單相異步電動機的起動

1、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(biāo)1. 知識目標(biāo)：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(biāo)：熟悉單相異步電動機各啟動方法的特點，應(yīng)用場合。3.情感目標(biāo)：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(zhǔn)備多媒體 教 學(xué) 內(nèi) 容教 學(xué) 設(shè) 計第一部

2、分：導(dǎo)課v 本次主題：單相異步電動機的起動主題描述：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 時一、分相式電動機單相電容運行異步電動機電路圖 如圖3-15所示。圖3-15 單相電容運行異步電動機電路圖結(jié)構(gòu)特點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

3、理選擇電容值，使串聯(lián)支路電流ILF超前ILZ的相位90°。工作原理兩相旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生條件：如圖3-16所示?？臻g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。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。運行特點結(jié)構(gòu)簡單，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)矩曲線是順時針旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的；轉(zhuǎn)矩曲線是逆時針

4、旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的，是與的合力矩。當(dāng)時，,起動轉(zhuǎn)矩。當(dāng) (通入單相交流電的同時，使轉(zhuǎn)子正向轉(zhuǎn)動一下)，。與方向一致，就能使轉(zhuǎn)子穩(wěn)定運行。當(dāng)時，電動機轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速，T=0。因此單相異步電動機同樣不能達到同步。當(dāng)（通入單相交流電的同時，使轉(zhuǎn)子反向轉(zhuǎn)到一下），。與方向一致，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。 圖3-17 單相電容起動異步電動機電路圖結(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，

5、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)S。工作原理 當(dāng)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(dāng)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，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。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電路圖：如圖3-18所示。 圖3-18 單相電阻起動異步電動機電路圖結(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)

6、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。工作原理起動時，工作繞組、起動繞組同時工作。當(dāng)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。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結(jié)構(gòu)特點C1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)。工作

7、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C2，電容量減少。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

8、。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、N、S的順序排列。圖3-20 凸極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)子工作原理 當(dāng)勵磁繞組內(nèi)通入單相交流電，磁場變化如下：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，未罩磁極中的磁通較密，如圖3-21a）所示。當(dāng)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

9、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(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，如圖3-21c）所示。 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。圖3-21 罩極電動機中磁場分布a)電流增加 b)電流接近不變時 c)電流減少時 第三部分：總結(jié)與拓展（總結(jié)：這節(jié)課的課堂小結(jié)。拓展：課后作業(yè)）1. 分相式電動機的啟動方法2. 罩極式電動機的啟動方法一、情境設(shè)計：二、