电机与控制电子教案：三相异步电动机(中职教育)

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1、【课题】第四章三相异步电动机新授课【教学目标】1.知识目标：了解H用电器中使用的其他类型电动机（三相异步电动机、单相同步电动机、步进电动机）的基本结构、原理和应用。2.能力FI标：能够对LI常使用电器中的电动机的类别进行判别，并能够了解他们的工作原理，为故障维修打下理论基础。3.情感目标：激发学牛浓厚的学习兴趣，培养学牛严谨的科学态度，锻炼实际分析能力，培养动手能力。【教学重点】H常使用电器中的电动机的类别判别。【教学难点】三相异步电动机、同步电动机的结构和工作原理。【教学方法】读书指导法、分析法

2、、演示法、练习法。【课时安排】2课时（90分钟）。【教学过程】K导入H（3分钟）提问：以前介绍过的几种电动机的结构及其工作原理。K新课》第一节三相异步电动机的结构和工作原理一、三相异步电动机的结构定子：绕组为三相绕组，空间分布上完全对称。可星形或角形联结。转子：笼型或绕线型两种。(b)二、三相异步电动机的工作原理三相对称交流电流流入对称的三相定子绕组，在定子绕组的空间可产纶一个圆形的旋转磁场，旋转磁场与转子导体ZI'可有相对运动，转子导体小产生感应电流，感应电流在磁场屮受到电磁力的作用，从而顺着旋

3、转磁场的方向旋转起来。旋转磁场的产生可以用下图说明。思考：为什么对称的三相定子绕组通过以对称的三相交流电流，能够产住旋转磁场？旋转磁场的转速和转向分別由什么决定？分析解答：因为三相交流电在相位上互差120°,而H是对称的，所以能产生一个圆形旋转磁场，使电动机的运行更加平稳，起动和过载能力、效率和功率因数都强于单相界步电动机。旋转磁场的转速与电源频率成正比，与磁极对数成反比。旋转磁场的转向山电源的相序决定。三、三相异步电动机的的单向运行三相界步电动机的单相运行是指三相电动机在只有单相电源的场合，通过

4、改变绕组的接法，作为一台单相电动机，也能运行。绕组接线如图所示，图Q）中，绕组“2”和“3”组成单相电动机的主绕组，“1”作为辅助绕组与外加电容器C串联；图（b）中，绕组“1”为单相电动机的主绕组，“3”和电容C串联组成辅助绕组电路，绕组“2"对辅助绕组电流的人小和相位有影响。三相电动机在单相运行时，辅助绕组只串一个电容器，是不能获得圆形旋转磁场的，一般还需再串联一个电阻。若把一台三相界步电动机改接成单相电容运转式电动机，其冇效功率只有原来额定功率的65%〜75%O缺相运行状态：三相界步电动机正常

5、运行时，突遭一相电源断路，也就变成了一台单相电动机，在脉振磁场下继续旋转。该状态导致电动机绕组被烧坏。第二节三相同步电动机的运行特性一、三相异步电动机的机械特性三相杲步电动机的机械特性曲线，如图，A.B、C、D点分别为电动机的同步点、额定运行点、临界点和起动点。由图可见电动机在D点起动后，随着转速的上升转矩随之上升,在达到转矩的最人值后（C点），进入A-C段的工作区域。二、三相异步电动机的运行性能三相界步电动机的运行性能：1.曲线的A-C段：近似于线性，随着界步电动机的转矩增加而转速略有下降，从同

6、步点/（乃二％,s=0,7=0）到满载的3点（额定运行点），转速仅下降2〜6%,可见三相异步电动机在/・C段的工作区域有较“硬“的机械特性。2.额定运行状态：在B点，电动机工作在额定运行状态，在额定电压、额定电流下产生额定的电磁转矩，以拖动额定的负载，此时对应的转速、转差率均为额定值（额定值均用下标“"，表示）。电动机工作吋应尽量接近额定状态运行，以使电动机有较高的效率和功率因数。3.临界状态：C点被称为“临界点二在该点产生的转达矩为最大转矩Tm，它是电动机运行的临界转矩，因为一旦负载转矩大于乙？

7、，电动机因无法拖动而使转速下降，工作点进入曲线的C-D段，在C-D段随着转速的下降转矩继续减小，使转速很快下降至零，电动机出现堵转。C点为曲线A-C段与C-D段交界点，所以称为“临界点”，该点对应的转差率均为临界值。电动机产生的最大转矩心与额定转矩比称为电动机的过载能力z,即-般三相界步电动机的久在1.8〜2.2之间，这表明在短时间内电动机轴上带动的负载只要不超过1.8〜2.27；v，电动机仍能继续运行，因此一定的久表明电动机所貝有的过载能力的大小。4.起动状态：D点称为“起动点“。在电动机起动瞬

8、间，〃=0,s=l,电动机轴上产生的转矩称为起动转矩rst（乂称为“堵转转矩”）。rst必须大于负载转矩，电动机才能起动，否则电动机将无法起动。电动机产生的起动转矩兀（与额定转愆小之比称为电动机的起动能力，即起动能力=工Tn--般三相异步电动机的起动能力在1〜2之间。第三节三相异步电动机的反转、起动和调速—、三相异步电动机的反转三相界步电动机采用改变三相电源相序的方法来改变旋转磁场和转向，从而改变电动机的转向。方法是：将三根电源线的任意两根对调，就可以改变电动机的转向，如图所示。L