《 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4PAGE6项目三相异步电动机4PAGE6三相异步电动机项目PAGE54三相异步电动机项目PAGE54课题三相异步电动机的运行特性课时2课时（90min）教学目标知识目标：掌握三相异步电动机的运行原理及工作特性技能目标：能够测定三相异步电动机的工作特性素质目标：养成求真务实、开拓进取的工作作风弘扬执着专注的职业精神践行服务集体、服从纪律的团队精神教学重难点教学重点：三相异步电动机的运行原理及工作特性教学难点：三相异步电动机的运行原理及工作特性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：问题导入（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、提问老张在利用三相异步电动机改造物料输送线之前，对该电动机进行了初步检查，发现其各项性能均正常。为了保证该电动机驱动传送带输送物料的重量和速度与膨化机要求的进料量相匹配，需要测定该电动机的输出转矩和转速，从而选择合适的机械传动装置。（1）三相异步电动机的工作特性有哪些？（2）如何测定三相异步电动机的输出转矩和转速呢？【学生】聆听、思考、讨论采用问题导向法，引起学生注意，引发学生思考，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“4.2”，明确本节课任务【教师】讲解三相异步电动机的运行原理一、三相异步电动机的运行原理1．定子绕组的感应电动势（推导过程详见教材）式中，——定子绕组感应电动势的有效值；——定子绕组的绕组系数；——定子每相绕组的匝数；——定子绕组感应电动势的频率；——旋转磁场每极磁通的最大值。由于定子绕组自身的阻抗压降比电源电压要小得多，因此可以近似认为电源电压与定子绕组的感应电动势相等，即【教师】对比变压器与异步电动机感应电动势公式的区别，试分析其原因。【学生】聆听、思考、讨论、回答【教师】点拨在变压器中，绕组集中绕制在同一个铁芯上，因此在任意瞬间穿过绕组各个线圈的主磁通大小和方向都相同，整个绕组的感应电动势为各线圈感应电动势的相量和，其有效值为各线圈感应电动势有效值的代数和。在三相异步电动机中，不同线圈的感应电动势之间存在一定的相位差，从而使整个绕组感应电动势的有效值相较于整距绕组变小了。【学生】聆听、思考、理解、记忆【教师】讲解转子绕组的感应电动势2．转子绕组的感应电动势当转子旋转时，转子绕组感应电动势的大小为（推导过程略）式中，——转子绕组的绕组系数；——转子每相绕组的匝数。（1）启动瞬间，转子绕组中的感应电动势最大，用表示，为定值。（2）随着转子转速的增加，转差率s减小，也逐渐减小。（3）电动机额定运行时，转子中的感应电动势及其频率均很小。3．漏电抗和阻抗主磁通：与定子绕组和转子绕组相交链，分别产生感应电动势和。漏磁通：①只与定子绕组或转子绕组相交链的磁通分别称为定子漏磁通和转子漏磁通。②定子漏磁通和转子漏磁通合称为三相异步电动机的漏磁通。定子漏电抗由定子绕组漏磁通引起的电抗，简写为转子漏电抗由转子绕组漏磁通引起的电抗，简写为转子每相绕组的阻抗式中，X20为转子不动时的漏电抗，定子漏磁通产生的感应电动势式中，——定子电流。转子漏磁通产生的感应电动势式中，——转子电流。4．转子电流和功率因数1）转子每相绕组的电流2）转子电路的功率因数【学生】聆听、思考、理解、记忆【教师】分析对比定子侧和转子侧物理量间的异同【学生】聆听、思考、分析、对比【教师】点拨对于三相异步电动机而言，定子与转子之间只有磁的联系，能量从定子绕组通过旋转磁场传递给转子绕组，定子绕组的感应电动势与电源电压近似相等，转子绕组的感应电动势、漏电抗以及转子电路的功率因数都与转差率有关。【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运行原理，掌握感应电动势等物理量的意义和计算方法，培养学生勤于思考、勇于探索的精神，弘扬细心专注、务真求实的职业精神通过对比分析，培养学生归纳总结的能力，学会知识的融汇贯通和灵活运用第二节课复习导入

（5min）【教师】复习提问，随机邀请同学回答变压器中的损耗有哪些？试写出变压器的功率平衡方程式。三相异步电动机中的损耗有哪些？【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，为新知讲解做好铺垫传授新知

（30min）【教师】总结学生回答，讲解三相异步电动机的功率转换二、三相异步电动机的功率转换1．三相异步电动机的功率（1）输入功率三相异步电动机在运行时的输入功率为从电源得到的电功率，大小为：（2）输出功率由于电动机是将电能转化成机械能，因此输出功率为机械功率。【学生】聆听、思考、理解、记忆【教师】画图分析电动机运行过程中的损耗和功率转换过程（3）损耗转子部分：铜损和铁损，≈0。定子部分：铜损和铁损通风、轴承摩擦等机械损耗（4）电磁功率（5）功率平衡方程：式中，——三相异步电动机的功率损耗2．三相异步电动机的效率三相异步电动机的效率为输出功率与输入功率之比，通常用百分数表示，即【学生】聆听、思考、理解、记忆【教师】思考：三相异步电动机的效率为什么没有变压器高？自由发言【学生】聆听、思考、回答【教师】点评学生回答，讲解新知3．三相异步电动机的电磁转矩转矩平衡方程为：即式中，——电动机的电磁转矩，；——电动机的输出转矩，；——电动机的空载转矩，。【学生】聆听、思考、理解、记忆【教师】提问：三相异步电动机的机械特性是什么？【学生】聆听、思考、回答【教师】电动机使用时除了机械特性，还要注意其工作特性，展示图4-15讲解三相异步电动机的工作特性三、三相异步电动机的工作特性三相异步电动机的工作特性是指在额定电压和额定频率的条件下，电动机的定子电流、电磁转矩（或输出转矩）、转速（或转差率）、功率因数、效率与输出功率之间的关系，即在、时，、、n、、与的关系，如图4-15所示。图4-15三相异步电动机的工作特性1．定子电流特性空载运行时，即；随着负载的增大，定子电流相应增大，即随着的增大而增大。2．电磁转矩特性电磁转矩与输出功率成比例关系，其曲线近似为一条直线。3．转速特性转速特性是一条略微下降的曲线。4．功率因数特性空载运行时，电动机的功率因数很小，随着输出功率的增大，逐渐增大。在额定负载附近，达到最大值。如果输出功率继续增大，功率因数反而减小。5．效率特性不变损耗三相异步电动机从空载到额定运行时，主磁通和转速变化较小，铁损和机械损耗近似不变，称为不变损耗。可变损耗定子、转子绕组的铜损和附加损耗随负载的增大而增大，称为可变损耗。当负载功率为额定功率的70%～80%时，三相异步电动机的效率最高。选用三相异步电动机时，应该使其额定功率稍大于负载的实际功率。【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特性，理解人为特性与固有特性的区别，学会分析问题的方法，弘扬科学严谨的职业精神课堂小结

（3min）【教师】简要总结本节课的要点三相异步电