电机与变压器教案28

注：教案首页，教案用纸由学校另行准备 湖南省劳动厅编制湖南省技工学校理论教学教案教师姓名：学科电机变压器执行记录日期星期检查签字班级节次课题单相异步电动机的反转与调速课的类型新授教学目的掌握单相罩极异步电动机的工作原理及单相异步电动机的反转与调速的方法原理。教学重点单相异步电动机的反转与调速的方法教学难点单相罩极异步电动机的工作原理主要教学方法讲授教具挂图无教学环节时间分配1、组织教学时间23、讲授新课时间702、复习导入时间84、归纳小结时间55、作业布置时间5教学后记[复习导入]1．脉动磁场的分解和合成2．单相异步电动机的分类3．单相电容运行异步电动机[讲授新课]单相罩极式异步电动机罩极式异步电动机旋转磁场的产生与上述电动机不同先来了解一下凸极式罩极电动机的结构，如图6一12所示。电动机定子铁心通常由厚0.5mm的硅钢片叠压而成，每个磁极极面的l/3处开有小槽，在极柱上套上铜制的短路环，就好像把这部分磁极罩起来一样，所以称罩极式电动机。励磁绕组套在整个磁极上，必须正确连接，以使其上下刚好产生一对磁极。如果是四极电动机，则磁极极性应按N、S、N、S的顺序排列当励磁绕组内通人单相交流电时，磁场变化如下：

(l）当电流由零开始增大时，则电流产生的磁通也随之增大，但在被铜环罩住的一部分磁极中，根据楞次定律，变化的磁通将在铜环中产生感应电动势和电流，并阻止磁通的增加，从而使被罩磁极中的磁通较疏，未罩磁极部分磁通较密，如图6一13a所示。

(2）当电流达到最大值时，电流的变化率近似为零，电流产生的磁通虽然最大，但基本不变。这时铜环中基本没有感应电流产生，铜环对整个磁极的磁场无影响，因而整个磁极中的磁通均匀分布，如图6一13b所示。

(3）当电流由最大值下降时，则电流产生的磁通也随之下降，铜环中又有感应电流产生，以阻止被罩磁极部分中磁通的减小，因而被罩部分磁通较密，未罩部分磁通较疏.从以上分析可以看出，罩极电动机磁极的磁通分布在空间上是移动的，由未罩部分向被罩部分移动，好似旋转磁场一样，从而使笼型结构的转子获得启动转矩，并且也决定了电动机的转向是由未罩部分向被罩部分旋转：其转向是由定子的内部结构决定的，改变电源接线不能改变电动机的转向

罩极电动机的主要优点是结构简单、制造方便、成本低、运行时噪声小、维护方便。按磁极形式的不同，可分为凸极式和隐极式两种，其中凸极式结构较为常见：罩极电动机的主要缺点是启动性能及运行性能较差，效率和功率因数都较低．方向不能改变主要用于小功率空载启动的场合，如计算机后面的散热风扇、各种仪表风扇、电唱机等

单相异步电动机的反转与调速一、反转单相异步电动机反转，必须要旋转磁场反转，即把工作绕组或启动绕组中的一组首端和末端与电源的接线对调。因为异步电动机的转向是从电流相位超前的绕组向电流相位落后的绕组旋转的，如果把其中的一个绕组反接，等于把这个绕组的电流相位改变了1800，假若原来这个绕组是超前900。，则改接后就变成了滞后90o，结果旋转磁场的方向随之改变。

有的电容运行单相电动机是通过改变电容器的接法来改变电动机转向的，如洗衣机需经常正、反转，如图6一18所示：当定时器开关处于图中所示位置时，电容器串联在IZ绕组上，电流I1Z超前于ILF相位900；经过一定时间后，定时器开关将电容从Lz绕组切断，串联到LF绕组，则电流ILF超前于ILZ相位约900，从而实现了电动机的反转。这种单相异步电动机的工作绕组与启动绕组可以互换，所以工作绕组、启动绕组的线圈匝数、粗细、占槽数都应相同。外部接线无法改变罩极式电动机的转向，因为它的转向是由内部结构决定的，所以它一般用于不需改变转向的场合。

二、调速

单相异步电动机和三相异步电动机一样，恒转矩负载的转速调节是较困难的：在风机型负载情况下，调速一般有以下方法。

1．串电抗器调速

将电抗器与电动机定子绕组串联，利用电抗器上产生的电压降，使加到电动机定子绕组上的电压下降，从而将电动机转速由额定转速往下调.这种调速方法简单、操作方便；但只能有级调速，且电抗器上消耗电能，目前已基本不用。

2．电动机绕组内部抽头调速

电动机定子铁心嵌放有工作绕组LZ、启动绕组LF和中间绕组LL，通过开关改变中间绕组与工作绕组及启动绕组的接法，从而改变电动机内部气隙磁场的大小，使电动机的输出转矩也随之改变，在一定的负载转矩下，电动机的转速也变化。通常有L形和T形两种接法。这种调速方法不需电抗器，材料省、耗电少，但绕组嵌线和接线复杂，电动机和调速开关接线较多，且是有级调速。

3．晶闸管调速利用改变晶闸管的导通角，来改变加在单相异步电动机上的交流电电压，从而调节电动机的转速。这种调速方法可以做到无级调速，节能效果好；但会产生一些电磁干扰，大量用于风扇调速。4．变频调速

变频调速适合各种类型的负载，随着交流变频调速技术的发展，单相变频调速已在家用电器上应用，如变频空调器等，它是交流调速