电机与电气控制教案三相异步电动机

教 案授课日期 9.14 授课班级

12授课课时 2课时

授课形式 讲授授课章节2.1三相异步电动机的根本构造名 称 机的根本原理使用教具投影仪把握电动机旋转磁场是如何产生的教学目的2.把握三相异步电动机的转动原理3.把握转差率的概念教学重点旋转磁场的产生和转动原理同上教学难点充、删减1.旋转磁场是如何产生的？课外作业2.电动机的同步转速和异步转速概念3.什么是转差率，在电动机正常运行的时候转差率是多少？三相沟通异步电动机是怎么转动起来的？为什么给电动机通上教学后记电就能使他转起来？这节课结合电磁学的相关学问来学习三相异步电动机的根本原理，但首先要生疏电磁方面的厂家学问、定律。授课主要内容或板书设计2.1旋转磁场的产生三线异步电动机的工作过程课堂教学安排教学过程教学过程主要教学内容及步骤授

点名，整顿纪律变压器常见的故障有哪些？三相变压器连接方式的区分和特点。三相异步电动机的工作原理旋转磁场的产生组旋转磁场的理解。(1)用图解法分析旋转磁场的步骤绘出对称三相沟通电流的波形；此处学生较 选定几个瞬时，并将各瞬时电流的实际方向标示在三相绕组中；犯难理解，对学生理论

依据右手螺旋定则，确定各瞬间合成磁通势的方向；学问的支撑 观看各瞬时合成磁通势的方向，能形象地看到磁场在旋转。要求较高。 图4.7为用图解法分析旋转磁场的电机绕组构造图。图中沟通电机的定子上安放着对称的三相绕组U1-U2、V1-V2、W1-W2。4.8假定电流从绕组首端流入为正，流出为负；末端流出为正，流入为负。电流的流入端用符号 示，流出端用符号⊙表示。对称三相沟通电流通入讲授合成磁 对称三相绕组时，便产生一个旋转磁场。下面选取各相电流消灭最大值的场时必需先让学生把握

几个瞬间进展分析。楞次定律、 当ωt=0°时电磁感应定 U相电流到达正最大值，电流从首端U1流入，用 律和右手螺 出，用⊙表示;V相和W相电流均为负，因此电流均从绕组的末端流入，旋定则首端流出，故末端V2和W2应填上，首端V1和W1应填上⊙，如4.7(aU相绕组的轴线上。当ωt=120°时VVV1流入，用表示，从末V2流出，用⊙表示;UWU1W1U2W2为流入电流，用表示，如图4.7(b)所示。V从ωt=0120°。当ωt=360°时U相绕组的轴线上，磁场方向从起始位置沿逆时3604.7(d)所示。即电流变化一个周期，成磁场旋转一周。由此可见，对称三相沟通电流通入对称三相绕组所形成的磁场是一个旋转UV即由电流超前相转向电流滞后相。假设三相绕组通入负序电流，则电流消灭正的最大值的挨次是U→W→V。U→W→V。(3)结论值不变的圆形旋转磁场；旋转磁场转速即电流频率所对应的同步转速为式中，pf1对已制成的电机，磁极对数P已确定，则n1∝f1，即打算旋转磁场转速的唯一因素是电流频率f1;旋转磁场的转向由电流相序打算；当某相电流达最大值时，旋转磁通势恰好转到该相绕组的轴线上。(4)产生圆形旋转磁通势的条件①三相或多相绕组在空间上对称；②三相或多相电流在时间上对称。假设此两条件中有一条不满足，则产生椭圆形旋转磁通势。(1)根本工作原理在异步电动机的定子铁芯里，嵌放着对称的三相绕组U1-U2、V1-V2W1-W2。转子是一个闭合的多相绕组笼型电机。图4.9为异步电动机的工作原理图，图中定、转子上的小圆圈表示定子绕组和转子导体。三相电流的相序有关，图中U、V、WU、V、W相序的三相电流时，定子旋转磁场为顺时针转向。场而产生感应电动势。因转子绕组自身闭合，转子绕组内便有电流流通。转子绕组内的电流与转电磁力对转轴形成一个电磁转矩，其作用方向与旋转磁场方向全都，拖着转子顺着旋转磁场的旋转方向旋转，将输入的电能变成旋转的机械能。综上分析，三相异步电动机转动的根本工作原理是：转子导体切割旋转磁场产生感应电动势和电流；机转子转动。反转异步电动机的旋转方向始终与旋转磁场的旋转方向全都，要转变转向，只反转。转速n1，由于只有这样，转子绕组才能n=n1，转子绕组与定子n<n1，是异步电动机工作的必要条件。转差率对异步电动机而言，当转子尚未转动(如启动瞬间)时，n=0，此时转差率s=1；当转子转速接近同步转速〔空载运行〕时，n≈n1，此时转差率s≈0。异步电动机负载越大，转速就越慢，其转差率就越大;反之，负载越小，转0.01~0.06之间，即异步电动机的转速接近同步转速。异步电机的三种运行状态发电机运行状态和电磁制动运行状态。电动机运行状态电磁转矩为驱动转矩，其转向与旋转磁场方向一样，如图2.10(a)所示，此0<n<n10<s<1。发电机运行状态异步电机定子绕组仍接至电源，用一台原动机拖动异步电机的转子以大于2.10(b)所示。此时电磁转矩方向与转子转向相反，起着制动作用，为制动转矩。教 案授课日期授课日期授课章节9.16授课班级授课形式讲授名称投影仪使用教具1.把握电动机定子的构造和组成教学目的2.把握电动机转子的构造和组成3.把握电动机常见附件的构造和组成教学重点三相异步电动机各局部的构造和组成同上教学难点充、删减计算题，电动机的额定输出转矩课外作业2.计算题，求电动机的额定转矩及最大转矩3.计算电网电压下降至80％时，电动机能否启动上节课使用三相异步电动机的教学模型来讲解其根本原理。那教学后记实际的电动机他的组成构造是什么样子的呢？它的磁路系统和电路系统是怎样的？与变压器有什么区分等等，都是学生需要了解和分析的。授课主要内容或板书设计三相异步电动机的根本构造定子局部转子局部其他附件教学过程组织教学

课堂教学安排主要教学内容及步骤复习提问授

旋转磁场是如何产生的？电动机的同步转速和异步转速概念什么是转差率，在电动机正常运行的时候转差率是多少？三相异步电动机的根本构造三相异步电动机的构造主要由定子和转子两大局部组成。转子装在定子腔内，定、转子之间有一缝隙，称为气隙。图2.1为笼型异步电动机的构造。定子局部定子局部主要由定子铁芯、定子绕组和机座三局部组成。定子铁芯是电动机磁路的一局部，一般由0.5mm厚的导磁性能较好的硅2.2电动机承受双层绕组。机座的作用是固定和支撑定子铁芯及端盖，因此，机座应有较好的机械强转子局部转子主要由转子铁芯、转子绕组和转轴三局部组成，整个转子靠端盖和轴承支撑着。转子的主要作用是产生感应电流，形成电磁转矩，以实现电能到机械能的能量转换。0.5mm厚的硅钢片叠成，转子2.3转轴或转子支架上。依据转子绕组的构造形式，异步电动机分为笼型转子和绕线转子.笼型转子在转子铁芯的每一个槽中，插入一根裸导条，在铁芯两端分别用两个短路2.4所示。中小型电动机的笼型转子一般都是铸铝的，如图2.4(a)所示;大型电动2.4(b)所示。绕线转子绕线转子的绕组与定子绕组相像，它是在绕线转子铁芯的槽内嵌有绝缘导4.5一般绕线转子电动机在转子回路中串电阻，假设所串电阻仅用于启动，则为了削减电刷的摩擦损耗，还装有提刷装置，如图4.6后提起电刷。转轴用强度和刚度较高的低碳钢制成。整个转子靠轴承和端盖支撑着，端承受带轴承的端盖。气隙异步电动机的气隙是均匀的，气隙大小对异步电动机的运行性能和参数影响较大。由于励磁电流由电网供给，气隙越大，励磁电流也就越大，而励磁电流又属无功性质，它会影响电网的功率因数。因此，异步电动机的气隙大小往往为机械条件所能允许到达的最小数值，中、小 型电机一般为0.1~1mm。教 案授课日期授课日期授课课时9.17授课班级授课形式讲授授课章节2.4名 称 工程三三相异步电动机的试验投影仪使用教具教学目的

把握沟通电机绕组的绕制方式和特点把握三相沟通异步电动机的试验方法和仪器使用教学重点三相沟通异步电动机的试验方法和仪器使用同上教学难点充、删减三相沟通电机绕组常见的形式有哪些？课外作业2.三相异步电动机的试验内容有哪些？3.试验三相异步电动机时有哪些仪器仪表？通过实训拆装电动机把握三相异步电动机的绕组绕制方法和特教学后记点，通过各种测量仪器来测量电动机的各项性能。熬炼了学生以后从事电动机修理工作的实际阅历和力量。授课主要内容或板书设计沟通电机的绕组沟通绕组的根本学问三相单层绕组三相单层绕组3三相异步电动机的试验12测量三相绕组的直流电阻34空载电流的测量教学过程组织教学

课堂教学安排主要教学内容及步骤复习提问授此处对学生

三相异步电动机定子绕组的组成构造三相异步电动机转子绕组的组成构造三相异步电动机气隙的作用2.4沟通电机的绕组流电机的绕组是实现机电能量转换的重要部件，对发电机而言，定子绕组感应电流，彼此相互作用产生电磁转矩，使电机旋转，输出机械能。2.2.1电工电子的 (1)对沟通绕组的根本要求 三相绕组对称，以保证三相电动势和磁通势对根本专业知 称；识技能要求 在导体数肯定的状况下，力求获得最大的电动势和磁通势；较高，可以适当复习相关内容

绕组的电动势和磁通势波形力求接近于正弦波；端部连线应尽可能短，以节约用铜量；工艺简洁，便于制造，安装和检修便利。(2)沟通绕组的几个根本概念极距τ相邻两个磁极轴线之间沿定子铁芯内外表的距离称为极距，极距一般用每个极面下所占的槽数来表示。如图2.12所示，定子槽数为Z，磁极对数p，则y一个线圈的两个有效边之间所跨过的距离称为线圈的节距y，节距一般用线圈跨过的槽数来表示。为使每个线圈获得尽可能大的电动势极距或磁通势，节距yy=τ的绕组称为整距绕组，y<τ的绕组称为短距绕组。电角度360°，称为机械角度。从电磁观点来看，假设转子上有一对磁极，它旋转一周，定子导体就拂过一对磁极，导体中感应电动势就变化一个周期，即360°电角度。假设电机的极对数为P，则转子转一讲授电动机绕组时应以

PP×360°。因此，电360°，而对应的空间电角度则为px360°，则有图片、视频 电角度=px机械角度关心讲解

(4.5)槽距角αZP，则2.13，Z=24p=2，则有α=30°。三相单层绕组单层绕组就是在每个定子槽内只嵌置一个线圈有效边的绕组，因而它的线圈总数只有电机总槽数的一半。单层绕组的优点是绕组线圈数少，工艺比较简洁，没有层间绝缘，故槽的利用率提高，不会发生相间击穿故障等，10kW形不够抱负，电机的铁损和噪音都较大且启动性能也稍差，故单层绕组一般只用于小容量异步电动机中。(1)单层链式绕组三相双层绕组双层绕组是在电机每个槽内放置上下两层线圈的有效边，线圈的一个有效y下层，整台电机的线圈总数等于定子槽数。双层绕组全部线圈尺寸一样，有利于绕制。端部排列整齐，有利于散热。通过合理地选择节距y，还可以改善电动势和磁通势波形。双层绕组按线2.16单层绕组，一般稍大容量的电机均承受双层绕组。工程3 三相异步电动机的试验1试验电源的要求试验电源的电压波形正弦性畸变率应不超过5%;在进展温升试验时应不超2.5%。试验电源的三相电压对称系统应符合下述要求：1%;以消退；1%范围内。测量仪器的要求5〔兆欧表除外相瓦特表的准确度应不低于1.00.2量变送器的准确度应不低于0.5%〔检查试验时应不低于1%)，数字式转〔包括十进频率仪及转差率测量仪的准确度应不低于0.1%±1个字，转矩测量仪及测功机的准确度应不低于1%(实测效率时应不低于0.5%1.01℃以内。选择仪表时，应使测量值位于20%~95%仪表量程范围内。在用两瓦特表法测量三相功率时，应尽量使被测的电压及电流值分别不低于瓦特表的电20%。60W流表和瓦特表。测量要求进展电气测量时，应遵循以下要求：三相电流用三电流互感器〔或二互感器〕法、三电流表进展测量。三相功750W堵转试验外，不允许承受电流互感器。〔包括连接导线〕应不超过其额定阻抗值。对750W及以下的电动机，除堵转试验外，测量时应将电压表先接至电动机端。将电压调整到所需数值，读取此时的电压值。然后，将电压值换接至电源端，并保持电源端电压不变，再读取其他仪表的数值。当电源端电1%时，电压表可固定在电源端进展测量。试验时，各仪表读数同时读取。在测量三相电压或三相电流时，应取三相2绕组在实际冷状态下直流电阻的测定时，应将电机在室内放置一段时间，冷却介质温度之差不超过2K时，则所测温度即为实际冷状态下绕组的温15min。测量方法及要求如下：1Ω双臂电桥测量。当承受自动检测装置或数字式微欧计等仪表测量绕组的电阻时，通过被测绕组的试验电流，应不超过其正常运行时电流的10%，通电时间不应超1min。测量时，电动机的转子应静止不动。定子绕组的电阻应在电机的出线端上±0.5%范围内，取其平均值作为电阻的实际值。3对于380V的电动机，其绝缘电阻一般不低于0.5MΩ，全部更换绕组后的电动机的绝缘电阻一般不低于5MΩ。(1)测量时电动机的状态检查试验时，在实际冷状态下进展。兆欧表的选用2.3250V的兆欧表。测量方法如各组绕组的始末端均引出机壳外，则应分别测量每相绕组对机壳及其相则测量全部绕组对机壳的绝缘电阻。对绕线转子电动机，应分别测量定子绕组和转子绕组的绝缘电阻。偏低的缘由时，宜将非被测绕组接到兆欧表“保护”端子。测量绕线式异步电动机转子的绝缘电阻时，电刷应放在与集电环接触的位置。兆欧表的接线要绝缘良好，引线不要贴近试验电动机机壳或地面，以免绝缘电阻测定值偏低。在测量过程中，流过绝缘的泄漏电流始终不变，但绝缘中的充电电流和吸取大，而后渐趋稳定。一般中小型电动机在30秒钟后可达最终值，但大型绝缘电阻值为准。4完成上述试验后，应将电动机在三相平衡的额定电压下空载运行半小时以上，在运行中测量电动机的三相电流是否平衡;空载电流是否过大或过小。电动机空载电流与额定电流的百分比见表2.4，假设电动机空载电流与额定电流的百分比过大，则说明电动机的气隙过大或定子 绕组匝数偏少;假设电动机空载电流与额定电流的百分比过小，则说明定子绕组匝数偏多或将三角形的连接误接成星形，或误将两路接成一路。此外，空载试验时还应检查铁芯是否过热或发热不均匀，轴承的温升是否正常，有无特别的声音等。教 案授课日期授课日期授课课时9.18授课班级授课形式讲授、试验授课章节名称4三相异步电动机的操作5电动机常见故障分析与处理6三相笼型异步电动机的拆装使用教具投影仪1.把握三相异步电动机的操作方法和步骤教学目的2.把握三相异步电动机的运行要求3.把握三相异步电动机常见的故障和排解方法教学重点三相异步电动机的操作及常见故障排解方法同上教学难点充、删减1.三相异步电动机堵转时会有什么后果？课外作业2.三相异步电动机转动时，内部发出“沙沙”的声音，缘由可能是哪些？怎样来检修？通过实训拆装电动机把握三相异步电动机的绕组绕制方法和特教学后记点，通过各种测量仪器来测量电动机的各项性能。授课主要内容或板书设计工程五电动机常见故障分析与处理工程六三相笼型异步电动机的拆装教学过程组织教学

课堂教学安排主要教学内容及步骤复习提问授

三相沟通电机绕组常见的形式有哪些？三相异步电动机的试验内容有哪些？试验三相异步电动机时有哪些仪器仪表？4三相异步电动机的操作1在修理设备过程中，常常遇到更换、选配电动机的问题。选配电动机一般机。功率的选择最经济、最合理地确定电动机功率的大小。选择电动机功率时，可依据以下计算公式，即的效率;η为生产机械的效率。电压的选择选择电动机电压应依据运行现场供电电网的电压等级来打算，要求电动机的额定电压必须与电源电压相符，电动机只能在铭牌规定的电压下使用。允许工作电压上下偏差为+10%~-5过载发热，如电压过低会使电动机输出功率下降，甚至带负载启动困难，过热烧毁。常用电动机的额定电压为380V(Y联结)及220/380V(D/Y联结)两种。220/380V表示一台电动机有两种电压，当电源电压为380V时，电动机Y联结，而当电源电压为220VD联结。转速的选择电动机或齿轮减速电动机，亦可选多速电动机。构造形式的选择护式、封闭式、防爆式等构造。电动机种类的选择4.5，原则是：无特别要求的一般生产机械，应选择笼型异步电动机；电动机；2和其他电器设备一样，电动机对运行环境也有肯定的要求，合理的工作环是否正常做出正确推断。合理的工作环境电动机一般在海拔不超过1000m、环境温度不超过40过±5%时，应通过试验，确定电动机允许的负载。4.6假设电动机运行的最高环境温度为40℃~60℃时，上表中规定的温升限度应除去环境温度超过40℃的数值。假设电动机运行的环境温度为0℃~40℃时(例如为t℃)，温升限度一般不增加。当与制造厂取得协议后，允许增加(40-t30℃。电动机在额定冷却空气温度(一般为35℃)时，可按制造厂铭牌所规定的额虑：(35-t)%，但最多不应超过8%~10%。t35℃时，电动机的功率较额定功率降低(t-35)正常的工作状态4.74.8。4.91kΩ，500Ω。70%，也不得少于容积50%。3〔或经过检修的电动机及长期未用的电动机〕进展启动前的检查。启动前的检查工程如下：电源的容量与电动机的容量及启动方法是否适宜；错误，端子有无松动或脱落；开关和接触器的容量是否适宜，触头的接触是否良好；位；用手盘车应均匀、平稳、敏捷，窜动不应超过规定值；检查轴承是否缺油，油质是否符合标准!加油时应到达规定的油位，对于强迫润滑的电动机，启动前还应检查油路有无堵塞，油温是否适宜，循环油量是否符合要求；检查传动装置，传动带不能过紧或过松，连接要牢靠，螺钉及销子应完整、紧固；检查电动机外壳有无裂纹，接地是否牢靠；要严密，闸门的位置应正确；200kPa)或“皮老虎”吹净，但不得碰坏绕组；箭头的运转方向全都；2%，对某些5%；4电动机启动后，应检查电动机的运行状况，并进展全程故障检测。启动后的检查工程如下：三相平均值的偏差不得超过10%；电动机的旋转方向有无错误；有无异味及冒烟现象；电流的大小与负载是否相当，有无过载状况；间有无超过规定时间。5日常检查工程工作应做到以下几点：监视电动机有无过热状况；监视电源电压有无特别变化；监视三相电源电压和电流是否平衡；留意电动机通风和环境的状况；留意电动机振动的状况；留意电动机是否发出特别气味；留意电动机轴