项目三-任务五--单相异步电动机的起动

《电机及拖动技术应用》教案机电工程系教案首页（宋体小四号字）任务五单相异步电动机的起动第几节项目三班级13机电时数4课时教学目标1.知识目标：熟悉单相异步电动机的起动方法，工作原理，电路图。2.能力目标：熟悉单相异步电动机各启动方法的特点，应用场合。3.情感目标：培养学生积极向上的学习态度，培养学生接受新知识的能力。教学内容1.分相式电动机的启动方法2.罩极式电动机的启动方法教材分析重点通过自主探究，让学生掌握分相式电动机的启动方法，罩极式电动机的启动方法。难点对单相异步电动机的启动方法的掌握。教学方法问题引导动画演示案例教学教学准备多媒体《电机及拖动技术应用》教案机电工程系教学内容教学设计第一部分：导课本次主题：单相异步电动机的起动主题描述：⒈起动方式：一、分相式电动机的起动二、罩极式电动机的启动方法。解决问题：1.帮助学生了解分相式电动机的起动方法，原理。2、帮助学生了解罩极式电动机的起动方法，原理。。3.帮助学生建立把理论与实践结合起来的抽象思维方式。第二部分：授课…………………………………………第一课时一、分相式电动机㈠单相电容运行异步电动机⒈电路图如图3-15所示。图3-15单相电容运行异步电动机电路图⒉结构特点定子铁心上嵌放两套绕组，绕组的结构基本相同，空间位置上互差90°电角度，工作绕组LZ接近纯电感负载，其电流ILZ相位落后电压接近90°电角度；起动绕组LF上串接电容器，合理选择电容值，使串联支路电流ILF超前ILZ的相位90°。⒊工作原理两相旋转磁场的产生条件：如图3-16所示。⑴空间上有两个相差90°电角度的绕组；⑵通入两绕组的电流在相位上相差90°，两绕组产生的磁动势相等。一、情境设计：1.多媒体教室2.多媒体投影二、方法设计1.问题引导2.实物演示3.分组教学三、过程设计：第一部分：导课第二部分：授课第三部分：总结与拓展…………………步骤:1导课步骤:2单相电容运行异步电动机运行原理的分析…………………《电机及拖动技术应用》教案机电工程系教学内容教学设计图3-16两相旋转磁场的产生a)电流波形图b)旋转磁场笼型转子在旋转磁场中，感应出电流，感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩，并驱动转子沿旋转磁场方向异步转动。⒋运行特点结构简单，使用维护方便，堵转电流小，有较高的效率和功率因数。但起动转矩较小，多用于电风扇、吸尘器等。图3-14单相异步电动机的机械特性曲线图中转矩曲线1T是顺时针旋转磁场产生的；转矩曲线2T是逆时针旋转磁场产生的，T是1T与2T的合力矩。⒈当1S时，0n,起动转矩0T。⒉当01S(通入单相交流电的同时，使转子正向转动一下)，0T。T与n方向一致，就能使转子稳定运行。⒊当0S时，电动机转速接近同步转速，T=0。因此单相异步电动机同样不能达到同步。⒋当12S（通入单相交流电的同时，使转子反向转到一下），0T。T与n方向一致，同样能反向稳定运行。单相异步电动机产生的脉动磁场是没有起动力矩的，但起动后电动机就有力矩了，两个方向都可以旋转，究竟朝哪个方向旋转，由所加外力的方向决定。…………………………………………《电机及拖动技术应用》教案机电工程系教学内容教学设计第二课时㈡单相电容起动异步电动机1.电路图如图3-17所示。图3-17单相电容起动异步电动机电路图⒉结构特点单相电容起动异步电动机的结构，与单相电容运行异步电动机相类似，但电容起动异步电动机的起动绕组中将串联一个起动开关S。⒊工作原理当电动机转子静止或转速较低时，起动开关S处于接通位置，起动绕组和工作绕组一起接在单相电源上，获得起动转矩。当电动机转速达到额定转速的80%左右时起动开关S断开，起动绕组从电源上切断，此时单靠工作绕组已有较大转矩，驱动负载运行。⒋运行特点具有较大起动转矩（一般为额定转矩的1.5～3.5倍），但起动电流相应增大，适用于重载起动的机械，如小型空压机、洗衣机、空调器。第三课时㈢单相电阻起动异步电动机⒈电路图：如图3-18所示。图3-18单相电阻起动异步电动机电路图步骤:1单相电容起动异步电动机原理及特点的分析讲解步骤:1单相电阻起动异步电动机原理及特点的分析讲解《电机及拖动技术应用》教案机电工程系教学内容教学设计⒉结构特点工作绕组L2匝数多，导线较粗，可近似看成纯电感负载，起动绕组LF导线较细，又串有起动电阻R，可近似看成纯电阻负载，通过电阻来分开两个支路电流的相位。⒊工作原理起动时，工作绕组、起动绕组同时工作。当转速达到额定值的80%左右时，起动开关断开，起动绕组从电源上切断。在实际中许多电动机的起动绕组中没有串联电阻，而是设法增加导线电阻，从而使起动绕组本身就有较大的电阻。⒋运行特点具有中等起动转矩（一般为额定转矩的1.2～2.2倍），但起动电流较大，在电冰箱压缩机中得到广泛的应用。第四课时㈣双值电容单相异步电动机⒈电路图如图3-19所示。图3-19双值电容单相异步电动机电路图⒉结构特点C1为起动电容，容量较大，C2为工作电容，容量较小。两只电容并联后与起动绕组串联。⒊工作原理起动时两只电容器都工作，电动机有较大的起动转矩，转速上升到80%左右额定转速后，起动开关将起动电容C1断开，起动绕组上只串联工作电容C2，电容量减少。⒋运行特点既有较大的起动转矩（约为额定转矩的2～2.5倍），又有较高的效率和功率因数，广泛用于小型机床设备。二、罩极式电动机…………………步骤:2运行特点的总结步骤:1双值电容单相异步电动机原理及特点的分析讲解《电机及拖动技术应用》教案机电工程系教学内容教学设计⒈结构特点罩极式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。如图3-20所示。电动机定子铁心通常由0.5mm厚的硅钢片叠压而成，每个磁极极面的1/3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。图3-20凸极式分相罩极电动机的结构1-短路环2-凸极式定子铁心3-定子绕组4-转子⒉工作原理当励磁绕组内通入单相交流电，磁场变化如下：⑴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，未罩磁极中的磁通较密，如图3-21a）所示。⑵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3-21b）所示。⑶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，如图3-21c）所示。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起动转矩，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。其转向步骤:2罩极式电动机原理及特点的分析讲解《电机及拖动技术应用》教案机电工程系教学内容教学设计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。图3-21罩极电动机中磁场分布a)电流增加b)电流接近不变时c)电流减少时第三部分：总结与拓展（总结：这节课的课堂小结。拓展：课后作业）1.分相式电动机的启动方法2.罩极式电动机的启动方法四、引导疑问单相异步电动机的反转《电机及拖动技术应用》教案机电工程系教学内容教学设计说明：此版式的字体为宋体，五号字，小标题加粗，页面设置：页边距上下左右均为20毫米，页眉页脚均为10毫米，行距为固定值20榜。）