單相異步電動(dòng)機(jī).doc

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1、【課題】第二章單相異步電動(dòng)機(jī)（1～2節(jié)）新授課【教學(xué)目標(biāo)】1．知識(shí)目標(biāo)：了解單相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和分類；掌握單相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理。2．能力目標(biāo)：使學(xué)生掌握單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速的方法；初步具有檢修常見故障的能力。3．情感目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，鍛煉實(shí)際分析能力，培養(yǎng)動(dòng)手能力?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】單相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理。【教學(xué)難點(diǎn)】電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)、調(diào)速方法?！窘虒W(xué)方法】讀書指導(dǎo)法、分析法、演示法、練習(xí)法?！菊n時(shí)安排】2課時(shí)（90分鐘）?！窘虒W(xué)過程】〖導(dǎo)入

2、〗（3分鐘）由于單相異步電動(dòng)機(jī)的電源是單相交流電源，在家庭中使用十分方便，所以單相異步電動(dòng)機(jī)被廣泛用于各種日用電器中，如電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、電冰箱等。不同日用電器中的單相異步電動(dòng)機(jī)在類型、結(jié)構(gòu)上雖有差別，但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理是相同或相似的?！夹抡n〗第一節(jié)單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理一、單相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)拆卸一臺(tái)單相異步電動(dòng)機(jī)（如電風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)），觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。單相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)也是由定子、轉(zhuǎn)子兩大部分，以及機(jī)殼、端蓋、軸承、風(fēng)扇等部件構(gòu)成，如圖所示。-13-1．定子電動(dòng)機(jī)的定子由定子鐵心

3、和定子繞組構(gòu)成，如圖所示。2．轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，如圖所示。轉(zhuǎn)子繞組一般有籠形轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子繞組兩種。3.其他部件單相異步電動(dòng)機(jī)的其他部件還有機(jī)殼、前后端蓋、風(fēng)葉等。二、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1．運(yùn)轉(zhuǎn)原理異步電動(dòng)機(jī)屬于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。-13-(a)轉(zhuǎn)動(dòng)原理實(shí)驗(yàn)裝置(b)轉(zhuǎn)動(dòng)原理示意圖實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示，在一個(gè)馬蹄形磁鐵上裝有旋轉(zhuǎn)手柄，兩磁極之間放一個(gè)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的籠型轉(zhuǎn)子，磁極和轉(zhuǎn)子之間是空氣隙，沒有機(jī)械或電氣的聯(lián)系。當(dāng)我們轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使磁鐵旋轉(zhuǎn)時(shí)，現(xiàn)象：（1）籠型轉(zhuǎn)子隨著磁極一

4、起轉(zhuǎn)動(dòng)。磁極轉(zhuǎn)得快，轉(zhuǎn)子跟著轉(zhuǎn)得快；磁極轉(zhuǎn)得慢，轉(zhuǎn)子也跟著轉(zhuǎn)得慢。（2）若改變磁極旋轉(zhuǎn)方向，籠型轉(zhuǎn)子也跟著改變旋轉(zhuǎn)方向。（3）仔細(xì)觀察還會(huì)發(fā)現(xiàn)，籠型轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是低于磁極的轉(zhuǎn)速，兩者的轉(zhuǎn)速不能同步，即所謂“異步”。圖(b)來分析說明：設(shè)磁極按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，置于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁感應(yīng)線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由于籠型轉(zhuǎn)子繞組是閉合結(jié)構(gòu)，所以轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)右手定則，可以判斷出位于N極下的導(dǎo)條感應(yīng)電流方向?yàn)檫M(jìn)入紙面；而位于S極下的導(dǎo)條感應(yīng)電流方向?yàn)榇┏黾埫?。又因?yàn)檩d流導(dǎo)

5、體在磁場(chǎng)中會(huì)受到電磁力的作用，根據(jù)左手定則可判斷出位于N極下的導(dǎo)條受力方向向左；位于S極下的導(dǎo)條受力方向向右。這樣，在籠型轉(zhuǎn)子上就形成一個(gè)逆時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來。若磁極按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，同理，轉(zhuǎn)子也會(huì)改變方向朝順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，磁場(chǎng)若加快旋轉(zhuǎn)切割轉(zhuǎn)子速度，轉(zhuǎn)子上感應(yīng)電流及電磁轉(zhuǎn)矩將增大，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速加快?！爱惒健苯忉專寒惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向一致，如果轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速相等，則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條不再切割磁感應(yīng)線，沒有電磁感

6、應(yīng)，感應(yīng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩為零，轉(zhuǎn)子失去旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，在固有阻力矩的作用下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必然低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速，所以稱其為異步電動(dòng)機(jī)。如果電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，這種電動(dòng)機(jī)稱為同步電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速（也稱同步轉(zhuǎn)速n0）與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之差稱為轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速n0的比值用“轉(zhuǎn)差率”s表示：轉(zhuǎn)差率s是反映異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)重要參數(shù)。異步電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)差率稱為額定轉(zhuǎn)差率sN，一般很?。s2%～5%），即異步電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速ｎＮ很接近同步轉(zhuǎn)速ｎ0。例2-1一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)

7、在正常運(yùn)行時(shí)外加直流電源電壓220V，電樞電流為10A電樞電阻為，求反電動(dòng)勢(shì)。解：-13-2．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)從上述原理分析可知，單相異步電動(dòng)機(jī)必須首先建立一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，才能驅(qū)動(dòng)籠型轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。（1）單相繞組的定子磁場(chǎng)單相異步電動(dòng)機(jī)能電后不能自行起動(dòng)，需要撥動(dòng)一下電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，電動(dòng)機(jī)才能朝撥動(dòng)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來。結(jié)論：①單相繞組只能建立脈動(dòng)磁場(chǎng)。②在脈動(dòng)磁場(chǎng)下電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零，即電動(dòng)機(jī)不能自行起動(dòng)，但在外力作用下起動(dòng)后能夠運(yùn)行。（2）兩相繞組的定子磁場(chǎng)單相繞組的電動(dòng)機(jī)只有一相繞組，無法建立一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。異步電

8、動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速n0為：式中，f為交流電源的頻率；P為定子磁極對(duì)數(shù)。-13-單相異步電動(dòng)機(jī)形成圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的對(duì)稱條件：①兩相繞組在空間上相差90°電角度；②兩相電流的相位相差90°電角度；③兩相繞組電流大小相等、匝數(shù)相同、分布相同。圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的特點(diǎn)：是在定子內(nèi)圓任意位置上的磁場(chǎng)強(qiáng)度均相同。結(jié)論：①兩相繞組空間位置不同；兩相電流相位不同，就能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。其軌跡一般是橢圓。②旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n0=60f/P。③旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向總是從電流超前的繞組轉(zhuǎn)向電流滯后的繞