電機與變壓器教案

電機與變壓器教案目錄§4-1旋轉(zhuǎn)磁場§4-2三相異步電動機的工作原理及分類§4-3三相異步電動機的結(jié)構(gòu)§4--4三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系§4--5三相異步電動機的機械特性§4---6異步電動機的啟動§4--7異步電動機的調(diào)速§4——8電磁調(diào)速異步電動機§4--9異步電動機的反轉(zhuǎn)和制動§4--10異步電動機的使用、維護及一般試驗§5—1三相異步電動機繞組概述§5—2三相單層繞組§5—3三相雙層繞組§6—1單相異步電動機的工作原理及分類§6—2單相電容（電阻）異步電動機§6—3單相罩極式異步電動機§6—5單相異步電動機的反轉(zhuǎn)與調(diào)速§6—4單相異步電動機的定子繞組電動機選擇與維護《電機與變壓器》教案首頁第次課授課時間：年月日教案完成時間：年月日課程名稱《電機與變壓器》年級專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時2授課題目§4-1旋轉(zhuǎn)磁場基本教材或參考書《電機與變壓器》中國勞動社會保障出版社、全國中等職業(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)磁場原理教學(xué)重點與難點旋轉(zhuǎn)磁場原理技能及知識點旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向、旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速等教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及主要內(nèi)容備注§4-1旋轉(zhuǎn)磁場一．旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場：極性和大小不變且以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁場。旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生：對稱三相繞組流過對稱三相電流，產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢和旋轉(zhuǎn)磁場。三相對稱繞組：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稱繞組，圖4-1為最簡單的三相對稱繞組。三相對稱電流：（1）瞬時表達式：（2）電流變化曲線（圖4-2）旋轉(zhuǎn)磁場：規(guī)定電流為正時，從首端出，分析幾個特定瞬間：旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度（）《電機與變壓器》教案首頁第次課授課時間：年月日教案完成時間：年月日課程名稱《電機與變壓器》年級專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時2授課題目§4-2三相異步電動機的工作原理及分類基本教材或參考書《電機與變壓器》中國勞動社會保障出版社、全國中等職業(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)生掌握三相異電動機的工作原理及分類教學(xué)重點與難點三相異電動機的工作原理及分類三相異電動機的工作原理技能及知識點三相異電動機的工作原理教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及主要內(nèi)容備注§4-2三相異步電動機的工作原理及分類三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理轉(zhuǎn)子感生電流的產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電磁力矩的產(chǎn)生異步電動機的轉(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，轉(zhuǎn)差是異步電機運行的必要條件，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)差率是異步電機的一個基本參量，不同的數(shù)值范圍反映不同的運行狀態(tài)。電動機的運行狀態(tài)發(fā)電機運行狀態(tài)電磁制動狀態(tài)三、三相異步電動機的分類三相異步電動機已廣泛使用，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)按防護形式分類：開啟式(1P11)、防護式(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)按電動機容量分類：大、中、小型和微型電動機，微型電動機也稱為分馬力電動機?！峨姍C與變壓器》教案首頁第次課授課時間：年月日教案完成時間：年月日課程名稱《電機與變壓器》年級專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時2授課題目§4-3三相異步電動機的結(jié)構(gòu)基本教材或參考書《電機與變壓器》中國勞動社會保障出版社、全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求通過教學(xué)使學(xué)生掌握三相異步電動機的結(jié)構(gòu)教學(xué)重點與難點三相異步電動機的結(jié)構(gòu)三相異步電動機的結(jié)構(gòu)技能及知識點三相異步電動機的結(jié)構(gòu)教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及主要內(nèi)容備注§4-3三相異步電動機的結(jié)構(gòu)三相異步電機的結(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)律連接成三相對稱繞組；交流電機的定子繞組稱為電樞繞組機座：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)缺點繞線型繞組：對稱三相繞組；星接；集電環(huán)；優(yōu)缺點氣隙：氣隙大小的影響；中小型電機的氣隙為0.2~2mm其他附件銘牌數(shù)據(jù)（額定數(shù)據(jù)）額定功率。額定運行時輸出的機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)標示定子繞組接法、絕緣等級（允許溫升）、繞線型異步電動機還應(yīng)標示轉(zhuǎn)子額定電動勢及額定電流?！峨姍C與變壓器》教案首頁第次課授課時間：年月日教案完成時間：年月日課程名稱《電機與變壓器》年級專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時2授課題目§4--4三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系基本教材或參考書《電機與變壓器》中國勞動社會保障出版社、全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、電工類專業(yè)通用教材教學(xué)目的與要求通過教學(xué)使學(xué)生掌握三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系教學(xué)重點與難點三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系技能及知識點三相異步電動機的轉(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)附頁教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及主要內(nèi)容備注§4--4三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系三相異步電動機又稱為感應(yīng)電動機，其工作原理與變壓器有相似之處，可以把電動機的定子當成變壓器的一次側(cè)，兩者的一次側(cè)電路各電量關(guān)系基本相同；轉(zhuǎn)子當成變壓器的二次側(cè)，不過異步電動機的轉(zhuǎn)子是轉(zhuǎn)動的，相對來說，二次側(cè)的電路分析和計算較為復(fù)雜。由于電動機三相對稱，分析其中一相就可以知道整個電動機的電路關(guān)系。一、定子電路在電動機三相定子繞組通人三相交流電后，即產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，磁場轉(zhuǎn)速為ns=60f1/p，而定子繞組固定不動，所以定子繞組本身會產(chǎn)生頻率為弄的感應(yīng)電動勢，大小為：E(4--4)式中E——定子繞組感應(yīng)電動勢有效值，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)電動勢頻率，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)電動勢公式相比，多了一個繞組系數(shù)置1，這是因為三相異步電動機的定子繞組嵌放于定子鐵心各槽內(nèi)，是個分布繞組，各槽導(dǎo)體相位不一樣，合成電動勢要乘以繞組系數(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)電動勢和頻率旋轉(zhuǎn)磁場轉(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)電動勢頻率F22．轉(zhuǎn)子繞組的阻抗3．轉(zhuǎn)子電流和功率因數(shù)三、異步電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓的關(guān)系四、異步電動機的轉(zhuǎn)矩與功率1．轉(zhuǎn)矩與功率的關(guān)系2．額定轉(zhuǎn)矩五、異步電動機的效率(1)定子和轉(zhuǎn)子繞組上的銅耗?Po,，它與流過定、轉(zhuǎn)子繞組電流的平方成Ⅱ比，因此與負載大小有關(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)電動機的機械摩擦、風阻力等，統(tǒng)稱為機械損耗?Pa，它與電動機轉(zhuǎn)速的平方成正比?！峨姍C與變壓器》教案首頁第次課授課時間：年月日教案完成時間：年月日課程名稱《電機與變壓器》年級專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時2授課題目§4--5三相異步電動機的機械特性基本教材或參考書《電機與變壓器》中國勞動社會保障出版社、全國中等職業(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機的機械特性教學(xué)重點與難點三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性技能及知識點三相異步電動機的機械特性教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及主要內(nèi)容備注§4--5三相異步電動機的機械特性機械特性曲線上的特殊點穩(wěn)定工作區(qū)與非穩(wěn)定工作區(qū)通過上述對異步電動機機械特性的分析，可以得出以下結(jié)論：1)在穩(wěn)定運行區(qū)內(nèi)，負載變化時電動機轉(zhuǎn)速變化很小，屬于硬機械特性；2)異步電動機有較大過載能力；3)電源電壓發(fā)生變化時，電動機轉(zhuǎn)矩變化較大，轉(zhuǎn)速略有變化，電壓過低容易損壞電動機；4)除風機型負載外，一般負載不能在非穩(wěn)定運行區(qū)工作。《電機與變壓器》教案首頁第次課授課時間：年月日教案完成時間：年月日課程名稱《電機與變壓器》年級專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時2授課題目§4---6異步電動機的啟動基本教材或參考書《電機與變壓器》中國勞動社會保障出版社、全國中等職業(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機的啟動教學(xué)重點與難點異步電動機的啟動技能及知識點異步電動機的啟動教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及主要內(nèi)容備注§4---6異步電動機的啟動電動機要經(jīng)常啟動與停機。因此，對啟動提出下列要求：(1)電動機應(yīng)有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩，以使啟動時間盡量短；(2)保證足夠的啟動轉(zhuǎn)矩前提下,啟動電流盡可能??；(3)轉(zhuǎn)速盡可能平滑上升，減少對電動機及負載的沖擊；(4)啟動設(shè)備盡量簡單、經(jīng)濟、可靠、維護方便。從§4--5分析知道，電動機啟動時轉(zhuǎn)子電流很大，反映到電動機的定子側(cè)，使電動機的啟動電流大大超過額定電流，一般為額定電流的4—7倍。如果是小型電動機，例如2．2kW電動機的額定工作電流為4．7A，啟動電流以6倍計為28．2A，對電網(wǎng)的影響可承受。如果是大型電動機，例如75kW電動機的額定電流為140A，啟動電流以6倍840A。大啟動電流將引起兩種情況，一是大啟動電流在線路上產(chǎn)生很大的電壓降，影響同一線路上其他負載的正常工作，嚴重時還可能使本電動機的啟動轉(zhuǎn)矩太小而不啟動。二是經(jīng)常需要啟動的電動機，往往造成繞組發(fā)熱，絕緣老化，從而縮短電動機的使用壽命。為了避免大啟動電流對電機、電網(wǎng)的不良影響，要采取適當?shù)膯臃椒▉斫档蛦与娏?，滿足上述條件。一、籠型異步電動機的直接啟動電動機直接啟動又稱為全壓啟動，啟動時加在電動機定子繞組上的電壓為額定電壓，一臺電動機只需滿足下述三個條件中的一個，即能直接啟動：（1）容量在7．5kW以下的三相異步電動機。(2)電動機在啟動瞬間造成電網(wǎng)電壓波動小于10％的，對于不經(jīng)常啟動的電動機可放寬到15％；如有專用變壓器，其容量S≥5P，電動機允許直接頻繁啟動。(3)滿足下列經(jīng)驗公式的：＜+試中S——公用變壓器容量，kVA；P——電動機的額定功率，kW——電動機啟動電流和額定電流之比二、籠型異步電動機的降壓啟動1．自耦變壓器降壓啟動2．Y—?降壓啟動3.延邊三角形啟動4.定子串電阻啟動三、繞線轉(zhuǎn)子電動機的啟動1．轉(zhuǎn)子串接電阻啟動2．轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器啟動《電機與變壓器》教案首頁第次課授課時間：年月日教案完成時間：年月日課程名稱《電機與變壓器》年級專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時2授課題目§4--7異步電動機的調(diào)速基本教材或參考書《電機與變壓器》中國勞動社會保障出版社、全國中等職業(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機的調(diào)速教學(xué)重點與難點異步電動機的調(diào)速技能及知識點異步電動機的調(diào)速教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及主要內(nèi)容備注§4--7異步電動機的調(diào)速在實際應(yīng)用中，往往要改變異步電動機的轉(zhuǎn)速，即調(diào)速。從異步電動機轉(zhuǎn)速公式：n=n(1-S)=(1-S)可以看出，異步電動機調(diào)速有三種方法：(1)改變定子繞組磁極對數(shù)P——變極調(diào)速；(2)改變電動機的轉(zhuǎn)差率S——轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻，或改變定子繞組上的電壓；(3)改變供給電動機電源的頻率——變頻調(diào)速。一、變極調(diào)速變極調(diào)速原理將在§5--4中詳細介紹。通過對定子繞組引出線的不同連接，得到相應(yīng)對數(shù)。變極調(diào)速只用于籠型異步電動機，因為定子變極時，籠型轉(zhuǎn)子也能作相應(yīng)的變繞線轉(zhuǎn)子電動機的轉(zhuǎn)子繞組極數(shù)是固定不變的，所以不能進行變極調(diào)速。變極調(diào)速的優(yōu)點是所需設(shè)備簡單；缺點是電動機繞組引出頭多，調(diào)速只能有級調(diào)節(jié)，級。變極調(diào)速通常不單獨用，往往與機械調(diào)速配套使用，以達到相互補充，擴大調(diào)速范圍。二、改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變阻調(diào)速是通過改變電動機轉(zhuǎn)子電路的外接電阻實現(xiàn)的，因此只適用于繞線轉(zhuǎn)子電動機速。電源電壓保持不變，電動機的最大轉(zhuǎn)矩了。不變，改變轉(zhuǎn)子電路的外接電阻，則產(chǎn)大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)速(或)也隨之變化。對應(yīng)一負載轉(zhuǎn)矩，就有不同的轉(zhuǎn)速n、n、n。這種調(diào)速方法簡單方便，但機械特性曲線較而且外接電阻越大曲線越軟，致使如果負載有較小的變化，便會引起很大的轉(zhuǎn)速波動。在轉(zhuǎn)子電路上的串接電阻要消耗功率，使電動機效率較低。變阻調(diào)速主要應(yīng)用于起重、機械的調(diào)速。變阻調(diào)速原理與轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻啟動是一樣的，但應(yīng)該注意到啟動用的轉(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。2．變壓調(diào)速變壓調(diào)速是改變電動機定子繞組上的電壓，由于轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，對于不同的定壓，可以得到一組不同的機械特性曲線，如圖4--30所示。對于恒轉(zhuǎn)矩負載，可得到不穩(wěn)定轉(zhuǎn)速n、n、n，可見恒轉(zhuǎn)矩負載的調(diào)速變化很小，實用價值不大。但是風機型的負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，隨轉(zhuǎn)速的上升，其負載轉(zhuǎn)矩急劇增大，可得A、B、C工作點，調(diào)速效果顯著。為了在恒轉(zhuǎn)矩負載下擴大變壓調(diào)速范圍，應(yīng)采用高轉(zhuǎn)子電阻籠型電動機，該電動機對應(yīng)于不同電壓的機械特性曲線。恒轉(zhuǎn)矩負載可獲得，三個工作點，可見速度調(diào)節(jié)作用明顯增加，但機械特性曲線很軟，為此常采用帶轉(zhuǎn)速負反饋的控制系統(tǒng)來解決速度的穩(wěn)定性問題。三、變頻調(diào)速變頻調(diào)速是改變電動機電源的頻率，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)。異步電動機的變頻調(diào)速有三種方式：(1)恒磁通控制。(2)恒電流控制(過載能力丸不變)機械特性曲線與恒磁通控制的機械特性曲線相似，只是過載能力小，用于負載容量小且變化不大的場合。(3)恒功率控制如果電動機的調(diào)速要高于額定轉(zhuǎn)速，而電源電壓又不能提高，此時電動機應(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，價格也在逐步下降。隨著計算技術(shù)的發(fā)展，采用矢量控制技術(shù)，異步電動機調(diào)速的機械特性曲線可以做的象直流電動機一樣硬，是目前交流調(diào)速的發(fā)展方向?！峨姍C與變壓器》教案首頁第次課授課時間：年月日教案完成時間：年月日課程名稱《電機與變壓器》年級專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時2授課題目§4——8電磁調(diào)速異步電動機基本教材或參考書《電機與變壓器》中國勞動社會保障出版社、全國中等職業(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)速異步電動機原理教學(xué)重點與難點掌握電磁調(diào)速異步電動機原理技能及知識點掌握電磁調(diào)速異步電動機原理教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及主要內(nèi)容備注§4——8電磁調(diào)速異步電動機電磁調(diào)速異步電動機又稱為滑差電動機，其特點是在異步電動機軸上裝有一個電磁轉(zhuǎn)差離合器，控制電磁轉(zhuǎn)差離合器勵磁繞組中的電流，就可調(diào)節(jié)離合器的輸出轉(zhuǎn)速。它有組合式(國產(chǎn)型號JZTZ)和整體式(國產(chǎn)型號JZTT)兩大類。整個滑差電動機系統(tǒng)由異步電動機、轉(zhuǎn)差離合器和控制裝置三部分組成，這里重點介紹轉(zhuǎn)差離合器的結(jié)構(gòu)、原理和特點。一、轉(zhuǎn)差離合器的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)差離合器由主動部分和從動部分組成。1．主動部分轉(zhuǎn)差離合器的主動部分是電樞(外轉(zhuǎn)子)，它與異步電動機的轉(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，有實心鋼體和鋁合金杯型等結(jié)構(gòu)。驅(qū)動動力既可以是繞線轉(zhuǎn)子異步電動機也可以是籠型異步電動機，籠型異步電動機既可以是單速的也可以是多速的。2．從動部分轉(zhuǎn)差離合器的從動部分由勵磁繞組、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)差離合器為例說明。轉(zhuǎn)差離合器的特點《電機與變壓器》教案首頁第次課授課時間：年月日教案完成時間：年月日課程名稱《電機與變壓器》年級05中職綜合機電（5）專業(yè)、層次中職教員機電技術(shù)應(yīng)用教研室曾曉春專業(yè)技術(shù)職務(wù)講師學(xué)時2授課題目§4--9異步電動機的反轉(zhuǎn)和制動基本教材或參考書《電機與變壓器》中國勞動社會保障出版社、全國中等職業(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機的反轉(zhuǎn)和制動教學(xué)重點與難點異步電動機的反轉(zhuǎn)和制動技能及知識點異步電動機的反轉(zhuǎn)和制動教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及主要內(nèi)容備注一、三相異步電動機的反轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)向取決于旋轉(zhuǎn)磁場方向，而改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向，只要改變接人定子繞組的三相交流電電源相序；即電動機任意兩相繞組與交流電源接線互相對調(diào)。圖二、三相異步電動機的制動電動機與電源斷開之后，由于轉(zhuǎn)子有慣性，要經(jīng)過一段時間后才停車。為了使電動機迅速準確地停轉(zhuǎn)，必須對電動機實行制動，通常采用的制動方法有機械制動和電氣制動，電氣制動又分反接制動、能耗制動和再生制動。1．機械制動機械制動是利用機械裝置使電動機在電源切斷以后迅速停轉(zhuǎn)的方法。常用的機械制動有電磁離合器和電磁抱閘，這里詳細介紹電磁抱閘裝置。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；閘瓦制動器包括彈簧、閘輪、杠桿、閘瓦和軸等，閘輪與電動機轉(zhuǎn)軸是剛性固定式連接。電動機通電啟動時，同時給電磁抱閘的電磁鐵線圈通電，電磁鐵的動鐵心被吸引與靜鐵心合攏，同時克服彈簧拉力，迫使杠桿向外張開，閘瓦與閘輪松開，閘輪可自由轉(zhuǎn)動，電動機就正常運轉(zhuǎn)。當切斷電動機電源時，電磁鐵的線圈電源也同時被切斷，動鐵心與靜鐵心無吸引力，在彈簧的作用下，閘瓦把閘輪緊緊抱住，電動機迅速停止轉(zhuǎn)動。由于電動機和電磁鐵共用一個電源和控制線路，同時通、斷電，因此只要電動機不通電，閘瓦總是把閘輪緊緊抱住，電動機總是被制動。為此，電磁線圈連接必須可靠，不能再裝接熔斷器。電磁抱閘制動裝置廣泛應(yīng)用于起重機械上。上吊重物時，電磁鐵和電動機同時通電，閘瓦松開，電動機能自由轉(zhuǎn)動；停車或停電時，閘瓦立即把閘輪抱住，電動機迅速制動，重物僅不會因斷電而下落，而且能準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。對具有位能性質(zhì)的負載，它是必不可少的安全裝置。機械制動雖然可靠，但容易磨損，應(yīng)定期檢查。2．電氣制動(1)反接制動反接制動是改變正在轉(zhuǎn)動的電動機定子繞組中任意兩相與電源接線的相序，使旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向與原來相反，從而使轉(zhuǎn)子受到反力矩作用，轉(zhuǎn)速很快下降到零。當電動機轉(zhuǎn)速接近零時，立即切斷電源，以免電動機反轉(zhuǎn)。反接制動的優(yōu)點是停車迅速，設(shè)備簡易；缺點是對電動機及負載沖擊大。一般只用于小型電動機，且不經(jīng)常停車制動的場合。(2)能耗制動這種制動方法是利用轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動切割磁通而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，把轉(zhuǎn)子的動能消耗在轉(zhuǎn)子回路的電阻上，所以稱為能耗制動。它的優(yōu)點是制動力較強，能耗少，制動較平穩(wěn)，對電網(wǎng)及機械設(shè)備沖擊??；但在低速時制動力矩也隨之減小，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(發(fā)電制動)由于外力的作用(一般指勢能負荷，如起重機在下放重物時)，電動機的轉(zhuǎn)速n超過同步轉(zhuǎn)速n。，電動機處于發(fā)電狀態(tài)，定子電流方向反了，電動機轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的受力方向也反了，驅(qū)動力矩變?yōu)橹苿恿?，即電動機是將機械能轉(zhuǎn)化為電能，向電網(wǎng)反送電，故稱為再生制動(發(fā)電制動)。再生制動應(yīng)用范圍很窄，只有n>n，時才能實現(xiàn)。它常用于起重機、電力機車和多速電動機中。這種制動的特點不是把轉(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)濟性較好?！峨姍C與變壓器》教案首頁第次課授課時間：年月日教案完成時間：年月日課程名稱《電機與變壓器》年級專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時2授課題目§4--10異步電動機的使用、維護及一般試驗基本教材或參考書《電機與變壓器》中國勞動社會保障出版社、全國中等職業(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機的使用、維護及一般試驗教學(xué)重點與難點異步電動機的使用、維護及一般試驗技能及知識點異步電動機的使用、維護及一般試驗教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及主要內(nèi)容備注§4--10異步電動機的使用、維護及一般試驗一、三相異步電動機使用前的檢查對新安裝或久未運行的電動機，在通電使用前必須先作檢查，檢查內(nèi)容有以下幾項：(1)看電動機是否清潔，開啟式電動機還要注意內(nèi)部有無灰塵或恥物等，一般可用0．2MPa(2個大氣壓)的干燥壓縮空氣吹凈；如無壓縮空氣，也可用手風箱(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、機油的布去抹灰塵。(2)拆去電動機所有外部連接線，用兆歐表測量各相繞組相間及對機殼之間的絕緣電阻。對于額定電壓是380．V的電動機，用500V的兆歐表測量，絕緣電阻在0．5MΩ以上才可使用；新繞制電動機的絕緣電阻通常都在5MΩ以上。(3)對于繞線轉(zhuǎn)于電動機，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(14．7~24．5kPa，約為150—250g／cm2)，轉(zhuǎn)子電路相間絕緣及對機殼絕緣是否良好，提刷裝置手柄是否在啟動位置。(4)對照電動機銘牌參數(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機銘牌值相符。(5)檢查電動機接地或接零裝置是否良好。(6)用手扳動電動機轉(zhuǎn)子和傳動裝置，檢查是否有被卡和相互摩擦的地方，軸承的潤滑(7)電動機通風系統(tǒng)完好無堵塞，所有緊固件完好不松動。二、異步電動機啟動中的注意事項(1)電動機通電運行時必須提醒在場人員注意，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)作好切斷電源的準備，當電動機出現(xiàn)不能啟動、啟動緩慢、輯烈振動、電刷火花大、聲音異常時立刻切斷電源。(3)籠型電動機采用全壓啟動時啟動次數(shù)不宜過于頻繁。繞線轉(zhuǎn)子電動機在接通電源前，應(yīng)檢查啟動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)動手柄，隨著電動機轉(zhuǎn)速的提高而逐漸切除啟動電阻。三、三相異步電動機運行中的監(jiān)視與維護1．對電動機的監(jiān)視電動機在運行時，要通過聽、看、聞、摸等手段隨時監(jiān)視電動機：(1)聽——電動機在運行時發(fā)出的聲音是否正常。電動機正常運行時，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、振動等聲音時，應(yīng)當即停車檢查。(2)看——電動機的振動情況，傳動裝置傳動應(yīng)流暢。對繞線轉(zhuǎn)子電動機要經(jīng)常注意電刷和滑環(huán)之間的火花是否過大，如果出現(xiàn)較密的舌狀火花，應(yīng)停車檢修。(3)聞——電動機運行時發(fā)出焦臭味，說明電動機溫度過高，應(yīng)停機檢查原因。(4)摸——電動機停機以后，可觸摸機座，如很燙手，說明電動機過熱。2．對電動機的維護平時還要對電動機進行定期維護：(1)保持電動機清潔，定期清掃，檢查接線端連接是否可靠，更換軸承潤滑油脂。對容易受到水滴、油污及雜物落到的電動機，要加做電動機機罩。(2)定期測量電動機絕緣，特別是電動機受潮時，如發(fā)現(xiàn)電動機絕緣電阻過低，要及時進行干燥處理，再檢測合格以后才能運行。(3)定期檢查控制電路的刀閘小，主觸點是否磨損、接觸不良。(4)對繞線轉(zhuǎn)子電動機要經(jīng)常注意電刷和滑環(huán)之間的火花，如火花過大，要及時做好清潔工作，甚至更換電刷。四、防止電動機電源缺相運行電源缺相的三相電動機不會啟動旋轉(zhuǎn)，因為沒有啟動轉(zhuǎn)矩；運行中的電動機如突然缺少一相電源仍會繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，不容易察覺，但電動機運行發(fā)出的聲音異常。由兩相繞組來承擔原來的三相負荷，這兩相繞組流過較大的電流，時間稍長會發(fā)熱損壞，所以一旦發(fā)現(xiàn)，應(yīng)當即停車檢查。為了防止電動機缺相運行，控制電路中可接人帶斷相保護的熱繼電器進行保護。五、三相異步電動機的一般試驗異步電動機的試驗分形式試驗和檢查試驗。形式試驗是對個別產(chǎn)品(主要指新型號產(chǎn)品)進行全面試驗，測試項目很多；檢查試驗是檢查制造出廠的所有成品和大修后的電動機質(zhì)量，檢查試驗項目有以下幾項。1．絕緣電阻的測定測量各相繞組之間及各相繞組對機殼之間的絕緣電阻，它可判別繞組絕緣是否嚴重受潮或有嚴重缺陷，測量方法通常用手搖式兆歐表。2．繞組直流電阻的測定電動機繞組的直流電阻測量一般用直流電橋，每相繞組的直流電阻值與其三相平均值的最大相對誤差應(yīng)小于土5％。如果電阻值相差過大，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)子開路電壓的測定轉(zhuǎn)子開路電壓測定是只對繞線轉(zhuǎn)子異步電動機進行的。測定時轉(zhuǎn)子靜止固定不動，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)間測量各線間電壓。此時電動機的工作情況與變壓器的空載運行相仿，測得的轉(zhuǎn)子開路電壓不應(yīng)超過銘牌規(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+相電壓過低，則表示轉(zhuǎn)子上該相繞組有短路或接線錯誤等故障。4．空載試驗空載試驗是電動機檢查試驗的重要內(nèi)容之一，通過電動機空載試驗，可以檢查電動機啟動性能、空載電流和空載損耗、電動機的振動和噪聲情況、軸承運轉(zhuǎn)情況、電動機的裝配質(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．超速實驗超速試驗的目的主要是測試繞線轉(zhuǎn)子及大容量高轉(zhuǎn)速籠型異步電動機的機械強度和裝配質(zhì)量。讓電動機在熱態(tài)情況下以1．2倍的額定轉(zhuǎn)速連續(xù)空載運轉(zhuǎn)2min，然后仔細查看有無摩擦、甩漆、脫焊等情況。中小型籠型異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、牢固，一般不需做超速試驗。6．匝間絕緣試驗匝間絕緣試驗的目的是檢查定、轉(zhuǎn)子繞組匝間絕緣的介電強度。試驗時把電源電壓提高到1．3U，讓電動機空轉(zhuǎn)3min，電動機不應(yīng)發(fā)生匝間短路。一般性的檢查試驗本項目也可不做。7．短路實驗常有兩種堵轉(zhuǎn)試驗方法，一種為定電流測量法；另一種為定電壓測量法。8.耐壓實驗電動機定子繞組相與相之間及每相與機殼之間經(jīng)過絕緣處理以后，應(yīng)能承受一定的電壓而不被擊穿。繞線轉(zhuǎn)子異步電動機還包含轉(zhuǎn)子繞組相與相及相與機殼之間的耐壓。耐壓試驗在耐壓試驗機上進行，試驗電壓是工頻交流電，額定功率1kW以下的電動機試驗電壓值為2Un+500。額定電壓380V的電動機，功率在1~3kW的試驗電壓值為1500V；額定功率3kW以上的試驗電壓值為1760V。試驗時，電壓一般從1／3左右試驗電壓值開始慢慢調(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。試驗時必須注意人身安全，試驗結(jié)束，被試件必須放電后才能觸及?！峨姍C與變壓器》教案首頁第次課授課時間：年月日教案完成時間：年月日課程名稱《電機與變壓器》年級專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時2授課題目§5—1三相異步電動機繞組概述基本教材或參考書《電機與變壓器》中國勞動社會保障出版社、全國中等職業(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機繞組的基本概念及有關(guān)術(shù)語教學(xué)重點與難點三相異步電動機繞組的基本概念及有關(guān)術(shù)語技能及知識點三相異步電動機繞組的基本概念及有關(guān)術(shù)語教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及主要內(nèi)容備注三相異步電動機定子繞組通人三相交流電時，會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，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。三相繞組必須滿足的基本要求是：

(l）繞組的結(jié)構(gòu)要對稱，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)要力求使磁動勢、電動勢波形接近正弦波，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，即一個線圈組均勻分布在一個相帶里，而不像集中級組都嵌在同一個槽內(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)槽或分數(shù)槽繞組；按繞組的連接來分，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。

一、繞組的基本術(shù)語

l線圈、線圈組、繞組

線圈是用相應(yīng)絕緣等級的絕緣導(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，已闡述了由三個線圈組成的最簡單電動機旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的原理，實際上電動機的線圈數(shù)比三個線圈要多得多。多個線圈按一定規(guī)則連接成一組就稱為線圈組,(一般一個相帶為一組），線圈組按照一定規(guī)律連接在一起組成某相繞組。三相電動機有三個繞組，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)來表示。即：3．線圈節(jié)距y

一個線圈的兩個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)來表如某線圈的一個有效邊嵌放在第一槽，另一個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：而當時稱為整距繞組，較常用；：時稱為短距繞組，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。：時稱為長距繞組，浪費導(dǎo)線，一般不用。4．機械角度和電角度

一個圓周所對應(yīng)的幾何角度為3500，該幾何角度稱為機械角度。從電磁觀點來看，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體每經(jīng)過一對定子磁極N、S，其感生電動勢就完成一個交變周期，相位變化了3600，因而一對磁極占有的是360電角度。若電機有p對磁極，則相應(yīng)的電角度為px3600。因此電角度二P×機械角度5．每極每相槽數(shù)q

每一個極下每個相帶所占的槽數(shù)，稱為每極每相槽數(shù)，可用下式計算：通常情況下，三相異步電動機的繞組都采用600相帶法分布，即每個磁極下可分為三個相帶，一個磁極對應(yīng)的電角度為1800，則每個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個槽。從第四章已知道一對磁極的電動機定子繞組排列順序應(yīng)如圖5一2所示，實際在多對磁極的電動機定子繞組中，每對磁極都占有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

把一個相帶中的q個繞組串連起來就成了極相組，或稱為線圈組。極相組的概念很重要．因為在電動機的定子繞組實際制造中，一般把一相繞組分成若干個極相組（線圈組）繞好．再分組嵌線，最后再連接起來成為一個相繞組。

在畫繞組的展開圖時，也是把極相組為一個單元來畫，最后把它們連接起來組成三相繞組

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)按下列原則進行：

l、每相繞組在每對磁極下按相帶順序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。《電機與變壓器》教案首頁第次課授課時間：年月日教案完成時間：年月日課程名稱《電機與變壓器》年級專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時2授課題目§5—2三相單層繞組基本教材或參考書《電機與變壓器》中國勞動社會保障出版社、全國中等職業(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)會三相異步電動機單層繞組的展開圖的繪制，掌握繞組的組成。教學(xué)重點與難點三相異步電動機單層繞組的展開圖的繪制，掌握繞組的組成技能及知識點三相異步電動機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)附頁教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及主要內(nèi)容備注5一2三相單層繞組三相單層繞組的每個槽內(nèi)只有一個線圈邊，整個繞組的線圈數(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．勢和電動勢的波形稍差（諧波較大），故鐵損耗、噪聲都較大，啟動性能也不好，一般用于小容量的三相異步電動機。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)鉤通常用展開圖來表示，展開圖一般按以下步驟畫出：

l、計算每極每相槽數(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)特點是線圈一環(huán)套一環(huán)，形如長鏈。舉例說明妞下：

例5一1三相異步電動機Y一90L一4型定子繞組為單層鏈式，定子槽數(shù)Z1=24，極數(shù)2P=4，請繪出繞組展開圖。

解：(1)計算極距，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明槽號。將24槽分成4個極，每個極下有6個槽，槽，而每個極占有1800電角度，分屬于三相，即為600相帶；每極每相有2個槽，槽占有300電角度。按U1、W2、V1、UZ、Wl、V2相帶排列，則各槽號所屬磁極和相帶。

(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有嚴格的規(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)適當連接而成，這種繞組的端部較長，常用于兩極電動機中。

例5一2國產(chǎn)Y一100L一2型異步電動機，定子槽數(shù)Z1=24，極數(shù)Zp=2。繞組為單層同心繞制。試繪出其繞組的展開圖。

解：(l）計算極距，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機定子繞組中。

例5--3三相異步電動機型號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，請繪出三相繞組展開圖。

《電機與變壓器》教案首頁第次課授課時間：年月日教案完成時間：年月日課程名稱《電機與變壓器》年級專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時2授課題目§5—2三相單層繞組基本教材或參考書《電機與變壓器》中國勞動社會保障出版社、全國中等職業(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)會三相異步電動機單層繞組的展開圖的繪制，掌握繞組的組成。教學(xué)重點與難點三相異步電動機單層繞組的展開圖的繪制，掌握繞組的組成技能及知識點三相異步電動機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)附頁教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及主要內(nèi)容備注5一2三相單層繞組三相單層繞組的每個槽內(nèi)只有一個線圈邊，整個繞組的線圈數(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．勢和電動勢的波形稍差（諧波較大），故鐵損耗、噪聲都較大，啟動性能也不好，一般用于小容量的三相異步電動機。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)鉤通常用展開圖來表示，展開圖一般按以下步驟畫出：

l、計算每極每相槽數(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)特點是線圈一環(huán)套一環(huán)，形如長鏈。舉例說明妞下：

例5一1三相異步電動機Y一90L一4型定子繞組為單層鏈式，定子槽數(shù)Z1=24，極數(shù)2P=4，請繪出繞組展開圖。

解：(1)計算極距，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明槽號。將24槽分成4個極，每個極下有6個槽，槽，而每個極占有1800電角度，分屬于三相，即為600相帶；每極每相有2個槽，槽占有300電角度。按U1、W2、V1、UZ、Wl、V2相帶排列，則各槽號所屬磁極和相帶。

(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有嚴格的規(guī)定，通常相隔1200電角度，（1）鏈式繞組先畫U相繞組。如圖3.10所示，從同屬于U相槽的2號槽開始，根據(jù)y=t-1=5，把2號槽的線圈邊和7號槽的線圈邊組成一個線圈，8號和13號，14號和19號，20號和1號，共組成4個線圈，把這些同一極相的2p=4個線圈串聯(lián)成一個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式繞組。鏈式繞組為等距元件，而且每個線圈跨距小，端部短，可以省銅，還有q=2的兩個線圈各朝兩邊翻，散熱好。對于三相繞組，仿上可以畫出分別與U相相差120°的V相（從6號槽開始）相差240°的W相（從10號槽開始）的繞組展開圖，從而得到三相對稱繞組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。圖三相單層鏈式（2p=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)適當連接而成，這種繞組的端部較長，常用于兩極電動機中。

例5一2國產(chǎn)Y一100L一2型異步電動機，定子槽數(shù)Z1=24，極數(shù)Zp=2。繞組為單層同心繞制。試繪出其繞組的展開圖。

解：(l）計算極距，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機定子繞組中。

例5--3三相異步電動機型號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，請繪出三相繞組展開圖。其連接規(guī)律是把q=3的三個線圈分成y=t-1的兩個大線圈和y=t-2的一個小線圈各朝兩面翻，因此一相繞組就按“兩大一小”順序交錯排列，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，從整個磁場來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)距實際上也不能任意選擇。

三相繞組的制作過程分為線圈繞制、繞組嵌線、繞組接線、繞組整形捆扎、繞組浸漆和烘干等工藝，在此不做詳細介紹。單層繞組的優(yōu)點是每槽只有一個線圈邊，嵌線方便，槽利用率高，而且鏈式或交叉式繞組的線圈端部也較短，可以省銅。但是從電磁觀點來看，其等效節(jié)距仍然是整距的，不可能用繞組的短距來改善感應(yīng)電動勢及磁場的波形。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機。《電機與變壓器》教案首頁第次課授課時間：年月日教案完成時間：年月日課程名稱《電機與變壓器》年級專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時2授課題目§5—3三相雙層繞組基本教材或參考書《電機與變壓器》中國勞動社會保障出版社、全國中等職業(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機雙層繞組的組成與展開的繪制教學(xué)重點與難點三相異步電動機雙層繞組的組成與展開的繪制技能及知識點三相異步電動機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)附頁教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及主要內(nèi)容備注5--3三相雙層繞組雙層繞組的每個槽內(nèi)有上、下層兩個線圈邊，每個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，整個繞組的線圈數(shù)正好等于槽數(shù)。雙層繞組的主要優(yōu)點是：

(l）可以選擇最有利的節(jié)距，例如y=，以使異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場波形更接近于正弦波。因為非正弦波含有高次諧波分量，而諧波分量增加電動機的損耗、噪聲、振動，減少電動機的輸出功率。

(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機，10kw以上的電動機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械強度。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，總是后一個疊在前一個上面，所以得名疊繞組，展開圖的畫法與單層基本相同，只是用實線來表示線圈的上層邊，虛線來表示線圈的下層邊。

例5--4國產(chǎn)J02一61一4型三相異步電動機，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），試繪出繞組展開圖。三、槽電勢星形圖和相帶劃分當把各槽內(nèi)導(dǎo)體感應(yīng)的電勢分別用矢量表示時，這些矢量構(gòu)成一個輻射星形圈，稱為槽電勢星形圖。下面用具體例子說明。例：一臺三相四極36槽電機，試繪出槽電勢星形圖及劃分相帶。1、繪槽電勢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)電勢在時間上互差20度電角度。如1號槽相位角設(shè)為0度，則2號槽導(dǎo)體電勢滯后1號槽20度，依此類推，一直到18號槽滯后1號槽360度。經(jīng)過了一對極，在槽電勢星形圖上正好轉(zhuǎn)過一周。19號槽與1號槽完全重合，因為它們在磁極下分別處于相對應(yīng)的位置，所以它們的感應(yīng)電勢同相位。19號至36號槽經(jīng)過了一對機，在電勢星形圖上又轉(zhuǎn)過一周。一般地，對于每極每相整數(shù)槽繞組，如電機有P對極，則有P個重疊的槽電勢星形。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個槽，整個定子中A相共有12個槽，為使合成電勢最大，在第一個N極下取1、2、3三個槽作為A相帶，在第一個S極下取10、11、12三個槽作為X相帶，1、2、3三個槽向量間夾角最小，合成電勢最大，而10、11、12三個槽分別于1、2、3三個槽相差一個極距，即相差180度電角度，這兩個線圈組（極相組）反接以后合成電勢代數(shù)相加，其合成電勢最大。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，即得A相繞組。同理，為了使三相繞組對稱，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，由此得一對稱三相繞組。每個相帶各占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，得到一個對稱的120度相帶繞組。因120度相帶合成電勢較60度相帶合成電勢小，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，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、繪槽電勢星形圖b、劃分相帶c、把各項繞組按一定規(guī)律連接成對稱三相繞組。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、疊繞組任何兩個相鄰的線圈都是后一個疊在前一個上面的，稱為疊繞組。下面用一例子說明：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，構(gòu)成相繞組，圖中實線為上層邊，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相組，所以最多并聯(lián)支路數(shù)a=4實際支路數(shù)通常小于2P，且2P必須是a的整數(shù)倍。在工廠中實際繞組圖通常用圓圖表示，見P139圖5-5在圓圖中，一個極相組用一短線表示，箭頭表示電勢（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，得a=1的疊繞組。由于疊繞組極相組間連接線較長，在極相組較多時浪費銅材，這時可采用波繞組。2、波繞組其特點是：兩個相鄰的線圈成波浪形前進，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，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號線圈起，則3號線圈一導(dǎo)體邊放在3號槽上層用實線表示，另一導(dǎo)體邊放在11號槽下層用虛線表示（Y1=8）然根據(jù)Y=18,3號線圈應(yīng)與21號線圈連接，其繞組展開圖如5-7所示每繞完一周后人為地前進或后退一個槽，才能使繞組繼續(xù)繞下去。本例后退一個槽?！峨姍C與變壓器》教案首頁第次課授課時間：年月日教案完成時間：年月日課程名稱《電機與變壓器》年級專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時2授課題目§5—3三相雙層繞組基本教材或參考書《電機與變壓器》中國勞動社會保障出版社、全國中等職業(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)重點與難點技能及知識點教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及主要內(nèi)容備注《電機與變壓器》教案首頁第次課授課時間：年月日教案完成時間：年月日課程名稱《電機與變壓器》年級專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時2授課題目§6—1單相異步電動機的工作原理及分類、§6—2單相電容（電阻）異步電動機基本教材或參考書《電機與變壓器》中國勞動社會保障出版社、全國中等職業(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機的工作原與單相電容（電阻）異步電動機機教學(xué)重點與難點單相異步電動機的工作原與單相電容（電阻）異步電動機機技能及知識點單相異步電動機的工作原與單相電容（電阻）異步電動機機教學(xué)方法講授作業(yè)和課后記教學(xué)附頁教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及主要內(nèi)容備注單相異步電動機是利用單相電源供電的一種小容量交流電動機。它具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維修方便等優(yōu)點，特別是可以直接用220v交流電源供電，所以得到廣泛應(yīng)用，例如風扇、洗衣機、冰箱、小型車床等。

單相異步電動機的不足之處是它與同容量的三相異步電動機相比較，體積較大，運行性能較差，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單相異步電動機的工作原理及分類一、脈動磁場的分解和合成

在三相異步電動機中曾講到，向三相繞組通人三相對稱交流電，則在定子與轉(zhuǎn)子的氣隙中會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。當電源一相斷開時，電動機就成了單相運行（也稱為兩相運行），氣隙中產(chǎn)生的是脈動磁場。單相異步電動機工作繞組通人單相交流電時，產(chǎn)生的也是一個脈動磁場，脈動磁場的磁通大小隨電流瞬時值的變化而變化，但磁場的軸線空間位置不變，因此磁場不會旋轉(zhuǎn)，當然也不會產(chǎn)生啟動力矩。但這個磁場可以用矢量分解的方法分成兩個大小相等（B1=B2）、旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場。兩個正、反向旋轉(zhuǎn)的磁場就合成了時間上隨正弦交流電變化的脈動磁場。

脈動磁場分解成兩個大小相等（B1=B2）旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場，這兩個旋轉(zhuǎn)磁場產(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，是順時針旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的，轉(zhuǎn)矩曲線幾是逆時針旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的。在n=0處，兩個力矩大小相等、方向相反，合力矩T=0，說明了缺相的三相異步電動機不會自行啟動的原因；在n≠0處，兩個力矩大小不相等、方向相反，但合力矩T≠0，從而也說明了運行中的三相異步電動機如缺相后仍會繼續(xù)轉(zhuǎn)動的原因。缺相運行的三相異步電動機工作的兩相繞組可能會流過超出額定值的電流，時間稍長會過熱損壞。從圖6一2中還可以看出，轉(zhuǎn)矩曲線Tl和幾是以原點對稱的，它們的合力矩T是用實線畫的曲線。說明單相繞組產(chǎn)生的脈動磁場是沒有啟動力矩的，但啟動后電動機就有力矩了,電動機正反向都可轉(zhuǎn)，向由所加外力方向決定。二、單相異步電動機的分類

為了獲得單相電動機的啟動轉(zhuǎn)矩，通常在單相電動機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），長期接通電源工作；另一套是動繞組（或稱為副繞組、輔助繞組），以產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩和固定電動機轉(zhuǎn)向，根據(jù)啟動方式不同，就有了以下幾種單相異步電動機：

(1）電阻分相式電阻啟動單相異步電動機，系列號為YU。

(2）電容分相式又可分為電容運行單相異步電動機，系列號為YY；電容啟動單相步電動機，系列號為YC；雙值電容單相異步電動機，系列號為YL

(3）罩極式單相罩極式異步電動機，系列號為YJ。2單相電容（電阻）異步電動機一、單相電容運行異步電動機

單相電容運行異步電動機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接近純電感負載，其電流ILZ相位落后電壓接近900；啟動繞組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。通過電容器使兩個支路電流的相位不同，所以也稱為電容分相。流過兩繞組的電流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，也會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，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。所以單相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生條件為：

(1）空間上有兩個相差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)生的磁動勢相等。

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

單相電容運行電動機結(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)；但啟動轉(zhuǎn)矩較小，多用于電風扇、吸塵器等電風扇的電動機結(jié)構(gòu)如圖6一5所示。

二、單相電容啟動異步電動機單相電容啟動異步電動機的結(jié)構(gòu)與單相電容運行異步電動機相似，但電容啟動異步電動機的啟動繞組中又串聯(lián)一個啟動開頭S，當電動機轉(zhuǎn)子靜止或轉(zhuǎn)速較低時，啟動開關(guān)S處于接通位置，啟動繞組和工作繞組一起接在單相電源上，獲得啟動轉(zhuǎn)矩。當電動機轉(zhuǎn)速達到80%左右的額定轉(zhuǎn)速時，啟動開關(guān)S斷開，啟動繞組從電源上切除，此時單靠工作繞組已有較大轉(zhuǎn)矩，拖動負載運行。由于啟動繞組只在啟動階段接入電源，設(shè)計時將啟動繞組的電流密度設(shè)計得比較高，達30—50A/mm2，大大超過工作繞組的4—8A/mm2。電容啟動電動機具有較大啟動轉(zhuǎn)矩（一般為額定轉(zhuǎn)矩的1.5—3.5倍），但啟動電流相應(yīng)增大，適用于重載啟動機械，例如小型空壓機、洗衣機、空調(diào)器等）。三、單相電阻啟動電動機單相電阻啟動電動機的結(jié)構(gòu)與單相電容啟動異步電動機相似，工作繞組LZ匝數(shù)多，導(dǎo)線較粗，可近似看成純電感負載；啟動繞組LF導(dǎo)線較細，又串聯(lián)啟動電阻R，可近似看成純電阻性負載，通過電阻來分開兩個支路的相位，所以也稱電阻分相。啟動時兩繞組同時工作，當轉(zhuǎn)速達到80%左右的額定值時，啟動開關(guān)斷開，啟動繞組從電源上切除。實際上許多電動機的啟動繞組沒有串聯(lián)電阻R，而是設(shè)法增加導(dǎo)線電阻，從而使啟動繞組本身就有較大的電阻。單相電阻啟動電動機與前兩種電動機比較，節(jié)約了啟動電容，具有中等啟動轉(zhuǎn)矩（一般為額定轉(zhuǎn)矩的1.2—2倍），但啟動電流較大。它在電冰箱壓縮機中得到廣泛應(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機c1為啟動電容，容量較大；C2為工作電容，容量較小。兩只電容并聯(lián)后與啟動繞組串聯(lián)，啟動時兩只電容器都工作，電動機有較大啟動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速上升到80％左右額定轉(zhuǎn)速后，啟動開關(guān)將啟動電容Cl斷開，啟動繞組上只串聯(lián)工作電容C2，電容量減少。因此雙值電容電動機既有較大的啟動轉(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)用于小型機床設(shè)備電容器在單相電動機中比較常用，一般選用金屬箔電容、金屬化薄膜電容，交流耐壓為250一630v.單相異步電動機的啟動開關(guān)主要有以下三種。

(l）離心開關(guān)它是較常用的啟動開關(guān)，一般安裝在電動機端蓋邊的轉(zhuǎn)子上。當電動機轉(zhuǎn)子靜止或轉(zhuǎn)速較低時，離心開關(guān)的觸頭在彈簧的壓力下處于接通位置；當電動機轉(zhuǎn)速達到一定值后，離心開關(guān)中的重球產(chǎn)生的離心力大于彈簧的彈力，則重球帶動觸頭向右移動，觸頭斷開.(2）電磁啟動繼電器它主要用于專用電動機上，如冰箱壓縮電動機等，有電流啟動型和電壓啟動型兩種類型。電流啟動型的工作原理，繼電器的線圈與工作繞組串聯(lián)，電動機啟動時工作繞組電流大，繼電器動作，觸頭閉合，接通啟動繞組。隨著轉(zhuǎn)速上升，工作繞組電流減少，當電磁啟動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，繼電器復(fù)位，觸頭斷開，切斷啟動繞組。(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)在電動機的啟動繞組上，如圖6一llb所示，室溫時PTC元件的電阻較低，啟動繞組接通，啟動繞組的電流也流過PTC元件，使PTC元件發(fā)熱升溫，其電阻也迅速增大，近似于切斷了啟動繞組。運行時啟動繞組仍有15mA左右的電流流過，以維持盯C元件的高阻狀態(tài)。停機后要相隔3min以上才能再次啟動，以便PTC元件降溫，減小電阻值?！峨姍C與變壓器》教案首頁第次課授課時間：年月日教案完成時間：年月日課程名稱《電機與變壓器》年級05中職綜合機電（5）專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時2授課題目§6—3單相罩極式異步電動機、§6—5單相異步電動機的反轉(zhuǎn)與調(diào)速基本教材或參考書《電機與變壓器》中國勞動社會保障出版社、全國中等職業(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機的工作原理及單相異步電動機的反轉(zhuǎn)與調(diào)速的方法原理教學(xué)重點與難點單相罩極異步電動機的工作原理及單相異步電動機的反轉(zhuǎn)與調(diào)速的方法原理技能及知識點單相罩極異步電動機的工作原理及單相異步電動機的反轉(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)附頁教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及主要內(nèi)容備注單相罩極式異步電動機罩極式異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生與上述電動機不同先來了解一下凸極式罩極電動機的結(jié)構(gòu)，如圖6一12所示。電動機定子鐵心通常由厚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。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的順序排列當勵磁繞組內(nèi)通人單相交流電時，磁場變化如下：

(l）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，未罩磁極部分磁通較密，如圖6一13a所示。

(2）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6一13b所示。

(3）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.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)子獲得啟動轉(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

罩極電動機的主要優(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：罩極電動機的主要缺點是啟動性能及運行性能較差，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，如計算機后面的散熱風扇、各種儀表風扇、電唱機等：

單相異步電動機的反轉(zhuǎn)與調(diào)速一、反轉(zhuǎn)

單相異步電動機反轉(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)。因為異步電動機的轉(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。

有的電容運行單相電動機是通過改變電容器的接法來改變電動機轉(zhuǎn)向的，如洗衣機需經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)，如圖6一18所示：當定時器開關(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，從而實現(xiàn)了電動機的反轉(zhuǎn)。這種單相異步電動機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、占槽數(shù)都應(yīng)相同。外部接線無法改變罩極式電動機的轉(zhuǎn)向，因為它的轉(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

單相異步電動機和三相異步電動機一樣，恒轉(zhuǎn)矩負載的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是較困難的：在風機型負載情況下，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，使加到電動機定子繞組上的電壓下降，從而將電動機轉(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．電動機繞組內(nèi)部抽頭調(diào)速

電動機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，從而改變電動機內(nèi)部氣隙磁場的大小，使電動機的輸出轉(zhuǎn)矩也隨之改變，在一定的負載轉(zhuǎn)矩下，電動機的轉(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上的交流電電壓，從而調(diào)節(jié)電動機的轉(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，大量用于風扇調(diào)速。4．變頻調(diào)速

變頻調(diào)速適合各種類型的負載，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?！峨姍C與變壓器》教案首頁第次課授課時間：年月日教案完成時間：年月日課程名稱《電機與變壓器》年級專業(yè)、層次中職教員專業(yè)技術(shù)職務(wù)學(xué)時2授課題目§6—4單相異步電動機的定子繞組基本教材或參考書《電機與變壓器》中國勞動社會保障出版社、全國中等職業(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機的定子繞組的組成及展開圖教學(xué)重點與難點單相異步電動機的定子繞組的組成及展開圖技能及知識點單相異步電動機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)附頁教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及主要內(nèi)容備注除凸極式結(jié)構(gòu)的罩極電動機采用集中繞組外，絕大部分的單相異步電動機定子繞組均采用分布式繞組，工作繞組和啟動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.單相異步電動機定子繞組從結(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單、滿槽率高等優(yōu)點而被大量使用，單層繞組可按需要采用同心繞組、鏈繞組或交叉繞組，但它的啟動性能和運行性能比雙層繞組要差。目前在許多單相異步電動機中采用“正弦繞組”，雖然工藝比較復(fù)雜，但能改善電動機的啟動、運行性能。

一、電阻啟動或電容啟動電動機定子繞組

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，啟動繞組占總槽數(shù)的1/3。啟動繞組匝數(shù)也較少，一般為工作繞組匝數(shù)的l/2一l/3，而且啟動繞組導(dǎo)線的橫截面積通常為工作繞組的1/2一1/3，因為啟動結(jié)束后，啟動繞組就斷開不工作，所以啟動繞組的電流密度設(shè)計得比較高。例6--1電容啟動單相異步電動機定子槽數(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即表明每個磁極占有6個槽，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，啟動繞組占的每極每相槽數(shù)q2為：槽當q不為整數(shù)時，稱為分數(shù)槽。由于分數(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（啟動繞組）600相帶、LZ2工作繞組）1200相帶、LF2（啟動繞組）600相帶。與三相電動機定子繞組一樣，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、電容運行電動機定子繞組

電容運行單相電動機因啟動繞組長期接在電源上，為了產(chǎn)生理想的旋轉(zhuǎn)磁場，啟動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。現(xiàn)舉例說明。

例6--2電容運行單相電動機定子槽數(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），虛線表示啟動繞組，組成交叉繞組形式的展開圖應(yīng)用相當廣泛的吊風扇一般均以電容運行單相異步電動機為動力，其特點是磁極極數(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的電容運行單相異步電動機工作繞組展開圖，它的啟動繞組結(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