《三相异步电动机 1》教案

《三相异步电动机》教案

课时安排理论2学时，实际操作8学时本期授课次序

课题内容课题一：认识三相异步电动机的原理与结构

教学目的1、三相异步电动机的原理

2、通过实训，理解三相异步电动机的结构

教学重点1、理解三相异步电动机的结构的组成。

2、三相异步电动机的结构的工作原理和安装。

教学难点

掌握三相异步电动机结构和原理

课的类型实习课

教具准备三相异步电动机{整台}、电机定子、电机转子、图纸教学方法

与手段

讲授、演示、示范等，讲练结合

教学过程设计

教学过

程及时间分配教学内容

教学方法

的运用

一、课前准备课前配备相应图纸。

要求学生：

1、穿好工作服，佩戴胸牌；

2、准备好有关书籍及学习用品；

3、按组领取所配备器材；

4、预习并要求画出原理图；

5、保持实习场地环境卫生。

学生已学

过的三相

异步电动

机主要组

成部分及

其功用的

有关内容

二、组织教学

1、检查实习场地的电气、消防、卫生等情况应符合实习安全要求。

2、按分组安排学生实习岗位。

3、点名检查学生出勤情况，检查学生穿工作服、带胸牌情况。

4、要求学生检查所领取工具、实习器材，不得存在损坏或安全方面。..

三、导入新课【复习提问】

1、简述三相异步电动机的主要组成部分及其功用。

2、三相异步电动机原理

【新课引入】

异步电动机按电源相数分类可分为三相异步电动机与单相异步电动机。三相异步电动机使用三相交流电源，它具有结构简单、使用和维修方便、坚固耐用等优点，在工农业生产中应用极为广泛。

异步电动机的结构也可分为定子、转子两大部分。定子就是电机中固定不动的部分，转子是电机的旋转部分。由于异步电动机的定子产生励磁旋转磁场，同时从电源吸收电能，并产生且通过旋转磁场把电能转换成转子上的机械能，所以与直流电机不同，交流电机定子是电枢。

四、新课讲授

理论知识

一、三相异步电动机的工作原理

在图中，假设磁场的旋转是逆时针的，这相当于金属框相对

于永久磁铁，以顺时针方向切割磁力线，金属框中感生电流的方

向，如图中小圆圈里所标的方向。此时的金属框已成为通电导体，

于是它又会受到磁场作用的磁场力，力的方向可由左手定则判断，

如图3.1中小箭头所指示的方向。金属框的两边受到两个反方向

的力f，它们相对转轴产生电磁转矩 (磁力矩)，使闭合金属框中

受力示意图金属框发生转动，转动方向与磁场旋转方向一致，但

永久磁铁旋转的速度n1要比金属框旋转的速度n大。从上述实

验中可以看到，在旋转的磁场里，闭合导体会因发生电磁感应而

成为通电导体，进而又受到电磁转矩作用而顺着磁场旋转的方向

（重点）

转动；实际的电动机中不可能用手去摇动永久磁铁产生旋转的磁场，而是通过其他方式产生旋转磁场，如在交流电动机的定子绕组(按一定排列规律排列的绕组)通入对称的交流电，便产生旋转磁场；这个磁场虽然看不到，但是人们可以感受到它所产生的效果，与有形体旋转磁场的效果一样。通过这个实验，可以清楚地看到，交流电动机的工作原理主要是产生旋转磁场。

三相交流电是怎样产生旋转磁场的呢？当3个绕组跟三相电

源接通后，绕组中便通过三相对称的交流电流i U、i V、i W，其波形如图3.3图所示。现在选择几个特殊的运行时刻，看看三相电流所产生的合成磁场是怎样的。这里规定：电流取正值时，是由绕组始端流进(符号⊕)，由尾端流出(符号⊙)；电流取负值时，绕组中电流方向与此相反。当ωt=ω t1=0，U相电流i U=0，V相电流取为负值，即电流由V2端流进，由V1端流出；W相电流i W 为正，即电流从W1端流进，从W2端流出。在图3.3的定子绕组

图中，根据电生磁右手螺旋定则，可以判定出此时电流产生的合成磁场如图3.3(a)所示，此时好像有一个有形体的永久磁铁的N极放在导体U1的位置上，S极放在导体U2的位置上。

当ω t=ω t2=2时，电流已变化了1/3周期。此时刻i为正，电流由U1端流入，从U2端流出，i V为零；i W为负，电流从W2端流入，从W1端流出。这一时刻的磁场如图3.3(b)所示。磁场方向较ωt=ωt1时沿顺时针方向在空间转过了120°。分析三相交流电是怎样产生旋转磁场

转子的旋转速度

转子的旋转速度一般称为电动机的转速，用n表示。根据前

面的工作原理可知，转子是被旋转磁场拖动而运行的，在异步电

动机处于电动状态时，它的转速恒小于同步转速n1，这是因为转

子转动与磁场旋转是同方向的，转子比磁场转得慢，转子绕组才

可能切割磁力线，产生感生电流，转子也才能受到磁力矩的作用。

假如有n = n1情况，则意味着转子与磁场之间无相对运动，转子

不切割磁力线，转子中就不会产生感生电流，它也就受不到磁力

矩的作用了。如果真的出现了这样的情况，转子会在阻力矩(来自

摩擦或负载)作用下逐渐减速，使得n

和阻力矩(摩擦力矩与负载力矩之和)平衡时，转子保持匀速转动。

所以，异步电动机正常运行时，总是n

被称作“异步”电动机的由来。又因为转子中的电流不是由电源

供给的，而是由电磁感应产生的，所以这类电动机也称为感应电

动机。

三相异步电动机的结构

封闭式三相异步电动机的结构

1—端盖 2—轴承 3—机座 4—定子绕组 5—转子 6—轴承 7—端盖 8—风扇

9—风罩 10—接线盒

异步电动机的结构也可分为定子、转子两大部分。定子就是

电机中固定不动的部分，转子是电机的旋转部分。由于异步电动

机的定子产生励磁旋转磁场，同时从电源吸收电能，并产生且通

（重点）过旋转磁场把电能转换成转子上的机械能，所以与直流电机不同，

交流电机定子是电枢。另外，定、转子之间还必须有一定间隙(称

为空气隙)，以保证转子的自由转动。异步电动机的空气隙较其他类型的电动机气隙要小，一般为0.2 mm～2mm。

1. 定子部分

定子部分由机座、定子铁心、定子绕组及端盖、轴承等部件组成。

(1) 机座。机座用来支承定子铁心和固定端盖。中、小型电动机机座一般用铸铁浇成，大型电动机多采用钢板焊接而成。

(2) 定子铁心。定子铁心是电动机磁路的一部分。为了减小涡流和磁滞损耗，通常用0.5mm厚的硅钢片叠压成圆筒，硅钢片表面的氧化层(大型电动机要求涂绝缘漆)作为片间绝缘，在铁心的内圆上均匀分布有与轴平行的槽，用以嵌放定子绕组。

2. 转子部分

转子是电动机中的旋转部分，如图3.7中的部件5。一般由转轴、转子铁心、转子绕组、风扇等组成。转轴用碳纲制成，两端轴颈与轴承相配合。出轴端铣有键槽，用以固定皮带轮或联轴器。转轴是输出转矩、带动负载的部件。转子铁心也是电动机磁路的一部分。由0.5mm厚的硅钢片叠压成圆柱体，并紧固在转子轴上。转子铁心的外表面有均匀分布的线槽，用以嵌放转子绕组。

三相交流异步电动机按照转子绕组形式的不同，一般可分为笼型异步电动机和绕线型异步电动机。

五实际操作训练

（共10学时，其中讲授1学时）【实习步骤】

1、认识三相交流异步电动机的装置及功能。

2、观察三相交流异步电动机设备的布置形式，观察其工作情况。

3、分组观察并找出三相交流异步电动机系统各部件。

4、分组找出三相交流异步电动机的各部件

5、分组找出三相交流异步电动机转子部件。

6、分组拆分交流异步电动机相联系的各部件。

【安装注意事项】

1、注意人身和机件的安全，不了解的先了解后动手。

2.未经许可，不准乱动电器按钮开关

3.实验进行中，不能随意扳动管道，扭动螺口。

【巡回指导】

1、指导学生按照工艺要求正确拆分。

2、督促学生遵守安全操作规程，做到文明生产。

3、检查学生对三相交流异步电动机的掌握程度。

4、对普遍存在的问题采取集中讲解、集中示范。

5、注意根据实习操作进度，在不同的阶段确定不同的检查和

指导重点；

6、注意共性问题和个性问题，个别指导和集中指导相结合。

7、注意培养典型，树立学生中操作技能好的榜样，以点带面

鼓励带动全班同学。

【综合讲评】

1、对各组的训练情况进行总结，指出优点和缺点，公布训练成

绩。

2、针对各组出现的错误和故障进行分析，予以纠正。

六、作业完成实习报告，包括原理图、实习步骤、注意事项等。

七、教学后记

经过前期的训练工艺基本都能达到要求，在对学生的要求上从工艺要求转变为接线技巧的要求。自检中发现的接线错误基本能在教师的指点下独立纠正。

课题完成情况较好。