电工电子技术电子教案 三相异步电动机的结构及转动原理

教学过程设计表授课班级授课时间课题名称§任务6.1三相异步电动机的结构及转动原理课型理论课（√）实验课（）技能训练课（）习题课（）复习课（）其他（）签名及审批设计签名年月日审批签名年月日知识目标了解三相异步电动机的结构，理解三相异步电动机的转动原理。能力目标理解三相异步电动机的转动原理，能够应用其工作原理实现对异步电动机的控制。教学重点三相异步电动机转动原理。教学难点三相异步电动机旋转磁场的产生以及它的转速和方向。教学准备（含教学仪器设备、材料用具、参考书目、辅助教材等）1、教学仪器设备：多媒体电教室、电脑、THETDD-1、THWD-2型实训台2、参考书目：教学用书3、辅助教材：THETDD-1、THWD-2型实训指导书课外练习或作业安排请同学们把电动机的结构简单手绘出来？

教学过程设计设计意图教学方法时间1、电动机的结构熟悉电动机的结构组成讲解202、异步电动机的转动原理理解异步电动机的转动原理讲解603、小结复习回顾，加强知识点的理解记忆讨论、讲解10教学后记（本课题的教学体会、学生信息反馈及今后教学建议）注：1、本表以2学时为单位设计。2、每学期将教学设计表装订成册。

教师教学笔记教学内容摘要补充资料§6.1三相异步电动机的结构及转动原理1、三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构包括三大部分：固定不动的定子、可以旋转的转子和其他部分。（1）定子三相异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组组成。机座起固定与支承定子贴心的作用；定子铁心是磁路的组成部分，通常用0.5mm厚的硅钢片叠压而成；定子绕组是电动机的电路部分，分为3组对称分布于铁心线槽内，其中每一相都有两个出线端，首端用A、B、C表示，末端用X、Y、Z表示。（2）转子异步电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴等组成。转子铁心的作用与定子铁心相同，一方面作为电动机磁路的一部分，另一方面用来安放转子绕组，分为笼型和绕线型两种。（3）其他部分其他部分包括端盖、风扇、轴承等。2、三相异步电动机的转动原理三相异步电动机是依靠旋转磁场与转子导体中的感应电流相互作用而转动的。（1）旋转磁场的产生为分析方便，将三相异步电动机定子绕组的结构简化成每相绕组只有一个线圈组成，且各相绕组在定子空间内彼此间隔120°。下面，我们对三相定子绕组采用星形接法时旋转磁场的产生进行分析。定子三相绕组采用星形接法，三相电源分别由各项绕组的首端接入，示意图如下所示：图6-1定子绕组星形接法示意图（p=1）三相绕组通入电流后，每相绕组均产生各自的交变磁场，在定子空间会形成合成磁场。假定电流从各相绕组首端流进为正，那么不同时刻的合成磁场方向如下图所示：ωt=0°ωt=60°ωt=120°ωt=180°图6-2三相电流产生的旋转磁场（p=1/A→B→C）由以上分析可知，定子绕组中的三相电流所产生的合成磁场是随着电流的变化在空间不断旋转的，即旋转磁场由此产生。（2）旋转磁场的转速和方向1）旋转磁场的转速由图6-1和6-2可知，当每相绕组只有一个线圈时，会形成具有一对磁极的旋转磁场，这种情况下，电流变化一个周期（即变化360°），合成磁场在空间旋转一周（360°）。当每相绕组串联两个线圈时，形成的旋转磁场方向如下图所示：ωt=0°ωt=60°图6-3三相电流产生的旋转磁场（p=2/A→B→C）从上图可以看出，当每相绕组串联两个线圈时，就会产生四极（磁极对数p=2）旋转磁场，这种情况下，电流变化一个周期（即变化360°），合成磁场在空间旋转半周（180°）。以此类推，当电动机具有p对磁极时，正弦交流电变化一个周期，其旋转磁场在空间转过1/p转。因此，旋转磁场同步转速n0的表达式为：2）旋转磁场的旋转方向由图6-1和6-2可以看出，当三相绕组中的电流相序为A→B→C时，旋转磁场顺时针方向转动。现在若将三相绕组中电流相序改为A→C→B时，旋转磁场旋转方向如下图所示：ωt=0°ωt=60°ωt=120°ωt=180°图6-4三相电流产生的旋转磁场（p=1/A→C→B）从上图可以看出，当三相绕组中电流的相序由A→B→C变为A→C→B时，旋转磁场的旋转方向由顺时针变为逆时针。由此可以得出以下结论；旋转磁场的旋转方向与三相绕组中的电流相序有关。如果要改变旋转磁场的旋转方向，只需要对调任意两根电源进线即可。（3）转子转动原理静止的转子与旋转磁场之间有相对运动，在转子导体中产生感应电动势，并在形成闭合回路的转子导体中产生感应电流，其方向用右手定则判定。转子电流在旋转磁场中受到磁场力F的作用，F的方向用左手定则判定。电磁力在转轴上形成电磁转矩T，驱使转子以转速n旋转，在轴上输出机械功率。转动原理图如下所示：图6-5转子转动原理图对于异步电动机而言，转子的旋转方向与旋转磁场旋转方向相同，且转子转速n小于旋转磁场同步转速n0。（4）转差率在分析转子转动原理时，我们已经指出转子转速n小于旋转磁场同步转速n0。这是因为，若n=n0，两者之间就没有相对运动，就不会产生感应电动势和感应电流，电磁转矩也无法形成，电动机就不可能旋转。旋转磁场同