電機(jī)與變壓器教案28

注：教案首頁，教案用紙由學(xué)校另行準(zhǔn)備 湖南省勞動廳編制湖南省技工學(xué)校理論教學(xué)教案教師姓名：學(xué)科電機(jī)變壓器執(zhí)行記錄日期星期檢查簽字班級節(jié)次課題單相異步電動機(jī)的反轉(zhuǎn)與調(diào)速課的類型新授教學(xué)目的掌握單相罩極異步電動機(jī)的工作原理及單相異步電動機(jī)的反轉(zhuǎn)與調(diào)速的方法原理。教學(xué)重點(diǎn)單相異步電動機(jī)的反轉(zhuǎn)與調(diào)速的方法教學(xué)難點(diǎn)單相罩極異步電動機(jī)的工作原理主要教學(xué)方法講授教具掛圖無教學(xué)環(huán)節(jié)時間分配1、組織教學(xué)時間23、講授新課時間702、復(fù)習(xí)導(dǎo)入時間84、歸納小結(jié)時間55、作業(yè)布置時間5教學(xué)后記[復(fù)習(xí)導(dǎo)入]1．脈動磁場的分解和合成2．單相異步電動機(jī)的分類3．單相電容運(yùn)行異步電動機(jī)[講授新課]單相罩極式異步電動機(jī)罩極式異步電動機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生與上述電動機(jī)不同先來了解一下凸極式罩極電動機(jī)的結(jié)構(gòu)，如圖6一12所示。電動機(jī)定子鐵心通常由厚0.5mm的硅鋼片疊壓而成，每個磁極極面的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一樣，所以稱罩極式電動機(jī)。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(jī)，則磁極極性應(yīng)按N、S、N、S的順序排列當(dāng)勵磁繞組內(nèi)通人單相交流電時，磁場變化如下：

(l）當(dāng)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，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6一13b所示。

(3）當(dāng)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.從以上分析可以看出，罩極電動機(jī)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)子獲得啟動轉(zhuǎn)矩，并且也決定了電動機(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機(jī)的轉(zhuǎn)向

罩極電動機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低、運(yùn)行時噪聲小、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：罩極電動機(jī)的主要缺點(diǎn)是啟動性能及運(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的場合，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

單相異步電動機(jī)的反轉(zhuǎn)與調(diào)速一、反轉(zhuǎn)單相異步電動機(jī)反轉(zhuǎn)，必須要旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)，即把工作繞組或啟動繞組中的一組首端和末端與電源的接線對調(diào)。因?yàn)楫惒诫妱訖C(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，如果把其中的一個繞組反接，等于把這個繞組的電流相位改變了1800，假若原來這個繞組是超前900。，則改接后就變成了滯后90o，結(jié)果旋轉(zhuǎn)磁場的方向隨之改變。

有的電容運(yùn)行單相電動機(jī)是通過改變電容器的接法來改變電動機(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)定時器開關(guān)處于圖中所示位置時，電容器串聯(lián)在IZ繞組上，電流I1Z超前于ILF相位900；經(jīng)過一定時間后，定時器開關(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)了電動機(jī)的反轉(zhuǎn)。這種單相異步電動機(jī)的工作繞組與啟動繞組可以互換，所以工作繞組、啟動繞組的線圈匝數(shù)、粗細(xì)、占槽數(shù)都應(yīng)相同。外部接線無法改變罩極式電動機(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)向的場合。

二、調(diào)速

單相異步電動機(jī)和三相異步電動機(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，使加到電動機(jī)定子繞組上的電壓下降，從而將電動機(jī)轉(zhuǎn)速由額定轉(zhuǎn)速往下調(diào).這種調(diào)速方法簡單、操作方便；但只能有級調(diào)速，且電抗器上消耗電能，目前已基本不用。

2．電動機(jī)繞組內(nèi)部抽頭調(diào)速

電動機(jī)定子鐵心嵌放有工作繞組LZ、啟動繞組LF和中間繞組LL，通過開關(guān)改變中間繞組與工作繞組及啟動繞組的接法，從而改變電動機(jī)內(nèi)部氣隙磁場的大小，使電動機(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，電動機(jī)和調(diào)速開關(guān)接線較多，且是有級調(diào)速。

3．晶閘管調(diào)速利用改變晶閘管的導(dǎo)通角，來改變加在單相異步電動機(jī)上的交流電電壓，從而調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。這種調(diào)速方法可以做到無級調(diào)速，節(jié)能效果好；但會產(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