Экспериментальное исследование асинхронных двигателей проводится с целью определения параметров схемы замещения (рис. 4.8). Программа исследований включает два опыта: опыт холостого хода и опыт короткого замыкания. Эти опыты легко реализуются, для их проведения требуется минимальная мощность установленного оборудования. Экспериментальные исследования асинхронных двигателей в рабочих режимах, как правило, не проводятся в виду их большой трудоемкости и стоимости. Характеристики асинхронных двигателей в рабочих режимах получают расчетным путем по схеме замещения.
Опыт холостого хода
Схема экспериментальной установки представлена на рис. 4.14. Схема включает кроме испытуемого двигателя (АД) индукционный регулятор (ИР) для регулирования напряжения статора АД, измерительный комплект (ИК) для регистрации тока, активной мощности и напряжения статора, тахогенератор (ТГ) для измерения частоты вращения n и машину постоянного тока (МПТ) для затормаживания ротора.
Опыт холостого хода проводится без нагрузки на валу (ключ К разомкнут) для нескольких значений напряжения 
в диапазоне 
. Измеряются фазные токи 
и активная мощность 
, подводимая к обмотке статора. По данным опыта строят зависимости 
, 
, 
. Вид этих зависимостей представлен на рис. 4.15. Согласно энергетической диаграмме (рис. 4.10) потребляемая на холостом ходу мощность расходуется на покрытие потерь в обмотке статора 
, потерь в стали 
и механических потерь 
. Потерями в роторной обмотке 
можно пренебречь, так как в опыте холостого хода скольжение весьма мало (
). Вычитая из потерь холостого хода 
электрические потери 
, получим сумму потерь в стали и механических потерь:
.
Разделение этих потерь производится путем экстраполяции зависимости 
до пересечения с осью ординат (рис. 4.16). Данный способ разделения потерь основан на том, что потери в стали пропорциональны
, а потери механические 
не зависят от напряжения 
, так как частота вращения ротора во время опыта холостого хода остается практически постоянной. Однако при очень малых значения напряжения 
частота вращения ротора снижается, растут скольжение и потери в обмотке ротора, не учитываемые при разделении потерь. Этим объясняется отклонение зависимости 
от прямой в зоне малых напряжений. Его не следует учитывать при экстраполяции.
Полученные данные позволяют рассчитать следующие параметры схемы замещения асинхронного двигателя:
; 
; 
.
Расчет проводится по данным опыта холостого хода при номинальном напряжении (
). Сопротивление обмотки статора 
определяется постоянным током перед опытом холостого хода.
Опыт короткого замыкания
В опыте короткого замыкания ротор асинхронного двигателя должен быть заторможен (
). Это достигается с помощью машины постоянного тока (рис. 4.14). Ключ К замыкается, а в обмотку возбуждения подается постоянный ток. Опыт проводится при различных значениях подводимого напряжения 
, так чтобы ток статора 
находился в пределах 
.
По данным опыта короткого замыкания строят зависимости 
, 
. В рассматриваемом диапазоне токов 
характеристика 
носит прямолинейный характер (рис. 4.17). Отклонение от линейности происходит при 
и объясняется влиянием насыщения стали на индуктивные сопротивления рассеяния обмоток. Потери короткого замыкания 
, как и в трансформаторе, определяются, главным образом, электрическими потерями в обмотках:
.
Этим объясняется параболический характер зависимости 
.
Данные опыта короткого замыкания при 
используются для определения следующих параметров:
; 
.
Аналитические выражения токов и электромагнитного момента асинхронной машины (см. п. 4.6) содержат параметр 
. Для его определения можно воспользоваться приближенным выражением
.
Активное сопротивление обмотки ротора входит в расчетные выражения либо непосредственно, либо в виде величины 
. Для их определения используются приближенные соотношения
;
.
