12-4 三相异步时机绕组教案.doc

茂名市技工学校文化理论课教案编号：QD - 0707 - 03 版本号：A/0 流水号：科目：电机与变压器 授课班级：09机电高级、班 共 7 页电机与变压器 第十五讲课题：1、三相双层绕组波绕组 2、三相多速异步电动机的工作原理与接线授课课时2节授课日期授课方式讲授 提问作业题数2拟用时间0.5教学目的1.掌握三相异步电动机的变极原理2.掌握三相异步电动机变极的连接方法选用教具挂图模型、自制挂图重点1.三相异步电动机的变极原理2.三相异步电动机变极的连接方法难点三相异步电动机变极的连接方法教学回顾导入课题复习：1、三相双层绕组的结构特点是什么？2、三相双层绕组每相的并联支路数最多是多少？波形绕组呢？导入课题：改变电动机定子的极对数，可改变异步电动机的同步转速，从而改变电动机的转速。而改变电动机定子的极对数，通常一般用改变定子绕组接线的方法来实现。变极异步电动机转子采用笼型结构，其转子的极对数能自动地随定子极对数作相应变化。三相变极多速异步电动机有双速、三速、四速等多种，分为倍极调节(如24、48极)和非倍极调节(如46、68极)两大类。授课教师：黄 文 进 教研组审阅： 科审阅日期：教 学 过 程 第 5 页一、讲授新课一、波形绕组简介波形绕组的特点是：两个相邻的线圈成波浪形前进，如图所示，波绕组的连接规律是把所有同一极性（如N1,N2）下属于同一相的线圈按波浪形依次串联起来组成一组，在把另一极性（S1,S2）下的属于同一相的线圈按波浪形依次串联起来，组成另一组，最后根据需要把这两组接成串联或并联，构成相绕组。 为合成节距 波形绕组只有两条支路，分别由N极或S极下的线圈串联而成，可减少线圈间的连线，保持绕组之间平衡。它主要应用于绕线转子异步电动机的转子绕组。 例：将前述三相四极36槽的绕组绕成波绕组。合成节距：槽 线圈节距：槽绘制波绕组展开图的步骤与叠绕组完全相同，该例题槽电势星形图和相带划分与前例完全相同，如图5-2（a）所示若A相从3号线圈起，则3 号线圈一导体边放在3 号槽上层用实线表示，另一导体边放在10号槽下层用虚线表示（）然根据，3号线圈应与21号线圈连接，其绕组展开图如5-14所示。每绕完一周后人为地前进或后退一个槽，才能使绕组继续绕下去。本例后退一个槽。线圈2和线圈20完成一周，再后退一个槽，线圈l和线圈19完成一周，绕三周组成U相的S极下的线圈组。同理：U相的N极下线圈l2和线圈30完成一周，线圈11和线圈29完成一周，线圈10和线圈28完成一周，组成另一个N极下的线圈组。由于并联支路a=2，两个极下的U相绕组连接顺序如图514所示。也可以接成一条支路，a=1，把lU2与2U1相连，1U1作为首端，2U2作为尾端。如图515所示。二、三相异步电动机的变极原理三相电动机定子三相绕组是对称的，因此只要了解其中一相的接法就可知道其他两相结构。以2/4极变极为例，在图516a中画出了U相绕组的两组线圈分布剖面简图，虚线表示线圈的一部分，线圈1U1、1U2和线圈2U1、2U2是相互并联的，假定电流从2U2、1U1流入，2U1、1U2流出，用安培定则判断，产生了一对磁极，即极数2P=2。如果把两组线圈改接成图5l7a所示，线圈2U1、2U2与线圈1U1、1U2相串联（当然也可以将线圈1U1与线圈2U1、线圈1U2与线圈2U2相并联），假定电流从1U1流入，1U2流出后又从2U1流人，最后从2U2流出，用安培定则可判断产生了两对磁极，即极数2P=4。比较图516和图517，可以看到线圈2U1、2U2的接法反向了，电流方向也随之改变，因此这种方法称为反向变极法。又由于极对数成倍地变化，同步转速也成倍地变化，所以这种调速属于有级调速。三、三相异步电动机绕组变极的连接方法单套绕组多速异步电动机二般采用双层绕组，少数极作为基本极，出线头有六根。根据电动机负载的不同要求，常用的接线方法有YY和YYY，通过反向变极法得到变速目的。1、YY接法这种接法如图518所示，YY接法时：4U、4V、4W接在一起，2U、2V,2W接三相电源，电流方向如图518a中实线箭头所示，电动机是少极对数连接法，即2p=2，每相线圈由两组线圈并联，相当于图516所示的两线圈的并联(少极接法)；接法时：2U、2V、2W不做连接，4U、4V、4W接三相电源，电流方向如图5-18a中虚线箭头所示，一半线圈中的电流方向改变了，电动机极对数也增加了一倍，即2P=4，每相绕组由两组线圈串联。 a)24极的线圈接法 b)24极的出线端接法图5-18单绕组双速电动机YY接法YY接法下的变极调速，调速前后电动机的输出功率近似不变，故适用于恒功率负载的调速，如金属切削机床等。2、YYY接法这种接法如图519所示，在YY接法时，4U、4V、4W连接在一起，2U、2V、2W接到三相电源上，每相绕组由两组线圈并联，相当于两个Y形接法并联，极数2P=2；在单Y形接法中，4U、4V、4W接到三相电源上，2U、2V、2W不做连接，每相绕组由两组线圈串联而成，极数2P=4。 a)24极的线圈接法 b)24极的出线端接法图519单绕组双速电动机YYY接法YYY接法下的变极调速，调速前后的电动机的转矩不变，故适用于负载转矩恒定情况下的调速，如起重机、运输机械等。以上两种变极接法都有一半绕组线圈的电流方向相反，如U相的线圈l3、14、15、l6组成的极相组，因此YY和YYY接法都是反向变极法。必须注意，绕组改接后，应将其中两相的出线端与电源的连接互换一下，以保持高速与低速时电动机的转向相同。2假定极数为2P=2时，U、V、W三相电源相对于三相绕组相位关系为0、120、240电角度，当极数为2P=4时，相位关系将变为20=O、2120=240、2240=480(相当于120)电角度。显然极数为2和极数为4时的相序关系已相反，必须调换其中两相相序，才能保持电动机的转向相同。为此在图518a和图519a中已