单相异步电动机的起动
教 案 首 页（宋体小四号字）任务五单相异步电动机的起动第几节项目三班 级1时 数4课时教 学 目 标1. 知识目标：熟悉单相异步电动机的起动方法。2. 了解单相异步电动机的工作原理，电路图。3. 能力目标：熟悉单相异步电动机各启动方法的特点，应用场合。3.情感目标：培养学生积极向上的学习态度，培养学生接受新知识的能力。教 学 内 容1. 分相式电动机的启动方法2. 罩极式电动机的启动方法教材分析重点通过自主探究，让学生掌握分相式电动机的启动方法，罩极式电动机的启动方法。难点对单相异步电动机的启动方法的掌握。教学方法问题引导 动画演示 案例教学教学准备多媒体 教 学 内 容教 学 设 计第一部分：导课v 本次主题：单相异步电动机的起动主题描述：起动方式：一、分相式电动机的起动 二、罩极式电动机的启动方法。解决问题：1.帮助学生了解分相式电动机的起动方法，原理。2、帮助学生了解罩极式电动机的起动方法，原理。3.帮助学生建立把理论与实践结合起来的抽象思维方式。第二部分：授课第 一 课 时一、分相式电动机单相电容运行异步电动机电路图 如图3-15所示。图3-15 单相电容运行异步电动机电路图结构特点定子铁心上嵌放两套绕组，绕组的结构基本相同，空间位置上互差90°电角度，工作绕组LZ接近纯电感负载，其电流ILZ 相位落后电压接近90°电角度；起动绕组LF上串接电容器，合理选择电容值，使串联支路电流ILF超前ILZ的相位90°。工作原理两相旋转磁场的产生条件：如图3-16所示。空间上有两个相差90°电角度的绕组；通入两绕组的电流在相位上相差90°，两绕组产生的磁动势相等。图3-16 两相旋转磁场的产生a)电流波形图 b)旋转磁场笼型转子在旋转磁场中，感应出电流，感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩，并驱动转子沿旋转磁场方向异步转动。运行特点结构简单，使用维护方便，堵转电流小，有较高的效率和功率因数。但起动转矩较小，多用于电风扇、吸尘器等。图3-14 单相异步电动机的机械特性曲线图中转矩曲线是顺时针旋转磁场产生的；转矩曲线是逆时针旋转磁场产生的，是与的合力矩。当时，,起动转矩。当 (通入单相交流电的同时，使转子正向转动一下)，。与方向一致，就能使转子稳定运行。当时，电动机转速接近同步转速，T=0。因此单相异步电动机同样不能达到同步。当（通入单相交流电的同时，使转子反向转到一下），。与方向一致，同样能反向稳定运行。单相异步电动机产生的脉动磁场是没有起动力矩的，但起动后电动机就有力矩了，两个方向都可以旋转，究竟朝哪个方向旋转，由所加外力的方向决定。第 二 课 时单相电容起动异步电动机1.电路图 如图3-17所示。 图3-17 单相电容起动异步电动机电路图结构特点单相电容起动异步电动机的结构，与单相电容运行异步电动机相类似，但电容起动异步电动机的起动绕组中将串联一个起动开关S。工作原理 当电动机转子静止或转速较低时，起动开关S处于接通位置，起动绕组和工作绕组一起接在单相电源上，获得起动转矩。当电动机转速达到额定转速的80%左右时起动开关S断开，起动绕组从电源上切断，此时单靠工作绕组已有较大转矩，驱动负载运行。运行特点具有较大起动转矩（一般为额定转矩的1.53.5倍），但起动电流相应增大，适用于重载起动的机械，如小型空压机、洗衣机、空调器。第 三 课 时单相电阻起动异步电动机电路图：如图3-18所示。 图3-18 单相电阻起动异步电动机电路图结构特点工作绕组L2匝数多，导线较粗，可近似看成纯电感负载，起动绕组LF导线较细，又串有起动电阻R，可近似看成纯电阻负载，通过电阻来分开两个支路电流的相位。工作原理起动时，工作绕组、起动绕组同时工作。当转速达到额定值的80%左右时，起动开关断开，起动绕组从电源上切断。在实际中许多电动机的起动绕组中没有串联电阻，而是设法增加导线电阻，从而使起动绕组本身就有较大的电阻。运行特点具有中等起动转矩（一般为额定转矩的1.22.2倍），但起动电流较大，在电冰箱压缩机中得到广泛的应用。第 四 课 时双值电容单相异步电动机电路图 如图3-19所示。 图3-19 双值电容单相异步电动机电路图结构特点C1为起动电容，容量较大，C2为工作电容，容量较小。两只电容并联后与起动绕组串联。工作原理起动时两只电容器都工作，电动机有较大的起动转矩，转速上升到80%左右额定转速后，起动开关将起动电容C1断开，起动绕组上只串联工作电容C2，电容量减少。运行特点既有较大的起动转矩（约为额定转矩的22.5倍），又有较高的效率和功率因数，广泛用于小型机床设备。二、罩极式电动机结构特点罩极式电动机的主要优点是结构简单，制造方便，成本低，运行时噪声小，维护方便。按磁极形式的不同可分为凸极式和隐极式两种，其中凸极式结构较为常见。如图3-20所示。 电动机定子铁心通常由0.5mm厚的硅钢片叠压而成，每个磁极极面的1/3处开有小槽，在极柱上套上铜制的短路环，就好像把这部分磁极罩起来一样，所以称罩极式电动机。励磁绕组套在整个磁极上，必须正确连接，以使其上下刚好产生一对磁极。如果是四极电动机，则磁极极性应按N、S、N、S的顺序排列。图3-20 凸极式分相罩极电动机的结构1-短路环 2-凸极式定子铁心 3-定子绕组 4-转子工作原理 当励磁绕组内通入单相交流电，磁场变化如下：当电流由零开始增大时，则电流产生的磁通也随之增大，但在被铜环罩住的一部分磁极中，根据楞次定律，变化的磁通将在铜环中产生感应电动势和电流，并阻止磁通的增加，从而使被罩磁极中的磁通较疏，未罩磁极中的磁通较密，如图3-21a）所示。当电流达到最大值时，电流的变化率近似为零，电流产生的磁通虽然最大，但基本不变。这时铜环中基本没有感应电流产生，铜环对整个磁极的磁场无影响，因而整个磁极中的磁通均匀分布，如图3-21b）所示。当电流由最大值下降时，则电流产生的磁通也随之下降，铜环中又有感应电流产生，以阻止被罩磁极部分中磁通的减小，因而被罩部分磁通较密，未罩部分磁通较疏，如图3-21c）所示。 从以上分析可以看出，罩极电动机磁极的磁通分布在空间上是移动的，由未罩部分向被罩部分移动，好似旋转磁场一样，从而使笼型结构的转子获得起动转矩，并且也决定了电动机的转向是由未罩部分向被罩部分旋转。其转向是由定子的内部结构决定的，改变电源接线不能改变电动机的转向。图3-21 罩极电动机中磁场分布a)电流增加 b)电流接近不变时 c)电流减少时 第三部分：总结与拓展（总结：这节课的课堂小结。拓展：课后作业）1. 分相式电动机的启动方法2. 罩极式电动机的启动方法一、情境设计：二、方法设计三、过程设计：第一部分：导课第二部分：授课第三部分：总结与拓展步骤:1步骤:2步骤:1步骤:2四、引导疑问（下节课要讲的问题）五、修改或备忘：（空着不填）说明：此版式的字体为宋体，五号字，小标题加粗，页面设置：页边距上下左右均为20毫米，页眉页脚均为10毫米，行距为固定值20榜。）
