三相异步电动机的基本工作原理

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教 学 过 程 组织教学 引导学员思考：电动机的使用方法举例对比 课前活动 导入新课 揭示课题 新授内容 1、 学员活动：用万用表测电动机、观看电动机的部件 2、学员讨论：请你总结一下电动机的结构？ 它们各是什么作用？ 引言： 异步电动机是工业、农业、国防、日常生活和医疗器械中应用最广泛的一种电动机，它的主要作用是驱动生产机械和生活用具。其单机容量可从几十瓦到几千千瓦。随着电气化和自动化程度的不断提高，异步电动机将占有越来越重要的地位。据统计，在供电系统的动力负载中，约有70％是异步电动机，可见它在工农业生产乃至我们日常生活中的重要性。 异步电动机分类方法虽不同，但各类三相异步电动机的基本结构却是相同的，只有掌握了它，才能合理运用。 通过学员的活动和讨论，激发学员对新知识的渴望，从而自然地切入新课教学 教学设计 学员首先明确电机的应用范围和学习电机的意义。 使学员明确本次课的教学目的和要求。 增加学员学习的兴趣和热情，丰富课堂教学的效果。 三相异步电动机的基本的原理和结构 【教师活动】 1、介绍本节课的知识结构 1、电动机的分类和型号 三相异步电动机 2、电动机的结构 3、电动机的原理 4、电动机的实际应用 2、介绍电动机的分类。 三相异步电动机种类繁多，若按转子结构分为鼠笼式和绕线式异步电动机两大类；若按机壳的防护形式分类，鼠笼式可分为防护式、封闭式、开启式，其外形如图5-1所示。按冷却方式异步电动机可以分为自冷式、自扇冷式、管道通风式、液体冷却式。异步电动机分类方法虽不同，但各类三相异步电动机的基本结构却是相同的。

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教学重点 教学难点

3、、【电脑投影：一些不同类型的电动机】引导学员对电动机分类。 一、 电动机的结构 【电脑板书】 1、定子部分 可以给学员提供一些网址，供学员自己学习时，以便了解最新发展情况。 定子机座和铁心冲片 2、转子部分 笼式转子 【学员活动：学员通过观察了解电动机的分类】 二、电动机的原理 【教师活动】 【电脑投影：电动机分析图片】请大家结合实物观察分析。 4

教学重点

学员熟悉电桥的面板结构和各部分组成的作用，可以更好的分析使用电机。 原理要求学员在教师的指导下，自主探究电动机的工作原理。但推导过程只作一般了解。 【电脑板书】 在磁场中的载流导体将受到电磁力的作用，根据电动机左手定则，上下两根导条所受电磁力的方向如图所示。在图中可以看出，N 极下的导条受力方向是朝向右，而S 极下的导条受力方向是朝向左。这一对力形成一顺时针方向的转矩。如果我们把异步电动机的鼠笼式转子放置在旋转磁场中代替线框，不难想象，当磁场旋转时，在磁极经过下的每对导条都会产生这样的电磁转矩，在这些电磁转矩的作用下，转子就按顺时针的方向旋转起来了。当然，如果磁场按逆时针方向旋转，转子也将按逆时针方向旋转。由此可见，转子的旋转方向同旋转磁场的旋转方向是相同的。 接成星形的三相定子绕组 三、电动机的实际应用 1、实际连线 U2V1W2U1V2W1W2U1U2V1V2W12．三相异步电动机的额定值【电脑板书】 5

实际操作

（1）额定功率PN：指电动机额定状态下运行时，电动机转子轴上输出 的机械功率。单位为kW或W。对于三相异步电动机， PN=3UNINηNCOS φN × 10-3 ，其中UN为电动机的额定电压（V），IN为电动机的额定电流 （A），ηN为电动机的额定效率，COSφN为电动机的额定功率因数，PN的单位为KW。对于380V的电动机，IN≈2 PN，因此可以根据电动机的额定功率估算出额定电流，即一千瓦两个电流。 （2）额定电压UN（V）：指电动机额定工作状态时，加在定子绕组上的线电压。 （3）额定电流IN（A）：指电动机额定工作状态时，流入定子绕组的线电流。 （4）额定转速nN(r/min)：指电动机额定工作状态时，电动机转速。 （5）额定频率fN（Hz）：指电动机定子侧电压的频率。我国电网fN=50 Hz。 【教师活动：电脑投影：电动机的原理图】给予一定的指导。 【学员探究活动：讨论三相异步电动机的铭牌，从而更好的理解原理，指导应用】 三相异步电动机的铭牌 三相异步电动机 型号Y2—200L—4 频率50HZ 防护等级IP54 功率30kW 接法D 工作制S1 电流57.63A 转速1470r／min F级绝缘 电压380V LW79dB／A 重量270kg X X 电 机 厂 【教师指导活动：正确理解电动机。】教师说明概念。 三、交流绕组的几个基本概念【电脑详细板书】 （1）线圈（元件） （2）极矩τ （3）线圈节距y （4）机械角度与电角度 （5）槽距角α （6）每极每相槽数q （7）相带 【教师提问：1、如何认识以上概念？ 2、在图纸中找到以上概念】 【学员体验式活动】：学员分组操作中去获得答案 【教师设计题目】：1、给你提供万用表，如何检测运行电机的极对数？我们一起来练练手吧！ 这是2006今年举行的石油销售系统维修电工大赛上的一道技能操作题目，要求学员能够规范操作。 授课中强调电机参数的重要性，并注重安全生产教育。 分组讨论可以帮助学员更好地掌握电桥的使用方法，同时拓宽知识点在深层次的挖掘。 在教学中应根据学员的工种特点，授课注重理论联系生产实际。这一点很重要。 6

巩固练习 【综合评价：】具体规范步骤详见附表一、二 表格填写应 注意规范【教师预见测量中可能出现的问题，并用电脑展示：】 性。 【学生互动活动】：【多媒体展示：轻松观看正确答案吧！】 设计构思： 在电机图上演示，指出正确答案。 营造轻松是为巩固本堂课内容而设计，让学员在轻松而愉快的课堂气氛中而愉快的课结束本节课的学习。 堂气氛 2、将电机按要求连接到电源上运行 快乐 课堂小结 我们这堂课除了对所学过的知识复习以外，更重要的是学习了电动机的原 理和结构。同时提高了一定的技能操作水平。 课外作业 1、如何选择电动机？为什么？ 2、写出技能操作题目规范的操作步骤：交流电动机参数测量及评价 课后加以总结后再填写。 课后反思 编定日期：2006年 11 月 2 日 教 师 签 字： * * * 教研组长签字： * * * 审定日期：2006年 11 月 6 日 教务主任签字： * * *

第一章 三相异步电动机的基本原理 1.1 三相异步电动机的工作原理与结构

三相异步电动机的定子装有三相对称绕组，当接至三相交流电源时，流入定子绕的三相对称电流在电机气隙内产生一个旋转磁场n1旋转的磁场。转子导体嵌放在转子铁心槽内，两端被导电环短接。当旋转磁场以逆时针方向旋转时，转子导条切割磁力线产生感应电动势，其方向可用右手定则来判别，如下图所示。转子上半部导体中的电动势方向都是进入纸面，用⊕来表示，下半部导体中的电动势方向都是穿出纸面，用⊙表示。在转子回路闭合的情况下，转子导体中就有电流流通。如不考虑转子绕组电感，那么电流的方向与电动势必的方向相同。

转子载流导体在旋转磁场中将受到电磁力|F的作用，导体所受电磁力的方

向可用左手定则来判定。如下图所示，转子上各导条都受到逆时针的电

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磁转矩T，在电磁转矩T的作用下转子以逆时针方向旋转，其转速为n与旋转磁场方向相同。由于转子导体电流是通过电磁感应产生的，所以也可把这种电动机称作感应电动机。

1.2三相异步电动机的基本结构

图1.2所示的是一台三相异步电动机的结构图。它主要分为锭子和转子两大部分，锭子、转子中间是空气隙。

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图1.2 三相异步电动机结构图

1-轴承 2-前端盖 3-转轴 4-接线盒 5-吊攀 6-锭子铁心 7-转子

8-锭子绕组 9-机座 10-后端盖 11-风罩 12-风扇

附表：三相异步电动机参数测量及评价评分表

学生姓名： 班级： 课程名称： 小组成员： 带队教师： 实训日期： 序 号 方案设计 考核内容 评分标准 自评 互教师 评 评分 综合得分

1． 方案设计思10 1． 方案设计思路不清扣5分 路2实施步骤策2． 实施步骤策划不合理扣5分 9

划 1 2． 安全意识及10 3． 缺乏安全意识 提前的劳动保护 4． 没有按要求穿戴劳动保护 3． 方案设计 3．没有方案设计 课前 准备 2 20 1.带电测量未注意安全扣5分 测量空用钳型表测量电 2.档位选择错误扣2分 载电流 动机每相空 3.带电换档扣5分 载电流 4.测量时钳型表使用不规范每一处扣1分 5.测量数据错误扣5分 测量电源电压 万用表测量 电源电压 1．带电测量未注意安全扣1分 10 2．档位选择错误扣2分 3. 测量错误2分 1． 未断电本项不得分 2． 未验电扣2分 3． 未放电扣2分 4． 未拆除电源线引线扣2分 5． 未拆除电机连接片扣4分 3 4 1、将电动机断电、10 检测前验电、放电 的准备 2、拆除电源线、拆除连接片 5 1． 兆欧表选择错误扣2分 2． 未开路或短路校验兆欧表每一处 扣1分，不能判断兆欧表好坏扣2分 测量绝测量电动机相对 缘电阻 地、相间绝缘电阻 20 3． 接线错误扣2分 4． 测量时表使用不规范每一处扣1分 5． 少测量一项扣3分 1． 未粗测量绕组电阻值扣2分 1、 万用表粗测 2． 未按正确使用方法操作每错 电动机绕组10 误一处扣2分 测量直直流电阻 3． 损坏单臂电桥指针扣3分 流电阻 2单臂电桥测电 4． 少测量一相扣5分 动机绕组直流电5． 测量数据错误扣5分 阻 6． 未记录测量数据本项不得分 坚韧和能吃苦的10 1． 坚韧和能吃苦的品质 品质2独到见解2． 独到见解和创新精神 和创新精神3．团3． 不能团队合作与沟通能力 队合作与沟通能力 10 1未按要求填写操作记录扣5分 2未清理现场离开扣5分 3工具摆放杂乱扣5分 4安全责任心不足扣5分 6 7 综合素质 8 安全文1养成良好的生明生产 产习惯 2营造良好的学习气氛 合 计

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