單相異步電動機的起動

1、電機及拖動技術(shù)應(yīng)用教案機電工程系教案首頁（宋體小四號字）任務(wù)五單相異步電動機的起動第幾節(jié)項目三班 級1時數(shù)4課時教 學(xué) 目 標1 .知識目標：熟悉單相異步電動機的起動方法。2 .了解單相異步電動機的工作原理，電路圖。3 .能力目標：熟悉單相異步電動機各啟動方法的特點，應(yīng)用場合。4 .情感目標：培養(yǎng)學(xué)生積極向上的學(xué)習(xí)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生接受新知識的能力。教 學(xué) 內(nèi) 容1 .分相式電動機的啟動方法2 .罩極式電動機的啟動方法教材分析重點通過自主探究，讓學(xué)生掌握 分相式電動機的啟動方法，罩極式電動機的啟動方法。難點對單相異步電動機的啟動方法的掌握。教學(xué)方法問題引導(dǎo)動畫演示案例教學(xué)教學(xué)準備多媒體第一部分：導(dǎo)

2、課本次主題：單相異步電動機的起動主題描述：L起動方式：一、分相式電動機的起動二、罩極式電動機的啟動方法。解決問題：1.幫助學(xué)生了解分相式電動機的起動方法，原理。2、幫助學(xué)生了解罩極式電動機的起動方法，原理。3.幫助學(xué)生建立把理論與實踐結(jié)合起來的抽象思維方式。第二部分：授課第一課時、分相式電動機單相電容運行異步電動機L電路圖 如圖3-15所示。、情境設(shè)計:二、方法設(shè)計三、過程設(shè)計：第一部分：導(dǎo)課第二部分：授課 第三部分：總結(jié)與拓 展步驟:1步驟:2步驟：1步驟：2四、引導(dǎo)疑問（下節(jié)課要講的 問題）五、修改或備忘：（空著不填）圖3-15 單相電容運行異步電動機電路圖2.結(jié)構(gòu)特點定子鐵心上嵌放兩套繞

3、組，繞組的結(jié)構(gòu)基本相同，空間位置上互差90。電角度，工作繞組LZ接近純電感負載，其電流Ilz相位落后電壓接近 90°電角度； 起動繞組LF上串接電容器，合理選擇電容值，使串聯(lián)支路電流Ilf超前Ilz的相位 90° 。 3.工作原理 兩相旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生條件：如圖 3-16所示。 空間上有兩個相差 90°電角度的繞組； 通入兩繞組的電流在相位上相差90。，兩繞組產(chǎn)生的磁動勢相等。教學(xué)設(shè)計圖3-16 兩相旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生a）電流波形圖b）旋轉(zhuǎn)磁場籠型轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場中，感應(yīng)出電流，感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生 電磁轉(zhuǎn)矩，并驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場方向異步轉(zhuǎn)動。4.運行特點結(jié)構(gòu)簡

4、單，使用維護方便，堵轉(zhuǎn)電流小，有較高的效率和功率因數(shù)。但起 動轉(zhuǎn)矩較小，多用于電風(fēng)扇、吸塵器等。圖3-14 單相異步電動機的機械特性曲線圖中轉(zhuǎn)矩曲線T1是順時針旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的；轉(zhuǎn)矩曲線不是逆時針旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的，T是工與丁2的合力矩。L當S=1時，n=0,起動車t矩T =0。2 .當0 < S <1 （通入單相交流電的同時， 使轉(zhuǎn)子正向轉(zhuǎn)動一下），T a 0。T與 n方向一致，就能使轉(zhuǎn)子穩(wěn)定運行。3 .當S=0時，電動機轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速，T=0O因此單相異步電動機同樣不能達到同步。4 .當1 <S <2 （通入單相交流電的同時，使轉(zhuǎn)子反向轉(zhuǎn)到一下），T <0。T與n

5、方向一致，同樣能反向穩(wěn)定運行。單相異步電動機產(chǎn)生的脈動磁場是沒有起動力矩的，但起動后電動機就有力矩了，兩個方向都可以旋轉(zhuǎn)，究竟朝哪個方向旋轉(zhuǎn)，由所加外力的方向決定。第二課時單相電容起動異步電動機1 .電路圖如圖3-17所示。220V Lzj二CO-JLF圖3-17 單相電容起動異步電動機電路圖2 .結(jié)構(gòu)特點單相電容起動異步電動機的結(jié)構(gòu)，與單相電容運行異步電動機相類似，但電容起動異步電動機的起動繞組中將串聯(lián)一個起動開關(guān)So3 .工作原理當電動機轉(zhuǎn)子靜止或轉(zhuǎn)速較低時，起動開關(guān)S處于接通位置，起動繞組和工作繞組一起接在單相電源上，獲得起動轉(zhuǎn)矩。當電動機轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速的80%左右時起動開關(guān) S斷開，

6、起動繞組從電源上切斷，此時單靠工作繞組已有較 大轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動負載運行。4 .運行特點具有較大起動轉(zhuǎn)矩（一般為額定轉(zhuǎn)矩的1.53.5倍），但起動電流相應(yīng)增大，適用于重載起動的機械，如小型空壓機、洗衣機、空調(diào)器。第三課時單相電阻起動異步電動機1 .電路圖：如圖 3-18所示。LF教學(xué)內(nèi)容教學(xué)設(shè)計圖3-18單相電阻起動異步電動機電路圖,2 .結(jié)構(gòu)特點工作繞組L2匝數(shù)多，導(dǎo)線較粗，可近似看成純電感負載，起動繞組LF導(dǎo)線較細，又串有起動電阻 R,可近似看成純電阻負載，通過電阻來分開兩個支路電流的相位。3 .工作原理起動時，工作繞組、起動繞組同時工作。當轉(zhuǎn)速達到額定值的80%左右時，起動開關(guān)斷開，起動繞組從

7、電源上切斷。在實際中許多電動機的起動繞組中沒 有串聯(lián)電阻，而是設(shè)法增加導(dǎo)線電阻，從而使起動繞組本身就有較大的電阻。4 .運行特點具有中等起動轉(zhuǎn)矩（一般為額定轉(zhuǎn)矩的1.22.2倍），但起動電流較大，在電冰箱壓縮機中得到廣泛的應(yīng)用。第四課時雙值電容單相異步電動機L電路圖 如圖3-19所示。圖3-19 雙值電容單相異步電動機電路圖5 .結(jié)構(gòu)特點C為起動電容，容量較大，C2為工作電容，容量較小。兩只電容并聯(lián)后與起動繞組串聯(lián)。6 .工作原理起動時兩只電容器都工作， 電動機有較大的起動轉(zhuǎn)矩， 轉(zhuǎn)速上升到80%左右 額定轉(zhuǎn)速后，起動開關(guān)將起動電容 C1斷開，起動繞組上只串聯(lián)工作電容 G,電 容量減少。7 .

8、運行特點既有較大的起動轉(zhuǎn)矩（約為額定轉(zhuǎn)矩的22.5倍），又有較高的效率和功 率因數(shù)，廣泛用于小型機床設(shè)備。二、罩極式電動機1 .結(jié)構(gòu)特點罩極式電動機的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低，運行時噪聲小， 維護方便。按磁極形式的不同可分為凸極式和隱極式兩種，其中凸極式結(jié)構(gòu)較 為常見。如圖3-20所示。電動機定子鐵心通常由0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，每個磁極極面的1/3處開有小槽，在極柱上套上銅制的短路環(huán)，就好像把這部分磁極罩起來一樣， 所以稱罩極式電動機。勵磁繞組套在整個磁極上，必須正確連接，以使其上下剛好產(chǎn)生一對磁極。如果是四極電動機，則磁極極性應(yīng)按N、S、M S的順序排列。圖3-20 凸極

9、式分相罩極電動機的結(jié)構(gòu)1-短路環(huán)2-凸極式定子鐵心 3-定子繞組4-轉(zhuǎn)子2 .工作原理當勵磁繞組內(nèi)通入單相交流電，磁場變化如下：當電流由零開始增大時，則電流產(chǎn)生的磁通也隨之增大，但在被銅環(huán)罩住的 一部分磁極中，根據(jù)楞次定律，變化的磁通將在銅環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流, 并阻止磁通的增加，從而使被罩磁極中的磁通較疏，未罩磁極中的磁通較密， 如圖3-21a）所示。當電流達到最大值時，電流的變化率近似為零，電流產(chǎn)生的磁通雖然最大， 但基本不變。這時銅環(huán)中基本沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，銅環(huán)對整個磁極的磁場無影 響，因而整個磁極中的磁通均勻分布，如圖 3-21b）所示。當電流由最大值下降時，則電流產(chǎn)生的磁通也隨之下降，銅環(huán)中又有感應(yīng)電 流產(chǎn)生，以阻止被罩磁極部分中磁通的減小，因而被罩部分磁通較密，未罩部 分磁通較疏，如圖 3-21c）所示。電機及拖動技術(shù)應(yīng)用教案機電工程系教學(xué)內(nèi)容教學(xué)設(shè)計從以上分析可以看出，罩極電動機磁極的磁通分布在空間上是移動的，由 未罩部分向被罩部分移動，好似旋轉(zhuǎn)磁場一樣，從而使籠型結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子獲得起 動轉(zhuǎn)矩，并且也決定了電動機的轉(zhuǎn)向是由未罩部分向被罩部分旋轉(zhuǎn)。其轉(zhuǎn)向是 由定子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的，改變電源接線不能改變電動機的轉(zhuǎn)向。b)圖3-21罩極電動機中磁場分布