三相异步电动机的工作原理与结构教案

南平职业学院教案纸首页授课时间:年月日第六章:三相异步电动机的基本原理第1节:三相异步电动机的工作原理与结构检查记录授课时数2授课方法讲授授课班级教学目的1、掌握三相异步电动机的基本工作原理2、掌握三相异步电动机的基本结构重点三相异步电动机的基本工作原理和结构难点三相异步电动机的基本工作原理教具准备电脑、课件复习提问课外作业题号P1821，3，5教学内容和过程附记交流电动机主要分为异步电动机和同步电动机两大类，两者的工作原理和运行性能差别很大。三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。结构简单、运行可靠、价格便宜、没有火花和维护简单，且由于交流电源直接来自电网，用电方便、经济，因此成为电力拖动使用最广泛的动力装置一、三相异步电动机的基本工作原理三相异步电动机的定子装有三相对称绕组，当接至三相交流电源时，流入定子绕的三相对称电流在电机气隙内产生一个旋转磁场n1旋转的磁场。转子导体嵌放在转子铁心槽内，两端被导电环短接。当旋转磁场以逆时针方向旋转时，转子导条切割磁力线产生感应电动势，其方向可用右手定则来判别，如图所示。转子上半部导体中的电动势方向都是进入纸面，用⊕来表示，下半部导体中的电动势方向都是穿出纸面，用⊙表示。在转子回路闭合的情况下，转子导体中就有电流流通。如不考虑转子绕组电感，那么电流的方向与电动势必的方向相同。教案用纸附页教学内容、方法和过程附记转子载流导体在旋转磁场中将受到电磁力|F的作用，导体所受电磁力的方向可用左手定则来判定。如图所示，转子上各导条都受到逆时针的电磁转矩T，在电磁转矩T的作用下转子以逆时针方向旋转，其转速为n与旋转磁场方向相同。由于转子导体电流是通过电磁感应产生的，所以也可把这种电动机称作感应电动机（1）转动原理1、电生磁：三相对称绕组通往三相对称电流产生圆形旋转磁场。2、磁生电：旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流。3、电磁力：转子载流（有功分量电流）体在磁场作用下受电磁力作用，形成电磁转矩，驱动电动机旋转，将电能转化为机械能。（2）转差率三相异步电动机定子绕组通入三相交流电后会产生一个旋转磁场,旋转磁场的转速称为同步转速n1，旋转磁场转起来后，磁力线切割转子导条，闭合的转子导条中产生感应电流，在旋转的磁场中会受到电磁力的作用，使转子顺着旋转磁场的方向转动起来。因为转子的转速总是落后于旋转磁场的速度，所以称为异步电动机。同步转速与转子转速之差与同步转速的比值称为转差率，用s表示，即：转差率是异步电机的一个基本物理量，它反映电机的各种运行情况。额定运行时，转差率一般在0.01~0.06之间，即电机转速接近同步速11nnsn教案用纸附页教学内容、方法和过程附记二、三相异步电动机的基本结构三相异步电动机主要分为定子和转子两大部分（1）、定子1、定子铁心——导磁部分。定子铁心是电机磁路的一部分，并起固定定子绕组的作用。为了增强导磁能力和减小铁耗，定子铁心常选用0.5mm或0.35mm厚的硅钢片冲制叠压而成，片间涂上绝缘漆。定子铁心内圆均匀冲出许多形状相同的槽，用以嵌放定子绕组。2、定子绕组：放在定子铁心内圆槽内——导电部分。定子绕组是异步电动机的电路部分，其材料主要采用紫铜。小型异步电动机常采用三相单层绕组，大中型异步电动机常采用三相双层短矩叠绕组形式，三相绕组的六个出线端子均接在机座侧面的接线板上，可根据需要将三相绕组接成Y形或△形。3、机座机座是电动机的外壳，支撑电机各部件，并通过机座的底脚将电机安装固定。全封闭式电机的定子铁心紧贴机座内壁，故机座外壳上的散热筋是电机的主要散热面。中小型电机采用铸铁机座。大型电机一般采用钢板焊接机座。（2）、转子异步电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成1、转子铁心转子铁心也是电机磁路的组成部分，并用来固定转子绕组。铁心材料也用0.5mm或0.35mm厚的硅钢片冲制叠压而成，故通常用冲制定子铁芯冲片剩余下来的内圆部分制作。转子铁芯固定在转轴上，其外圆上开有槽，用来嵌放转子绕组。教案用纸附页教学内容、方法和过程附记2、转子绕组——根据转子绕组的结构型式可分为1）鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内插入一根裸导条，形成一个多相对称短路绕组。2）绕线式转子：转子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。3、气隙异步电动机的气隙是均匀的。大小为机械条件所能允许达到的最小值。三、三相异步电动机的铭牌数据及主要系列。1、三相异步电动机的铭牌数据（1）型号（2）额定功率PN：指电动机额定状态下运行时，电动机转子轴上输出的机械功率。单位为kW或W。对于三相异步电动机，PN=3UNINηNCOSφN×10-3，其中UN为电动机的额定电压（V），IN为电动机的额定电流（A），ηN为电动机的额定效率，COSφN为电动机的额定功率因数，PN的单位为KW。对于380V的电动机，IN≈2PN，因此可以根据电动机的额定功率估算出额定电流，即一千瓦两个电流。教案用纸附页教学内容、方法和过程附记（3）额定电压UN（V）：指电动机额定工作状态时，加在定子绕组上的线电压。（4）额定电流IN（A）：指电动机额定工作状态时，流入定子绕组的线电流。（5）额定转速nN(r/min)：指电动机额定工作状态时，电动机转速。（6）额定频率fN（Hz）：指电动机定子侧电压的频率。我国电网fN=50Hz。（7）额定功率因数2、三相异步电动机的主要系列四、课堂小结我们这堂课除了对所学过的知识复习以外，更重要的是学习了电动机的原理和结构。同时提高了一定的技能操作水平。