《 电机与拖动》教案 4三相异步电动机 项目四

项目三相异步电动机4PAGE8项目三相异步电动机4PAGE8三相异步电动机项目PAGE14三相异步电动机项目PAGE14课题三相异步电动机的认识课时2课时（90min）教学目标知识目标：（1）熟悉三相异步电动机的基本结构（2）掌握三相异步电动机的工作原理（3）掌握三相异步电动机铭牌数据的含义技能目标：能够拆装三相异步电动机素质目标：养成求真务实、开拓进取的工作作风弘扬精益求精、追求卓越的工匠精神践行团结协作、顾全大局的团队精神教学重难点教学重点：三相异步电动机的基本结构、工作原理、铭牌数据的含义教学难点：三相异步电动机的工作原理教学方法情景模拟法、问答法、讨论法、讲授法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计第1节课：传授新知（35min）第2节课：复习导入（5min）

传授新知（35min）课堂小结（3min）

作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图第一节课考勤

（2min）【教师】使用文旌课堂APP进行签到【学生】按照老师要求签到培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况任务导入

（8min）【教师】创设情景，进行案例分析、提问老张经营了一家小型食品加工厂，最近他要为工厂引进一条物料输送线，用来为膨化机输送物料。通过考察，老张发现市场上合适的输送机价格基本为8000～15000元，这还不算配套设备的成本。为了节省开支，精通机电技术的老张想利用厂里闲置的三相异步电动机和传送带，通过购置一些相对便宜的机械传动和支撑装置，来改造一条物料输送线。三相异步电动机的铭牌如图4-1所示。图4-1三相异步电动机的铭牌（1）三相异步电动机的工作原理是什么？（2）其铭牌数据有哪些含义呢？【学生】聆听、思考、讨论运用生产案例导入，使用学生明白课程意义，明确学习目的，激发学习兴趣，端正学习态度传授新知

（35min）【教师】发布任务工单【学生】扫一扫任务工单“4.1”，明确本节课任务【教师】提问：简述直流电动机的组成及各部件的作用。随机邀请同学回答讲解三相异步电动机的基本结构【学生】聆听、思考、回答【教师】点评学生回答，展示图片，讲解三相异步电动机的基本结构一、三相异步电动机的基本结构1．种类（1）按照转子结构的不同，分为：笼式和绕线式（2）按照外壳防护方式的不同，分为：开启式、防护式、封闭式（3）按照电动机尺寸（定子铁芯外径或机座中心高度）的不同，分为：大型、中型和小型2．外形：如图4-2所示（a）三相笼式异步电动机（b）三相绕线式异步电动机图4-2常见三相异步电动机的外形3．结构三相笼式异步电动机主要由定子和转子两大部分组成，如图4-3所示。定子和转子之间有一定的空气间隙，称为气隙。此外，三相笼式异步电动机中一般还需要一些辅助零部件，如轴承、风扇、风罩、接线盒等。图4-3三相笼式异步电动机的主要部件4．定子主要由机座、定子铁芯、定子绕组和端盖组成，主要用来产生旋转磁场。1）机座构成：铸铁或铸钢浇铸成型作用：支撑作用；散热2）定子铁芯构成：作用：导磁；3）定子绕组构成：由绝缘铜导线或者绝缘铝导线绕制而成作用：通入三相对称电流，产生旋转的磁场。接法：星形（Y）或三角形（△），如图4-5所示（a）星形连接（b）三角形连接图4-5三相异步电动机定子绕组的连接4）端盖构成：铸铁或铸钢浇铸而成作用：防护作用5．转子主要由转子铁芯和转子绕组构成，是电动机的旋转部件。1）转子铁芯构成：由0.35～0.5mm厚的硅钢片叠压而成作用：构成电动机主磁通磁路，安放转子绕组2）转子绕组用于切割旋转磁场来产生感应电动势及感应电流，并形成电磁转矩，从而使转子旋转。（1）三相笼式异步电动机的转子绕组有铜排绕组和铸铝绕组两种形式铜排绕组铸铝绕组适用于中小型异步电动机（2）三相绕线式异步电动机的转子绕组由绝缘导线绕制而成的三相对称绕组，一般采用星形连接。6．其他部分1）气隙三相异步电动机气隙的大小直接影响电动机的性能。2）轴承轴承用铸钢浇铸而成，是用来连接固定部分与转动部分，支撑转轴转动的元件。3）风扇和风罩风扇一般为塑料材质，安装在转轴上，用来冷却电动机；风罩一般用铸铁制造，安装在风扇的外侧，用来保护风叶。4）接线盒接线盒由铸铁浇铸而成，对引出线端子和定子绕组起保护与固定的作用。【学生】聆听、思考、理解、记忆【教师】头脑风暴：三相异步电动机与直流电动机、三相变压器在结构上有什么相同和不同之处？【学生】聆听、思考、讨论、回答【教师】扫码播放视频“三相异步电动机的工作原理”，展示图4-9，分析讲解a图和b图，随机邀请同学讲解余下的图二、三相异步电动机的工作原理1．旋转磁场的产生在定子的三相对称绕组中通入三相对称交流电流，在定子铁芯、转子铁芯和气隙之间，定子中将会产生一个以转轴为中心的旋转磁场，如图4-9所示。（a）（b）（c）（d）（e）图4-9三相交流电流产生的旋转磁场分析图【学生】聆听、思考、理解、分析、回答【教师】请同学们总结旋转磁场产生的条件。分组讨论派代表回答【学生】聆听、思考、讨论、回答【教师】总结学生回答，强调旋转磁场产生的条件缺一不可旋转磁场产生的条件（两个1200）：三相绕组：空间上互差1200电角度；三相交流电：相位互差1200电角度；【学生】聆听、思考、理解、记忆【教师】讲解新知2．旋转磁场的转向和转速1）转向旋转磁场的旋转方向由通入定子绕组的三相交流电流的相序决定，并与三相交流电流的相序保持一致，若改变三相定子绕组任意两相的通电顺序，旋转磁场将会反转。工程上常采用对调两根电源线的方法来实现对三相异步电动机的反转控制。2）转速名称：同步转速符号：单位：r/min计算公式：【学生】聆听、思考、理解、记忆【教师】仔细观察旋转磁场速度的计算公式，思考影响旋转磁场速度的因素有哪些？随机邀请同学回答【学生】聆听、思考、观察、回答【教师】总结学生回答旋转磁场的同步转速是由交流电频率和磁极对数p共同决定的，与交流电频率成正比，与磁极对数p成反比。【学生】聆听、思考、理解、记忆通过讲解，使学生理解三相异步电动机的基本结构和工作原理，培养学生独立思考能力，弘扬细心专注、务真求实的职业精神运用头脑风暴，提高学生对知识的综合运用能力第二节课复习导入

（5min）【教师】复习提问，随机邀请同学回答三相异步电动机主要由哪些部件组成？各部件的作用是什么？【学生】聆听、思考、讨论、回答通过复习提问，了解学生对知识的理解程度传授新知

（30min）【教师】播放三相异步电动机转动原理的动画，展示图4-10，分析讲解三相异步电动机的转动原理二、三相异步电动机的工作原理3．转动原理（1）产生沿顺时针方向旋转、同步转速为的旋转磁场，如图4-10所示。（2）转子绕组切割旋转磁场的磁感线并产生感应电动势。图4-10三相异步电动机的转动原理（3）感应电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩。（4）转子在电磁转矩的作用下将顺着旋转磁场的旋转方向转动。【学生】聆听、思考、理解、记忆【教师】思考：转子转动的速度和旋转磁场的速度一样吗？【学生】聆听、思考、讨论【教师】解疑释惑，讲解转差率转子转速n不可能达到旋转磁场的同步转速。若两者相等，转子导体就不会切割磁感线而产生感应电流，也就不会产生电磁力矩，所以转子的转速必须小于旋转磁场的同步转速，两者不同步，异步电动机的命名也由此而来。4．转速差旋转磁场的同步转速与转子转速n之差称为转速差，用表示，即。5．转差率转速差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率，用s表示，即【学生】聆听、思考、理解、记忆【教师】思考：电动机正常运行时，转差率大概在什么区间？【学生】聆听、思考、讨论【教师】点拨三相异步电动机的转差率很小，一般为0.02～0.06，因此三相异步电动机的转子转速接近同步转速。若已知三相异步电动机的转速，则可根据与之相近的同步转速判断三相异步电动机的磁极对数。【学生】聆听、思考、理解、记忆【教师】展示图4-1，随机邀请同学讲解图片中数据的含义【学生】聆听、思考、回答【教师】对照图4-1，讲解三相异步电动机的铭牌数据三、三相异步电动机的铭牌数据1．型号图4-11三相异步电动机型号的含义2．额定值1）额定电流指电动机额定运行时，流入定子绕组的线电流，符号为IN，单位为A。超过额定电流过载运行时，电动机会过热甚至烧毁。若铭牌上标有两个电流值，则表示定子绕组在两种不同接法时的额定电流。2）额定电压指电动机额定运行时，定子绕组上的线电压，符号为UN，单位为V。电源电压的变动不应超过额定电压的5%。若铭牌上标有两个电压值，则表示定子绕组在两种不同接法时的额定电压。3）额定功率指电动机额定运行时转轴上输出的机械功率，符号为，单位为kW。计算公式：式中，——电动机额定运行时的效率和功率因数。4）额定转速三相异步电动机的额定转速是指电动机额定运行时转子的转速，符号为，单位为r/min。5）额定频率三相异步电动机的额定频率是指电动机使用交流电源的频率，符号为f，单位为Hz。我国规定工业及民用交流电的额定频率为50Hz。【学生】聆听、思考、理解、记忆【教师】请同学们扫码观看“三相异步电动机的接法”，说出三相异步电动机都有哪几种接法？【学生】聆听、思考、观看、回答【教师】点评学生回答，讲解三相异步电动机的接法3．接法三相异步电动机的接法是指电动机三相定子绕组与交流电源的连接方法，分为星形连接和三角形连接，符号分别为Y和△。若铭牌上标有两个电压值如380/220V，接法为Y/△，则表明当电源线电压为380V时应采用星形连接；当电源线电压为220V时应采用三角形连接。【学生】聆听、思考、讨论、回答【教师】点拨此外，三相异步电动机的铭牌中也会标出电动机的定额（或工作制）、绝缘等级、防护等级等，其含义与三相变压器相关数据的含义相同。【学生】聆听、理解、思考、记忆通过讲解，使学生掌握三相异步电动机的工作原理，理解铭牌数据的意义，学会分析问题的方法，养成脚踏实地、