電工與電子技術(shù)教案程周高教第二版D5講解

2-2-815章電動(dòng)機(jī)【課題】

三相異步電動(dòng)機(jī)的根本構(gòu)造與旋轉(zhuǎn)磁場【教學(xué)目標(biāo)】解釋三相異步電動(dòng)機(jī)的根本構(gòu)造和旋轉(zhuǎn)磁場?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】三相異步電動(dòng)機(jī)的根本構(gòu)造。三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場?！窘虒W(xué)過程】【一、復(fù)習(xí)】磁路根本學(xué)問。三相溝通電的概念?！径?、引入課】相當(dāng)于變壓器的一次繞組和二次繞組。旋轉(zhuǎn)磁場是使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的緣由。【三、講授課】三相異步電動(dòng)機(jī)的根本構(gòu)造5.1所示為具有籠型轉(zhuǎn)子的三相溝通異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造圖。圖5.1 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)構(gòu)造定子：由鐵心和繞在鐵心上的三相繞組構(gòu)成，如圖5.2〔a〕所示。鐵心：由外表涂有絕緣漆的硅鋼片疊壓[如圖5.2〔b〕所示]而成，其內(nèi)圓周均勻分布肯定數(shù)量的槽孔，用以嵌置三相定子繞組。繞組：每相繞組分布在幾個(gè)槽內(nèi),整個(gè)繞組和鐵心固定在機(jī)殼上。圖5.2 電動(dòng)機(jī)定子定子三相繞組的六個(gè)接線端子從接線盒引出，如圖5.3所示〔可接成星形或三角形。圖5.3 三相異步電動(dòng)機(jī)定子接線盒定子三相繞組的聯(lián)結(jié)方式：①每相繞組的額定電壓等于電源的相電壓時(shí)，繞組應(yīng)作星形聯(lián)結(jié)。②每相繞組的額定電壓等于電源的線電壓時(shí)，繞組應(yīng)作三角形聯(lián)結(jié)。轉(zhuǎn)子：由轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組組成。轉(zhuǎn)子鐵心：是由厚的硅鋼片疊壓而成的圓柱體，其外圓周沖有槽孔，以便嵌置轉(zhuǎn)子繞組，5.4(a)所示。(b) (c)圖5.4 籠型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子繞組依據(jù)構(gòu)造分成兩種形式：〔端環(huán)〕上，如圖5.4(b)所示。中、小型電動(dòng)機(jī)一般都將熔化的鋁澆鑄在轉(zhuǎn)子鐵心槽中，連同短路端環(huán)以及風(fēng)扇葉片一次澆鑄5.4(c)所示。②繞線型轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子的鐵心槽內(nèi)嵌置對(duì)稱三相繞組并作星形聯(lián)結(jié)。三個(gè)繞組的末端相連，各相繞組首端通過滑環(huán)和電刷引到相應(yīng)的接線盒里。繞線轉(zhuǎn)子型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的構(gòu)造如圖5.5所示?！瞐〕示意圖 〔b〕繞線轉(zhuǎn)子圖5.5 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場120o5.6所示)，5.7所示)。圖5.7 旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對(duì)數(shù)p與定子繞組的空間排列有關(guān)。通過適當(dāng)?shù)陌才牛梢灾瞥蓛蓪?duì)、三對(duì)或更多對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速〔同步轉(zhuǎn)速〕為n 60f

rmin0 p5.1所示。表5.1 不同磁極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速p12345300015001000750600對(duì)旋轉(zhuǎn)磁場形成過程分析還可知，旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向與通入電動(dòng)機(jī)定子繞組的電流相序有關(guān)。假設(shè)要使旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)，只需把三根電源線中的任意兩根對(duì)調(diào)，旋轉(zhuǎn)磁場與原來旋轉(zhuǎn)方向相反?！舅摹⑿〗Y(jié)】三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組接入三相電源有兩種聯(lián)結(jié)方式：星形或三角形。電動(dòng)機(jī)定子繞組的連接方式與外接電壓有關(guān)。異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場，是在對(duì)稱三相繞組通入對(duì)稱三相溝通電流時(shí)產(chǎn)生的。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速。n0

60fp旋轉(zhuǎn)磁場方向的轉(zhuǎn)變只需對(duì)調(diào)三根電源線中的任意兩根?！疚?、習(xí)題】一、是非題：1、2、3；三、填空題：1、2；四、計(jì)算題：1；五、作圖題與簡答題：1。【課題】

三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理及轉(zhuǎn)差率【教學(xué)目標(biāo)】解釋三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理及轉(zhuǎn)差率?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理?！窘虒W(xué)過程】【一、復(fù)習(xí)】三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場?！径?、引入課】在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩并旋轉(zhuǎn)。作為異步電動(dòng)機(jī)，異步程度是用轉(zhuǎn)差率描述的。【三、講授課】三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理及轉(zhuǎn)差率5.11所示。圖5.11 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速n0生感生電動(dòng)勢、感生電流，用右手定則判定其方向。有電流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場中受到電磁力的作用，用左手定則推斷轉(zhuǎn)子受力〔F〕的方向，如圖5.11所示。電磁力對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向〔順時(shí)針方向〕旋轉(zhuǎn)。異步電動(dòng)機(jī)：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n2

與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0

同方向，且n0

n。2轉(zhuǎn)差率：同步轉(zhuǎn)速n0

與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n2

的差值與同步轉(zhuǎn)速n0s nn0 202

s表示。n02電動(dòng)機(jī)的異步程度：電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)瞬間，n2s最小。

0，s1n2

接近于〔即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速〕nN

=1440 min，其同步轉(zhuǎn)速n0

1500rmin，則額定轉(zhuǎn)差率s【四、小結(jié)】

(n nN 0

) n0

0.04sN

0.020.06。三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組通入三相溝通電后，會(huì)在定子繞組空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)磁場的方向是全都的，因此要想轉(zhuǎn)變異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，只要轉(zhuǎn)變旋轉(zhuǎn)磁場的方向即可。nn

〔同步轉(zhuǎn)速〕相差的程度。2當(dāng)電動(dòng)機(jī)通電轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動(dòng)瞬間，n

0=0s=1；當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速時(shí)，n

=ns=0。一般狀況下，額定轉(zhuǎn)差率sN【五、習(xí)題】

2 0 2=0.02~0.06。一、是非題：4、5、6；二、選擇題：1、2；三、填空題：3?！菊n題】

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性【教學(xué)目標(biāo)】知道三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的概念?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性分析。三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)矩與外加電壓關(guān)系?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性分析?！窘虒W(xué)過程】【一、復(fù)習(xí)】外特性的概念?！径?、引入課】三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)會(huì)有各種不同的狀態(tài)，這些都能夠在其機(jī)械特性上反映出來。另外，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩受電源電壓的影響很大，這也是本節(jié)爭論的重點(diǎn)?！救?、講授課】Tn2的關(guān)系曲線2機(jī)械特性曲線：電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Tn5.12所示。2圖5.12 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線stT為起動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩；stN額定轉(zhuǎn)矩T 為電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩；NmT可見：m

為電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中具有的最大轉(zhuǎn)矩?！惭厍€DCm段上升〕到最大轉(zhuǎn)矩T 。而后隨著轉(zhuǎn)速的連續(xù)增大電磁轉(zhuǎn)矩減小〔沿曲線CA段下降〕到等于負(fù)載m阻力矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)就以某一轉(zhuǎn)速勻速穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)在AC段工作時(shí)假設(shè)負(fù)載加重，負(fù)載阻力矩大于電磁轉(zhuǎn)矩，會(huì)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有所下降，但與此同時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的下降而增大，從而與負(fù)載阻力矩到達(dá)的平衡，使電動(dòng)機(jī)以比原來稍低的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。假設(shè)負(fù)載的阻力矩超過了最大電磁轉(zhuǎn)矩T，沒有的平衡點(diǎn)使電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)m機(jī)的轉(zhuǎn)速將很快下降直到停頓，處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)。堵轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)機(jī)定子繞組的電流可到達(dá)額定值的4~7倍。ACA~C區(qū)間內(nèi)，均可以找到平衡點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。過載系數(shù)〔過載力量2~2.23或更大。起動(dòng)力量：電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比。一般比例為1.7~2.2。轉(zhuǎn)矩與功率的關(guān)系電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行輸出額定轉(zhuǎn)矩

PTN9550nNNNTN為電動(dòng)機(jī)輸出額定轉(zhuǎn)矩PN為電動(dòng)機(jī)輸出的額定功率N

為電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速〔r/mi。電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的關(guān)系TU的平方成正比。即TU25.13畫出了幾條不同電壓時(shí)的機(jī)械特性曲線。圖5.13 電源電壓變化時(shí)的機(jī)械特性曲線假設(shè)電壓下降過多，最大轉(zhuǎn)矩也低于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，則電動(dòng)時(shí)機(jī)被迫停轉(zhuǎn)。[例5.1] 某三相異步電動(dòng)機(jī)額定功率PN

nN

1440rmin，過載力量為1.8TN

T

Tst

。假設(shè)電動(dòng)機(jī)滿載運(yùn)行，定子繞組m20%時(shí)，電動(dòng)機(jī)能否連續(xù)旋轉(zhuǎn)？能否在此狀態(tài)下滿載起動(dòng)？[解] 額定轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為

T N

PNn 9550NN

41440

Nm26.5Nm最大轉(zhuǎn)矩為

T=1.8Tst N

=1.826.5Nm=47.7Nm2.22.226.5Nm=58.3Nmm 20%T∝U2，對(duì)應(yīng)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩分別為 T =0.82T =0.64 47.7Nm=30.6 st stT 0.82Tm m

=0.6458.4Nm37.4Nm滿載運(yùn)行時(shí)：由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩等于電磁轉(zhuǎn)矩TNm速穩(wěn)定運(yùn)行。m

降壓后能在的平衡點(diǎn)以的轉(zhuǎn) 滿載起動(dòng)時(shí)：由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩等于電磁轉(zhuǎn)矩T 26.5Nm N st【四、小結(jié)】電磁轉(zhuǎn)矩Tn2n2

的之間的關(guān)系也稱為機(jī)械特性。機(jī)械特性中，最值得留意的有三點(diǎn)：0s1。額定點(diǎn)。臨界點(diǎn)，轉(zhuǎn)速降低；另一局部是轉(zhuǎn)矩減小時(shí)，轉(zhuǎn)速降低。電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，電動(dòng)機(jī)端電壓下降較多的狀況下，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩會(huì)顯著下降，引起電流增大，嚴(yán)峻時(shí)會(huì)燒毀電動(dòng)機(jī)?！疚?、習(xí)題】一、是非題：7、8、9、10；二、選擇題：3、4；三、填空題：4；四、計(jì)算題：2、3、4。【課題】

5.4 三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌【教學(xué)目標(biāo)】解釋三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌和主要參數(shù)?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】銘牌數(shù)據(jù)中的額定功率、額定電壓和額定電流?！窘虒W(xué)過程】【一、復(fù)習(xí)】異步電動(dòng)機(jī)工作原理。【二、引入課】有指導(dǎo)意義的。能夠正確理解銘牌上參數(shù)的意義，是嫻熟技術(shù)人員必需具備的素養(yǎng)之一?！救?、講授課】5.14所示。圖5.14 三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y1124：指國產(chǎn)Y系列異步電動(dòng)機(jī)，中心機(jī)座高度為112m”表示中機(jī)座S”表示短機(jī)座”表示旋轉(zhuǎn)磁場為四極p2。額定功率P〔4.0kW：表示電動(dòng)機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)輸出的機(jī)械功率。額定電壓UN380V：表示定子繞組上加的線電壓。通常功率3kW4kW以上時(shí)，定子繞組作三角形聯(lián)結(jié)。額定電流N〔8.8：表示電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流。額定轉(zhuǎn)速nN1440r/mi：表示電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。防護(hù)方式IP4：表示電動(dòng)機(jī)外殼防護(hù)的方式為封閉式電動(dòng)機(jī)。頻率〔50H：表示電動(dòng)機(jī)定子繞組輸入溝通電源的頻率。工作制〔工作制SS2為短時(shí)運(yùn)行，S3為短時(shí)重復(fù)運(yùn)行。絕緣等級(jí)B級(jí)絕緣耐熱性能可分為Y、A、E、B、F、H、C七個(gè)等級(jí)，如表5.2所示。目前，國產(chǎn)Y系列電動(dòng)機(jī)一般承受B級(jí)絕緣。表5.2 絕緣材料耐熱性能等級(jí)絕緣等級(jí)YAEBFHC/oC90105120130155180180此外，銘牌上標(biāo)注“LW82dB”是電動(dòng)機(jī)的噪聲等級(jí)。除銘牌上標(biāo)出的參數(shù)之外，在產(chǎn)品名目或電工手冊(cè)中還有其他一些技術(shù)數(shù)據(jù)。例如：功率因數(shù)：指在額定負(fù)載下定子電路的功率因數(shù)。效率：指電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的效率。它等于額定狀態(tài)下輸出功率與輸入功率之比，即P PN P1N

100% P3UI cos3UI cos2N

100%溫升：指在額定負(fù)載時(shí)，繞組的工作溫度與環(huán)境溫度的差值。N st [例5.2] 在[例5.1]中，假設(shè)U =380V，cos /I 7.0，效率0.84N st [解]3UI cosN4103UI cosN41033380I 0.82NN可得338033800.840.82

4103

NA8.8Ast st

I7I 78.8A61.6A三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)主要有：電動(dòng)機(jī)型號(hào)、額定功率P

U

I

、額定n

N N N、防護(hù)方式、頻率f、工作制、絕緣等級(jí)等。N【五、習(xí)題】二、選擇題：5、6；四、計(jì)算題：5、6?！菊n題】

單相異步電動(dòng)機(jī)【教學(xué)目標(biāo)】知道單相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和使用?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】電容分相式異步電動(dòng)機(jī)定子電路。罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場。【教學(xué)難點(diǎn)】罩極式異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)的工作原理?！窘虒W(xué)過程】【一、復(fù)習(xí)】旋轉(zhuǎn)磁場。溝通異步電動(dòng)機(jī)的工作原理?！径?、引入課】特別性就表現(xiàn)在這方面。【三、講授課】電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)電容分相式異步電動(dòng)機(jī)的定子電路如圖5.15所示。圖5.15 電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)定子電路90的繞組U1U2、V1V2。其中U1U2I。V1V2繞組中串有電容器，稱為起動(dòng)繞組，流過的電流為I

2。適中選擇電容器C的容量，可使兩個(gè)繞1組中的電流相位差為90，這樣在空間上互成90的兩相繞組通入互差90的兩相溝通電，便產(chǎn)生了5.16所示。圖5.16 互差90的兩相電流的旋轉(zhuǎn)磁場在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就會(huì)沿旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)。的角度，也可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)定子鐵心做成凸極式，轉(zhuǎn)子仍為籠型，如圖5.17所示。圖5.17 罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)罩極：定子磁極上開一個(gè)槽，在較小磁極上套一個(gè)短路銅環(huán)。磁極繞通入單相溝通電，鐵心中便產(chǎn)生交變磁通，銅環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流。由楞次定律可知，感應(yīng)磁通總是從未罩局部向罩極移動(dòng)，似乎磁場在旋轉(zhuǎn)，從而獲得起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。5.18所示。5.18 罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)向〔磁場總是從未罩局部向罩極移動(dòng)式單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小?！舅?、小結(jié)】罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)：在凸極式轉(zhuǎn)子磁極上開槽，并在較小磁極上套一個(gè)短路銅環(huán)，在交變磁通作用下，短路銅環(huán)中感應(yīng)電流阻擋原磁通的變化，使其滯后。從磁極端面上看，相當(dāng)于磁通從未罩局部向罩極局部移動(dòng)，從而獲得起動(dòng)轉(zhuǎn)矩?！疚濉⒘?xí)題】一、是非題：11、12、13、14；二、選擇題：8、9；三、填空題：5；五、作圖題：4、5?！菊n題】

同步電動(dòng)機(jī)【教學(xué)目標(biāo)】知道同步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與用途?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】三一樣步電動(dòng)機(jī)構(gòu)造與運(yùn)轉(zhuǎn)。反響式同步電動(dòng)機(jī)。永磁式同步電動(dòng)機(jī)。【教學(xué)難點(diǎn)】反響式同步電動(dòng)機(jī)。永磁式同步電動(dòng)機(jī)?！窘虒W(xué)過程】【一、復(fù)習(xí)】異步電動(dòng)機(jī)工作原理。磁鐵材料的磁化?！径?、引入課】機(jī)和微型同步電動(dòng)機(jī)兩類。微型同步電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用是很廣泛的?！救?、講授課】三一樣步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造及運(yùn)轉(zhuǎn)原理三一樣步電動(dòng)機(jī)構(gòu)造：定子與三相異步電動(dòng)機(jī)的定子構(gòu)造完全一樣，通入三相溝通電后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子與異步電動(dòng)機(jī)不同，它通常在凸出的磁極上裝有直流勵(lì)磁繞組，如圖5.19所示。〔a〕外形圖 〔b〕構(gòu)造示意圖圖5.19 三一樣步電動(dòng)機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。5.20為三一樣步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)原理圖。圖5.20 三一樣步電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)原理三一樣步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式：異步起動(dòng)，同步運(yùn)轉(zhuǎn)。即轉(zhuǎn)子邊沿安裝很多類似籠型異步電動(dòng)機(jī)5.21所示。圖5.21 三一樣步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子籠型導(dǎo)條起動(dòng)時(shí)使轉(zhuǎn)子先異步起動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，再通入直流勵(lì)磁電流，旋轉(zhuǎn)磁場就會(huì)馬上吸住轉(zhuǎn)子同步運(yùn)轉(zhuǎn)。三一樣步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的特點(diǎn)：恒速性：負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩不超過允許值，轉(zhuǎn)速總是等于同步轉(zhuǎn)速。功率因數(shù)可調(diào)性：通過對(duì)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的調(diào)整來轉(zhuǎn)變電動(dòng)機(jī)本身的功率因數(shù)。①準(zhǔn)勵(lì)磁狀：cos1電動(dòng)機(jī)呈電阻性，相當(dāng)于純阻性負(fù)載；②欠勵(lì)磁狀態(tài)：減小勵(lì)磁電流，可使電動(dòng)機(jī)呈感性，相當(dāng)于感性負(fù)載；③過勵(lì)磁狀態(tài)：增大勵(lì)磁電流，可使電動(dòng)機(jī)呈容性，相當(dāng)于容性負(fù)載。作為同步補(bǔ)償機(jī)使用，使其空載運(yùn)行，向電網(wǎng)輸送無功電流，提高功率因數(shù)。微型同步電動(dòng)機(jī)反響式同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子是用軟磁材料做成凸極式，轉(zhuǎn)子異步起動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子被旋轉(zhuǎn)磁場磁5.22〔a〕所示。不重合，如圖5.22〔b〕所示。而磁力線總是力圖沿磁阻最小的路徑通過，于是便有迫使轉(zhuǎn)子縱軸向旋轉(zhuǎn)磁場軸線重合的轉(zhuǎn)矩〔即磁阻轉(zhuǎn)矩〕產(chǎn)生，最終轉(zhuǎn)子在磁阻轉(zhuǎn)矩的作用下與旋轉(zhuǎn)磁場同步旋轉(zhuǎn)。外形 (b)轉(zhuǎn)子被磁化 〔c〕磁感線被扭曲圖5.22 反響式同步電動(dòng)機(jī)磁滯式同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子中間開槽使得沿不同方向的磁阻不同，在定子旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，將產(chǎn)生肯定的磁阻轉(zhuǎn)矩。另外，硬磁材料制成的轉(zhuǎn)子，具有較強(qiáng)的磁滯效應(yīng)，又將產(chǎn)生磁滯轉(zhuǎn)矩，如圖5.23所示。圖〔a〕為開頭θ后，轉(zhuǎn)子上已被磁化的磁性并未消逝，表現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子磁極軸線之間將消滅空間位置的夾角θ，即磁滯角。磁滯角使氣隙FFn

Ft

Ft

可形成磁滯轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)，如圖5.23所示。所以，磁滯式同步電動(dòng)機(jī)是受磁滯轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩共同作用而旋轉(zhuǎn)的。〔a〕 〔b〕 〔c〕圖5.23 磁滯式同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩形成原理永磁式同步電動(dòng)機(jī)場后，轉(zhuǎn)子永久磁場將產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)磁場一樣的磁極數(shù)，因而被定子旋轉(zhuǎn)磁場拖入同步運(yùn)轉(zhuǎn)?！舅摹⑿〗Y(jié)】同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)可以調(diào)整。三一樣步電動(dòng)機(jī)定子構(gòu)造和異步電動(dòng)機(jī)一樣。同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子有兩種類型：凸極式轉(zhuǎn)子的磁極突出；隱極式轉(zhuǎn)子的外層為圓柱形而磁極外形并不明顯。微型同步電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子形式不同分為反響式、磁滯式和永磁式同步電動(dòng)機(jī)?！疚?、習(xí)題】一、是非題：5；二、選擇題：7；五、作圖題：6?！菊n題】

直流電動(dòng)機(jī)【教學(xué)目標(biāo)】知道直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和用途?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式。直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。【教學(xué)難點(diǎn)】直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理?！窘虒W(xué)過程】【一、復(fù)習(xí)】溝通電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理?！径?、引入課】直流電動(dòng)機(jī)構(gòu)造較溝通電動(dòng)機(jī)簡單得多，但其在運(yùn)行性能上有很多優(yōu)點(diǎn)是溝通電動(dòng)機(jī)臨時(shí)沒有的。本節(jié)內(nèi)容偏多，主要講教學(xué)重點(diǎn)，其他問題一帶而過?！救?、講授課】直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造及轉(zhuǎn)動(dòng)原理5.24所示為直流電動(dòng)機(jī)構(gòu)造示意圖。圖中：

圖5.24 直流電動(dòng)機(jī)構(gòu)造示意圖N、S為直流電動(dòng)機(jī)定子主磁極，主磁極上繞有勵(lì)磁繞組。線圈abcd裝在可轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形鐵心上，合稱電樞,線圈稱為電樞繞組。與電樞繞組兩端相連的是兩個(gè)彼此絕緣的圓弧形銅片，即換向片。電刷AB緊壓在換向片上并與外加直流電源相通。直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式按勵(lì)磁繞組與電樞繞組連接方式的不同,直流電動(dòng)機(jī)可分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)四種。電5.25所示?！瞐〕他勵(lì) 〔b〕并勵(lì) 〔c〕串勵(lì) 〔d〕復(fù)勵(lì)圖5.25 直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式四種勵(lì)磁的直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線分別如圖5.26所示。圖5.26 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性他勵(lì)和并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)具有硬機(jī)械特性。當(dāng)負(fù)載增大時(shí)轉(zhuǎn)速略有下降，但變化不大。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)具有軟機(jī)械特性。當(dāng)負(fù)載增大時(shí)轉(zhuǎn)速大幅下降。但當(dāng)負(fù)載很輕或接近空載時(shí)，轉(zhuǎn)速將很高。復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)具有的機(jī)械特性曲線介于以上兩種電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線之間，適用于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，轉(zhuǎn)速變化不大的負(fù)載?！舅?、小結(jié)】為了產(chǎn)生方向始終如一的電磁轉(zhuǎn)矩，外部電路中的直流電流必需轉(zhuǎn)變成電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的交變電直流電動(dòng)機(jī)定子由主磁極、換向磁極、機(jī)座和端蓋組成。直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子由電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風(fēng)扇等組成。直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流由另外直流電源供給。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的電樞繞組和勵(lì)磁繞組是并聯(lián)關(guān)系，是同一電源供電。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的電樞電流就是勵(lì)磁電流。復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)分積復(fù)勵(lì)和差復(fù)勵(lì)之分，積復(fù)勵(lì)就是電動(dòng)機(jī)既有并勵(lì)，又有串勵(lì)，并且兩個(gè)勵(lì)磁的作用是相互加強(qiáng)的；差復(fù)勵(lì)是兩個(gè)勵(lì)磁的作用相互削減?！疚?、習(xí)題】一、是非題：16、17、18；五、作圖題：3、7、8?！菊n題】

掌握電機(jī)【教學(xué)目標(biāo)】知道掌握電機(jī)的構(gòu)造和用途。【教學(xué)重點(diǎn)】步進(jìn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)造