《电机控制技术》课件-教案 4.1.1旋转磁场

淄博职业学院《电机控制技术》课单元教学设计方案教师：序号：4.1.1授课时间授课班级上课地点教学单元名称旋转磁场课时数0.5教学目标1.旋转磁场的产生。2.旋转磁场的转向。3.培养学生分析问题、解决问题的能力。教学重点旋转磁场的转向教学难点旋转磁场的转向目标群体普专教学环境实训室教学方法项目驱动、讲练结合等时间安排教学过程设计1．旋转磁场的产生图4-1为最简单的三相异步电动机的定子绕组，每相绕组只有一个线圈，三个相同的线圈U1-U2、V1-V2、W1-W2在空间的位置彼此互差120°，分别放在定子铁心槽中。当把三相线圈接成星形，并接通三相对称电源后，那么在定子绕组中便产生三个对称电流，即：iU=Imsinωtiv=Imsin(ωt−120°)（4-1）iw=Imsin(ωt+120°)其波形如图4-2所示。电流通过每个线圈要产生磁场，而现在通过定子绕组的三相交流电流的大小及方向均随时间而变化，那么三个线圈所产生的合成磁场是怎样的呢？这可由每个线圈在同一时刻各自产生的磁场进行叠加而得到。假如电流由线圈的始端流入、末端流出为正，反之则为负。电流流入端用“⊕”表示，流出端用“⊙”表示。下面就分别取t=0、T/6、T/3、T/2四个时刻所产生的合成磁场作定性的分析（其中T为三相电流变化的周期）。图4-1三相异步电动机最简单的定子绕组图4-2三相电流的波形当t=0时，由三相电流的波形可见，电流瞬时值iU=0，iv为负值，iw为正值。这表示U相无电流，V相电流是从线圈的末端V2流向首端V1，W相电流是从线圈的始端W1流向末端W2，这一时刻由三个线圈电流所产生的合成磁场如图4-3a所示。它在空间形成二极磁场，上为S极，下为N极（对定子而言）。设此时N、S极的轴线（即合成磁场的轴线）为零度。图4-3两极旋转磁场a)t=0；b)t=T/6；c)t=T/3；d)t=T/2当t=T/6时，U相电流为正，由U1端流向U2端，V相电流为负，由V2端流向V1端，W相电流为零。其合成磁场如图4-3b所示，也是一个两极磁场，但N、S极的轴线在空间顺时针方向转了60°。当t=T/3时，iU为正，由U1端流向U2端，iv=0，iw为负，由W2端流向W1端，其合成磁场比上一时刻又向前转过了60°，如图4-3c所示。用同样的方法可得出当t=T/2时，合成磁场比上一时刻又转过了60°空间角。由此可见，图4-3描述的是一对磁极的旋转磁场。但电流经过一个周期的变化时，磁场也沿着顺时针方向旋转一周，即在空间旋转的角度为360°。上面分析说明，当空间互差120°的线圈通入对称的三相交流电流时，在空间就产生了一个旋转磁场。国产的异步电动机的电源频率通常为50Hz。对于已知磁极对数的异步电动机，可得出对应的旋转磁场的转速，如表4-1所示。表4-1异步电动机磁极对数和对应的旋转磁场的转速关系表P123456n1(r/min)3000150010007506005002．旋转磁场的转向由图4-3中各个瞬间磁场变化，可以看出，当通入三相绕组中电流的相序为iU→iv→iw，旋转磁场在空间是沿绕组始端U→V→W方向旋转的，在图中即按顺时针方向旋转。如果把通入三相绕组中的电流相序任意调换其中两相，例如，调换V、W两相，此时通入三相绕组电流的相序为iU→iw→iv,则旋转磁场按逆时针方向旋转。由此可见，旋转磁场的方向是由三相电流的相序决定的，即