三相异步电动机参数测定虚拟实验系统研究

　　实验是教学过程中实现理论与实践相结合的重要环节，对理论知识的学习有检验与指导作用。虚拟实验是结合传统实验，采用虚拟现实的方式进行的实验模拟，虚拟实验能够丰富实验内容和突破实验禁区，是对传统实验教学的一种完善。它不仅降低了实验成本，而且打破了时空、地域的限制，为更多学习者提供了实验的可能性。针对三相异步电动机参数测定实验构建的虚拟实验环境充分体现了虚拟实验的优点，并应用于电气工程及其自动化专业本科的教学活动中。

　　1.参数测定虚拟实验系统设计原理

　　1.1 虚拟实验平台的构成

　　三相异步电动机参数测定虚拟实验系统是基于软件实现实验过程的( 其软件主要结构如图1所示。

　　结合实验讲义，设计了实验过程( 包括实验信息注册、空载实验仿真、堵转实验仿真、曲线绘制、数据处理、结果分析等多个功能。虚拟实验平台同时提供了数据库支持和外部接口程序。其中，数据库可以对实验者信息和实验数据记录，实现了多次实验地比较;外部接口程序可以脱离虚拟实验平台的仿真程序，与外部实验装置联接，对外部数据进行测取、转换、分析，计算实验结果，即可以与实际的物理平台相结合，虚拟平台作为虚拟仪表和分析软件使用。在此，仅针对具有仿真功能的虚拟实验平台进行介绍。

　　1.2 虚拟实验模型

　　1.2.1空载实验模型

　　虚拟实验以T型等效电路作为实验模型，如图2所示，图中各参数的含义可参考文献[4]

　　功率的计算为三相之和，每相功率为作用在T 型等效电路各电阻参数上功率之和，即包括了定转子铜损、铁损和机械损耗。

　　1.2.2空载转差率的确定

　　与基于实际系统的实验不同，在虚拟实验中必须通过计算获得实验数据。其中，要获得机械损耗就必须确定转差率;所以，空载实验中，空载转差率就是很重要的一个参数。

　　为了方便地确定空载转差率;首先假设阻转矩包括2部分分量：恒转矩分量和风机类分量，则空载阻转矩和空载电磁转矩可由式(4)、(5)表示.

　　1.2.3 堵转实验模型

　　堵转实验的转速为0，可以不考虑总机械功率。等效电路图如图3所示。

　　1.2.4 实验数据处理

　　根据实验数据进行参数计算时，应该注意以下几个问题!

　　1)图2电路的作用是推导虚拟实验检测的数据， 根据参数测定实验数据计算的方法，空载实验的计算是假设等效电路图转子侧开路，并不是采用图2所示的电路图。

　　2)铁损的获得不是在1.2.1节中功率数据确定的铁损数据，而是要经过铁损分离获得! 也就是说，在横坐标参数为电压的平方的条件下，对纵坐标功率参数按直线作曲线拟合，再将拟合曲线与纵坐标相交获得铁损，程序中令拟合函数的变量为零获得。