單相異步電動機(jī).doc

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1、【課題】第二章單相異步電動機(jī)（1～2節(jié)）新授課【教學(xué)目標(biāo)】1．知識目標(biāo)：了解單相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和分類；掌握單相異步電動機(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機(jī)的起動、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)動手能力。【教學(xué)重點(diǎn)】單相異步電動機(jī)的基本工作原理?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】電動機(jī)的反轉(zhuǎn)、調(diào)速方法。【教學(xué)方法】讀書指導(dǎo)法、分析法、演示法、練習(xí)法?！菊n時安排】2課時（90分鐘）。【教學(xué)過程】〖導(dǎo)入

2、〗（3分鐘）由于單相異步電動機(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。〖新課〗第一節(jié)單相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理一、單相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)拆卸一臺單相異步電動機(jī)（如電風(fēng)扇電動機(jī)），觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。單相異步電動機(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、單相異步電動機(jī)的工作原理1．運(yùn)轉(zhuǎn)原理異步電動機(jī)屬于感應(yīng)電動機(jī)。-13-(a)轉(zhuǎn)動原理實(shí)驗裝置(b)轉(zhuǎn)動原理示意圖實(shí)驗裝置如圖(a)所示，在一個馬蹄形磁鐵上裝有旋轉(zhuǎn)手柄，兩磁極之間放一個可以自由轉(zhuǎn)動的籠型轉(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)動手柄使磁鐵旋轉(zhuǎn)時，現(xiàn)象：（1）籠型轉(zhuǎn)子隨著磁極一

4、起轉(zhuǎn)動。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)磁極按逆時針方向旋轉(zhuǎn)，形成一個旋轉(zhuǎn)磁場，置于旋轉(zhuǎn)磁場中的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁感應(yīng)線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，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)電流方向為進(jìn)入紙面；而位于S極下的導(dǎo)條感應(yīng)電流方向為穿出紙面。又因為載流導(dǎo)

5、體在磁場中會受到電磁力的作用，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)子上就形成一個逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩，從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁場按順時針方向轉(zhuǎn)動起來。若磁極按順時針方向旋轉(zhuǎn)，同理，轉(zhuǎn)子也會改變方向朝順時針方向轉(zhuǎn)動。另外，磁場若加快旋轉(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訖C(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向一致，如果轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速相等，則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間沒有相對運(yùn)動，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)磁場轉(zhuǎn)速，所以稱其為異步電動機(jī)。如果電動機(jī)轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，這種電動機(jī)稱為同步電動機(jī)。異步電動機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場轉(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是反映異步電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的一個重要參數(shù)。異步電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)差率稱為額定轉(zhuǎn)差率sN，一般很?。s2%～5%），即異步電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時的轉(zhuǎn)速ｎＮ很接近同步轉(zhuǎn)速ｎ0。例2-1一臺直流電動機(jī)

7、在正常運(yùn)行時外加直流電源電壓220V，電樞電流為10A電樞電阻為，求反電動勢。解：-13-2．旋轉(zhuǎn)磁場從上述原理分析可知，單相異步電動機(jī)必須首先建立一個旋轉(zhuǎn)磁場，才能驅(qū)動籠型轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。（1）單相繞組的定子磁場單相異步電動機(jī)能電后不能自行起動，需要撥動一下電動機(jī)的轉(zhuǎn)子，電動機(jī)才能朝撥動的方向轉(zhuǎn)動起來。結(jié)論：①單相繞組只能建立脈動磁場。②在脈動磁場下電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩為零，即電動機(jī)不能自行起動，但在外力作用下起動后能夠運(yùn)行。（2）兩相繞組的定子磁場單相繞組的電動機(jī)只有一相繞組，無法建立一個旋轉(zhuǎn)磁場。異步電

8、動機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n0為：式中，f為交流電源的頻率；P為定子磁極對數(shù)。-13-單相異步電動機(jī)形成圓形旋轉(zhuǎn)磁場的對稱條件：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)磁場的特點(diǎn)：是在定子內(nèi)圓任意位置上的磁場強(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。其軌跡一般是橢圓。②旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0=60f/P。③旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向總是從電流超前的繞組轉(zhuǎn)向電流滯后的繞