新能源汽車基礎(chǔ)教案-交流異步電機

1、教 學(xué) 設(shè) 計授課班級授課日期第7、8課時課 型新授課教具、資料騰訊課堂、ppt課 題交流異步電機學(xué)標(biāo)求 教目要知識目標(biāo)：異步電機的結(jié)構(gòu)原理和特點。技能目標(biāo)：學(xué)生的理解能力，分析能力；簡答分析異步電機工作原理。德育目標(biāo)：由電機的驅(qū)動高壓電滲透，作中要有嚴謹?shù)膽B(tài)度和安全意識。教材 分析重點異步電動機的結(jié)構(gòu)及特點難點異步電動機的轉(zhuǎn)動原理及磁場方向關(guān)鍵通過視頻及圖片展示使學(xué)生獲取信息，然后應(yīng)用所獲信息解決問題板書設(shè)計5.3交流異步電動機1、三相異步電動機的兩個基本組成部分為定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）。2、欲使異步電動機旋轉(zhuǎn)，必須有旋轉(zhuǎn)的磁場和閉合的轉(zhuǎn)子繞組，并且旋轉(zhuǎn)的磁場和閉 合的轉(zhuǎn)子繞組的

2、轉(zhuǎn)速不同，這也是“異步”二字的含義；3、二相電源流過在空間互差一定角度按一定規(guī)律排列的二相繞組時，便會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；4、旋轉(zhuǎn)磁場的方向是由三相繞組中電源相序決定的；5、三相異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0與電動機磁極對數(shù) p有關(guān)，它們的關(guān)系是：60 fin0P6、轉(zhuǎn)差率s 用來表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n與磁場轉(zhuǎn)速n0相差的程度的物理量。即：n0 n nsn°n°課后小結(jié)教學(xué)過程教學(xué) 環(huán)節(jié)教師講授、指導(dǎo)（主導(dǎo)）內(nèi)容學(xué)生學(xué)習(xí)、操作（主體）活動時間 分配一、二、三、教學(xué)組織使用騰訊課堂下發(fā)課程邀請碼至班級群，待學(xué)生登陸后拍照記錄學(xué)生出勤情況。（課前）提示學(xué)生課程即將開始，檢驗學(xué)生是否能正常聽課

3、確保設(shè)備正常復(fù)習(xí)回顧：作業(yè)講解1.電動機勵磁方式包括（他勵）、（并勵）、（串勵）、（復(fù)勵） 四種。（，）2.直流電動機電樞線圈是用扁銅線繞成，較粗且匝數(shù)少。3 .直流電機由哪幾部分組成？各有什么作用？磁極：產(chǎn)生磁場；電樞：產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩；電刷組件：引入電流； 換向器：改變引入電流方向；殼體：安裝磁極，固定機件。4 .直流電動機的轉(zhuǎn)速控制方法有哪些？新授內(nèi)容異步電機1.二相異步電動機的構(gòu)造三相異步電動機的兩個基本組成部分為定子（固定部分）1n左上N /詒左上立WZzk；木右，空軍 B 白堂加目立力口囪掃描邀請碼登陸騰 訊課堂，做好上課準 備（課前）學(xué)生根據(jù)教師給出 的答案修改作業(yè)。學(xué)生記錄筆記及問

4、 題。2min2min10minz H << J<十彳 口 Jo 1> 1 /-d5-1所示。定子繞組、三相）1定子也L| 1 、也圖5-1二相電動機的結(jié)構(gòu)示意圖1 ).定子三相異步電動機的定子由三部分組成:卜2).所三相定T在心.由原廄為OJg的.相互艷種的眸陰片狂威，硅摘片 內(nèi)圄上行均為仆布的情，m胤順定相饒陽AX. BY. CZ. 定于橫tft.二生田漆包黑研制好的，時即地*人定于取心推丹的 相同的線網(wǎng).片三相縫粗可接成星用或三角形.機床-異步電動機白/機書由錘鐵或鑄銅向地.其作用是限定欲心和崎汨-J轉(zhuǎn)子由二部分組成：轉(zhuǎn)子*轉(zhuǎn)于鐵心.由耳用為1ksmm忖.相可電馀

5、的孫:缽片會43計例計 外國上有地句分事的11.薨作用制(M常子三相縫蛆,軾了坐機批埴制句的神形式,“鼠麓犬一施A舜小屯班3插捱式-選姓式洋步電動機轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上加機械網(wǎng)教一鼠籠式電動機由于構(gòu)造簡單，價格低廉，工作可靠，使用方 便，成為了生產(chǎn)上應(yīng)用得最廣泛的一種電動機。為了保證轉(zhuǎn)子能夠自由旋轉(zhuǎn)，在定子與轉(zhuǎn)子之間必須留有一 定的空氣隙，中小型電動機的空氣隙約在0.21.0mm之間。2 .三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理1) .基本原理10min在定子繞組中，通入三相交流電所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與 轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生的電磁力形成電磁轉(zhuǎn) 矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而使電動機工作。圖三相異步電動機工作原理(1

6、) . 口述實驗：在裝有手柄的蹄形磁鐵的兩極間放置一個閉 合導(dǎo)體，當(dāng)轉(zhuǎn)動手柄帶動蹄形磁鐵旋轉(zhuǎn)時，將發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體也跟著旋；若改變磁鐵的轉(zhuǎn)向，則導(dǎo)體的轉(zhuǎn)向也跟著改變。(2) .現(xiàn)象解釋：當(dāng)磁鐵旋轉(zhuǎn)時，磁鐵與閉合的導(dǎo)體發(fā)生 相對運動，鼠籠式導(dǎo)體切割磁力線而在其內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電動 勢和感應(yīng)電流。感應(yīng)電流又使導(dǎo)體受到一個電磁力的作用， 于是導(dǎo)體就沿磁鐵的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動起來，這就是異步電動機 的基本原理。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向和磁極旋轉(zhuǎn)的方向相同。(3) .結(jié)論：欲使異步電動機旋轉(zhuǎn)，必須有旋轉(zhuǎn)的磁場和 閉合的轉(zhuǎn)子繞組。2) .旋轉(zhuǎn)磁場(1) .產(chǎn)生下圖表示最簡單的三相定子繞組AX BY CZ；它們在空間按互差120。的規(guī)

7、律對稱排列。并接成星形與三相電源U、5miinV、W相聯(lián)。則三相定子繞組便通過三相對稱電流：隨著電流 在定子繞組中通過，在三相定子繞組中就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。當(dāng)定子繞組中的電流變化一個周期時，合成磁場也按電流的 相序方向在空間旋轉(zhuǎn)一周。隨著定子繞組中的三相電流不斷 地作周期性變化，產(chǎn)生的合成磁場也不斷地旋，因此稱為旋 轉(zhuǎn)磁場。(2) .旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)磁場的方向是由三相繞組中電流相序決定的，若想改變 旋轉(zhuǎn)磁場的方向，只要改變通入定子繞組的電流相序，即將 三根電源線中的任意兩根對調(diào)即可。這時，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向 也跟著改變。3) .三相異步電動機的極數(shù)與轉(zhuǎn)速(1)極數(shù)(磁極對數(shù) p)7min三相異步電

8、動機的極數(shù)就是旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)。旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)和三相繞組的安排有關(guān)。當(dāng)每相繞組只有一個線圈，繞組的始端之間相差 120?？臻g角 時，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場具有一對極，即 p=1 ;當(dāng)每相繞組為兩個線圈串聯(lián)，繞組的始端之間相差60。空間角時，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場具有兩對極，即p=2;同理，如果要產(chǎn)生三對極，即 p=3的旋轉(zhuǎn)磁場，則每相繞組 必須有均勻安排在空間的串聯(lián)的三個線圈，繞組的始端之間 相差40° (=120° /p)空間角。極數(shù) p與繞組的始端之間的空間角的關(guān)系為:(2)轉(zhuǎn)速n三相異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0與電動機磁極對數(shù) p有關(guān)，它們的關(guān)系是：60 fin0P(5-1 )由(5-

9、1)可知，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n。決定于電流頻率fi和磁場的極數(shù)p。對某一異步電動機而言，fi和p通常是一定的，所以磁場轉(zhuǎn)速n0是個常數(shù)。在我國，工頻f1=50Hz,因此對應(yīng)于不同極對數(shù)p的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0,見表5-1表5-112345300015001000750600(3).轉(zhuǎn)差率s電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向相同，但轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n不可能達到與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速/相等，否則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場3min之間就沒有相對運動，因而磁力線就不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，轉(zhuǎn)子 電動勢、轉(zhuǎn)子電流以及轉(zhuǎn)矩也就都不存在。也就是說旋轉(zhuǎn)磁 場與轉(zhuǎn)子之間存在轉(zhuǎn)速差，因此我們把這種電動機稱為異步 電動機，又因為這種電動機的轉(zhuǎn)動原理是建立在

10、電磁感應(yīng)基 礎(chǔ)上的，故又稱為感應(yīng)電動機。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 前常稱為同步轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)差率s用來表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n與磁場轉(zhuǎn)速n0相差的程度 的物理量。即：n0n ns -n° no(5-2)轉(zhuǎn)差率是異步電動機的一個重要的物理量。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速no開始旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子則因機械慣性尚未轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子的瞬間轉(zhuǎn)速 n=0,這時轉(zhuǎn)差率S=1。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起 來之后，n>0, (no-n)差值減小，電動機的轉(zhuǎn)差率S<1。如果轉(zhuǎn)軸上的阻轉(zhuǎn)矩加大，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n降低，即異步程度加大，才能產(chǎn)生足夠大的感受電動勢和電流，產(chǎn)生足夠大的電磁轉(zhuǎn) 矩，這時的轉(zhuǎn)差率S增大。反之，S減小。異步電動機運行時， 轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速

11、一般很接近，轉(zhuǎn)差率很小。在額定工作狀態(tài) 下約為0.0150.06 之間。根據(jù)式(4-2),可以得到電動機的轉(zhuǎn)速常用公式n 1 s n0(4).三相異步電動機的定子電路與轉(zhuǎn)子電路四、五、三相異步電動機中的電磁關(guān)系向變壓器類似，定子繞組相當(dāng) 于變壓器的原繞組，轉(zhuǎn)子繞組（一般是短接的）相當(dāng)于副繞 組。給定子繞組接上三相電源電壓，則定子中就后二相電流 通過，此三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，其磁力線通過定子和轉(zhuǎn)子 鐵心而閉合，這個磁場在轉(zhuǎn)子和定子的每相繞組中都要感應(yīng) 出電動勢。課后小結(jié)1、三相異步電動機的兩個基本組成部分為定子（固定部分） 和轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）。2、欲使異步電動機旋轉(zhuǎn)，必須有旋轉(zhuǎn)的磁場和閉合的轉(zhuǎn)子繞組，并且旋轉(zhuǎn)的磁場和閉合的轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)速不同，這也是“異步”二字的含義；3、二相電源流過在空間互差一定角度按一定規(guī)律排列的二相 繞組時，便會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；4、旋轉(zhuǎn)磁場的方向是由三相繞組中電源相序決定的；5、二相異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0與電動機磁極對數(shù) p有關(guān)，它們的關(guān)系是：60 fi noP6、轉(zhuǎn)差率s