電機(jī)與變壓器教案

電機(jī)與變壓器教案目錄§4-1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)§4-2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及分類§4-3三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)§4--4三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系§4--5三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性§4---6異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)§4--7異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速§4——8電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)§4--9異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)和制動(dòng)§4--10異步電動(dòng)機(jī)的使用、維護(hù)及一般試驗(yàn)§5—1三相異步電動(dòng)機(jī)繞組概述§5—2三相單層繞組§5—3三相雙層繞組§6—1單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及分類§6—2單相電容（電阻）異步電動(dòng)機(jī)§6—3單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)§6—5單相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)與調(diào)速§6—4單相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組電動(dòng)機(jī)選擇與維護(hù)《電機(jī)與變壓器》教案首頁(yè)第次課授課時(shí)間：年月日教案完成時(shí)間：年月日課程名稱《電機(jī)與變壓器》年級(jí)專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時(shí)2授課題目§4-1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)基本教材或參考書《電機(jī)與變壓器》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社、全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求理解旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)原理教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)原理技能及知識(shí)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速等教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容備注§4-1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)：極性和大小不變且以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生：對(duì)稱三相繞組流過(guò)對(duì)稱三相電流，產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。三相對(duì)稱繞組：三套數(shù)據(jù)相同，空間（沿定子內(nèi)圓）互差電角度的繞組組成三相對(duì)稱繞組，圖4-1為最簡(jiǎn)單的三相對(duì)稱繞組。三相對(duì)稱電流：（1）瞬時(shí)表達(dá)式：（2）電流變化曲線（圖4-2）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)：規(guī)定電流為正時(shí)，從首端出，分析幾個(gè)特定瞬間：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度（）《電機(jī)與變壓器》教案首頁(yè)第次課授課時(shí)間：年月日教案完成時(shí)間：年月日課程名稱《電機(jī)與變壓器》年級(jí)專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時(shí)2授課題目§4-2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及分類基本教材或參考書《電機(jī)與變壓器》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社、全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求使學(xué)生掌握三相異電動(dòng)機(jī)的工作原理及分類教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)三相異電動(dòng)機(jī)的工作原理及分類三相異電動(dòng)機(jī)的工作原理技能及知識(shí)點(diǎn)三相異電動(dòng)機(jī)的工作原理教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容備注§4-2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及分類三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理轉(zhuǎn)子感生電流的產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電磁力矩的產(chǎn)生異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差率一般情況下，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是略低于同步轉(zhuǎn)速“異步”之名由此而來(lái)，轉(zhuǎn)差是異步電機(jī)運(yùn)行的必要條件，將轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速之比的百分值稱為轉(zhuǎn)差率S：轉(zhuǎn)差率是異步電機(jī)的一個(gè)基本參量，不同的數(shù)值范圍反映不同的運(yùn)行狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)電磁制動(dòng)狀態(tài)三、三相異步電動(dòng)機(jī)的分類三相異步電動(dòng)機(jī)已廣泛使用，種類繁多，一般按以下方式分類：(1)按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分類：籠型和繞線轉(zhuǎn)子型，其中籠型使用得較廣泛。(2)按防護(hù)形式分類：開啟式(1P11)、防護(hù)式(1P22、IP23)、封閉式(1P44)等。(3)按使用環(huán)境分類：船用、化工用、高原用、濕熱帶用等。(4)按電動(dòng)機(jī)容量分類：大、中、小型和微型電動(dòng)機(jī)，微型電動(dòng)機(jī)也稱為分馬力電動(dòng)機(jī)?！峨姍C(jī)與變壓器》教案首頁(yè)第次課授課時(shí)間：年月日教案完成時(shí)間：年月日課程名稱《電機(jī)與變壓器》年級(jí)專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時(shí)2授課題目§4-3三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)基本教材或參考書《電機(jī)與變壓器》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社、全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求通過(guò)教學(xué)使學(xué)生掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)技能及知識(shí)點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容備注§4-3三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)，由定子和轉(zhuǎn)子組成。一、定子定子鐵芯：導(dǎo)磁和嵌放定子三相繞組；0.5mm硅鋼片沖制涂漆疊壓而成；內(nèi)圓均勻開槽；槽形有半閉口；半開口和開口槽三種；適用于不同的電機(jī)定子繞組：電路；絕緣導(dǎo)線繞制線圈；由若干線圈按一定規(guī)律連接成三相對(duì)稱繞組；交流電機(jī)的定子繞組稱為電樞繞組機(jī)座：支撐和固定作用；鑄鐵或鋼板焊接二、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵芯：導(dǎo)磁和嵌放轉(zhuǎn)子繞組；0.5mm硅鋼片；外圓開槽轉(zhuǎn)子繞組：分為籠型和繞線型兩種籠型繞組：電路；鑄鋁或銅條；優(yōu)缺點(diǎn)繞線型繞組：對(duì)稱三相繞組；星接；集電環(huán)；優(yōu)缺點(diǎn)氣隙：氣隙大小的影響；中小型電機(jī)的氣隙為0.2~2mm其他附件銘牌數(shù)據(jù)（額定數(shù)據(jù)）額定功率。額定運(yùn)行時(shí)輸出的機(jī)械功率額定電壓額定電流額定頻率額定轉(zhuǎn)速銘牌上還應(yīng)標(biāo)示定子繞組接法、絕緣等級(jí)（允許溫升）、繞線型異步電動(dòng)機(jī)還應(yīng)標(biāo)示轉(zhuǎn)子額定電動(dòng)勢(shì)及額定電流。《電機(jī)與變壓器》教案首頁(yè)第次課授課時(shí)間：年月日教案完成時(shí)間：年月日課程名稱《電機(jī)與變壓器》年級(jí)專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時(shí)2授課題目§4--4三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系基本教材或參考書《電機(jī)與變壓器》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社、全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求通過(guò)教學(xué)使學(xué)生掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系技能及知識(shí)點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容備注§4--4三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系三相異步電動(dòng)機(jī)又稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其工作原理與變壓器有相似之處，可以把電動(dòng)機(jī)的定子當(dāng)成變壓器的一次側(cè)，兩者的一次側(cè)電路各電量關(guān)系基本相同；轉(zhuǎn)子當(dāng)成變壓器的二次側(cè)，不過(guò)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是轉(zhuǎn)動(dòng)的，相對(duì)來(lái)說(shuō)，二次側(cè)的電路分析和計(jì)算較為復(fù)雜。由于電動(dòng)機(jī)三相對(duì)稱，分析其中一相就可以知道整個(gè)電動(dòng)機(jī)的電路關(guān)系。一、定子電路在電動(dòng)機(jī)三相定子繞組通人三相交流電后，即產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為ns=60f1/p，而定子繞組固定不動(dòng)，所以定子繞組本身會(huì)產(chǎn)生頻率為弄的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，大小為：E(4--4)式中E——定子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值，V；K——定子繞組的繞組系數(shù)，X1<1，約為0．9；N——定子每相繞組的匝數(shù)；F1——定子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率，等于所加電源頻率；Φ——每極旋轉(zhuǎn)磁通最大值，Wb。式(4--4)與前面變壓器中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式相比，多了一個(gè)繞組系數(shù)置1，這是因?yàn)槿喈惒诫妱?dòng)機(jī)的定子繞組嵌放于定子鐵心各槽內(nèi)，是個(gè)分布繞組，各槽導(dǎo)體相位不一樣，合成電動(dòng)勢(shì)要乘以繞組系數(shù)Xl。在圖4--17中，定子繞組電阻rl和漏電抗Xsj上的電壓比較小。二、轉(zhuǎn)子電路1．轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和頻率旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度n之間的速度差決定了轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率F22．轉(zhuǎn)子繞組的阻抗3．轉(zhuǎn)子電流和功率因數(shù)三、異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓的關(guān)系四、異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與功率1．轉(zhuǎn)矩與功率的關(guān)系2．額定轉(zhuǎn)矩五、異步電動(dòng)機(jī)的效率(1)定子和轉(zhuǎn)子繞組上的銅耗?Po,，它與流過(guò)定、轉(zhuǎn)子繞組電流的平方成Ⅱ比，因此與負(fù)載大小有關(guān)；(2)鐵心中的磁滯、渦流損耗，統(tǒng)稱為鐵損耗?Pfe，它與定子上所加電壓的平方成面正比(3)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械摩擦、風(fēng)阻力等，統(tǒng)稱為機(jī)械損耗?Pa，它與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的平方成正比。《電機(jī)與變壓器》教案首頁(yè)第次課授課時(shí)間：年月日教案完成時(shí)間：年月日課程名稱《電機(jī)與變壓器》年級(jí)專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時(shí)2授課題目§4--5三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性基本教材或參考書《電機(jī)與變壓器》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社、全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性技能及知識(shí)點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容備注§4--5三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性機(jī)械特性曲線上的特殊點(diǎn)穩(wěn)定工作區(qū)與非穩(wěn)定工作區(qū)通過(guò)上述對(duì)異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的分析，可以得出以下結(jié)論：1)在穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)內(nèi)，負(fù)載變化時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化很小，屬于硬機(jī)械特性；2)異步電動(dòng)機(jī)有較大過(guò)載能力；3)電源電壓發(fā)生變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩變化較大，轉(zhuǎn)速略有變化，電壓過(guò)低容易損壞電動(dòng)機(jī)；4)除風(fēng)機(jī)型負(fù)載外，一般負(fù)載不能在非穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)工作?！峨姍C(jī)與變壓器》教案首頁(yè)第次課授課時(shí)間：年月日教案完成時(shí)間：年月日課程名稱《電機(jī)與變壓器》年級(jí)專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時(shí)2授課題目§4---6異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)基本教材或參考書《電機(jī)與變壓器》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社、全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求掌握異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)技能及知識(shí)點(diǎn)異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容備注§4---6異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)要經(jīng)常啟動(dòng)與停機(jī)。因此，對(duì)啟動(dòng)提出下列要求：(1)電動(dòng)機(jī)應(yīng)有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以使啟動(dòng)時(shí)間盡量短；(2)保證足夠的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩前提下,啟動(dòng)電流盡可能小；(3)轉(zhuǎn)速盡可能平滑上升，減少對(duì)電動(dòng)機(jī)及負(fù)載的沖擊；(4)啟動(dòng)設(shè)備盡量簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠、維護(hù)方便。從§4--5分析知道，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子電流很大，反映到電動(dòng)機(jī)的定子側(cè)，使電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流大大超過(guò)額定電流，一般為額定電流的4—7倍。如果是小型電動(dòng)機(jī)，例如2．2kW電動(dòng)機(jī)的額定工作電流為4．7A，啟動(dòng)電流以6倍計(jì)為28．2A，對(duì)電網(wǎng)的影響可承受。如果是大型電動(dòng)機(jī)，例如75kW電動(dòng)機(jī)的額定電流為140A，啟動(dòng)電流以6倍840A。大啟動(dòng)電流將引起兩種情況，一是大啟動(dòng)電流在線路上產(chǎn)生很大的電壓降，影響同一線路上其他負(fù)載的正常工作，嚴(yán)重時(shí)還可能使本電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩太小而不啟動(dòng)。二是經(jīng)常需要啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，往往造成繞組發(fā)熱，絕緣老化，從而縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命。為了避免大啟動(dòng)電流對(duì)電機(jī)、電網(wǎng)的不良影響，要采取適當(dāng)?shù)膯?dòng)方法來(lái)降低啟動(dòng)電流，滿足上述條件。一、籠型異步電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)又稱為全壓?jiǎn)?dòng)，啟動(dòng)時(shí)加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓為額定電壓，一臺(tái)電動(dòng)機(jī)只需滿足下述三個(gè)條件中的一個(gè)，即能直接啟動(dòng)：（1）容量在7．5kW以下的三相異步電動(dòng)機(jī)。(2)電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)瞬間造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)小于10％的，對(duì)于不經(jīng)常啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)可放寬到15％；如有專用變壓器，其容量S≥5P，電動(dòng)機(jī)允許直接頻繁啟動(dòng)。(3)滿足下列經(jīng)驗(yàn)公式的：＜+試中S——公用變壓器容量，kVA；P——電動(dòng)機(jī)的額定功率，kW——電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流和額定電流之比二、籠型異步電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)1．自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)2．Y—?降壓?jiǎn)?dòng)3.延邊三角形啟動(dòng)4.定子串電阻啟動(dòng)三、繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)1．轉(zhuǎn)子串接電阻啟動(dòng)2．轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器啟動(dòng)《電機(jī)與變壓器》教案首頁(yè)第次課授課時(shí)間：年月日教案完成時(shí)間：年月日課程名稱《電機(jī)與變壓器》年級(jí)專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時(shí)2授課題目§4--7異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速基本教材或參考書《電機(jī)與變壓器》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社、全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求掌握異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技能及知識(shí)點(diǎn)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容備注§4--7異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速在實(shí)際應(yīng)用中，往往要改變異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，即調(diào)速。從異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式：n=n(1-S)=(1-S)可以看出，異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速有三種方法：(1)改變定子繞組磁極對(duì)數(shù)P——變極調(diào)速；(2)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率S——轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻，或改變定子繞組上的電壓；(3)改變供給電動(dòng)機(jī)電源的頻率——變頻調(diào)速。一、變極調(diào)速變極調(diào)速原理將在§5--4中詳細(xì)介紹。通過(guò)對(duì)定子繞組引出線的不同連接，得到相應(yīng)對(duì)數(shù)。變極調(diào)速只用于籠型異步電動(dòng)機(jī)，因?yàn)槎ㄗ幼儤O時(shí)，籠型轉(zhuǎn)子也能作相應(yīng)的變繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組極數(shù)是固定不變的，所以不能進(jìn)行變極調(diào)速。變極調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是所需設(shè)備簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)繞組引出頭多，調(diào)速只能有級(jí)調(diào)節(jié)，級(jí)。變極調(diào)速通常不單獨(dú)用，往往與機(jī)械調(diào)速配套使用，以達(dá)到相互補(bǔ)充，擴(kuò)大調(diào)速范圍。二、改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變阻調(diào)速是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路的外接電阻實(shí)現(xiàn)的，因此只適用于繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)速。電源電壓保持不變，電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩了。不變，改變轉(zhuǎn)子電路的外接電阻，則產(chǎn)大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速(或)也隨之變化。對(duì)應(yīng)一負(fù)載轉(zhuǎn)矩，就有不同的轉(zhuǎn)速n、n、n。這種調(diào)速方法簡(jiǎn)單方便，但機(jī)械特性曲線較而且外接電阻越大曲線越軟，致使如果負(fù)載有較小的變化，便會(huì)引起很大的轉(zhuǎn)速波動(dòng)。在轉(zhuǎn)子電路上的串接電阻要消耗功率，使電動(dòng)機(jī)效率較低。變阻調(diào)速主要應(yīng)用于起重、機(jī)械的調(diào)速。變阻調(diào)速原理與轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻啟動(dòng)是一樣的，但應(yīng)該注意到啟動(dòng)用的轉(zhuǎn)子外接串聯(lián)電阻往往較小，不能用于調(diào)速；而調(diào)速用的外接串聯(lián)電阻功率較大，可以用作啟動(dòng)。2．變壓調(diào)速變壓調(diào)速是改變電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，由于轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，對(duì)于不同的定壓，可以得到一組不同的機(jī)械特性曲線，如圖4--30所示。對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，可得到不穩(wěn)定轉(zhuǎn)速n、n、n，可見恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的調(diào)速變化很小，實(shí)用價(jià)值不大。但是風(fēng)機(jī)型的負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，隨轉(zhuǎn)速的上升，其負(fù)載轉(zhuǎn)矩急劇增大，可得A、B、C工作點(diǎn)，調(diào)速效果顯著。為了在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下擴(kuò)大變壓調(diào)速范圍，應(yīng)采用高轉(zhuǎn)子電阻籠型電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)于不同電壓的機(jī)械特性曲線。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載可獲得，三個(gè)工作點(diǎn)，可見速度調(diào)節(jié)作用明顯增加，但機(jī)械特性曲線很軟，為此常采用帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的控制系統(tǒng)來(lái)解決速度的穩(wěn)定性問(wèn)題。三、變頻調(diào)速變頻調(diào)速是改變電動(dòng)機(jī)電源的頻率，應(yīng)用最廣的是恒磁通調(diào)速，或稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，轉(zhuǎn)速往額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)節(jié)。異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速有三種方式：(1)恒磁通控制。(2)恒電流控制(過(guò)載能力丸不變)機(jī)械特性曲線與恒磁通控制的機(jī)械特性曲線相似，只是過(guò)載能力小，用于負(fù)載容量小且變化不大的場(chǎng)合。(3)恒功率控制如果電動(dòng)機(jī)的調(diào)速要高于額定轉(zhuǎn)速，而電源電壓又不能提高，此時(shí)電動(dòng)機(jī)應(yīng)為恒功率調(diào)速。變頻調(diào)速具有質(zhì)量輕、體積小、慣性小、效率高等優(yōu)點(diǎn)，價(jià)格也在逐步下降。隨著計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，采用矢量控制技術(shù)，異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的機(jī)械特性曲線可以做的象直流電動(dòng)機(jī)一樣硬，是目前交流調(diào)速的發(fā)展方向。《電機(jī)與變壓器》教案首頁(yè)第次課授課時(shí)間：年月日教案完成時(shí)間：年月日課程名稱《電機(jī)與變壓器》年級(jí)專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時(shí)2授課題目§4——8電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)基本教材或參考書《電機(jī)與變壓器》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社、全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求掌握電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)原理教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)掌握電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)原理技能及知識(shí)點(diǎn)掌握電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)原理教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容備注§4——8電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)又稱為滑差電動(dòng)機(jī)，其特點(diǎn)是在異步電動(dòng)機(jī)軸上裝有一個(gè)電磁轉(zhuǎn)差離合器，控制電磁轉(zhuǎn)差離合器勵(lì)磁繞組中的電流，就可調(diào)節(jié)離合器的輸出轉(zhuǎn)速。它有組合式(國(guó)產(chǎn)型號(hào)JZTZ)和整體式(國(guó)產(chǎn)型號(hào)JZTT)兩大類。整個(gè)滑差電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)由異步電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)差離合器和控制裝置三部分組成，這里重點(diǎn)介紹轉(zhuǎn)差離合器的結(jié)構(gòu)、原理和特點(diǎn)。一、轉(zhuǎn)差離合器的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)差離合器由主動(dòng)部分和從動(dòng)部分組成。1．主動(dòng)部分轉(zhuǎn)差離合器的主動(dòng)部分是電樞(外轉(zhuǎn)子)，它與異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸硬連接并一起旋轉(zhuǎn)。電樞用鐵磁性材料做成，形狀是圓筒形，有實(shí)心鋼體和鋁合金杯型等結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)動(dòng)力既可以是繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)也可以是籠型異步電動(dòng)機(jī)，籠型異步電動(dòng)機(jī)既可以是單速的也可以是多速的。2．從動(dòng)部分轉(zhuǎn)差離合器的從動(dòng)部分由勵(lì)磁繞組、磁極、滑環(huán)和輸出軸等組成。磁極(內(nèi)轉(zhuǎn)子)結(jié)構(gòu)上有凸極式、爪式、感應(yīng)式三種形式。二、轉(zhuǎn)差離合器的工作原理以結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的由爪形磁極、圓筒形鋼體電樞組成的轉(zhuǎn)差離合器為例說(shuō)明。轉(zhuǎn)差離合器的特點(diǎn)《電機(jī)與變壓器》教案首頁(yè)第次課授課時(shí)間：年月日教案完成時(shí)間：年月日課程名稱《電機(jī)與變壓器》年級(jí)05中職綜合機(jī)電（5）專業(yè)、層次中職教員機(jī)電技術(shù)應(yīng)用教研室曾曉春專業(yè)技術(shù)職務(wù)講師學(xué)時(shí)2授課題目§4--9異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)和制動(dòng)基本教材或參考書《電機(jī)與變壓器》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社、全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求掌握異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)和制動(dòng)教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)和制動(dòng)技能及知識(shí)點(diǎn)異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)和制動(dòng)教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容備注一、三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向取決于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向，而改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向，只要改變接人定子繞組的三相交流電電源相序；即電動(dòng)機(jī)任意兩相繞組與交流電源接線互相對(duì)調(diào)。圖二、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電動(dòng)機(jī)與電源斷開之后，由于轉(zhuǎn)子有慣性，要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后才停車。為了使電動(dòng)機(jī)迅速準(zhǔn)確地停轉(zhuǎn)，必須對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)行制動(dòng)，通常采用的制動(dòng)方法有機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)，電氣制動(dòng)又分反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)和再生制動(dòng)。1．機(jī)械制動(dòng)機(jī)械制動(dòng)是利用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)在電源切斷以后迅速停轉(zhuǎn)的方法。常用的機(jī)械制動(dòng)有電磁離合器和電磁抱閘，這里詳細(xì)介紹電磁抱閘裝置。它的構(gòu)成主要有兩大部分：電磁鐵和閘瓦制動(dòng)器。電磁鐵又有單相電磁鐵和三相電磁鐵之分，它主要由電磁線圈和鐵心組成；閘瓦制動(dòng)器包括彈簧、閘輪、杠桿、閘瓦和軸等，閘輪與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸是剛性固定式連接。電動(dòng)機(jī)通電啟動(dòng)時(shí)，同時(shí)給電磁抱閘的電磁鐵線圈通電，電磁鐵的動(dòng)鐵心被吸引與靜鐵心合攏，同時(shí)克服彈簧拉力，迫使杠桿向外張開，閘瓦與閘輪松開，閘輪可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)就正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)切斷電動(dòng)機(jī)電源時(shí)，電磁鐵的線圈電源也同時(shí)被切斷，動(dòng)鐵心與靜鐵心無(wú)吸引力，在彈簧的作用下，閘瓦把閘輪緊緊抱住，電動(dòng)機(jī)迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。由于電動(dòng)機(jī)和電磁鐵共用一個(gè)電源和控制線路，同時(shí)通、斷電，因此只要電動(dòng)機(jī)不通電，閘瓦總是把閘輪緊緊抱住，電動(dòng)機(jī)總是被制動(dòng)。為此，電磁線圈連接必須可靠，不能再裝接熔斷器。電磁抱閘制動(dòng)裝置廣泛應(yīng)用于起重機(jī)械上。上吊重物時(shí)，電磁鐵和電動(dòng)機(jī)同時(shí)通電，閘瓦松開，電動(dòng)機(jī)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)；停車或停電時(shí)，閘瓦立即把閘輪抱住，電動(dòng)機(jī)迅速制動(dòng)，重物僅不會(huì)因斷電而下落，而且能準(zhǔn)確地停留在某一位置上，杜絕了因突然停電而發(fā)生的事故。對(duì)具有位能性質(zhì)的負(fù)載，它是必不可少的安全裝置。機(jī)械制動(dòng)雖然可靠，但容易磨損，應(yīng)定期檢查。2．電氣制動(dòng)(1)反接制動(dòng)反接制動(dòng)是改變正在轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)定子繞組中任意兩相與電源接線的相序，使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向與原來(lái)相反，從而使轉(zhuǎn)子受到反力矩作用，轉(zhuǎn)速很快下降到零。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，立即切斷電源，以免電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。反接制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是停車迅速，設(shè)備簡(jiǎn)易；缺點(diǎn)是對(duì)電動(dòng)機(jī)及負(fù)載沖擊大。一般只用于小型電動(dòng)機(jī)，且不經(jīng)常停車制動(dòng)的場(chǎng)合。(2)能耗制動(dòng)這種制動(dòng)方法是利用轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁通而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，把轉(zhuǎn)子的動(dòng)能消耗在轉(zhuǎn)子回路的電阻上，所以稱為能耗制動(dòng)。它的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)力較強(qiáng)，能耗少，制動(dòng)較平穩(wěn)，對(duì)電網(wǎng)及機(jī)械設(shè)備沖擊??；但在低速時(shí)制動(dòng)力矩也隨之減小，不易制停，需要直流電源。直流電源可以用二極管整流供給。(3)再生制動(dòng)(發(fā)電制動(dòng))由于外力的作用(一般指勢(shì)能負(fù)荷，如起重機(jī)在下放重物時(shí))，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n超過(guò)同步轉(zhuǎn)速n。，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，定子電流方向反了，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的受力方向也反了，驅(qū)動(dòng)力矩變?yōu)橹苿?dòng)力矩，即電動(dòng)機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，向電網(wǎng)反送電，故稱為再生制動(dòng)(發(fā)電制動(dòng))。再生制動(dòng)應(yīng)用范圍很窄，只有n>n，時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。它常用于起重機(jī)、電力機(jī)車和多速電動(dòng)機(jī)中。這種制動(dòng)的特點(diǎn)不是把轉(zhuǎn)速下降到零，而是使轉(zhuǎn)速受到限制，不需要任何設(shè)備裝置，還能向電網(wǎng)送電，經(jīng)濟(jì)性較好?！峨姍C(jī)與變壓器》教案首頁(yè)第次課授課時(shí)間：年月日教案完成時(shí)間：年月日課程名稱《電機(jī)與變壓器》年級(jí)專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時(shí)2授課題目§4--10異步電動(dòng)機(jī)的使用、維護(hù)及一般試驗(yàn)基本教材或參考書《電機(jī)與變壓器》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社、全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求掌握異步電動(dòng)機(jī)的使用、維護(hù)及一般試驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)異步電動(dòng)機(jī)的使用、維護(hù)及一般試驗(yàn)技能及知識(shí)點(diǎn)異步電動(dòng)機(jī)的使用、維護(hù)及一般試驗(yàn)教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容備注§4--10異步電動(dòng)機(jī)的使用、維護(hù)及一般試驗(yàn)一、三相異步電動(dòng)機(jī)使用前的檢查對(duì)新安裝或久未運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，在通電使用前必須先作檢查，檢查內(nèi)容有以下幾項(xiàng)：(1)看電動(dòng)機(jī)是否清潔，開啟式電動(dòng)機(jī)還要注意內(nèi)部有無(wú)灰塵或恥物等，一般可用0．2MPa(2個(gè)大氣壓)的干燥壓縮空氣吹凈；如無(wú)壓縮空氣，也可用手風(fēng)箱(通稱皮老虎)吹，或用于布抹去灰塵。不應(yīng)用濕布或沾有汽油、煤油、機(jī)油的布去抹灰塵。(2)拆去電動(dòng)機(jī)所有外部連接線，用兆歐表測(cè)量各相繞組相間及對(duì)機(jī)殼之間的絕緣電阻。對(duì)于額定電壓是380．V的電動(dòng)機(jī)，用500V的兆歐表測(cè)量，絕緣電阻在0．5MΩ以上才可使用；新繞制電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻通常都在5MΩ以上。(3)對(duì)于繞線轉(zhuǎn)于電動(dòng)機(jī)，要檢查電刷與滑環(huán)的接觸是否良好(接觸面不少于電刷全面積的3／4)，電刷壓力是否適當(dāng)(14．7~24．5kPa，約為150—250g／cm2)，轉(zhuǎn)子電路相間絕緣及對(duì)機(jī)殼絕緣是否良好，提刷裝置手柄是否在啟動(dòng)位置。(4)對(duì)照電動(dòng)機(jī)銘牌參數(shù)，檢查定子繞組連接是否正確(Y形連接或?形連接)，電源的電壓是否與電動(dòng)機(jī)銘牌值相符。(5)檢查電動(dòng)機(jī)接地或接零裝置是否良好。(6)用手扳動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和傳動(dòng)裝置，檢查是否有被卡和相互摩擦的地方，軸承的潤(rùn)滑(7)電動(dòng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)完好無(wú)堵塞，所有緊固件完好不松動(dòng)。二、異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)中的注意事項(xiàng)(1)電動(dòng)機(jī)通電運(yùn)行時(shí)必須提醒在場(chǎng)人員注意，防止旋轉(zhuǎn)物切向飛出，傷及人員及設(shè)備(2)接通電源之前就應(yīng)作好切斷電源的準(zhǔn)備，當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)不能啟動(dòng)、啟動(dòng)緩慢、輯烈振動(dòng)、電刷火花大、聲音異常時(shí)立刻切斷電源。(3)籠型電動(dòng)機(jī)采用全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)啟動(dòng)次數(shù)不宜過(guò)于頻繁。繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)在接通電源前，應(yīng)檢查啟動(dòng)器的操作手柄是不是已經(jīng)在“零位”，若不是則應(yīng)先置于“零”位，接通電源后再逐漸轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高而逐漸切除啟動(dòng)電阻。三、三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的監(jiān)視與維護(hù)1．對(duì)電動(dòng)機(jī)的監(jiān)視電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，要通過(guò)聽、看、聞、摸等手段隨時(shí)監(jiān)視電動(dòng)機(jī)：(1)聽——電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)發(fā)出的聲音是否正常。電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)出的聲音是平穩(wěn)、輕快、均勻的。如出現(xiàn)尖叫、沉悶、摩擦、撞擊、振動(dòng)等聲音時(shí)，應(yīng)當(dāng)即停車檢查。(2)看——電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)情況，傳動(dòng)裝置傳動(dòng)應(yīng)流暢。對(duì)繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)要經(jīng)常注意電刷和滑環(huán)之間的火花是否過(guò)大，如果出現(xiàn)較密的舌狀火花，應(yīng)停車檢修。(3)聞——電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)出焦臭味，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高，應(yīng)停機(jī)檢查原因。(4)摸——電動(dòng)機(jī)停機(jī)以后，可觸摸機(jī)座，如很燙手，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。2．對(duì)電動(dòng)機(jī)的維護(hù)平時(shí)還要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行定期維護(hù)：(1)保持電動(dòng)機(jī)清潔，定期清掃，檢查接線端連接是否可靠，更換軸承潤(rùn)滑油脂。對(duì)容易受到水滴、油污及雜物落到的電動(dòng)機(jī)，要加做電動(dòng)機(jī)機(jī)罩。(2)定期測(cè)量電動(dòng)機(jī)絕緣，特別是電動(dòng)機(jī)受潮時(shí)，如發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)絕緣電阻過(guò)低，要及時(shí)進(jìn)行干燥處理，再檢測(cè)合格以后才能運(yùn)行。(3)定期檢查控制電路的刀閘小，主觸點(diǎn)是否磨損、接觸不良。(4)對(duì)繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)要經(jīng)常注意電刷和滑環(huán)之間的火花，如火花過(guò)大，要及時(shí)做好清潔工作，甚至更換電刷。四、防止電動(dòng)機(jī)電源缺相運(yùn)行電源缺相的三相電動(dòng)機(jī)不會(huì)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，因?yàn)闆](méi)有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩；運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)如突然缺少一相電源仍會(huì)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，不容易察覺(jué)，但電動(dòng)機(jī)運(yùn)行發(fā)出的聲音異常。由兩相繞組來(lái)承擔(dān)原來(lái)的三相負(fù)荷，這兩相繞組流過(guò)較大的電流，時(shí)間稍長(zhǎng)會(huì)發(fā)熱損壞，所以一旦發(fā)現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)即停車檢查。為了防止電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行，控制電路中可接人帶斷相保護(hù)的熱繼電器進(jìn)行保護(hù)。五、三相異步電動(dòng)機(jī)的一般試驗(yàn)異步電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)分形式試驗(yàn)和檢查試驗(yàn)。形式試驗(yàn)是對(duì)個(gè)別產(chǎn)品(主要指新型號(hào)產(chǎn)品)進(jìn)行全面試驗(yàn)，測(cè)試項(xiàng)目很多；檢查試驗(yàn)是檢查制造出廠的所有成品和大修后的電動(dòng)機(jī)質(zhì)量，檢查試驗(yàn)項(xiàng)目有以下幾項(xiàng)。1．絕緣電阻的測(cè)定測(cè)量各相繞組之間及各相繞組對(duì)機(jī)殼之間的絕緣電阻，它可判別繞組絕緣是否嚴(yán)重受潮或有嚴(yán)重缺陷，測(cè)量方法通常用手搖式兆歐表。2．繞組直流電阻的測(cè)定電動(dòng)機(jī)繞組的直流電阻測(cè)量一般用直流電橋，每相繞組的直流電阻值與其三相平均值的最大相對(duì)誤差應(yīng)小于土5％。如果電阻值相差過(guò)大，則表示繞組中有短路、斷路，繞組匝數(shù)有較大誤差或接頭接觸不良的故障。3．轉(zhuǎn)子開路電壓的測(cè)定轉(zhuǎn)子開路電壓測(cè)定是只對(duì)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行的。測(cè)定時(shí)轉(zhuǎn)子靜止固定不動(dòng)，轉(zhuǎn)子繞組開路，在定子繞組上加額定電壓，在轉(zhuǎn)子滑環(huán)間測(cè)量各線間電壓。此時(shí)電動(dòng)機(jī)的工作情況與變壓器的空載運(yùn)行相仿，測(cè)得的轉(zhuǎn)子開路電壓不應(yīng)超過(guò)銘牌規(guī)定數(shù)值的土5％，轉(zhuǎn)子三相繞組間的線電壓與其平均值之間的誤差不大于土2％。如果其中有+相電壓過(guò)低，則表示轉(zhuǎn)子上該相繞組有短路或接線錯(cuò)誤等故障。4．空載試驗(yàn)空載試驗(yàn)是電動(dòng)機(jī)檢查試驗(yàn)的重要內(nèi)容之一，通過(guò)電動(dòng)機(jī)空載試驗(yàn)，可以檢查電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能、空載電流和空載損耗、電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和噪聲情況、軸承運(yùn)轉(zhuǎn)情況、電動(dòng)機(jī)的裝配質(zhì)量，等等。(1)三相空載電流平衡(2)空載電流值符合要求(3)空載損耗符合要求5．超速實(shí)驗(yàn)超速試驗(yàn)的目的主要是測(cè)試?yán)@線轉(zhuǎn)子及大容量高轉(zhuǎn)速籠型異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度和裝配質(zhì)量。讓電動(dòng)機(jī)在熱態(tài)情況下以1．2倍的額定轉(zhuǎn)速連續(xù)空載運(yùn)轉(zhuǎn)2min，然后仔細(xì)查看有無(wú)摩擦、甩漆、脫焊等情況。中小型籠型異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固，一般不需做超速試驗(yàn)。6．匝間絕緣試驗(yàn)匝間絕緣試驗(yàn)的目的是檢查定、轉(zhuǎn)子繞組匝間絕緣的介電強(qiáng)度。試驗(yàn)時(shí)把電源電壓提高到1．3U，讓電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)3min，電動(dòng)機(jī)不應(yīng)發(fā)生匝間短路。一般性的檢查試驗(yàn)本項(xiàng)目也可不做。7．短路實(shí)驗(yàn)常有兩種堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法，一種為定電流測(cè)量法；另一種為定電壓測(cè)量法。8.耐壓實(shí)驗(yàn)電動(dòng)機(jī)定子繞組相與相之間及每相與機(jī)殼之間經(jīng)過(guò)絕緣處理以后，應(yīng)能承受一定的電壓而不被擊穿。繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)還包含轉(zhuǎn)子繞組相與相及相與機(jī)殼之間的耐壓。耐壓試驗(yàn)在耐壓試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，試驗(yàn)電壓是工頻交流電，額定功率1kW以下的電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)電壓值為2Un+500。額定電壓380V的電動(dòng)機(jī)，功率在1~3kW的試驗(yàn)電壓值為1500V；額定功率3kW以上的試驗(yàn)電壓值為1760V。試驗(yàn)時(shí)，電壓一般從1／3左右試驗(yàn)電壓值開始慢慢調(diào)高至最高值，并保持1min，再逐漸減小到零，以不發(fā)生擊穿或閃弧為合格。試驗(yàn)時(shí)必須注意人身安全，試驗(yàn)結(jié)束，被試件必須放電后才能觸及?！峨姍C(jī)與變壓器》教案首頁(yè)第次課授課時(shí)間：年月日教案完成時(shí)間：年月日課程名稱《電機(jī)與變壓器》年級(jí)專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時(shí)2授課題目§5—1三相異步電動(dòng)機(jī)繞組概述基本教材或參考書《電機(jī)與變壓器》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社、全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求掌握三相異步電動(dòng)機(jī)繞組的基本概念及有關(guān)術(shù)語(yǔ)教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)繞組的基本概念及有關(guān)術(shù)語(yǔ)技能及知識(shí)點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)繞組的基本概念及有關(guān)術(shù)語(yǔ)教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容備注三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組通人三相交流電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這就要求必須按照一定的規(guī)律把三相繞組嵌放在定子鐵心槽內(nèi)，并有序地連接起來(lái)。三相繞組必須滿足的基本要求是：

(l）繞組的結(jié)構(gòu)要對(duì)稱，空間上彼此相差120電角度，各相阻抗要相等；(2）繞組結(jié)構(gòu)要力求使磁動(dòng)勢(shì)、電動(dòng)勢(shì)波形接近正弦波，盡量減少諧波及其產(chǎn)生的損耗；

(3）要有可靠的絕緣性能、機(jī)械性能，工藝性能好，省銅，散熱好，維修方便。二相繞組一般采用分布繞組的形式，即一個(gè)線圈組均勻分布在一個(gè)相帶里，而不像集中級(jí)組都嵌在同一個(gè)槽內(nèi)。根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)上的區(qū)別可分為單層、雙層或單雙層混合繞組；按每飯每相所占槽數(shù)分，可分為整數(shù)槽或分?jǐn)?shù)槽繞組；按繞組的連接來(lái)分，單層繞組又可分為健繞組、同心繞組、交叉繞組，雙層繞組又可分為疊繞組和波繞組。

在具體介紹各種繞組結(jié)構(gòu)前，先介紹有關(guān)的基本知識(shí)。

一、繞組的基本術(shù)語(yǔ)

l線圈、線圈組、繞組

線圈是用相應(yīng)絕緣等級(jí)的絕緣導(dǎo)線按一定形狀、尺寸在繞線模上繞制而成的，可由一匝或多匝組成。在第四章中，已闡述了由三個(gè)線圈組成的最簡(jiǎn)單電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的原理，實(shí)際上電動(dòng)機(jī)的線圈數(shù)比三個(gè)線圈要多得多。多個(gè)線圈按一定規(guī)則連接成一組就稱為線圈組,(一般一個(gè)相帶為一組），線圈組按照一定規(guī)律連接在一起組成某相繞組。三相電動(dòng)機(jī)有三個(gè)繞組，常稱為三相繞組。

為了作圖方便，常把線圈畫成近似菱形，如圖5一1所示。圖中直線部分嵌人鐵心槽內(nèi)，進(jìn)行電磁能量轉(zhuǎn)換，稱為有效邊；伸出鐵心槽外的部分，僅起連接作用，稱為端部。在不影響電磁性能和工藝操作條件下，要盡量縮短線圈端部，節(jié)約導(dǎo)線，也減少漏抗和其他損耗。2．極距：極距是指每一磁極所占圓周的距離（單位。m)，由于鐵心內(nèi)圓周表面均勻分布鐵心槽，所以極距一般多用定子上的槽數(shù)來(lái)表示。即：3．線圈節(jié)距y

一個(gè)線圈的兩個(gè)有效邊所跨定子圓周的距離稱為節(jié)距，一般也用定子上的槽數(shù)來(lái)表如某線圈的一個(gè)有效邊嵌放在第一槽，另一個(gè)有效邊嵌放在第六槽，則其節(jié)距y=6--l槽，節(jié)距少應(yīng)接近于極距：，即：而當(dāng)時(shí)稱為整距繞組，較常用；：時(shí)稱為短距繞組，可節(jié)省導(dǎo)線，雙層繞組常數(shù)以減少諧波損耗，改善電氣性能。：時(shí)稱為長(zhǎng)距繞組，浪費(fèi)導(dǎo)線，一般不用。4．機(jī)械角度和電角度

一個(gè)圓周所對(duì)應(yīng)的幾何角度為3500，該幾何角度稱為機(jī)械角度。從電磁觀點(diǎn)來(lái)看，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體每經(jīng)過(guò)一對(duì)定子磁極N、S，其感生電動(dòng)勢(shì)就完成一個(gè)交變周期，相位變化了3600，因而一對(duì)磁極占有的是360電角度。若電機(jī)有p對(duì)磁極，則相應(yīng)的電角度為px3600。因此電角度二P×機(jī)械角度5．每極每相槽數(shù)q

每一個(gè)極下每個(gè)相帶所占的槽數(shù)，稱為每極每相槽數(shù)，可用下式計(jì)算：通常情況下，三相異步電動(dòng)機(jī)的繞組都采用600相帶法分布，即每個(gè)磁極下可分為三個(gè)相帶，一個(gè)磁極對(duì)應(yīng)的電角度為1800，則每個(gè)相帶占有的電角度為600所以稱600相帶，而每極每相槽數(shù)就是指這60o相帶中有q個(gè)槽。從第四章已知道一對(duì)磁極的電動(dòng)機(jī)定子繞組排列順序應(yīng)如圖5一2所示，實(shí)際在多對(duì)磁極的電動(dòng)機(jī)定子繞組中，每對(duì)磁極都占有3600電角度，根據(jù)600相帶法，繞組的相帶排列順序也應(yīng)如圖5一2所示，即Ul一W2一Vl一U2一W1一V2.

6．極相組

把一個(gè)相帶中的q個(gè)繞組串連起來(lái)就成了極相組，或稱為線圈組。極相組的概念很重要．因?yàn)樵陔妱?dòng)機(jī)的定子繞組實(shí)際制造中，一般把一相繞組分成若干個(gè)極相組（線圈組）繞好．再分組嵌線，最后再連接起來(lái)成為一個(gè)相繞組。

在畫繞組的展開圖時(shí)，也是把極相組為一個(gè)單元來(lái)畫，最后把它們連接起來(lái)組成三相繞組

二、三相定子繞組的構(gòu)成原則

為了滿足三相定子繞組對(duì)稱并間隔1200電角度等基本要求，其分布、排列和連接應(yīng)按下列原則進(jìn)行：

l、每相繞組在每對(duì)磁極下按相帶順序ul一w2一Vl一U2一wl一v2均勻分布；2．展開圖中每個(gè)相鄰相帶的電流參考方向相反；

3、同相繞組中線圈之間應(yīng)順著電流參考方向連線；

4為了省銅，線圈的節(jié)距應(yīng)盡可能短?！峨姍C(jī)與變壓器》教案首頁(yè)第次課授課時(shí)間：年月日教案完成時(shí)間：年月日課程名稱《電機(jī)與變壓器》年級(jí)專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時(shí)2授課題目§5—2三相單層繞組基本教材或參考書《電機(jī)與變壓器》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社、全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求學(xué)會(huì)三相異步電動(dòng)機(jī)單層繞組的展開圖的繪制，掌握繞組的組成。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)單層繞組的展開圖的繪制，掌握繞組的組成技能及知識(shí)點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)單層繞組的展開圖的繪制，掌握繞組的組成教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容備注5一2三相單層繞組三相單層繞組的每個(gè)槽內(nèi)只有一個(gè)線圈邊，整個(gè)繞組的線圈數(shù)等于總槽數(shù)的一半。這種繞組嵌線方便，槽內(nèi)沒(méi)有層間絕緣，槽的利用率高。但由于單層繞組本質(zhì)上是整距繞組，磁．勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)的波形稍差（諧波較大），故鐵損耗、噪聲都較大，啟動(dòng)性能也不好，一般用于小容量的三相異步電動(dòng)機(jī)。常用單層繞組有鏈繞組、同心繞組和交叉繞組等幾種，繞組的結(jié)鉤通常用展開圖來(lái)表示，展開圖一般按以下步驟畫出：

l、計(jì)算每極每相槽數(shù)q；

2、按2P（極數(shù)）劃分極數(shù)，按q槽劃分相帶（600相帶法）；3、按照Ul一W2一Vl一U2一Wl一V2相序標(biāo)明相帶；

4按相鄰相帶電流方向相反，畫出所有槽內(nèi)線圈有效邊的參考電流方向；5、以極相組為單位，按繞組參考電流方向分別連接各相繞組，并標(biāo)明出線端的首尾.一、鏈繞組

鏈繞組由相同節(jié)距的線圈組成，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是線圈一環(huán)套一環(huán)，形如長(zhǎng)鏈。舉例說(shuō)明妞下：

例5一1三相異步電動(dòng)機(jī)Y一90L一4型定子繞組為單層鏈?zhǔn)?，定子槽?shù)Z1=24，極數(shù)2P=4，請(qǐng)繪出繞組展開圖。

解：(1)計(jì)算極距，每極每相槽數(shù)q:槽,槽(2）展開圖上劃分極、相帶并畫電流方向,圖中畫出24根平行線段，表示的24槽，并在每根平行線段上標(biāo)明槽號(hào)。將24槽分成4個(gè)極，每個(gè)極下有6個(gè)槽，槽，而每個(gè)極占有1800電角度，分屬于三相，即為600相帶；每極每相有2個(gè)槽，槽占有300電角度。按U1、W2、V1、UZ、Wl、V2相帶排列，則各槽號(hào)所屬磁極和相帶。

(3）根據(jù)相帶和電流方向連接線圈組及相繞組(4）電源引線各相繞組的電源引出線端位置沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)定，通常相隔1200電角度，二、同心繞組同心繞組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是各相繞組均由不同節(jié)距的同心線圈（大線圈套在小線圈外面）經(jīng)適當(dāng)連接而成，這種繞組的端部較長(zhǎng)，常用于兩極電動(dòng)機(jī)中。

例5一2國(guó)產(chǎn)Y一100L一2型異步電動(dòng)機(jī)，定子槽數(shù)Z1=24，極數(shù)Zp=2。繞組為單層同心繞制。試?yán)L出其繞組的展開圖。

解：(l）計(jì)算極距，每極每相槽數(shù)：三、交叉繞組

交叉繞組主要用于q為奇數(shù)的小型三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組中。

例5--3三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y一132s--4，定子槽數(shù)Z1=36槽，極數(shù)Zp=4，采用單層交叉繞組，請(qǐng)繪出三相繞組展開圖。

《電機(jī)與變壓器》教案首頁(yè)第次課授課時(shí)間：年月日教案完成時(shí)間：年月日課程名稱《電機(jī)與變壓器》年級(jí)專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時(shí)2授課題目§5—2三相單層繞組基本教材或參考書《電機(jī)與變壓器》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社、全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求學(xué)會(huì)三相異步電動(dòng)機(jī)單層繞組的展開圖的繪制，掌握繞組的組成。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)單層繞組的展開圖的繪制，掌握繞組的組成技能及知識(shí)點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)單層繞組的展開圖的繪制，掌握繞組的組成教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容備注5一2三相單層繞組三相單層繞組的每個(gè)槽內(nèi)只有一個(gè)線圈邊，整個(gè)繞組的線圈數(shù)等于總槽數(shù)的一半。這種繞組嵌線方便，槽內(nèi)沒(méi)有層間絕緣，槽的利用率高。但由于單層繞組本質(zhì)上是整距繞組，磁．勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)的波形稍差（諧波較大），故鐵損耗、噪聲都較大，啟動(dòng)性能也不好，一般用于小容量的三相異步電動(dòng)機(jī)。常用單層繞組有鏈繞組、同心繞組和交叉繞組等幾種，繞組的結(jié)鉤通常用展開圖來(lái)表示，展開圖一般按以下步驟畫出：

l、計(jì)算每極每相槽數(shù)q；

2、按2P（極數(shù)）劃分極數(shù)，按q槽劃分相帶（600相帶法）；3、按照Ul一W2一Vl一U2一Wl一V2相序標(biāo)明相帶；

4按相鄰相帶電流方向相反，畫出所有槽內(nèi)線圈有效邊的參考電流方向；5、以極相組為單位，按繞組參考電流方向分別連接各相繞組，并標(biāo)明出線端的首尾.一、鏈繞組

鏈繞組由相同節(jié)距的線圈組成，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是線圈一環(huán)套一環(huán)，形如長(zhǎng)鏈。舉例說(shuō)明妞下：

例5一1三相異步電動(dòng)機(jī)Y一90L一4型定子繞組為單層鏈?zhǔn)?，定子槽?shù)Z1=24，極數(shù)2P=4，請(qǐng)繪出繞組展開圖。

解：(1)計(jì)算極距，每極每相槽數(shù)q:槽,槽(2）展開圖上劃分極、相帶并畫電流方向,圖中畫出24根平行線段，表示的24槽，并在每根平行線段上標(biāo)明槽號(hào)。將24槽分成4個(gè)極，每個(gè)極下有6個(gè)槽，槽，而每個(gè)極占有1800電角度，分屬于三相，即為600相帶；每極每相有2個(gè)槽，槽占有300電角度。按U1、W2、V1、UZ、Wl、V2相帶排列，則各槽號(hào)所屬磁極和相帶。

(3）根據(jù)相帶和電流方向連接線圈組及相繞組(4）電源引線各相繞組的電源引出線端位置沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)定，通常相隔1200電角度，（1）鏈?zhǔn)嚼@組先畫U相繞組。如圖3.10所示，從同屬于U相槽的2號(hào)槽開始，根據(jù)y=t-1=5，把2號(hào)槽的線圈邊和7號(hào)槽的線圈邊組成一個(gè)線圈，8號(hào)和13號(hào)，14號(hào)和19號(hào)，20號(hào)和1號(hào)，共組成4個(gè)線圈，把這些同一極相的2p=4個(gè)線圈串聯(lián)成一個(gè)U1U2線圈組，構(gòu)成U相繞組。各線圈之間的連線按同一相的相鄰的線圈邊電流應(yīng)反相的原則，連成一路串聯(lián)，其規(guī)律是線圈的“尾連尾，頭連頭”。我們稱一相繞組為鏈?zhǔn)嚼@組。鏈?zhǔn)嚼@組為等距元件，而且每個(gè)線圈跨距小，端部短，可以省銅，還有q=2的兩個(gè)線圈各朝兩邊翻，散熱好。對(duì)于三相繞組，仿上可以畫出分別與U相相差120°的V相（從6號(hào)槽開始）相差240°的W相（從10號(hào)槽開始）的繞組展開圖，從而得到三相對(duì)稱繞組U1U2,V1V2,W1W2。然后根據(jù)銘牌要求，將線引至接線盒上連接成Y或D。圖三相單層鏈?zhǔn)剑?p=4q=2）U相繞組展開圖二、同心繞組同心繞組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是各相繞組均由不同節(jié)距的同心線圈（大線圈套在小線圈外面）經(jīng)適當(dāng)連接而成，這種繞組的端部較長(zhǎng)，常用于兩極電動(dòng)機(jī)中。

例5一2國(guó)產(chǎn)Y一100L一2型異步電動(dòng)機(jī)，定子槽數(shù)Z1=24，極數(shù)Zp=2。繞組為單層同心繞制。試?yán)L出其繞組的展開圖。

解：(l）計(jì)算極距，每極每相槽數(shù)：三相單層同心式繞組U相繞組展開圖三、交叉繞組

交叉繞組主要用于q為奇數(shù)的小型三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組中。

例5--3三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y一132s--4，定子槽數(shù)Z1=36槽，極數(shù)Zp=4，采用單層交叉繞組，請(qǐng)繪出三相繞組展開圖。其連接規(guī)律是把q=3的三個(gè)線圈分成y=t-1的兩個(gè)大線圈和y=t-2的一個(gè)小線圈各朝兩面翻，因此一相繞組就按“兩大一小”順序交錯(cuò)排列，故稱之為交叉式繞組。端部連線較短，散熱好，因此，p≥2，q=3的單層繞組常用交叉式繞組。圖三相單層交叉式繞組U相繞組展開圖單層繞組中，不論節(jié)距如何變化，從整個(gè)磁場(chǎng)來(lái)分析是屬于整距繞組的。節(jié)距的變化，只是為了減短端部，不能改變磁場(chǎng)分布，這與雙層繞組有很大區(qū)別。而且單層繞組的結(jié)構(gòu)選定以后，往往連接成短距繞組，其節(jié)距實(shí)際上也不能任意選擇。

三相繞組的制作過(guò)程分為線圈繞制、繞組嵌線、繞組接線、繞組整形捆扎、繞組浸漆和烘干等工藝，在此不做詳細(xì)介紹。單層繞組的優(yōu)點(diǎn)是每槽只有一個(gè)線圈邊，嵌線方便，槽利用率高，而且鏈?zhǔn)交蚪徊媸嚼@組的線圈端部也較短，可以省銅。但是從電磁觀點(diǎn)來(lái)看，其等效節(jié)距仍然是整距的，不可能用繞組的短距來(lái)改善感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及磁場(chǎng)的波形。因而其電磁性能較差，一般只能適用于中心高160mm以下的小型異步電動(dòng)機(jī)?！峨姍C(jī)與變壓器》教案首頁(yè)第次課授課時(shí)間：年月日教案完成時(shí)間：年月日課程名稱《電機(jī)與變壓器》年級(jí)專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時(shí)2授課題目§5—3三相雙層繞組基本教材或參考書《電機(jī)與變壓器》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社、全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求熟練掌握三相異步電動(dòng)機(jī)雙層繞組的組成與展開的繪制教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)雙層繞組的組成與展開的繪制技能及知識(shí)點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)雙層繞組的組成與展開的繪制教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容備注5--3三相雙層繞組雙層繞組的每個(gè)槽內(nèi)有上、下層兩個(gè)線圈邊，每個(gè)線圈的一條邊嵌放在某一槽的上層，另一條邊則嵌放在另一槽的下層，整個(gè)繞組的線圈數(shù)正好等于槽數(shù)。雙層繞組的主要優(yōu)點(diǎn)是：

(l）可以選擇最有利的節(jié)距，例如y=，以使異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)波形更接近于正弦波。因?yàn)榉钦也ê懈叽沃C波分量，而諧波分量增加電動(dòng)機(jī)的損耗、噪聲、振動(dòng)，減少電動(dòng)機(jī)的輸出功率。

(2）所有線圈具有同樣的形狀和尺寸，便于制造。(3）可以組成較多的并聯(lián)支路，容易制造大容量電動(dòng)機(jī)，10kw以上的電動(dòng)機(jī)一般都采用雙層繞組。

(4）端部形狀排列整齊，有利于散熱和增加機(jī)械強(qiáng)度。圖5一9雙層繞組元件邊在鐵心槽內(nèi)的安置l一槽楔2一覆蓋絕緣4一層間絕緣5一槽絕緣3一上層邊吞一下層邊雙層繞組主要不足之處是同一槽內(nèi)放置上、下兩有效邊，可能不屬同相，因而層間電壓較高，需要可靠的層間絕緣；槽利用率低，且繞組的嵌線工藝比單層復(fù)雜。

雙層繞組可分為疊繞組和波繞組兩種形式，這里主要介紹疊繞組。

一、雙層疊繞組的展開圖

疊繞組在嵌線時(shí)，總是后一個(gè)疊在前一個(gè)上面，所以得名疊繞組，展開圖的畫法與單層基本相同，只是用實(shí)線來(lái)表示線圈的上層邊，虛線來(lái)表示線圈的下層邊。

例5--4國(guó)產(chǎn)J02一61一4型三相異步電動(dòng)機(jī)，其定子繞組采用雙層疊繞的形式，定子槽數(shù)為Z1=36槽，極數(shù)2p=4，線圈節(jié)距y=7（即1與8槽），試?yán)L出繞組展開圖。三、槽電勢(shì)星形圖和相帶劃分當(dāng)把各槽內(nèi)導(dǎo)體感應(yīng)的電勢(shì)分別用矢量表示時(shí)，這些矢量構(gòu)成一個(gè)輻射星形圈，稱為槽電勢(shì)星形圖。下面用具體例子說(shuō)明。例：一臺(tái)三相四極36槽電機(jī)，試?yán)L出槽電勢(shì)星形圖及劃分相帶。1、繪槽電勢(shì)星形圖因各槽在空間互差20度電角度，所以各槽中導(dǎo)體感應(yīng)電勢(shì)在時(shí)間上互差20度電角度。如1號(hào)槽相位角設(shè)為0度，則2號(hào)槽導(dǎo)體電勢(shì)滯后1號(hào)槽20度，依此類推，一直到18號(hào)槽滯后1號(hào)槽360度。經(jīng)過(guò)了一對(duì)極，在槽電勢(shì)星形圖上正好轉(zhuǎn)過(guò)一周。19號(hào)槽與1號(hào)槽完全重合，因?yàn)樗鼈冊(cè)诖艠O下分別處于相對(duì)應(yīng)的位置，所以它們的感應(yīng)電勢(shì)同相位。19號(hào)至36號(hào)槽經(jīng)過(guò)了一對(duì)機(jī)，在電勢(shì)星形圖上又轉(zhuǎn)過(guò)一周。一般地，對(duì)于每極每相整數(shù)槽繞組，如電機(jī)有P對(duì)極，則有P個(gè)重疊的槽電勢(shì)星形。2、劃分相帶<每極下每相所占有的區(qū)域稱為相帶>以A相為例，A相在每極下應(yīng)占有3個(gè)槽，整個(gè)定子中A相共有12個(gè)槽，為使合成電勢(shì)最大，在第一個(gè)N極下取1、2、3三個(gè)槽作為A相帶，在第一個(gè)S極下取10、11、12三個(gè)槽作為X相帶，1、2、3三個(gè)槽向量間夾角最小，合成電勢(shì)最大，而10、11、12三個(gè)槽分別于1、2、3三個(gè)槽相差一個(gè)極距，即相差180度電角度，這兩個(gè)線圈組（極相組）反接以后合成電勢(shì)代數(shù)相加，其合成電勢(shì)最大。同理將19、20、21和28、29、30也劃為A相，然后把這些槽里的線圈按一定規(guī)律連接起來(lái)，即得A相繞組。同理，為了使三相繞組對(duì)稱，應(yīng)將距A相120度處的7、8、9、16、17、18和25、26、27、34、35、36劃為B相。而將距A相240度處的13、14、15、22、23、24和31、32、33、4、5、6劃為C相，由此得一對(duì)稱三相繞組。每個(gè)相帶各占60度電角度，如圖5-2（a）所示，稱為60度相帶繞組。也可按圖5-2（b）所示接線，得到一個(gè)對(duì)稱的120度相帶繞組。因120度相帶合成電勢(shì)較60度相帶合成電勢(shì)小，所以一般采用60度相帶繞組。（因同等數(shù)目和幅度的相量相加時(shí)，相量間夾角越小總和越大）60相帶制繞組展開圖繪制繞組展開圖的步驟是：a、繪槽電勢(shì)星形圖b、劃分相帶c、把各項(xiàng)繞組按一定規(guī)律連接成對(duì)稱三相繞組。根據(jù)線圈的形狀和連接規(guī)律，雙層繞組可分為疊繞組和波繞組兩類，下面分別介紹如下1、疊繞組任何兩個(gè)相鄰的線圈都是后一個(gè)疊在前一個(gè)上面的，稱為疊繞組。下面用一例子說(shuō)明：例：繪制四極三相36槽的雙層疊繞組展開圖。解：繪制槽電勢(shì)星形圖和相帶劃分同上，按y1=8繪制按相鄰極下電流必須相反的原則，將各極相組連接起來(lái)，構(gòu)成相繞組，圖中實(shí)線為上層邊，虛線為下層邊。由于N極極距內(nèi)與S極極距內(nèi)的線圈組中電流方向必須相反，應(yīng)將極相組A和極相組X反相串聯(lián)。由于每相的極相組數(shù)等于級(jí)數(shù)，所以雙層疊繞組的最多并聯(lián)支路數(shù)等于2P如上例中有四極四各級(jí)相組，所以最多并聯(lián)支路數(shù)a=4實(shí)際支路數(shù)通常小于2P，且2P必須是a的整數(shù)倍。在工廠中實(shí)際繞組圖通常用圓圖表示，見P139圖5-5在圓圖中，一個(gè)極相組用一短線表示，箭頭表示電勢(shì)（或電流）的方向，A、B、C為同一方向，X、Y、Z為反方向，將同一相按箭頭方向串聯(lián)起來(lái)，得a=1的疊繞組。由于疊繞組極相組間連接線較長(zhǎng)，在極相組較多時(shí)浪費(fèi)銅材，這時(shí)可采用波繞組。2、波繞組其特點(diǎn)是：兩個(gè)相鄰的線圈成波浪形前進(jìn)，如圖所示，波繞組的連接規(guī)律是把所有同一極性（如N1,N2……）下屬于同一相的線圈按波浪形依次串聯(lián)起來(lái)組成一組，在把另一極性（S1,S2……）下的屬于同一相的線圈按波浪形依次串聯(lián)起來(lái)，組成另一組，最后根據(jù)需要把這兩組接成串聯(lián)或并聯(lián)。構(gòu)成相繞組。為合成節(jié)距例：將前述三相四極36槽Y1=8的繞組繞成波繞組。繪制波繞組展開圖的步驟與疊繞組完全相同，該例題槽電勢(shì)星形圖和相帶劃分與前例完全相同，如圖5-2（a）所示若A相從3號(hào)線圈起，則3號(hào)線圈一導(dǎo)體邊放在3號(hào)槽上層用實(shí)線表示，另一導(dǎo)體邊放在11號(hào)槽下層用虛線表示（Y1=8）然根據(jù)Y=18,3號(hào)線圈應(yīng)與21號(hào)線圈連接，其繞組展開圖如5-7所示每繞完一周后人為地前進(jìn)或后退一個(gè)槽，才能使繞組繼續(xù)繞下去。本例后退一個(gè)槽?！峨姍C(jī)與變壓器》教案首頁(yè)第次課授課時(shí)間：年月日教案完成時(shí)間：年月日課程名稱《電機(jī)與變壓器》年級(jí)專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時(shí)2授課題目§5—3三相雙層繞組基本教材或參考書《電機(jī)與變壓器》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社、全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)技能及知識(shí)點(diǎn)教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容備注《電機(jī)與變壓器》教案首頁(yè)第次課授課時(shí)間：年月日教案完成時(shí)間：年月日課程名稱《電機(jī)與變壓器》年級(jí)專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時(shí)2授課題目§6—1單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及分類、§6—2單相電容（電阻）異步電動(dòng)機(jī)基本教材或參考書《電機(jī)與變壓器》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社、全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求掌握單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原與單相電容（電阻）異步電動(dòng)機(jī)機(jī)教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原與單相電容（電阻）異步電動(dòng)機(jī)機(jī)技能及知識(shí)點(diǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原與單相電容（電阻）異步電動(dòng)機(jī)機(jī)教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容備注單相異步電動(dòng)機(jī)是利用單相電源供電的一種小容量交流電動(dòng)機(jī)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，特別是可以直接用220v交流電源供電，所以得到廣泛應(yīng)用，例如風(fēng)扇、洗衣機(jī)、冰箱、小型車床等。

單相異步電動(dòng)機(jī)的不足之處是它與同容量的三相異步電動(dòng)機(jī)相比較，體積較大，運(yùn)行性能較差，效率較低。因此，一般只制成小型和微型系列，容量一般在幾瓦到幾百瓦之間。6一1單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及分類一、脈動(dòng)磁場(chǎng)的分解和合成

在三相異步電動(dòng)機(jī)中曾講到，向三相繞組通人三相對(duì)稱交流電，則在定子與轉(zhuǎn)子的氣隙中會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)電源一相斷開時(shí)，電動(dòng)機(jī)就成了單相運(yùn)行（也稱為兩相運(yùn)行），氣隙中產(chǎn)生的是脈動(dòng)磁場(chǎng)。單相異步電動(dòng)機(jī)工作繞組通人單相交流電時(shí)，產(chǎn)生的也是一個(gè)脈動(dòng)磁場(chǎng)，脈動(dòng)磁場(chǎng)的磁通大小隨電流瞬時(shí)值的變化而變化，但磁場(chǎng)的軸線空間位置不變，因此磁場(chǎng)不會(huì)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)然也不會(huì)產(chǎn)生啟動(dòng)力矩。但這個(gè)磁場(chǎng)可以用矢量分解的方法分成兩個(gè)大小相等（B1=B2）、旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。兩個(gè)正、反向旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)就合成了時(shí)間上隨正弦交流電變化的脈動(dòng)磁場(chǎng)。

脈動(dòng)磁場(chǎng)分解成兩個(gè)大小相等（B1=B2）旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩曲線如圖6一2中的兩條虛線所示。轉(zhuǎn)矩曲線T，是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的，轉(zhuǎn)矩曲線幾是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的。在n=0處，兩個(gè)力矩大小相等、方向相反，合力矩T=0，說(shuō)明了缺相的三相異步電動(dòng)機(jī)不會(huì)自行啟動(dòng)的原因；在n≠0處，兩個(gè)力矩大小不相等、方向相反，但合力矩T≠0，從而也說(shuō)明了運(yùn)行中的三相異步電動(dòng)機(jī)如缺相后仍會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的原因。缺相運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)工作的兩相繞組可能會(huì)流過(guò)超出額定值的電流，時(shí)間稍長(zhǎng)會(huì)過(guò)熱損壞。從圖6一2中還可以看出，轉(zhuǎn)矩曲線Tl和幾是以原點(diǎn)對(duì)稱的，它們的合力矩T是用實(shí)線畫的曲線。說(shuō)明單相繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng)是沒(méi)有啟動(dòng)力矩的，但啟動(dòng)后電動(dòng)機(jī)就有力矩了,電動(dòng)機(jī)正反向都可轉(zhuǎn)，向由所加外力方向決定。二、單相異步電動(dòng)機(jī)的分類

為了獲得單相電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，通常在單相電動(dòng)機(jī)定子上安裝兩套繞組，兩套繞組空間位置相差900電角度。一套是工作繞組（或稱主繞組），長(zhǎng)期接通電源工作；另一套是動(dòng)繞組（或稱為副繞組、輔助繞組），以產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和固定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向，根據(jù)啟動(dòng)方式不同，就有了以下幾種單相異步電動(dòng)機(jī)：

(1）電阻分相式電阻啟動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)，系列號(hào)為YU。

(2）電容分相式又可分為電容運(yùn)行單相異步電動(dòng)機(jī)，系列號(hào)為YY；電容啟動(dòng)單相步電動(dòng)機(jī)，系列號(hào)為YC；雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)，系列號(hào)為YL

(3）罩極式單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)，系列號(hào)為YJ。2單相電容（電阻）異步電動(dòng)機(jī)一、單相電容運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)

單相電容運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)的定子鐵心上嵌放兩套繞組，繞組的結(jié)構(gòu)基本相同，空間位置上互差900電角度，如圖6一3a所示。工作繞組LZ接近純電感負(fù)載，其電流ILZ相位落后電壓接近900；啟動(dòng)繞組LF串接電容器，合理選擇電容值，使串聯(lián)支路電流ILF,超前ILZ約900，繞組上電壓、電流的相量如圖6一3b所示。通過(guò)電容器使兩個(gè)支路電流的相位不同，所以也稱為電容分相。流過(guò)兩繞組的電流ILz、ILF波形如圖6一4a所示，向空間位置上互差900電角度的兩相定子繞組通入相位上互差900的電流，也會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從電流相位超前的繞組轉(zhuǎn)向電流相位落后的繞組，如圖6一4b所示。所以單相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生條件為：

(1）空間上有兩個(gè)相差900電角度的繞組；

(2）通入兩繞組的電流在相位上相差900，兩繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)相等。

籠型轉(zhuǎn)子在該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下獲得啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩而使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，所以稱為單相異步電動(dòng)機(jī)。

單相電容運(yùn)行電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維護(hù)方便，堵轉(zhuǎn)電流小，有較高的效率和功率因數(shù)；但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，多用于電風(fēng)扇、吸塵器等電風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖6一5所示。

二、單相電容啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)單相電容啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與單相電容運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)相似，但電容啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)繞組中又串聯(lián)一個(gè)啟動(dòng)開頭S，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子靜止或轉(zhuǎn)速較低時(shí)，啟動(dòng)開關(guān)S處于接通位置，啟動(dòng)繞組和工作繞組一起接在單相電源上，獲得啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到80%左右的額定轉(zhuǎn)速時(shí)，啟動(dòng)開關(guān)S斷開，啟動(dòng)繞組從電源上切除，此時(shí)單靠工作繞組已有較大轉(zhuǎn)矩，拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行。由于啟動(dòng)繞組只在啟動(dòng)階段接入電源，設(shè)計(jì)時(shí)將啟動(dòng)繞組的電流密度設(shè)計(jì)得比較高，達(dá)30—50A/mm2，大大超過(guò)工作繞組的4—8A/mm2。電容啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)具有較大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩（一般為額定轉(zhuǎn)矩的1.5—3.5倍），但啟動(dòng)電流相應(yīng)增大，適用于重載啟動(dòng)機(jī)械，例如小型空壓機(jī)、洗衣機(jī)、空調(diào)器等）。三、單相電阻啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)單相電阻啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與單相電容啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)相似，工作繞組LZ匝數(shù)多，導(dǎo)線較粗，可近似看成純電感負(fù)載；啟動(dòng)繞組LF導(dǎo)線較細(xì)，又串聯(lián)啟動(dòng)電阻R，可近似看成純電阻性負(fù)載，通過(guò)電阻來(lái)分開兩個(gè)支路的相位，所以也稱電阻分相。啟動(dòng)時(shí)兩繞組同時(shí)工作，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到80%左右的額定值時(shí)，啟動(dòng)開關(guān)斷開，啟動(dòng)繞組從電源上切除。實(shí)際上許多電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)繞組沒(méi)有串聯(lián)電阻R，而是設(shè)法增加導(dǎo)線電阻，從而使啟動(dòng)繞組本身就有較大的電阻。單相電阻啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)與前兩種電動(dòng)機(jī)比較，節(jié)約了啟動(dòng)電容，具有中等啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩（一般為額定轉(zhuǎn)矩的1.2—2倍），但啟動(dòng)電流較大。它在電冰箱壓縮機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。1一前端蓋2一定子3一轉(zhuǎn)子l一上端蓋2一擋油罩3一定子4一軸承蓋5一油氈圈6一后端蓋4一下端蓋5一弓｝出線6一外轉(zhuǎn)子7一擋油罩分相。四、雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)c1為啟動(dòng)電容，容量較大；C2為工作電容，容量較小。兩只電容并聯(lián)后與啟動(dòng)繞組串聯(lián)，啟動(dòng)時(shí)兩只電容器都工作，電動(dòng)機(jī)有較大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速上升到80％左右額定轉(zhuǎn)速后，啟動(dòng)開關(guān)將啟動(dòng)電容Cl斷開，啟動(dòng)繞組上只串聯(lián)工作電容C2，電容量減少。因此雙值電容電動(dòng)機(jī)既有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩（約為額定轉(zhuǎn)矩的2一2.5倍），又有較高的效率和功率因數(shù)。它廣泛地應(yīng)用于小型機(jī)床設(shè)備電容器在單相電動(dòng)機(jī)中比較常用，一般選用金屬箔電容、金屬化薄膜電容，交流耐壓為250一630v.單相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)開關(guān)主要有以下三種。

(l）離心開關(guān)它是較常用的啟動(dòng)開關(guān)，一般安裝在電動(dòng)機(jī)端蓋邊的轉(zhuǎn)子上。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子靜止或轉(zhuǎn)速較低時(shí)，離心開關(guān)的觸頭在彈簧的壓力下處于接通位置；當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，離心開關(guān)中的重球產(chǎn)生的離心力大于彈簧的彈力，則重球帶動(dòng)觸頭向右移動(dòng)，觸頭斷開.(2）電磁啟動(dòng)繼電器它主要用于專用電動(dòng)機(jī)上，如冰箱壓縮電動(dòng)機(jī)等，有電流啟動(dòng)型和電壓?jiǎn)?dòng)型兩種類型。電流啟動(dòng)型的工作原理，繼電器的線圈與工作繞組串聯(lián)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)工作繞組電流大，繼電器動(dòng)作，觸頭閉合，接通啟動(dòng)繞組。隨著轉(zhuǎn)速上升，工作繞組電流減少，當(dāng)電磁啟動(dòng)繼電器的電磁引力小于繼電器鐵心的重力及彈簧反作用力時(shí)，繼電器復(fù)位，觸頭斷開，切斷啟動(dòng)繞組。(3)PTC元件PTC是一種以欽酸鋇為主要原料具有正溫度系數(shù)的半導(dǎo)體元件，它的溫度一電阻曲線如圖6一11a所示，電阻隨著溫度的升高而急劇增大。PTC元件串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)繞組上，如圖6一llb所示，室溫時(shí)PTC元件的電阻較低，啟動(dòng)繞組接通，啟動(dòng)繞組的電流也流過(guò)PTC元件，使PTC元件發(fā)熱升溫，其電阻也迅速增大，近似于切斷了啟動(dòng)繞組。運(yùn)行時(shí)啟動(dòng)繞組仍有15mA左右的電流流過(guò)，以維持盯C元件的高阻狀態(tài)。停機(jī)后要相隔3min以上才能再次啟動(dòng)，以便PTC元件降溫，減小電阻值?！峨姍C(jī)與變壓器》教案首頁(yè)第次課授課時(shí)間：年月日教案完成時(shí)間：年月日課程名稱《電機(jī)與變壓器》年級(jí)05中職綜合機(jī)電（5）專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時(shí)2授課題目§6—3單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)、§6—5單相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)與調(diào)速基本教材或參考書《電機(jī)與變壓器》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社、全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求掌握單相罩極異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及單相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)與調(diào)速的方法原理教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)單相罩極異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及單相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)與調(diào)速的方法原理技能及知識(shí)點(diǎn)單相罩極異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及單相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)與調(diào)速的方法原理教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容備注單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)罩極式異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生與上述電動(dòng)機(jī)不同先來(lái)了解一下凸極式罩極電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，如圖6一12所示。電動(dòng)機(jī)定子鐵心通常由厚0.5mm的硅鋼片疊壓而成，每個(gè)磁極極面的l/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(lái)一樣，所以稱罩極式電動(dòng)機(jī)。勵(lì)磁繞組套在整個(gè)磁極上，必須正確連接，以使其上下剛好產(chǎn)生一對(duì)磁極。如果是四極電動(dòng)機(jī)，則磁極極性應(yīng)按N、S、N、S的順序排列當(dāng)勵(lì)磁繞組內(nèi)通人單相交流電時(shí)，磁場(chǎng)變化如下：

(l）當(dāng)電流由零開始增大時(shí)，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(dòng)勢(shì)和電流，并阻止磁通的增加，從而使被罩磁極中的磁通較疏，未罩磁極部分磁通較密，如圖6一13a所示。

(2）當(dāng)電流達(dá)到最大值時(shí)，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(shí)銅環(huán)中基本沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，銅環(huán)對(duì)整個(gè)磁極的磁場(chǎng)無(wú)影響，因而整個(gè)磁極中的磁通均勻分布，如圖6一13b所示。

(3）當(dāng)電流由最大值下降時(shí)，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.從以上分析可以看出，罩極電動(dòng)機(jī)磁極的磁通分布在空間上是移動(dòng)的，由未罩部分向被罩部分移動(dòng)，好似旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一樣，從而使籠型結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子獲得啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并且也決定了電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向

罩極電動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低、運(yùn)行時(shí)噪聲小、維護(hù)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：罩極電動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是啟動(dòng)性能及運(yùn)行性能較差，效率和功率因數(shù)都較低．方向不能改變主要用于小功率空載啟動(dòng)的場(chǎng)合，如計(jì)算機(jī)后面的散熱風(fēng)扇、各種儀表風(fēng)扇、電唱機(jī)等：

單相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)與調(diào)速一、反轉(zhuǎn)

單相異步電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，必須要旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)，即把工作繞組或啟動(dòng)繞組中的一組首端和末端與電源的接線對(duì)調(diào)。因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向是從電流相位超前的繞組向電流相位落后的繞組旋轉(zhuǎn)的，如果把其中的一個(gè)繞組反接，等于把這個(gè)繞組的電流相位改變了1800，假若原來(lái)這個(gè)繞組是超前900。，則改接后就變成了滯后90o，結(jié)果旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向隨之改變。

有的電容運(yùn)行單相電動(dòng)機(jī)是通過(guò)改變電容器的接法來(lái)改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的，如洗衣機(jī)需經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)，如圖6一18所示：當(dāng)定時(shí)器開關(guān)處于圖中所示位置時(shí)，電容器串聯(lián)在IZ繞組上，電流I1Z超前于ILF相位900；經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，定時(shí)器開關(guān)將電容從Lz繞組切斷，串聯(lián)到LF繞組，則電流ILF超前于ILZ相位約900，從而實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。這種單相異步電動(dòng)機(jī)的工作繞組與啟動(dòng)繞組可以互換，所以工作繞組、啟動(dòng)繞組的線圈匝數(shù)、粗細(xì)、占槽數(shù)都應(yīng)相同。外部接線無(wú)法改變罩極式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，因?yàn)樗霓D(zhuǎn)向是由內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的，所以它一般用于不需改變轉(zhuǎn)向的場(chǎng)合。

二、調(diào)速

單相異步電動(dòng)機(jī)和三相異步電動(dòng)機(jī)一樣，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是較困難的：在風(fēng)機(jī)型負(fù)載情況下，調(diào)速一般有以下方法。

1．串電抗器調(diào)速

將電抗器與電動(dòng)機(jī)定子繞組串聯(lián)，利用電抗器上產(chǎn)生的電壓降，使加到電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓下降，從而將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由額定轉(zhuǎn)速往下調(diào).這種調(diào)速方法簡(jiǎn)單、操作方便；但只能有級(jí)調(diào)速，且電抗器上消耗電能，目前已基本不用。

2．電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)部抽頭調(diào)速

電動(dòng)機(jī)定子鐵心嵌放有工作繞組LZ、啟動(dòng)繞組LF和中間繞組LL，通過(guò)開關(guān)改變中間繞組與工作繞組及啟動(dòng)繞組的接法，從而改變電動(dòng)機(jī)內(nèi)部氣隙磁場(chǎng)的大小，使電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩也隨之改變，在一定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也變化。通常有L形和T形兩種接法。

這種調(diào)速方法不需電抗器，材料省、耗電少，但繞組嵌線和接線復(fù)雜，電動(dòng)機(jī)和調(diào)速開關(guān)接線較多，且是有級(jí)調(diào)速。

3．晶閘管調(diào)速利用改變晶閘管的導(dǎo)通角，來(lái)改變加在單相異步電動(dòng)機(jī)上的交流電電壓，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。這種調(diào)速方法可以做到無(wú)級(jí)調(diào)速，節(jié)能效果好；但會(huì)產(chǎn)生一些電磁干擾，大量用于風(fēng)扇調(diào)速。4．變頻調(diào)速

變頻調(diào)速適合各種類型的負(fù)載，隨著交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，單相變頻調(diào)速已在家用電器上應(yīng)用，如變頻空調(diào)器等，它是交流調(diào)速控制的發(fā)展方向。《電機(jī)與變壓器》教案首頁(yè)第次課授課時(shí)間：年月日教案完成時(shí)間：年月日課程名稱《電機(jī)與變壓器》年級(jí)專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時(shí)2授課題目§6—4單相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組基本教材或參考書《電機(jī)與變壓器》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社、全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求掌握單相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的組成及展開圖教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的組成及展開圖技能及知識(shí)點(diǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組的組成及展開圖教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容備注除凸極式結(jié)構(gòu)的罩極電動(dòng)機(jī)采用集中繞組外，絕大部分的單相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組均采用分布式繞組，工作繞組和啟動(dòng)繞組空間位置上互差900電角度，嵌人定子鐵心中，再按一定的規(guī)律連接而成.單相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組從結(jié)構(gòu)、形式上也與三相定子繞組一樣，也有單層及雙層之分由于單層繞組具有工藝簡(jiǎn)單、滿槽率高等優(yōu)點(diǎn)而被大量使用，單層繞組可按需要采用同心繞組、鏈繞組或交叉繞組，但它的啟動(dòng)性能和運(yùn)行性能比雙層繞組要差。目前在許多單相異步電動(dòng)機(jī)中采用“正弦繞組”，雖然工藝比較復(fù)雜，但能改善電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行性能。

一、電阻啟動(dòng)或電容啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)定子繞組

該類定子繞組，大多采用同心繞組或鏈繞組，工作繞組占總槽數(shù)的2/3，啟動(dòng)繞組占總槽數(shù)的1/3。啟動(dòng)繞組匝數(shù)也較少，一般為工作繞組匝數(shù)的l/2一l/3，而且啟動(dòng)繞組導(dǎo)線的橫截面積通常為工作繞組的1/2一1/3，因?yàn)閱?dòng)結(jié)束后，啟動(dòng)繞組就斷開不工作，所以啟動(dòng)繞組的電流密度設(shè)計(jì)得比較高。例6--1電容啟動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)定子槽數(shù)Z=24．極數(shù)Zp=4，畫出同心繞組的展開圖解：極距：及每極每相槽數(shù)q1和q2即表明每個(gè)磁極占有6個(gè)槽，由于工作繞組應(yīng)占2/3槽數(shù)，故工作繞組的每極每相槽數(shù)q1為：槽

同理，啟動(dòng)繞組占的每極每相槽數(shù)q2為：槽當(dāng)q不為整數(shù)時(shí)，稱為分?jǐn)?shù)槽。由于分?jǐn)?shù)槽繞組制造工藝復(fù)雜，漏磁通也大，故應(yīng)盡量避免。

與三相定子繞組一樣進(jìn)行分相，不同的是它不采用600相帶法，而是采用Lzl（工作繞組）1200相帶、LFI（啟動(dòng)繞組）600相帶、LZ2工作繞組）1200相帶、LF2（啟動(dòng)繞組）600相帶。與三相電動(dòng)機(jī)定子繞組一樣，同相繞組中不同極下的線圈組之間反向連接，即構(gòu)成圖6一14所示的繞組展開圖。

二、電容運(yùn)行電動(dòng)機(jī)定子繞組

電容運(yùn)行單相電動(dòng)機(jī)因啟動(dòng)繞組長(zhǎng)期接在電源上，為了產(chǎn)生理想的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，啟動(dòng)繞組與工作繞組各占定子總槽數(shù)的一半，各繞組所用導(dǎo)線的截面積和匝數(shù)也相等或很接近?，F(xiàn)舉例說(shuō)明。

例6--2電容運(yùn)行單相電動(dòng)機(jī)定子槽數(shù)z=24，極數(shù)Zp=4，試畫出定子繞組解：由于工作繞組和啟動(dòng)繞組各占一半，則極距、每極每相槽數(shù)為：槽槽在圖6一15中，用實(shí)線表示工作繞組（圖中l(wèi)、2、3組，7、8、9組，19、20、21組），虛線表示啟動(dòng)繞組，組成交叉繞組形式的展開圖應(yīng)用相當(dāng)廣泛的吊風(fēng)扇一般均以電容運(yùn)行單相異步電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，其特點(diǎn)是磁極極數(shù)多，轉(zhuǎn)速較慢，通常磁極數(shù)為14一18。圖6一16為Z=36,Zp=18的電容運(yùn)行單相異步電動(dòng)機(jī)工作繞組展開圖，它的啟動(dòng)繞組結(jié)構(gòu)與工作繞組結(jié)構(gòu)完全一樣，采用雙層整矩鏈繞組，嵌放在偶數(shù)定子槽內(nèi)（圖