三相异步电动机旋转磁场的产生 教案

寿光市职业教育中心学校职场导学

教学设计

课程名称：电工电子技术与技能

课题：三相异步电动机旋转磁场的产生

主讲教师：杨倩

日期：2018.03.07

寿光市职业教育中心学校职场导学教学设计（专业课参考）

2

任务

实施

步

骤

1

回顾三相异步电动机的基本结

构，提问：

（1）三相异步电动机的基本结构

有哪些？

（2）各部分的作用是什么？

引导同学回顾之前所学内容：

（1）三相异步电动机的基本结构有

哪些？

（2）各部分的作用是什么？

接下来我们先来分析一下电动机

的工作原理。旋转磁场是本章学习

的关键。理解电动机的工作原理，

首先应重点掌握旋转磁场的产

生、旋转磁场极对数、旋转磁场

的转速以及旋转磁场的转向。

步

骤

2

掌握三相异步电动机旋转磁

场的产生条件。

一、旋转磁场的产生条件

1、首先给三相异步电动机的三相

绕组通入三相交流电，所通的三相电

流的有效值相等，频率相等，相位彼

此相差120°，如下图。

2、下图（a）是三相异步电动机定子

绕组的空间分布，（b）图是绕组的联

结。

步

骤

3

根据老师的讲解，学会分析

三相电流通过三相绕组，在

wt=0°时所产生的合成磁场的情

况。

二、旋转磁场的原理

1、研究旋转磁场的产生，关键是分析

三相电流通过三相绕组时，在不同时

刻所产生的合成磁场的情况。

2、规定：

（1）电流的正方向：

首端流入，尾端流出为正方向；反

之，则为负方向。

（2）电流垂直纸面：

电流流入画×，电流流出画·。

3、讲解wt=0°时的合成磁场情况。

步骤4

每组同学根据老师讲解分析

讨论不同时刻的合成磁场的情

况。

分析完，每组派一个同学上

黑板画出不同时刻的合成磁场情

况。

小组活动：

五小组分别分析，wt=60°、

wt=90°、wt=180°、wt=270°和

Wt=360°时的合成磁场的情况。

步骤5

每组同学讲解自己的分析过

程，老师点评。

每组同学讲解自己的分析过程，

老师点评。

根据之前的结果，观察一下旋转磁场

连续变化的过程。

3 任务

总结

任

务

展

示

（1）定子绕组不同时刻的合成

磁场情况。

（2）分析旋转磁场的产生。

总结三相异步电动机旋转磁场产

生的条件和原理。

任

务

拓

展

想想练练：当磁极对数p=2时定子

绕组任意时刻的合成磁场情况是

怎样的？

思考一下，当磁极对数p=2时定

子绕组任意时刻的合成磁场情况是怎

样的？

学

习

小

结

三相异步电动机：

（1）旋转磁场产生的条件。

（2）旋转磁场的原理。

三相异步电动机：

（1）旋转磁场产生的条件。

（2）旋转磁场的原理。

布置作业《学海领航》高考试题回放教学反思

三相异步电动机的教学设计

《三相异步电动机的工作原理》教学设计 一、教材与教学分析 1、 三相异步电动机在教材中的地位 根据新课程标准，三相异步电动机的结构和工作原理在专业基础课中占有非常重要的地位，并为后续专业课程PLC 、拖动等提供理论基础。 2、 教学任务分析 （1）知道旋转磁场的形成过程 （2）能够说出电动机转子的转动原理 （3）培养学生观察、分析、归纳问题的能力 3、教学重点与难点 重点：旋转磁场的形成，电动机的转动原理 难点：旋转磁场的形成 二、教学方法 小组合作、探究学习模式 三、学习过程设计 [板书]黑板上先画好定子绕组的排放图。 [复习] [投影] 1 （实物演示） 介绍定子和转子部分 [过渡] [投影] 2 [投影] （鼠笼式三相异步电动机的结构）由图中可以看出鼠笼式三相异步电动机由铜条转子和短路环两部分组成，大家要特别注意导条两端的短路环，它的存在使转子绕组形成了闭合回路。 [引入]从能量转换的角度来看，电动机是将电能转换为机械能的动力设备，那么，当电动机通入三相交流电源后，转子是如何转动起来的呢？本节课我们就来学习三相异步电动机的工作原理。 [板书]三相异步电动机的工作原理 [实物演示]组组成，各相绕组结构和形状相同，在空间位置上彼此相差（提问学生） [板书] 三相异步电动机的定子绕组排放在黑板图中标出。 [投影]三相对称电流i1、i2、i3波形如图所示。 [投影]将三相对称电流i1、i2、i3分别通入三相定子绕组U1U2、V1V2和W1W2中。 [板书] i1 U1U2 i2 V1V2 i3 W1W2 [投影]并规定：电流的瞬时值为正，表示电流从绕组始端流入，末端流出。电流的瞬时值为负，表示电流从绕组末端流入，始端流出。 [过渡]分别选取wt=0，wt=π/2，wt=π，wt=3π/2，wt=2π 5个特殊点进行分析。 当wt=0时，i1=0，i2<0，i3>0，所以定子绕组U1U2中没有电流通过，V1V2中电流从末端V2流入，从首端V1流出，而W1W2中电流从首端流入，从末端流出。 [板书]wt=0时，定子绕组中电流的流向如图所示（在黑板上图中标出）。 [过渡]判断出的磁场方向为，W1、V2的磁场方向为顺时针方向，W2、V1的磁场方向为逆时针方向。 [板书]将各绕组产生的磁场方向标示于黑板图中。

普通三相异步电动机与变频电动机的区别

普通三相异步电动机与变频电动机的区别 普通的三相异步电动机可以用变频器驱动吗 普通的三相异步电动机与变频调速的三相异电动机有何区别 普通异步电机与变频电机的区别——普通异步电动机都是按恒频恒压设计的，不可能完全适应变频调速的要求。 以下为变频器对电机的影响： 1、电动机的效率和温升的问题 不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。据资料介绍，以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为：2u+1（u为调制比）。 高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜（铝）耗。因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%~20%。 2、电动机绝缘强度问题 目前中小型变频器，不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。 3、谐波电磁噪声与震动 普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。 4、电动机对频繁启动、制动的适应能力 由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动创造了条件，因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。 5、低转速时的冷却问题 首先，异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较底时，电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次，普通异步电动机在转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比例减小，致使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实现恒转矩输出。

(完整版)三相异步电动机练习题及答案.doc

1 电动机分为（交流电动机）（直流电动机），交流电动机分为（同步电动机）（异步电动机）异步电动机分为（三相电动机）（单相电动机） 2电动机主要部件是由（定子）和（转子）两大部分组成。此外，还有端盖、轴承、风扇等 部件。定子铁心：由内周有槽的（硅钢片）叠成三相绕组，机座：铸钢或铸铁。 3根据转子绕组结构的不同分为：（笼型转子转子）铁心槽内嵌有铸铝导条，（绕线型转子）转子铁心槽内嵌有三相绕组。 4笼型电机特点结构简单、价格低廉、工作可靠；（不能人为）改变电动机的机械特性。绕线 式转子电机特点结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子（外加电阻可人为改变）电动 机的机械特性。 5分析可知：三相电流产生的合成磁场是一（旋转的磁场），即：一个电流周期，旋转磁场在空 间转过（360°）旋转磁场的旋转方向取决于（三相电流的相序），任意调换两根电源进线则旋 转磁场（反转）。 6若定子每相绕组由两个线圈（串联），绕组的始端之间互差（60°），将形成（两对）磁 极的旋转磁场。旋转磁场的磁极对数与（三相绕组的排列）有关。旋转磁场的转速取决于磁 场的（极对数）。 p=1 时 (n0=60f 1)。旋转磁场转速n0 与（频率f1）和（极对数p）有关。 7 旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为（转差率S）异步电动机运行中S=（ 1--9）％。 8 一台三相异步电动机，其额定转速 n=1460 r/min ，电源频率 f1=50 Hz 。试求电动机在额定负载 下的转差率。 解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：n0=1500 r/min ,即 s n0 n 100% 1500 1460 100% 2.7% n0 1500 9 定子感应电势频率 f 1 不等于转子感应电势频率 f 2。 10 电磁转矩公式 sR2 U 12 T K ) 2 R2 (sX 20 2 2 由公式可知 :1. T 与定子每相绕组电压 U 成（正比）。 U 1 ↓则 T↓ 。 2.当电源电压 U1 一定时， T 是 s 的函数 , 3. R2 的大小对T 有影响。绕线式异步电动机可外接电阻来改变（转子电阻R2 ），从而改变转距。 11 三个重要转矩：(1) ( 额定转矩 TN) 电动机在额定负载时的转矩(2) (最大转矩Tmax) 电机带动最大负载的能力,(3) ( 起动转矩Tst)电动机起动时的转矩。 12 如某普通机床的主轴电机(Y132M-4 型 ) 的额定功率为7.5kw, 额定转速为1440r/min, 则额定转矩为（T P N 9550 7 . 5 N . m ）。 N 9550 49 . 7 n N 1440 13 转子轴上机械负载转矩T2 不能（大于 Tmax ），否则将造成堵转(停车 )。 过载系数 (能T m ax 一般三相异步电动机的过载系数为 1.8 ~ 2.2 T N 力 ) 14 K st T st 启动条件（ Tst>TL ）否则电动机不能启动，正常工作条 起动能力 T N 件：所带负载的转矩应为（TL

《三相异步电动机的正反转控制线路》教学设计

专业资料 《三相异步电动机的正反转控制线路》 教学设计

课题：三相异步电动机的正反转控制线路 授课班级：电子中职高一年级下学期 授课时间：2014年4月11日星期五 授课教材： 中国劳动社会保障出版社《电力拖动控制线路与技能训练》 教材分析： 《三相异步电动机的正反转控制线路》这节内容选自第二单元课题三“三相异步电动机的正反转控制线路”第二部分。 正反转控制在现代化生产中属于绝对不可缺少的生产控制环节，如机床工作台的前进与后退、万能铣床主轴的正传与反转、起重机的上升与下降等。它在电动机的基本控制中，前面与电动机的正转控制紧密相连，后面与位置控制、顺序控制、多地控制、启动控制、制动控制等密切相关，对今后进一步进行电工技能实训及培养学生的实际动手操作能力起着举足轻重的作用。 教学目标： 知识与技能: 1）理解三相异步电动机三种正反转控制线路； 2）掌握三相异步电动机正反转的工作原理。 过程与方法： 1）通过分析三种控制电路的渐进过程，培养学生的识图能力以及比较分析和归纳总结的能力。 2）通过引导学生分析工作原理、培养和训练学生综合分析电路的能力。 情感态度与价值观： 培养学生严谨认真的职业工作态度。增强学生发现问题、认识问题、解决问题。 教学重点： 1）接触器联锁的正反转控制线路的组成与工作原理 2）对控制线路的每个元件都要明确其位置和作用。 教学难点： 1）如何改变三相电源相序。 2）引导学生思考如何实现双重联锁。 教法： 提问、启发引导法（重点）：先不给出线路图，在教师的步步启发下，学生积极思考，由师生共同画出接触器联锁的正反转控制线路图。这样，便于学生掌握线路的组成与工作原理。

三相旋转磁场

12131057 陈管杰 三相旋转磁场 【实验目的】 了解磁场的叠加性，电磁感应及电动机原理。 【操作与现象】 1．打开电源开关，给三对线圈通以380伏交流电，先将一个钢球放入磁场中心，观察其转动情况； 2. 放入另一个钢球，观察两个钢球转动和相互作用的情况； 3. 实验结束，定时器将自动关闭电源。 【实验原理】 定子有三个线圈绕组，接通电源后，在绕组中有对称的三相电流流过（“对称”是指各相电流的幅值相等，相位差为120°），三对线圈通以交流电后产生旋转磁场，金属球在旋转磁场中发生电磁感应产生涡流。 三相旋转磁场 图29-2 各相电流随时间变化的曲线和向量图

这三个相位不同的变化电流感应在定子中心产生的 磁场有下列关系： ()j t B B m A +=0sin ω ()()?-??-=30sin 30cos 120sin j i t B B m B ω ()()?-?-?-=30sin 30cos 240sin j i t B B m C ω 则合成的磁场为三者的矢量和，即 ()2 sin cos 3t j t i B B B B B m C B A ωω+-=++= 在直角坐标系中，B 的方向为t tg ω-。可见B 是一个旋转的磁场，它以角速度ω在平面内旋转，即合成了一个旋转磁场，以三相交流电频率ω旋转。因此放入两个钢球后，两个钢球相当于两个转子，旋转磁场切割转子导体，使转子产生感应电流，再由感应电流产生力矩，其方向同旋转磁场。若两个小球被同相磁极磁化，则会产生排斥分开；被异相磁极磁化则分相互吸引，由于三相磁场方向的不断变化，实验中会观察到两个小钢球不断地合拢与分开。 【注意事项】 易受磁场作用的物品要远离仪器。 【应用实例】 三相异步电动机中就有旋转磁场，是电能和转动机械能之间相互转换的基本条件。 图29-3 磁场的向量图

82阵列永磁体产生旋转磁场的机理及实验

阵列永磁体产生旋转磁场的机理及实验 张炜 （浙江大学宁波理工学院 315100） 摘要：诊疗微机器人外磁主动驱动是一种可行的重要的驱动方式，而如何产生合适的外部磁 场是一个比较复杂的问题。相对于目前常用的通过电磁线圈组合产生驱动磁场方式，本文提 出了一种新的简单可行的永磁体组合产生旋转磁场方法，即圆周阵列永磁体并将其调整到对 应的初始方位角后，同步转动在阵列中心区域产生旋转磁场，作为微机器人的主动驱动场。 对于阵列中心区域的磁感应强度分布，本文作了理论分析和数值计算，并搭建了实验台。实 验表明，采用边长为50mm高为18mm的钕铁硼永磁体阵列，阵列数为6，阵列直径为275mm 时，可以在±50×±50×±20mm3阵列中心区域可以产生一个大小120Gs均匀磁场，该磁场与 永磁体同步旋转但是方向相反。这种新的磁场产生方法可以用于微机器人特别是诊疗微机器 人的驱动，具有广泛的应用前景。 关键字：永磁体、阵列、旋转磁场、驱动 1前言 目前，人体诊疗机器人的发展方向是功能化和主动运动[1, 2]。从主动运动角度而言，微机器人的能量获取是关键问题之一，内置能量单元是一种解决方式，但是随着微机器人的体积越来越小，留给内置能量单元的空间也越来越有限了，从而利用体外能量场特别是电磁场对诊疗微机器人运动进行主动控制越来越受到重视。 对于体内诊疗微机电系统，外部磁场驱动是一种非常有前景的驱动方式。对于体内微机器人而言，外部磁场驱动方式主要包括直接拖动、周期振荡驱动、旋转驱动等。简晓云[3]提出使用亥姆霍兹线圈以及麦克斯韦对的组合线圈形成强度梯度的磁场直接拖动诊疗机器人。张永顺等人[4, 5]提出了基于振动原理的外磁场控制微机器人行走的技术。Sendoh等人[6-9]使用正交的三轴亥姆霍兹线圈通电在其线圈内部合成一个旋转磁场。在随后的研究中，Sendoh等人使用磁沾射方法对更加微小的螺旋机构表面进行磁化，并在较大雷诺数范围的液体中进行了实验。为了驱动的平稳性以及可控性，要求外部磁场必须是均匀的，而且易于调节方向等。 目前，通常利用组合线圈在其内部区域得到所需要的磁场，这时直流线圈发热将消耗一大部分能量。作者[10-13]提出了外部旋转磁场驱动胶囊微机器人的方法，本文讨论旋转磁场的产生，将采用永磁体组合产生磁场，提出一种新的旋转磁场产生方法，即通过永磁体圆周阵列并且同步转动在阵列中心区域产生旋转磁场。 2永磁体圆周阵列方法 下面给出阵列方法，首先约定永磁体与阵列平面之间的方位，然后给出永磁体具体的配置方法。 2.1永磁体与阵列面方位约定 图1规定阵列永磁体磁化方向、阵列平面以及永磁体自转中心三者关系，取阵列平面垂直于纸面，永磁体磁化方向的中心线处于阵列平面上，而永磁体的自转中心线垂直于阵列平面，并且上述两条中心线通过体积中心点。 图1 阵列永磁体磁化方向、阵列平面以及永磁体自转中心三者关系示意图 Fig.1 Relationships of the array plane, magnetized direction, and self-rotating axis of each permanent magnet 2.2圆周阵列永磁体的布置 下面说明圆周阵列（圆周半径为r0）的n个永磁体的布置方法及步骤，如图2.a所示： 1.建立固定的全局坐标系oxyz，以及随永磁体转动的局部坐标系o i x i y i z i，(i=1,2,?,n)，两类坐标系x轴均

三相异步电动机旋转磁场的产生 教案

寿光市职业教育中心学校职场导学 教学设计 课程名称：电工电子技术与技能 课题：三相异步电动机旋转磁场的产生 主讲教师：杨倩 日期：2018.03.07

寿光市职业教育中心学校职场导学教学设计（专业课参考）

2 任务 实施 步 骤 1 回顾三相异步电动机的基本结 构，提问： （1）三相异步电动机的基本结构 有哪些？ （2）各部分的作用是什么？ 引导同学回顾之前所学内容： （1）三相异步电动机的基本结构有 哪些？ （2）各部分的作用是什么？ 接下来我们先来分析一下电动机 的工作原理。旋转磁场是本章学习 的关键。理解电动机的工作原理， 首先应重点掌握旋转磁场的产 生、旋转磁场极对数、旋转磁场 的转速以及旋转磁场的转向。 步 骤 2 掌握三相异步电动机旋转磁 场的产生条件。 一、旋转磁场的产生条件 1、首先给三相异步电动机的三相 绕组通入三相交流电，所通的三相电 流的有效值相等，频率相等，相位彼 此相差120°，如下图。 2、下图（a）是三相异步电动机定子 绕组的空间分布，（b）图是绕组的联 结。 步 骤 3 根据老师的讲解，学会分析 三相电流通过三相绕组，在 wt=0°时所产生的合成磁场的情 况。 二、旋转磁场的原理 1、研究旋转磁场的产生，关键是分析 三相电流通过三相绕组时，在不同时 刻所产生的合成磁场的情况。 2、规定： （1）电流的正方向： 首端流入，尾端流出为正方向；反 之，则为负方向。 （2）电流垂直纸面： 电流流入画×，电流流出画·。 3、讲解wt=0°时的合成磁场情况。

步骤4 每组同学根据老师讲解分析 讨论不同时刻的合成磁场的情 况。 分析完，每组派一个同学上 黑板画出不同时刻的合成磁场情 况。 小组活动： 五小组分别分析，wt=60°、 wt=90°、wt=180°、wt=270°和 Wt=360°时的合成磁场的情况。 步骤5 每组同学讲解自己的分析过 程，老师点评。 每组同学讲解自己的分析过程， 老师点评。 根据之前的结果，观察一下旋转磁场 连续变化的过程。 3 任务 总结 任 务 展 示 （1）定子绕组不同时刻的合成 磁场情况。 （2）分析旋转磁场的产生。 总结三相异步电动机旋转磁场产 生的条件和原理。 任 务 拓 展 想想练练：当磁极对数p=2时定子 绕组任意时刻的合成磁场情况是 怎样的？ 思考一下，当磁极对数p=2时定 子绕组任意时刻的合成磁场情况是怎 样的？ 学 习 小 结 三相异步电动机： （1）旋转磁场产生的条件。 （2）旋转磁场的原理。 三相异步电动机： （1）旋转磁场产生的条件。 （2）旋转磁场的原理。 布置作业《学海领航》高考试题回放教学反思

三相交流电产生的旋转磁场

三相交流电产生的旋转磁场 Three-phase Rotating Magnetic Field 应用最广泛的电动机就是三相交流电动机，三相交流电动机是用三相交流电产生的旋转磁场来带动电机转子旋转的。 三相交流电由A、B、C三相组成，按每个交流周期360度算，每相间距120度，下面是三相交流电波形图，黄色为A相波形，绿色为B相波形，红色为C相波形，我国使用的三相交流电频率是50赫兹。 图1--三相交流电波形图 三相交流电通过三相绕组来产生旋转磁场，三相绕组由三个嵌在电动机定子铁芯上的线圈组成，下面是一个三相交流电动机模型的定子，在定子内圆有6个嵌线槽，分别嵌有A、B、C三相线圈，三个线圈按120度分布，黄色线框AX是A相线圈，绿色线框BY是B相线圈，红色线框CZ是C相线圈。线框的A、B、C端为线圈入端，X、Y、Z端为线圈出端。

图2--三相绕组示意图 在三个线圈通上三相交流电后，在定子铁芯中间会形成一个旋转磁场，下图展示三相交流电与旋转磁场的动画截图。在A相线圈端口输入的是A相电流IA，在端口有箭头标明电流的方向；在B相线圈端口输入的是B相电流IB，在端口有箭头标明电流的方向；在C相线圈端口输入的是C相电流IC，在端口有箭头标明电流的方向。在定子铁芯中间有A 相电流形成的黄色磁场箭头，其长度代表磁场强度，指向为磁场的方向；同样绿色与红色箭头分别代表B相与C相的磁场强度与方向；紫蓝色的箭头是A、B、C三相的合成磁场，其长度代表磁场强度，指向为磁场的方向。在动画中可看到三相电流的变化、三相磁场的变化及合成的旋转磁场。 这里展示五幅截图，以A相起点为0度，图3是0度时的截图：

三相异步电机正反转控制教案.

《三相异步电动机按钮、接触器双重联锁正反转控制线路》教案教 师系（部） 任教 班级 （高、 中）职中职教学地点 课 时 课题三相异步电动机按钮、接 触器双重联锁正反转控制 线路 课型 理实 一体 化 教材及出版社《电工电子技术训练》高等教育出版社 教材分析 三相异步电动机的按钮、接触器双重联锁正反控制线路是《电工电子技术训练》一书中项目六中的重点内容。三相异步电动机的按钮、接触器双重联锁正反转控制线路是在按钮联锁正反转控制电

路和接触器联锁正反转控制电路的基础上来讲解的，在教材中具有承上启下的作用。学好这一节对学习后面的工作台自动往返控制电路的安装至关重要。 学生分析 本内容的教学对象是五年制高职数控专业二年级学生，他们已经学习过正反转控制电路中的按钮联锁和接触器联锁的工作原理以及安装，对正反转控制电路有了一定的了解。 教学重点 双重联锁正反转控制线路的工作原理及特点。线路安装的工艺、技巧及检修方法等。 教学难点 线路检修方法及思路。通过典型故障，用举例法、示范法使学生树立

正确的维修思路，掌握常 用的检修方法。 教学 目标知识 掌握按钮、接触器双 重联锁正反转控制线路的 工作原理。 情感 培养学生严谨认真的职业工作态度。增强学生用辩证唯物主义观点来发现问题、认识问题、解决问题。 能力 掌握双重联锁正反转控制线路的正确安装和检修。 教学重点及突出重点的方法双重联锁正反转控制线路的工作原理及特点。线路安装的工艺、技巧及检修方法等。通过几个基本线路的观察、分析，作为学习按纽、接触器双重联锁正反转控制线路内容的突 破。 教学难线路检修方法及思

点及突出难点的方法路。通过典型故障，用举例法，演示法，实践法使学生树立正确的维修思路，掌握常用的检修方法，使整个教学过程融合在学生参与和交流之中，使学生在学习过程中感受到探索成功的乐趣。 教法及学法指导 总体教学构想突出三点，一是突出知识结构，二是绘图和识图，三是动手操作。将以往的读图发展成为识图、绘图、填图，说图，进而形成“启、绘、议、说、做”的五字教学模式。 课外作业 绘制双重联锁正反转控制线路的原理图、布置图、接线图？ 教学过程 教学过程主要教学内容及步骤时间分配引入【新课导入】新课导入

三相交流电动机旋转磁场

三相交流电动机的旋转磁场 应用最广泛的电动机就是三相交流电动机，三相交流电动机是用三相交流电产生的旋转磁场来带动电机转子旋转的。 三相交流电由A、B、C三相组成，按每个交流周期360度算，每相间距120度，下面是三相交流电的波形图，黄色为A相波形，绿色为B相波形，红色为C相波形，我国使用的三相交流电频率是50赫兹。 三相交流电通过三个线圈来产生旋转磁场，线圈嵌在定子铁芯上，下面是一个三相交流电动机模型的定子，在定子内圆有6个嵌线槽，分别嵌有A、B、C 三相线圈，三个线圈按120度分布，黄色是A相线圈，绿色是B相线圈，红色是C相线圈。

在三个线圈通上三相交流电后，在定子铁芯中间会形成一个旋转磁场，下图展示三相交流电与旋转磁场的动画截图。在A相线圈端口输入的是A相电流IA，在端口有箭头标明电流的方向；在B相线圈端口输入的是B相电流IB，在端口有箭头标明电流的方向；在C相线圈端口输入的是C相电流IC，在端口有箭头标明电流的方向。在定子铁芯中间有A相电流形成的黄色磁场箭头，其长度代表磁场强度，指向为磁场的方向；同样绿色与红色箭头分别代表B相与C相的磁场强度与方向；紫蓝色的箭头是A、B、C三相的合成磁场，其长度代表磁场强度，指向为磁场的方向。在动画中可看到三相电流的变化、三相磁场的变化及合成的旋转磁场。 这里展示四幅截图，以A相起点为0度，第1幅是是0度的截图： 第2幅是是105度的截图：

第3幅是是180度的截图：

第4幅是是255度的截图： 第5幅是是300度的截图：

交流电每变化一周磁场旋转一周，输入的三相交流电是50赫兹，产生的旋转磁场是每秒50周。 三相交流电与旋转磁场的动画见下载视频文件。 三相交流电与旋转磁场的动画还有用磁力线表示的动画，下图为其截图

第4章三相异步电动机基础教案.doc

安徽新闻出版职业技术学院教案 科目电机与拖动技术基础年级15 包装自动化技术 1 班任课教师付学敏第 4 章三相异步电动机 课 题 1、知识方面：了解三相异步电动机的基本结构、理解工作原理、电磁转矩和机械特教 性，理解起动、调速、制动方法。 学 2、德育方面：科学技术就是生产力。 目 3、技能方面：识别三相异步电动机的基本结构。 的 重三相异步电动机的感应电动式和磁动势 点三相异步电动机的工作原理 难三相异步电动机的工作特性 点 挂（ a）简化的三相绕组分布图 图（ b）按星形连接的三相绕组接通三相电源 或（ c）三相对称电流波形图 实（ d）两极绕组的旋转磁场 验 用 具 作 业

本 课 小 结 安徽新闻出版职业技术学院教师专用纸

导入：三相异步电动机结构简单、制造方便、坚固耐用、维护容易、运行效率高、工作特性好；和同容量的直流电动机相比，异步电动机的 重量约为直流电动机的一半，其价格仅为直流电动机的 l/3 左右；而且异步电动机的交流电源可直接取自电网，用电既方便又经济。所以大部 分的工业、农业生产机械，家用电器都用异步电动机作原动机，其单机容量从几十瓦到几千千瓦。我国总用电量的 2/3 左右是被异步电动机消耗掉 的。 教三相异步电动机的基本结构与工作原理 学过程一、基本结构 三相异步电动机主要是由定子部分（静止的）和转子部分（转动的）两大部分组成，定、转之间是空气隙。另外还有端盖、轴承、机座、风扇等部件。 （一）异步电动机的定子结构 异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的。 1.机座 异步电动机的机座主要是固定和支撑定子铁心和绕组。中小型电机 一般采用铸铁机座、大中型电机采用钢板焊接的机座。电机损耗变成的 热量主要通过机座散出，为了加强散热面积，机座外部有很多均匀分布 的散热筋。机座两端面上安装端盖，端盖支撑转子，保持定、转子之间 的气隙值。 2.定子铁心 定子铁心是电动机磁路的一部分，装在机座里。为了降低定子铁心 的铁损耗，定子铁心用厚的硅钢冲片叠成，硅钢片两面还应涂上绝缘漆，用以降低交变磁通在铁心中产生的涡流损耗。在定子铁心内圆上开有 槽，槽内放置定子绕组 ( 也叫电枢绕组 ) 。 3.定子绕组 异步电机的定子绕组是电动机电路部分。小型异步电动机定子绕组 通常由高强度漆包圆线绕成线圈嵌入铁心槽内；大、中型电机使用矩形 截面导线预先制成成型线圈，再嵌入槽内。每相绕组按一定规律连接，

《三相异步电动机 1》教案

《三相异步电动机》教案

转动；实际的电动机中不可能用手去摇动永久磁铁产生旋转的磁 场，而是通过其他方式产生旋转磁场，如在交流电动机的定子绕 组(按一定排列规律排列的绕组)通入对称的交流电，便产生旋转 磁场；这个磁场虽然看不到，但是人们可以感受到它所产生的效 果，与有形体旋转磁场的效果一样。通过这个实验，可以清楚地 看到，交流电动机的工作原理主要是产生旋转磁场。 三相交流电是怎样产生旋转磁场的呢？当3个绕组跟三相电 源接通后，绕组中便通过三相对称的交流电流i U、i V、i W，其波 形如图3.3图所示。现在选择几个特殊的运行时刻，看看三相电 流所产生的合成磁场是怎样的。这里规定：电流取正值时，是由 绕组始端流进(符号⊕)，由尾端流出(符号⊙)；电流取负值时， 绕组中电流方向与此相反。当ωt=ω t1=0，U相电流i U=0，V相 电流取为负值，即电流由V2端流进，由V1端流出；W相电流i W 为正，即电流从W1端流进，从W2端流出。在图3.3的定子绕组 图中，根据电生磁右手螺旋定则，可以判定出此时电流产生 的合成磁场如图3.3(a)所示，此时好像有一个有形体的永久磁铁 的N极放在导体U1的位置上，S极放在导体U2的位置上。 当ω t=ω t2=2时，电流已变化了1/3周期。此时刻i为正， 电流由U1端流入，从U2端流出，i V为零；i W为负，电流从W2 端流入，从W1端流出。这一时刻的磁场如图3.3(b)所示。磁场方 向较ωt=ωt1时沿顺时针方向在空间转过了120°。 分析三相 交流电是 怎样产生 旋转磁场

转子的旋转速度 转子的旋转速度一般称为电动机的转速，用n表示。根据前 面的工作原理可知，转子是被旋转磁场拖动而运行的，在异步电 动机处于电动状态时，它的转速恒小于同步转速n1，这是因为转 子转动与磁场旋转是同方向的，转子比磁场转得慢，转子绕组才 可能切割磁力线，产生感生电流，转子也才能受到磁力矩的作用。 假如有n = n1情况，则意味着转子与磁场之间无相对运动，转子 不切割磁力线，转子中就不会产生感生电流，它也就受不到磁力 矩的作用了。如果真的出现了这样的情况，转子会在阻力矩(来自 摩擦或负载)作用下逐渐减速，使得n

三相异步电动机的部分习题及答案.

5.1 有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50H Z ，满载时电动机的转差率为0.02求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。 n 0=60f/p S=(n -n)/ n =60*50/2 0.02=(1500-n)/1500 =1500r/min n=1470r/min 电动机的同步转速1500r/min.转子转速1470 r/min, 转子电流频率.f 2=Sf 1 =0.02*50=1 H Z 5.2将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调，此电动机是否会反转？为什么？ 如果将定子绕组接至电源的三相导线中的任意两根线对调,例如将B,C 两根线对调,即使B相遇C相绕组中电流的相位对调,此时A相绕组内的电流导前于C相绕组的电流2π/3因此旋转方向也将变为A-C-B向逆时针方向旋转,与未对调的旋转方向相反. 5.3 有一台三相异步电动机，其n N =1470r/min,电源频率为50H Z 。设在额定负载 下运行，试求： ①定子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ②定子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ③转子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ④转子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ⑤转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。 0 r/min 5.4当三相异步电动机的负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？

因为负载增加n 减小,转子与旋转磁场间的相对转速( n0-n)增加,转子导体被磁感线切割的速度提高,于是转子的感应电动势增加,转子电流特增加,.定子的感应电动使因为转子的电流增加而变大,所以定子的电流也随之提高. 5.5 三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？ 若电源电压降低, 电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变. 5.6 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。 试求：①线电压为380V 时，三相定子绕组应如何接法？ ②求n 0,p,S N ,T N ,T st ,T max 和I st ； ③额定负载时电动机的输入功率是多少？ ① 线电压为380V 时，三相定子绕组应为Y 型接法. ② T N =9.55P N /n N =9.55*3000/960=29.8Nm Tst/ T N =2 Tst=2*29.8=59.6 Nm T max / T N =2.0 T max =59.6 Nm I st /I N =6.5 I st =46.8A 一般n N =(0.94-0.98)n 0 n 0=n N /0.96=1000 r/min SN= (n 0-n N )/ n 0=(1000-960)/1000=0.04 P=60f/ n 0=60*50/1000=3 ③ η=P N /P 输入 P 输入=3/0.83=3.61 5.7 三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会如何变化？对电动机有何影响？ 电动机的电流会迅速增加,如果时间稍长电机有可能会烧毁.

旋转磁场原理————学生作业

旋转磁场的原理 电流激发磁场，磁感应强度的大小与电流成正比；交变电流激发交变磁场。 载流螺线管的磁场沿轴线方向。 电动机旋转磁场对应的物理模型 A 、C 、E 三对互成120°螺线管，接入三相对称交流电。（每对串联或并联） 磁场为三个交变磁场的叠加，三个磁场的方向互成120°，三个磁场的振幅相等，相位互差120°。 1.图示三个磁场的正方向。 2.根据A 的电流0A I I con t ω=，列表表示三个电流的相位。 时间 0 T/36 T/18 T/12 T/9 5T/36 T/6 A C E 3.列表表示三个磁场的磁感应强度的大小。 时间 0 T/36 T/18 T/12 T/9 5T/36 T/6 A C E 4.分别画出0，T/36，T/18，和T/12四个时刻的磁场叠加的矢量图，并计算叠加后磁感应强度的大小和方向，再将结果填入表中；根据对称性确定T/9 、5T/36和 T/6三个时刻的磁场的大小和方向。 时间 0 T/36 T/18 T/12 T/9 5T/36 T/6 磁场大小 磁场方向 计算36 T t = 时磁场的过程 画出此时的三个磁场的示意图。建立OXY 坐标系，Y 轴沿C 磁场的方向，X 轴垂直于C 磁场的方向。 三个磁感应强度在Y 轴的投影分别是：0.34cos60o 、0.98和0.64cos60o ； 在X 轴的投影分别是：0.34sin 60o -、0和0.64sin 60o 。 计算投影之和：0.34cos600.980.64cos600.98 1.5o o y B =++=? 0.34sin 6000.64sin 600.300.866o o x B =-++=? 计算磁感应强度大小 ： 2222 20.866(0.300.866)(0.98 1.5) 1.5[( )0.98]5 B =?+?=+ 1.50.9951B ==?， 所以： 1.50.9951 1.493 1.5B =?=≈，误差为：1.493 1.50.0051.5 -= 计算磁感应强度与Y 轴正向的夹角 ：0.98 1.5 cos cos0.9848100.9951 1.5 o arc arc ?=≈?

普通的三相异步电动机可以用变频器驱动吗

普通的三相异步电动机可以用变频器驱动吗？普通的三相异步电动机与变频调速的三相异步电动机有何区别？普通异步电机与变频电机的区别一一 普通异步电动机都是按恒频恒压设计的，不可能完全适应变频调速的要求。以下为变频器对电机的影响: 1、电动机的效率和温升的问题 不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。拒资料介绍，以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波 频率大一倍左右的高次谐波分量为：2u+1 （u为调制比）。 高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜（铝）耗。因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%?20%。 2、电动机绝缘强度问题 目前中小型变频器，不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动 机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。 3、谐波电磁噪声与震动 普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。 变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。 4、电动机对频繁启动、制动的适应能力 由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动创造了条件，因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。 5、低转速时的冷却问题 首先，异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较底时，电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次，普通异步电动机再转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比例减小，致使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实现恒转矩输岀。 6、电磁设计 对普通异步电动机来说，在设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。而变频电动机，由于临界转差率反比于电源频率，可以在临界转差率接近1时直接启动，因此，过载能力和启 动性能不在需要过多考虑，而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。方式一般如下：1）尽可能的减小定子和转子电阻。减小定子电阻即可降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增加 2）为抑制电流中的高次谐波，需适当增加电动机的电感。但转子槽漏抗较大其集肤效应也大，高次谐波铜耗也增大。因此，电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。

永磁同步电机原理

永磁同步电机原理、特点、应用详解 电机对于工农业来说至关重要，本文将会对电机的定义、分类、电机驱动的分类进行简介，并详细介绍永磁同步电机的原理、特点以及应用。 电机的定义 所谓电机，顾名思义，就是将电能与机械能相互转换的一种电力元器件。当电能被转换成机械能时，电机表现出电动机的工作特性；当电能被转换成机械能时，电机表现出发电机的工作特性。电机主要由转子，定子绕组，转速传感器以及外壳，冷却等零部件组成。 电机的分类 按结构和工作原理划分：直流电动机、异步电动机、同步电动机。 按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机。 交流电机还可分：单相电机和三相电机。 直流电动机按结构及工作原理可划分：无刷直流电动机和有刷直流电动机。 有刷直流电动机可划分：永磁直流电动机和电磁直流电动机。 电磁直流电动机划分：串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。 永磁直流电动机划分：稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钻永磁直流电动机。 按结构和工作原理划分：可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机。 同步电机可划分：永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。 异步电机可划分：感应电动机和交流换向器电动机。 感应电动机可划分：三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。 交流换向器电动机可划分：单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。 按起动与运行方式划分：电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。 按用途划分：驱动用电动机和控制用电动机

永磁同步电机 所谓永磁，指的是在制造电机转子时加入永磁体，使电机的性能得到进一步的提升。而所谓同步，则指的是转子的转速与定子绕组的电流频率始终保持一致。因此，通过控制电机的定子绕组输入电流频率，电动汽车的车速将最终被控制。而如何调节电流频率，则是电控部分所要解决的问题。 永磁同步电动机的特点 永磁电动机具有较高的功率/质量比，体积更小，质量更轻，比其他类型电动机的输出转矩更大，电动机的极限转速和制动性能也比较优异，因此永磁同步电动机已成为现今电动汽车应用最多的电动机。但永磁材料在受到振动、高温和过载电流作用时，其导磁性能可能会下降，或发生退磁现象，有可能降低永磁电动机的性能。另外，稀土式永磁同步电动机要用到稀土材料，制造成本不太稳定 永磁同步电机与异步电机 除了永磁同步电机，异步电机也因特斯拉的使用而被广泛关注。与同步电机相比起来，电机转子的转速总是小于旋转磁场（由定子绕组电流产生）的转速。因此，转子看起来与定子绕组的电流频率总是“不一致”，这也是其为什么叫异步电机的原因。 相比于永磁同步电机，异步电机的优点是成本低，工艺简单；当然其缺点就是其功率密度与转矩密度要低于永磁同步电机。而特斯拉Models为何选用异步电机而不是永磁同步电机，除了控制成本这个主要原因之外，较大的Models车体能够有足够空间放的下相对大一点的异步电机，也是一个很重要的因素。 永磁同步电动机怎样产生动力？ 在交流异步电动机中，转子磁场的形成要分两步走：第一步是定子旋转磁场先在转子绕组中感应出电流；第二步是感应电流再产生转子磁场。在楞次定律的作用下，转子跟随定子旋转磁场转动，但又“永远追不上”，因此才称其为异步电动机。如果转子绕组中的电流不是由定子旋转磁场感应的，而是自己产生的，则转子磁场与定子旋转磁场无关，而且其磁极方向是固定的，那么根据同性相斥、异性相吸的原理，定子的旋转磁场就会拉动转子旋转，并且使转子磁场及转子与定子旋转磁场“同步”旋转。这就是同步电动机的工作原理。 根据转子自生磁场产生方式的不同，又可以将同步电动机分为两种： 一是将转子绕组通上外接直流电（励磁电流），然后由励磁电流产生转子磁场，进而使转子与 定子磁场同步旋转。这种由励磁电流产生转子磁场的同步电动机称为励磁同步电动机。 二是干脆在转子上嵌上永久磁体，直接产生磁场，省去了励磁电流或感应电流的环节。这种由永久磁体产生转子磁场的同步电动机，就称为永磁同步电动机。

普通三相异步电动机与变频电动机的区别

普通三相异步电动机与变频电动机的区别 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

普通三相异步电动机与变频电动机的区别 普通的三相异步电动机可以用变频器驱动吗？ 普通的三相异步电动机与变频调速的三相异电动机有何区别？ 普通异步电机与变频电机的区别——普通异步电动机都是按恒频恒压设计的，不可能完全适应变频调速的要求。 以下为变频器对电机的影响： 1、电动机的效率和温升的问题 不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。据资料介绍，以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为：2u+1（u为调制比）。 高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显着的是转子铜（铝）耗。因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%~20%。 2、电动机绝缘强度问题 目前中小型变频器，不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。 3、谐波电磁噪声与震动 普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。 4、电动机对频繁启动、制动的适应能力 由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动创造了条件，因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。 5、低转速时的冷却问题 首先，异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较底时，电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次，普通异步电动机在转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比例减小，致使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实现恒转矩输出。