1 三相异步电动机的基本原理

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授 课 日 期

教 师 姓 名 * * *

学 时 4学时 培 训 班 第 期 培 训 班 性 质 电 工 取 证 授课地点 教 学 科 目 电机拖动 项目名称 三相异步电动机的基本原理 课 型 综 合 知识目标 通过教学使学生理解和掌握三相异步电动机的基本的原理和结构 能力目标 使学生在工作中能够熟练、规范、安全地使用三相异步电动机 德育目标 培养学员严谨的工作作风，从而提高工作能力，为生产提供保障 教学重点 三相异步电动机的原理和使用方法 教学难点 三相异步电动机的原理及在工作中的应用

空 白 点 1、如何能提高三相异步电动机的拆装速度？ 2、如何用万用表、电桥、钳表、摇表检测运行电机的参数变化是否符合规定？ 3、学生在做测量时出现或可预见的一些问题。

教学方式 讲授：探究体验式、启发式、试验活动等方式 教学手段 多媒体：Microsoft PowerPoint

三相异步电动机的基本的结构和原理 一、电动机的分类 二、电动机的结构 三、电动机的使用 四、实际应用

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教 学 过 程 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

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 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？

导入新课 揭示课题 新授内容 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。 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。 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。 4 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 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。 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。 5 教学重点 【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 U1V1W1V2U2W2W2U2V2W1V1U1 2．三相异步电动机的额定值【电脑板书】 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。 6 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=3UNINηNCOSφN × 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 功率30kW 电流57.63A 电压380V 频率50HZ 接法D 转速1470r／min LW79dB／A 防护等级IP54 工作制S1 F级绝缘 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。 7

巩固练习 2、将电机按要求连接到电源上运行 【综合评价：】具体规范步骤详见附表一、二 【教师预见测量中可能出现的问题，并用电脑展示：】 【学生快乐互动活动】：【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。 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结束本节课的学习。 表格填写应注意规范性。 营造轻松而愉快的课堂气氛

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

课后反思 课后加以总结后再填写。 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 8

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。 9

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 考核内容 评分标准 自评 互评 教师 评分 综合得分 方案设计 1． 方案设计思路2实施步骤策10 1． 方案设计思路不清扣5分 2． 实施步骤策划不合理扣5分 10

划 1 课前 准备 2． 安全意识及提前的劳动保护 3． 方案设计 10 3． 缺乏安全意识 4． 没有按要求穿戴劳动保护 3．没有方案设计

2 测量空载电流 用钳型表测量电动机每相空 载电流 20 1.带电测量未注意安全扣5分 2.档位选择错误扣2分 3.带电换档扣5分 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

3 测量电源电压 万用表测量 电源电压 10 1．带电测量未注意安全扣1分 2．档位选择错误扣2分 3. 测量错误2分 4 检测前的准备 1、将电动机断电、验电、放电 2、拆除电源线、拆除连接片 10 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

5 测量绝缘电阻 测量电动机相对地、相间绝缘电阻 20 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 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

6 测量直流电阻 1、 万用表粗测电动机绕组直流电阻 2单臂电桥测电动机绕组直流电阻 10 1． 未粗测量绕组电阻值扣2分 2． 未按正确使用方法操作每错 误一处扣2分 3． 损坏单臂电桥指针扣3分 4． 少测量一相扣5分 5． 测量数据错误扣5分 6． 未记录测量数据本项不得分 7 综合素质 坚韧和能吃苦的品质2独到见解和创新精神3．团队合作与沟通能力 10 1． 坚韧和能吃苦的品质 2． 独到见解和创新精神 3． 不能团队合作与沟通能力 8 安全文明生产 1养成良好的生产习惯 2营造良好的学习气氛 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 合 计