三相异步电动机的结构和工作原理教案.
三相异步电动机的结构和工作原理教案
三相异步电动机的结构和工作原理教案简介三相异步电动机是现代工业生产中广泛采用的一种电动机，其主要特点是结构简单、制造成本低、功率大、适用范围广。
本教案将介绍三相异步电动机的结构和工作原理，帮助学生深入了解这种电动机的原理和应用场景。
课程目标学生将通过本课程：•了解三相异步电动机的结构和组成部分；•理解三相异步电动机的工作原理和转速调节方法；•掌握三相异步电动机的应用场景和注意事项。
知识点一：三相异步电动机的结构和组成部分1.1 电动机的构成三相异步电动机由转子、定子（也称为绕组）两部分组成。
•转子：转子是电动机的旋转部分，主要由导体和绕组组成。
转子在电机中负责承担机械能转换的重要任务。
•定子：定子是电机的固定部分，主要由绕组、铁芯和端盖等部分组成。
定子通过电磁感应将电能转换为机械能。
1.2 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构较为简单，主要由转子、定子、机座、轴承、端盖等部分组成。
其中转子和定子是电机的核心部分。
•转子：三相异步电动机的转子采用了大量的铝条材料和铜条材料。
由于这些材料具备较高的导热性和导电性，因此其加工成本较低，同时也适用于大功率电动机。
•定子：三相异步电动机的定子由一定数量的线圈绕制而成。
这些线圈的排列方式和结构会影响电动机的性能表现。
1.3 三相异步电动机的性能参数三相异步电动机的性能参数主要包括：•额定功率：电动机在额定工作条件下所能输出的功率•额定电流：电动机在额定工作条件下所需的电流•电机转速：电动机每分钟转动的圈数（单位：r/min）•额定电压：电动机在额定工作条件下所需的电压知识点二：三相异步电动机的工作原理2.1 电磁感应三相异步电动机的工作原理基于电磁感应的原理。
电磁感应是指导体在变化磁场作用下所产生的电动势的现象。
2.2 定子电磁场和转子导体之间的相对运动在三相异步电动机中，当定子绕组通电时，它会在其周围产生一个旋转磁场。
当转子转动时，转子内的导体会在定子磁场的作用下受到电磁力的作用，导致转子开始旋转。
三相异步电动机的结构和工作原理教案_电子电路_工程科技_专业资料
三相异步电动机的结构和工作原理教案一、教学目标1. 让学生了解三相异步电动机的结构和组成部分。
2. 使学生理解三相异步电动机的工作原理。
3. 培养学生运用理论知识分析和解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 三相异步电动机的结构a. 定子b. 转子c. 轴承d. 外壳2. 三相异步电动机的工作原理a. 旋转磁场的作用b. 转子与旋转磁场的相对运动c. 电磁感应原理d. 产生转矩的过程三、教学方法1. 采用讲授法，讲解三相异步电动机的结构和原理。
2. 利用动画演示三相异步电动机的工作过程。
3. 开展小组讨论，分析三相异步电动机的性能特点。
四、教学步骤1. 导入新课，介绍三相异步电动机的应用领域。
2. 讲解三相异步电动机的结构，展示图片并详细介绍各部分的名称和作用。
3. 讲解三相异步电动机的工作原理，结合动画演示，让学生直观地理解旋转磁场的作用和转子与旋转磁场的相对运动。
4. 分析三相异步电动机的工作过程中产生的转矩。
五、课堂练习1. 根据所学内容，绘制三相异步电动机的结构示意图。
2. 简述三相异步电动机的工作原理。
3. 分析影响三相异步电动机转矩的因素。
教学评价：1. 课后收集学生的课堂练习，评估学生对三相异步电动机结构和原理的理解程度。
2. 在下一节课开始时，让学生分享他们对三相异步电动机性能特点的认识，以此评价学生对知识点的掌握情况。
3. 关注学生在实际操作中的表现，如能正确识别和分析三相异步电动机的相关问题。
六、教学延伸1. 对比分析三相异步电动机和同步电动机的异同。
2. 探讨三相异步电动机的节能措施。
3. 介绍三相异步电动机在工业生产中的应用案例。
七、教学互动1. 组织学生进行小组讨论，探讨三相异步电动机的优缺点。
2. 邀请企业工程师进行讲座，分享实际工作中三相异步电动机的应用经验和维护技巧。
3. 开展课堂提问，鼓励学生积极提问并解答同学之间的问题。
八、教学实践1. 安排学生参观实验室或工厂，实地观察三相异步电动机的运行情况。
三相异步电机的结构及工作原理教案
三相异步电机的结构及工作原理教案一、教学目标：1.了解三相异步电机的结构及工作原理。
2.掌握三相异步电机的基本特点。
3.了解三相异步电机常见的故障及排除方法。
二、教学内容：1.三相异步电机的结构3.三相异步电机的工作原理4.三相异步电机的特点5.三相异步电机的常见故障及排除方法三、教学步骤：1.引入（5分钟）通过提问引入话题，让学生明确本节课的学习目标和重点。
2.讲解三相异步电机的结构（15分钟）首先，通过幻灯片或板书，讲解三相异步电机的结构，包括定子、转子、定子绕组、转子绕组等。
指出定子上的三个绕组在空间上相互位移120度，形成了三相电流。
然后，介绍定子和转子之间的空气隙，以及转子上的导体条和短路环的结构。
最后，讲解三相异步电机的外壳和机械部件，如轴承、风扇等。
3.讲解三相异步电机的工作原理（20分钟）首先，通过幻灯片或板书，讲解三相异步电机的工作原理。
指出当三相电流通过定子绕组时，会产生一种旋转磁场。
这个旋转磁场会与转子上的导体条产生磁场相互作用，使转子产生转动。
然后，讲解转子的滑差。
指出滑差是转子转动速度与旋转磁场速度之间的差值，它决定了转子上的感应电动势和转矩。
最后，讲解三相异步电机的同步转速和实际转速之间的关系。
4.讲解三相异步电机的特点（10分钟）通过幻灯片或板书，讲解三相异步电机的基本特点。
首先，指出三相异步电机的转矩与转子上的感应电动势成正比。
这意味着当转子上的感应电动势增大时，转矩也会增大。
然后，讲解三相异步电机的功率因数和效率。
指出功率因数接近1时，电机的效率最高。
最后，讲解三相异步电机的启动方式和调速方式。
5.讲解三相异步电机的常见故障及排除方法（20分钟）通过案例分析或幻灯片，讲解三相异步电机常见的故障及排除方法。
首先，讲解电机的过载故障。
指出过载可能导致电机过热，甚至烧毁。
然后，讲解电机的短路故障。
若发生电机短路，应关停电机，并检查定子绕组和转子绕组是否正常。
最后，讲解电机的轴承故障。
三相异步电动机的结构和工作原理教案
三相异步电动机的结构和工作原理教案一、前言三相异步电动机是一种广泛应用的电动机，在工业生产中大量使用。
掌握其结构和工作原理对于电气工程专业的学生具有重要意义。
本教案将介绍三相异步电动机的结构和工作原理，帮助学生加深对这种电动机的理解。
二、三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构主要由转子和定子两部分组成。
1. 转子转子是三相异步电动机的旋转部分，由若干条导体组成。
在运行时，转子受到电磁感应力的作用，从而在磁场中旋转。
根据转子结构的不同，三相异步电动机又可以分为鼠笼式异步电动机和绕线式异步电动机。
•鼠笼式异步电动机的转子结构类似于一个老鼠笼，由若干条平行排列的导体条组成。
这些导体条之间通过一个短路环连接起来，形成一个闭合的回路。
当导体条在旋转时，磁场的变化会在它们之间产生感应电流，导体条之间的短路环会使感应电流在导体条之间流动。
这些电流在导体条中产生一个旋转磁场，从而推动转子旋转。
•绕线式异步电动机的转子结构类似于一个绕线式变压器，由绕在转子铁芯上的若干根绕组组成。
当绕组中通有电流时，根据安培定理，电流在绕组中会产生一个磁场，从而推动转子旋转。
2. 定子定子是三相异步电动机的固定部分，主要由定歧架、定子铁芯和定子绕组组成。
定子绕组中通有三相交流电，随着电流的变化，定子绕组中产生的磁场也在变化。
这个磁场会与转子的磁场相互作用，从而产生一个电磁感应力，推动转子旋转。
三、三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理与旋转磁场的产生和运动有关。
在三相交流电的作用下，定子绕组中产生的磁场不停的改变方向，从而形成一个旋转磁场。
同时，在转子中产生旋转磁场。
转子的旋转速度不是恒定的，旋转速度会不断变化，直到转子的转速达到定子磁场旋转速度的同步速度。
这时，转子的旋转速度与定子磁场的旋转速度相同，这种状态称为同步运转。
但由于三相异步电动机转子启动的时候，启动转矩非常小，所以当转子的转速低于同步速度时，转子旋转速度会比定子磁场旋转速度慢，这种状态称为异步运转。
任务一三相异步电动机的结构及转动原理教案File
酒泉职业技术学院《电工技术》学习领域教案任务一三相异步电动机的结构及转动原理一、交流电动机模型图4-1 交流电动机模型图4-1是交流电动机模型。
当鼠笼形转子周围的磁极顺时针转动时，转子导体条就会切割磁力线，根据右手发电定则，转子上侧的导体条中的感应电流朝向纸外。
根据左手受力定则，载流导体受力方向为向右，于是转子跟着磁极转动起来。
不过，转子转动永远跟不上磁极转动。
因为转子就是靠转速差切割磁力线来产生动力的，没有转速差就没有动力。
就是说，转子转动与磁极转动不可能同步而总是异步的，这就是异步电动机名称的由来。
二、基本构造交流电动机分定子和转子两大部分。
为了加强定子电流形成磁场的效果，定子主体由硅钢片迭成，硅钢片上开有纵向槽，定子绕组嵌放在均布的定子槽中。
转子有鼠笼型和绕线型两大类。
为了加强定子电流形成磁场的效果，鼠笼型转子亦由硅钢片迭成，硅钢片上亦开有纵向槽，然后将融化的金属铝浇铸在迭好的硅钢片转子槽中及两端面环，冷却后硅钢片转子槽中的铝条及两端面的铝环即形成所谓“鼠笼”。
不过任何动物都不会跑进去，因为这个“鼠笼”中实际充满了坚硬的硅钢片。
3、对旋转磁场的要求交流电动机的转速取决于旋转磁场的转速，为此把旋转磁场的转速称为同步转速。
旋转磁场具有两个基本参数：磁动势和同步转速。
为了使交流电动机性能最好，即消除电磁振动和噪音，理想旋转磁场应当具有以下两个特性：1．旋转磁场磁动势为常数；2．旋转磁场同步转速为常数。
或者说，理想旋转磁场大小不变，转速稳定。
目前把磁动势不变的旋转磁场称为圆形旋转磁场。
实际旋转磁场很难达到理想要求。
实际旋转磁场磁动势和同步转速都有一定的脉动。
电动机设计要求就是尽可能减少旋转磁场磁动势和同步转速的脉动。
三、定子绕组基本单元永久磁铁转动自然形成旋转磁场。
电流生成磁场。
固定直流电流生成固定磁场。
运动直流电流生成运动磁场。
虽然载流导体本身并不能运动，但是多个电流的大小有序变化，可以等效为总电流的运动。
三相异步电动机的结构和工作原理教案_电子电路_工程科技_专业资料
三相异步电动机的结构和工作原理教案一、教学目标1. 了解三相异步电动机的结构组成。
2. 掌握三相异步电动机的工作原理。
3. 能够分析三相异步电动机的运行特性。
二、教学内容1. 三相异步电动机的结构组成：定子、转子、机座、轴承等。
2. 三相异步电动机的工作原理：电磁感应、旋转磁场、转子切割磁场、电磁力、转矩等。
3. 三相异步电动机的运行特性：启动特性、运行特性、调速特性等。
三、教学方法1. 采用讲授法，讲解三相异步电动机的结构组成、工作原理和运行特性。
2. 采用演示法，展示三相异步电动机的实物和运行现象。
3. 采用案例分析法，分析实际工程中的三相异步电动机应用实例。
四、教学步骤1. 导入新课：介绍三相异步电动机的应用领域和重要性。
2. 讲解结构组成：讲解定子、转子、机座、轴承等部分的结构和功能。
3. 讲解工作原理：讲解电磁感应、旋转磁场、转子切割磁场、电磁力、转矩等概念和原理。
4. 讲解运行特性：讲解启动特性、运行特性、调速特性等。
5. 案例分析：分析实际工程中的三相异步电动机应用实例。
五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对三相异步电动机结构、工作原理和运行特性的理解。
2. 课后作业：布置相关练习题，巩固所学知识。
3. 实践操作：安排实验室实践，让学生实际操作三相异步电动机，提高实际操作能力。
教学资源：教材、课件、实验设备、实际工程案例等。
六、教学活动1. 小组讨论：学生分组讨论三相异步电动机在实际工程中的应用，分享各自的见解和经验。
2. 问题解答：教师回答学生关于三相异步电动机的问题，解答学生的疑惑。
3. 实验操作：学生在实验室进行三相异步电动机的实验操作，观察电动机的运行现象，验证所学原理。
七、教学重点与难点1. 教学重点：三相异步电动机的结构组成、工作原理和运行特性。
2. 教学难点：三相异步电动机的运行特性分析和实际工程应用。
八、教学反馈1. 课堂问答：教师通过提问，了解学生对三相异步电动机的掌握程度。
三相异步电动机的结构和工作原理教案
三相异步电动机的结构和工作原理教案三相异步电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于工业和民用领域。
本教案将介绍三相异步电动机的结构和工作原理。
一、结构三相异步电动机主要由定子、转子、末端盖和轴承等部分组成。
1. 定子：定子是电动机的静止部分，通常由铁芯和绕组构成。
铁芯有一个圆柱形的铁心，其表面绕有三个同心的线圈，称为定子绕组。
定子绕组通常由电极绕制而成，一般采用纵向排列。
2. 转子：转子是电动机的旋转部分，通常由铁芯和导体构成。
转子铁芯是一种具有凸出的“鳍片”的圆柱形铁心，用于支撑导体。
导体有时被称为“浅槽”，其走向平行于转子轴线，被包裹在转子铁芯内。
3. 末端盖：末端盖是电动机的机械支撑部分，包括轴承，以支撑转子。
轴承和末端盖通常由金属铸造而成。
4. 轴承：轴承是末端盖中的机械部分，用于支撑和定位转子的轴。
常见的轴承类型包括球轴承和滚筒轴承等。
二、工作原理三相异步电动机的工作原理基于磁场的相互作用。
当交流电被施加到定子绕组时，电流流过绕组，产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场旋转于定子绕组的内部，而不直接作用于转子。
转子是由导体制成的，导体内的电子可以被电流激励，使得它们以磁场的作用形成一个感应电流。
在相对运动的磁场的作用下，感应电流在导体内产生相对运动和电场，从而产生一个相对运动力的作用。
因为定子磁场和转子导体的相对运动，转子体验到一种旋转场，它被称为感应电机。
旋转的场在转子导体中产生感应电流，因此转子呈现一个离心力，并且沿着定子磁场的方向进行旋转。
三相异步电动机的旋转速度由定子电气频率和电气极数决定。
它们与电动机的诸如负载和输入电压等因素也有关系。
在标准工艺中，三相异步电动机的最大转速为1750-1800转/分。
三、总结三相异步电动机是一种广泛应用于工业和民用领域的电动机类型。
它们的结构和工作原理关键是定子和转子之间的电场和磁场相互作用，这使得转子能够沿着定子磁场方向进行旋转。
理解这些基本原理对于维护和操作三相异步电动机至关重要。
三相异步电动机教学设计
三相异步电动机教学设计三相异步电动机是工业中常用的一种电动机类型，具有结构简单、维护方便、稳定可靠等优点，因此在各种机械设备中广泛应用。
本文将从三相异步电动机的原理、性能特点、应用领域等方面进行详细介绍，并设计一个基于三相异步电动机的教学实验。
一、三相异步电动机原理三相异步电动机是以三相交流电为动力源，通过转子和定子之间的磁场相互作用来产生转矩，实现电能转换成机械能的过程。
其基本结构包括定子和转子两部分，定子上绕有三相线圈，通过交流电源形成旋转磁场，转子上绕有导体条，受到旋转磁场的感应产生转矩。
当转子旋转速度达到同步速度时，称为同步电动机；当转子旋转速度略小于同步速度时，称为异步电动机。
二、三相异步电动机性能特点1.启动性能好：三相异步电动机启动时电流较小，因此启动时不会瞬间产生很大的电流冲击，对电网的影响较小。
2.负载适应性强：三相异步电动机负载变化时，能自动调整工作状态以适应不同负载要求，稳定性好。
3.效率较高：三相异步电动机具有较高的效率和较低的能耗，适用于长时间运行的场合。
4.维护简便：三相异步电动机结构简单，维护方便，使用寿命较长。
三、三相异步电动机应用领域基于以上介绍，我们设计了一个基于三相异步电动机的教学实验，帮助学生更好地理解三相异步电动机的工作原理和特点。
实验名称：三相异步电动机性能测试实验目的：通过实验，学生掌握三相异步电动机的性能测试方法，了解三相异步电动机的工作原理和特点。
实验设备：三相异步电动机、三相电源、电压表、电流表、功率表等。
实验步骤：1.连接实验设备：将三相异步电动机与三相电源连接，同时接入电压表、电流表和功率表。
2.启动电动机：启动三相异步电动机，并调节电源电压、电流大小，记录相应数据。
3.测试性能参数：测量电动机的输出功率、效率、功率因数等性能参数，通过计算和对比，分析电动机的工作性能。
4.结果分析：根据实验结果，分析电动机的工作原理和性能特点，探讨如何改进电动机的性能，提高效率和可靠性。
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方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现反转
电源
电源
A B C
A
B
C
正转
反转
M 3~
M 3~
三、三相异步电动机的铭牌数据
型 号 电 压 转 速 Y132S－6 380 V 960r/min
三相异步电动机 功 率 3 kW 电 流 7.2 A 功率因数 0.76
频 率 50Hz 联 结 Y 绝缘等级 B
U3
U4 W2 W4 W3 U1 U2 V4 V3 V2 V1
按下图放入定子 槽内。 形成的磁场则是 两对磁极。 即 p=2
V4 W
3
U1
W4 V1 U2 W1
i3 i2
W1
U4 V3 W2 U3 V2
三相绕组
四极旋转磁场
p = 1 时： 电流变化一周 电流每秒钟变化 50 周
→
旋转磁场转一圈
→
( r / min）
f = 50 Hz 时，不同极对数时的同步转速如下: 同步转速
p 1 2 1500 3 1000 4 750 5 600 6 500 n0/(r/min) 3000
（3）旋转磁场的转向
Im
O
旋转方向：取决于三相电流的相序。 L1 i 1 i2 i 3 i
1
U1 W2 U 2 V2
电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致， 但
n n0
异步电动机
提示：如果
n n0
转子与旋转磁场间没有相对运动 无转子电动势（转子导体不切割磁力线）
无转子电流
无转距
（3）转差（率）S 的概念：
转 差：旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。 转差率：转差与n0的比值。 即：
n0 n s n0
或
n0 n s 100 % n 0
异步电动机运行中: 电动机起动瞬间:
s 1 ~ 9%
（转差率最大） n 0, s 1
二、三相异步电动机的基本工作原理 1. 旋转磁场
（1）旋转磁场的产生
旋转磁场由三相电流通过三相对称绕组产生。
对称：三相对称负载 空间对称分布
V2
W1
iU
Im
iV
iW
t
U2
()电流入
三相对称绕组通入三相对称电流就形成旋转磁场
iU
iV
iW
Im
n0
U1 V2 W2
t
n0
V2 W1 A W2
60
N
V1
U2
n0
V2 W1
U1 W2 V1 U2
பைடு நூலகம்
W1
S
V1 U2
t 60
t 120
t 180
二极旋转磁场
（2）旋转磁场的转速
t
L2 L3
W2
i3 i2
W1
V1
U1 V2
W1 U2
V1
Im
O
i1
i2 i3
t
L1
i1 i2 i3
U1 W2 U2 V2 W1 V1
V2
U1 W2
L2 L3
W1
V1
U2
任意对调两根电源进线，磁场反转。
旋转方向：取决于三相电流的相序
iU
iV
iW
t
iU
iW
iV
t
Im
Im
n0
n0
改变电机的旋转方向：换接其中两相
频 率 50Hz 联 结 Y 绝缘等级 B
7. 额定功率因数cosN 额定负载时一般为0.7-0.9，空载时功率因数很 低约为0.2-0.3。额定负载时，功率因数最大。 实用中应选择合适容量的电机，防止“大马”拉 “小车”的现象。 8. 绝缘等级 指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分 为A、E、B、F、H五级，A级最低(105º C)，H 级最高(180º C)。
2 三相异步电动机 及其控制
一、三相异步电动机的结构
右图是一台三相鼠笼型异步电 动机的外形图。 下面是它主要部件的拆分图。
绕线型异步电动机
鼠笼型异步电动机
鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：
鼠笼式： 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能 人为改变电动机的机械特性。 绕线式： 结构复杂、价格较贵、维护工作量；转 子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。
异步电动机的外部接线
三相笼式异步电动机的部件图
二、三相异步电动机的基本工作原理 转动原理：
（1）电磁转矩的产生
▲ 用右手定则判断转 子绕组中感应电流的 方向 ▲ 用左手定则判断转 子绕组受到的电磁力 的方向
电磁力→电磁转矩 T
N
S
工作原理示意图
T 与 n0 同方向。
（2）电动机转速n和旋转磁场同步转速n0的关系
定子绕组 （三相）
U1
定子
W2
转子：在旋转磁场作用 下，产生感应电 动势或电流。
V2
W1
V1
三相定子绕组： 产生旋转磁场
转子
U2
机座
异步电动机中，旋转磁场代替了旋转磁极
(•)电流出
U1
n0
W2 V1
iU1 I m sin t iV1 I m sin t 120 iW1 I m sin t 240
旋转磁场转 50 圈
旋转磁场转 3000 圈
电流每分钟变化 (50×60) 周 → p = 2 时： 电流变化一周
→
旋转磁场转半圈
电流每秒钟变化 50 周
→
旋转磁场转 25 圈
旋转磁场转 1500 圈
电流每分钟变化 (25×60) 周 →
p 为任意值时： 三相异步电动机的同步转速
n0 p
60 f
频 率 50Hz 联 结 Y 绝缘等级 B
4. 额定电流 IN IN = 7.2A 5. 联结方式
→定子三相绕组的额定线电流
通常三相异步电动机3kW以下者，联结成星形， 4kW以上者，联结成三角形。
6. 额定转速nN
电机在额定电压、额定负载下运行时的转子转速。
型 号 电 压 转 速
三相异步电动机 Y132S－6 功 率 3 kW 380 V 电 流 7.2 A 960r/min 功率因数 0.76
1.型号
Y132S－6
2p = 6 →n0 = 1 000 r/min
2. 额定功率 PN PN = 3 kW →转子轴上输出的机械功率 3. 额定电压 UN UN = 380 V →定子三相绕组应施加的线电压
Y系列异步机 机座长度代号 机座中心高度 磁极数
型 号 电 压 转 速
三相异步电动机 Y132S－6 功 率 3 kW 380 V 电 流 7.2 A 960r/min 功率因数 0.76
旋转磁场转速 n0 — 同步转速 如何改变旋转磁场的转速？
▲ 极对数（p）的概念：
i1 i3
U1 W2 U 2 V2 W1 V1
i2 以 Y 型接法为例，当每相 绕组只有一个线圈时，按右图 放入定子槽内，合成的旋转磁 场只有一对磁极，则极对数为 1。 即 p=1
U1 V2 W2
W1 U2
V1
以 Y 型接法为例，将 每相绕组都改用两个线圈 串联组成。 i1