一下cosθ的大小 因此依序代入數值 根號3倍的220伏線電壓以及1.
5安培的線電流分之PT的部分 是我們第一小題算出來的120瓦 那麼代入之後可以得到功率因數大約是0. 21左右 第三小題開始要求的是每相激磁電流 以及每相的鐵損電流 計算之前我們先把電表的讀值轉成每相的部分 那麼因為儀表讀值轉換的時候 我們知道目前的接法是採用Y形連接 所以Il會等於Ip 所量到的線電流正好就是相電流 所以維持是1. 5安培的大小 那麼先畫出三角關係 由我們的斜邊開始 激磁電流也叫做無載電流 大小Io其實就是安培表的讀值 所以直接寫上1.
5安培 這邊是不需要再做計算的 而實數軸的部分代表的是第四小題的鐵損電流 鐵損電流Ie以及Io的關係是鄰邊跟斜邊的關聯 因此是cosθ的關係 所以我們將1. 5安培乘上0. 21 就可以直接得到大小是0.
315安培 最後兩個小題要求的是每相的激磁導納 以及每相的激磁電導 那麼一樣地將電表讀值線轉為相 那麼因為Y形連接Vl會等於根號3倍的Vp 移項可以知道Vp就是根號3分之Vl 代入得到根號3分之220伏 也就是127伏 而電流的部分依舊維持Il等於Ip 所以就是剛剛求出來的1. 5安培 那麼依據三角形關係 我們一樣從斜邊開始來找答案 那每相激磁導納的部分Yo會等於Voc分之Ioc 所以依序將我們的讀值127伏以及1. 5安培代入 可以得到大小是11.
8乘上10的負三姆歐 接下來就可以找到實數軸的電導部分 那麼跟上一題一樣 因為是鄰邊以及斜邊的關係 所以電導的大小可以直接採用Yo的值再乘上cosθ 所以依此可以得到11. 8乘上10的負3次方 然後再乘上0. 21 所以答案是2.
