《電機(jī)控制技術(shù)》課件-教案 4.1.1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

淄博職業(yè)學(xué)院《電機(jī)控制技術(shù)》課單元教學(xué)設(shè)計(jì)方案教師：序號(hào)：4.1.1授課時(shí)間授課班級(jí)上課地點(diǎn)教學(xué)單元名稱旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)課時(shí)數(shù)0.5教學(xué)目標(biāo)1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生。2.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向。3.培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。教學(xué)重點(diǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向教學(xué)難點(diǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向目標(biāo)群體普專教學(xué)環(huán)境實(shí)訓(xùn)室教學(xué)方法項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、講練結(jié)合等時(shí)間安排教學(xué)過程設(shè)計(jì)1．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生圖4-1為最簡(jiǎn)單的三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組，每相繞組只有一個(gè)線圈，三個(gè)相同的線圈U1-U2、V1-V2、W1-W2在空間的位置彼此互差120°，分別放在定子鐵心槽中。當(dāng)把三相線圈接成星形，并接通三相對(duì)稱電源后，那么在定子繞組中便產(chǎn)生三個(gè)對(duì)稱電流，即：iU=Imsinωtiv=Imsin(ωt?120°)（4-1）iw=Imsin(ωt+120°)其波形如圖4-2所示。電流通過每個(gè)線圈要產(chǎn)生磁場(chǎng)，而現(xiàn)在通過定子繞組的三相交流電流的大小及方向均隨時(shí)間而變化，那么三個(gè)線圈所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是怎樣的呢？這可由每個(gè)線圈在同一時(shí)刻各自產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行疊加而得到。假如電流由線圈的始端流入、末端流出為正，反之則為負(fù)。電流流入端用“⊕”表示，流出端用“⊙”表示。下面就分別取t=0、T/6、T/3、T/2四個(gè)時(shí)刻所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)作定性的分析（其中T為三相電流變化的周期）。圖4-1三相異步電動(dòng)機(jī)最簡(jiǎn)單的定子繞組圖4-2三相電流的波形當(dāng)t=0時(shí)，由三相電流的波形可見，電流瞬時(shí)值iU=0，iv為負(fù)值，iw為正值。這表示U相無電流，V相電流是從線圈的末端V2流向首端V1，W相電流是從線圈的始端W1流向末端W2，這一時(shí)刻由三個(gè)線圈電流所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)如圖4-3a所示。它在空間形成二極磁場(chǎng)，上為S極，下為N極（對(duì)定子而言）。設(shè)此時(shí)N、S極的軸線（即合成磁場(chǎng)的軸線）為零度。圖4-3兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)a)t=0；b)t=T/6；c)t=T/3；d)t=T/2當(dāng)t=T/6時(shí)，U相電流為正，由U1端流向U2端，V相電流為負(fù)，由V2端流向V1端，W相電流為零。其合成磁場(chǎng)如圖4-3b所示，也是一個(gè)兩極磁場(chǎng)，但N、S極的軸線在空間順時(shí)針方向轉(zhuǎn)了60°。當(dāng)t=T/3時(shí)，iU為正，由U1端流向U2端，iv=0，iw為負(fù)，由W2端流向W1端，其合成磁場(chǎng)比上一時(shí)刻又向前轉(zhuǎn)過了60°，如圖4-3c所示。用同樣的方法可得出當(dāng)t=T/2時(shí)，合成磁場(chǎng)比上一時(shí)刻又轉(zhuǎn)過了60°空間角。由此可見，圖4-3描述的是一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。但電流經(jīng)過一個(gè)周期的變化時(shí)，磁場(chǎng)也沿著順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)一周，即在空間旋轉(zhuǎn)的角度為360°。上面分析說明，當(dāng)空間互差120°的線圈通入對(duì)稱的三相交流電流時(shí)，在空間就產(chǎn)生了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。國產(chǎn)的異步電動(dòng)機(jī)的電源頻率通常為50Hz。對(duì)于已知磁極對(duì)數(shù)的異步電動(dòng)機(jī)，可得出對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，如表4-1所示。表4-1異步電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù)和對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速關(guān)系表P123456n1(r/min)3000150010007506005002．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向由圖4-3中各個(gè)瞬間磁場(chǎng)變化，可以看出，當(dāng)通入三相繞組中電流的相序?yàn)閕U→iv→iw，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間是沿繞組始端U→V→W方向旋轉(zhuǎn)的，在圖中即按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。如果把通入三相繞組中的電流相序任意調(diào)換其中兩相，例如，調(diào)換V、W兩相，此時(shí)通入三相繞組電流的相序?yàn)閕U→iw→iv,則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。由此可見，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向是由三相電流的相序決定的，即