電機與變壓器教案28

注：教案首頁，教案用紙由學校另行準備 湖南省勞動廳編制湖南省技工學校理論教學教案教師姓名：學科電機變壓器執(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的反轉(zhuǎn)與調(diào)速課的類型新授教學目的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。教學重點單相異步電動機的反轉(zhuǎn)與調(diào)速的方法教學難點單相罩極異步電動機的工作原理主要教學方法講授教具掛圖無教學環(huán)節(jié)時間分配1、組織教學時間23、講授新課時間702、復習導入時間84、歸納小結(jié)時間55、作業(yè)布置時間5教學后記[復習導入]1．脈動磁場的分解和合成2．單相異步電動機的分類3．單相電容運行異步電動機[講授新課]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雜，電動機和調(diào)速開關接線較多，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用，如變頻空調(diào)器等，它是交流調(diào)速