三相异步电动机工作原理教案模板

作者：大兵好痞 | 发布时间：2020-08-16 07:02:10 收藏本文下载本文

第1篇：三相异步电动机电子教案

第3章

三相异步电动机

教学要求

理解三相异步电动机有关概念及工作原理，清楚其定子、转子的结构形式，能正确分析三相异步电动机的磁场。会分析三相异步电动机运行时的电磁过程，掌握其等效电路的作法。清楚其运行过程中功率的传递情况，能够计算其功率和转矩。

教学重点

三相异步电动机的结构、工作原理、等效电路、功率和转矩、工作特性、等效电路、功率和转矩、工作特性、机械特性表达式、调速原理等。

教学难点

三相异步电动机的定子绕组的磁动势和电动势计算、相量图、能耗转差调速。

课时安排

本章安排14课时，其中实验4课时。

教学大纲

3.1 三相异步电动机的基本知识

3.1.1 三相异步电动机的基本结构 1.定子部分 2.转子部分 3.气隙

3.1.2 三相异步电动机的基本工作原理 1.旋转磁场的产生 2.基本工作原理 3.转差率

3.1.3 三相异步电动机的铭牌数据 1.型号 2.额定值

3.1.4 三相异步电动机的特点与分类 1.三相异步电动机的特点 2.三相异步电动机的分类

3.2 三相异步电动机的电磁关系

3.2.1 三相异步电动机的磁动势 1.定子磁动势 2.转子磁动势 3.合成磁动势

3.2.2 三相异步电动机的感应电动势 3.3三相异步电动机的等效电路与相量图

3.3.1 三相异步电动机的等效折算 1.频率折算 2.转子绕组折算

3.3.2 三相异步电动机的等效电路 1.折算后的基本方程 2.T形等效电路 3.简化等效电路 4.相量图

3.4 三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡和工作特性

3.4.1 三相异步电动机的功率平衡 3.4.2 三相异步电动机的转矩平衡 3.4.3 三相异步电动机的工作特性 1.转速特性 2.转矩特性 3.定子电流特性 4.定子功率因数特性

3.5 三相异步电动机的机械特性

3.5.1 三相异步电动机机械特性的表达式 1.物理表达式 2.参数表达式 3.实用表达式

3.5.2 三相异步电动机的固有机械特性 3.5.3 三相异步电动机的人为机械特性 1.降低定子电压的人为机械特性 2.转子串联电阻的人为机械特性

3.6 三相异步电动机的启动

3.6.1 三相笼型异步电动机的启动 1.直接启动 2.降压启动

3.6.2 三项绕线型异步电动机的启动 1.转子串联电阻启动

2.转子串联频敏变阻器启动

3.7 三相异步电动机的制动

3.7.1 三相异步电动机能耗制动 3.7.2 三相异步电动机反接制动 1.电源反接制动 2.倒拉反接制动

3.7.3 三相异步电动机回馈制动 1.正向回馈制动 2.反向回馈制动

3.8 三相异步电动机的调速

3.8.1 三相异步电动机的变极调速 1.变极原理

2.变极调速时的容许输出

3.8.2 三相异步电动机的变频调速 3.8.3 三相异步电动机的变转差率调速 1.转子串联电阻调速 2.串级调速 3.改变定子电压调速

主要概念

定子槽、气隙、旋转磁场、转差率、同步转速、能耗制动、回馈制动等。

第2篇：三相异步电动机教案(精)

教学设计

三相异步电动机结构李战彬

三相异步电动机（1）

任务目标：

（一）知识

1、知道三相异步电动机的分类

2、认识三相异步电动机的基本结构

3、会进行三相异步电动机拆装

（二）技能

1、会进行三相异步电动机的拆装

2、会认三相异步电动机的名牌

3、会用万用表、摇表进行三相异步电动机的有关检测

（三）情感

1、陶冶热爱科学、相信科学的情操

2、锻炼吃苦耐劳、严谨工作的精神

教学重点：

1、认识三相异步电动机的基本结构

2、会进行三相异步电动机的拆装

教学难点：

三相异步电动机的拆装

课前准备：

1、同学们认真阅读《电机与电气》、《电工基础》等教材中的相关内容

2、三相异步电动机、万用表、摇表以及相关拆装工具

课时分配：

本节课的学习共需六个课时来完成。其中第1课时重在从理论方面学习三相异步电动机的分类、三相异步电动机的结构组成，各部分的作用、所用材料、具体形式等等；第2、3课时重在学生自己动手拆装三相异步电动机，在此来进一步巩固三相异步电动机的结构；第4课时又从理论上来进一步学习三相异步电动机的工作原理；第5、6课时又回到实践来进行具体的三相异步电动机的相关检测、铭牌识别等技能。

教学方法：

在行动导向教学理念指导下，主要采用项目教学法、任务驱动法、实践练习法、问题讨论法、多媒体展示法等等。任务实施：

课时

（一）

（一）新课引入（5min）：

1、老师从机电专业教学计划要求、今后工作的要求等方面来阐述三相异步电动机的重要性，为此我们必须学习好它。

2、播放有关三相异步电机的PPT幻灯片，让同学观看电动机在生活、生产中的一些应用，在思想上觉得电动机的应用非常广泛，我们要努力学习好它。

（二）下达任务书，并说明学习方式（2min）

1、你都见过哪些不同类型的三相异步电动机，三相异步电动机如何分类？

2、三相异步电动机结构上由哪些部分组成，各部分的作用、所用材料、具体形式如何？

（三）小组活动（15min）

1、将全班分成六个活动小组，每小组选出组长、记录员（分小组时要将具有不同学习特点的同学、不同学习层面上的同学合理搭配）。

2、老师下达任务书，同学以小组为单位展开活动，老师也可参与其中某组。

首先在小组长的负责下，将老师所下达的任务进行分解。然后同学自己进行资料搜集、阅读教材、查证等工作。最后在小组内讨论，将不同成员的活动结果进行汇总，形成小组活动结论。

3、在此过程中老师也可给同学提供一些相关的学习资料、也可播放相关多媒体等，同学也可随时咨询老师相关问题。小组活动成果可以用文字、表格、插图等形式来展示，以下表格可作参考

相异步电动机的分类分类标准主要类型

相异步电动机的结构

定子

铁芯

作用

料

式

组

料

式

壳

料

子

料、缺

线式

作用

笼形式

结构

料、缺

组编号

成员姓名

（四）活动成果展评(20min：

1、组由一名中心发言人进行发言，展示本组活动成果，组内各其它成员随时进行补充(每小组时间控制在3min。

2、班同学发言，就该组的发言展开讨论。

3、师点评，就每组同学的活动成果指出其中的优点与不足，并提出改进的意见。

4、全班同学形成统一的结论，形成共识，本节教学基本完成。

（五）小结本节(3min

1、三相异步电动机按不同标准可分为许多不同类型

2、三相异步电动机结构上主要由定子和转子组成（六）作业布置

1、课后每个同学找一台三相异步电动机，认真观察它的型号、结构，并作相关记录。

2、书面作业三相异步电动机结构上由哪些部分组成，各部分的作用、所用材料、具体形式如何？

板书设计：

任务

完成情况

1、按转子结构可分为：笼鼠式、绕线式

2、按防护形式可分为：开启式、防护式、封闭式

1、三相异步电动机如何分类？

3船用、化工用、高原用、温热带用

4、按容量大小可分为：大型、中型、小型和微型

5、具有特殊性能的电动机：高起动转矩电动机、高转差率电动机、高转速电动机等等。

铁

子

芯

用

作

料

式

作

组

用

2、三相异步电动机结构上

料由哪些部分组成，各部分的作用、所用材料、具体形式

式如何？

壳

用

作

料

笼

子

形式

构

结

料、缺

结

线式

构

料、缺

第3篇：三相异步电动机启动方式教案

教案

课题：三相异步电动机的启动方式

一、教学目的：掌握:三相异步电动机全压启动三种控制方式的工作原理。

了解:三种控制方式的组成以及应用。

重点:自锁控制的工作原理以及线路设计。

二、教学重点、难点：要求学生掌握自锁的概念以及作用并会根据题目要求设

计线路。

三、教学方法：1采用讲授法。

2多媒体演示辅助教学。

四、课时安排：1课时

五、教学步骤：1对本堂课涉及的已学过的知识进行回顾，导出新课

2介绍三相异步电动机启动三种典型方式（原理图、工作原理、应用、保护环节）.3通过连续启动控制的原理图引出本节课重点：接触器的自锁控

制

4对启动方式进行仿真，让同学更能对原理有更清晰的认识5总结本堂课讲解的重点、难点内容

6留作业（通过本堂课讲解的内容，经行扩展的作业）

六、板书设计：

黑板最左面黑板中间知识回顾：三相异步电动机启动控制

接触器（KM）三相异步电动机的启动方式分为两种：直接启动和降压启动熔断器（FU）1点动直接启动：

热继电器（FR）1）原理图

2）工作原理

3）保护环节

4）应用范围

2连续控制直接启动：

※ 接触器的自锁

3混合控制

根据要求设计电路

第4篇：实验教案三相异步电动机连续控制

实验课学案

课题三相异步电动机连续控制线路

一、实验目的

1、熟悉控制电路中各元件的结构，工作原理，使用方法。

2、掌握三相异步电动机连续控制电路的原理，加深对自锁的了解。

3、掌握三相异步电动机的接线方法。

4、检测同学们的协作意识，团队合作精神。

二、实验装置及实验工具

三相异步电动机

1台

断路器（QF）

1 个

接触器（KM）

1个

热继电器（FR）

1个

三相熔断器

1个按

钮

3 个

剥线钳或剪线钳

1把实验导线

若

三、实验原理图

下图为三相异步电动机连续控制电路，左边部分为主回路，右边部分为控制回路。

主电路

控制电路

图三相异步电动机连续控制电路

四、实验步骤

1、熟悉，检查电器元件。

2、按图接线。

3、检查电路。

4、{1}：通电检查：电动机连续运行，停止控制，合上电源开关QS,接通电源，按下按钮SB2，观察接触器KM的动作情况以及电动机运作情况，放开按钮SB2，接触器KM的动合辅助触点闭合，实现自锁，电动机仍继续运行。

{2}：热继电器的触点动作对电路的影响，可用手动断开热继电器FR的动断触点，观察电动机停转情况。

{3}：故障的分析及排除，实验过程中若出现异常现象，应立即切断电源，并记录下故障现象，分析并排除故障，在通电实验。

{4}：结束实验，实验完成后，先切断电源在拆线并清点整理电器元件和实验器材。

五、布线工艺

{1}：按连续控制接线图确定的走线方向进行布线，可先布主路线，然后控制电路。

{2}：工作台上各电器元件接线端子引出的导线必须进入元件上面的行线槽，且完全置于行线槽内。

{3}：各电器元件与行线槽之间的外露导线，应走线合理，并尽可能的做到横平竖直，尽可能的避免交叉。

{4}：一个接线端子一般只能连接一根导线，电器元件接线桩一般只能连接两根导线，每根导线的两端都必须套上线号。

六、注意事项：

{1}把电路接好后，先进行自检，经老师检查无误后在通电实验。

{2}实验中如发现有接触器振动，有噪声，主触点燃弧严重，电动机不能正常起动等异常现象，应立即切断电源，分析原因，排除故障后在通电试验。{3}热继电器安装时应使盖板向上以便散热，确保在工作时使其保护特性符合要求。

七、评价标准：

{1}按照接线步骤线路连接正确（20分）{1}按布线要求布线合理（20分）

{1}在规定时能内通电后能正常运行（30）

{1}看接线电路能正确分析连续控制的工作原理（30）{1}正确分析故障现象并排除故障（20）

第5篇：三相异步电动机的工作特性精

一、三相异步电动机的转矩特性

异步电动机的电磁转矩T是由载流导体在磁场中受电磁力的作用而产生的，它使电动机旋转。

式中U1——定子绕组相电压有效值，单位是伏特(V；

f1——定子电源频率，单位是赫兹(Hz；

s——电动机的转差率；

R2——转子绕组一相电阻，单位是欧姆(Ω；

X20——转子不动时一相感抗，单位是欧姆(Ω；

C——与电机结构有关的比例常数。

为了分析方便，将异步电动机的电磁转矩T代替电动机的输出转矩T2

由于电动机的转子参数R2及X20是一定的，电源频率f1也是一定的，故当电源电压U1一定时，上式即表明异步电动机的电磁转矩T只与转差率s有关，因此可用函数式T=f（s）表示，称为异步电动机的转矩特性，画出其图象则称为转矩特性曲线，如图1-13所示。

图1-13异步电动机的转矩特性曲线

二、异步电动机的机械特性

1.电动机的额定转矩的实用计算式

旋转机械的机械功率等于转矩和转动角速度的乘积,对于电动机而言,就有

P2=T2Ω(1-4

当电动机的输出转矩T2用牛·米(N·m作单位，旋转角速度Ω用弧度/秒(rad/s作单位时，输出功率P2的单位是瓦特。

在电动机中计算转矩时输出功率P2的单位是千瓦(kW，转速n的单位是转/分(r/min，所以可以将计算公式简化，如在额定状态下转矩公式为

式中TN——电动机的额定转矩，单位是牛·米(N·m；

PN——电动机的额定功率，单位是千瓦(kW；

nN——电动机的额定转速，单位是转/分(r/min.2.异步电动机的机械特性曲线

将异步电动机的转矩特性曲线顺时针转过90度，并把转差率S换成转速n，即得如图1-14所示的曲线，我们称为异步电动机的机械特性曲线，可表示为n=f（T）。

图1-14异步电动机的机械特性曲线

电动机在旋转时，作用在轴上的有两种转矩，一种是电动机产生的电磁转矩T，一种是生产机械作用在轴上的负载转矩TL（其它如摩擦转矩忽略不计，当T=TL时，电动机便以某种相应转速稳定运行；当T＞TL时，电动机则提高转速；当T＜TL时，电动机将降低转速。

3.异步电动机的机械特性参数

（1）额定转矩额定转矩TN是指电动机在额定状态下工作时，轴上输出的最大允许转矩。电动机的额定转矩可根据电动机铭牌的额定功率和额定转速用(1-5式来求得。

（2）最大转矩与过载系数

电动机的额定转矩应小于最大转矩Tm，而且不许太接近Tm，否则，电动机略一过载，电动机便停转，因此，一般电动机的额定转矩较最大转矩小得多。把最大转矩与额定转矩的比值称作过载系数λ，它是表示电动机过载能力的一个参数。其表达式为

（3）起动转矩与起动能力电动机的起动转矩Tst是指电动机刚起动瞬间(n=0，s=1的转矩。起动转矩与额定转矩之比可表示起动能力，用起动转矩倍数来表示，是标明异步电动机起动性能的重要指标。

空载或轻载起动的电动机，起动能力为1～1.8，一般的电动机起动能力为1.5～2.4，在重负荷下起动的电动机，要求有大的起动转矩，故起动能力可达2.6～3。

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第6篇：三相异步电动机的原理与应用的研究的论文

三相异步电动机的原理与应用的研究

一、三相异步电动机的工作原理

1.1 三相异步电动机的工作原理

对称三相交流电流通入对称三相绕组时，便产生一个旋转磁场。下面选取各相电流出现最大值的几个瞬间进行分析。

当 =0°时，U相电流达到正最大值，电流从首端U1流入，用表示，从末端U2流出，用⊙表示；V相和W相电流均为负，因此电流均从绕组的末端流入，首端流出，故末端V2和W2应填上，首端V1和W1应填上⊙，合成磁场的轴线正好位于U相绕组的轴线上。

当 =120°时，V相电流为正的最大值，因此V相电流从首端V1流入，用表示，从末端V2流出，用⊙表示。U相和W相电流均为负,则U1和W1端为流出电流，用⊙表示，而U2和W2为流入电流，用表示，此时合成磁场的轴线正好位于V相绕组的轴线上，磁场方向已从 =0°时的位置沿逆时针方向旋转了120°。

当 =240°和 =360°时，合成磁场的位置。当 =360°时，合成磁场的轴线正好位于U相绕组的轴线上，磁场方向从起始位置逆时针方向旋转了360°，即电流变化一个周期，合成磁场旋转一周。

由此可见，对称三相交流电流通入对称三相绕组所形成的磁场是一个旋转磁场。旋转的方向从U→V→W，正好和电流出现正的最大值顺序相同，即由电流超前相转向电流滞后相。

如果三相绕组通入负序电流，则电流出现正的最大值的顺序是U→W→V。通过图解法分析可知，旋转磁场的旋转方向也为U→W→V。综上分析可知，三相异步电动机转动的基本工作原则是：

(1)三相对称绕组中通入三相对称电流产生圆形旋转磁场，其转速为异步转速且

n=60f/p 式中： f为电源频率，单位为Hz； p为电机极对数。

(2)转子导体切割旋转磁场产生感应电动势和电流。

(3)转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，从而形成电磁转矩，驱使电动机转子转动，其转速小于同步转速。异步电动机的转速不可能达到定子旋转磁场的转速，即同步转速，因为如果到达同步转速，则转子导体与旋转磁场之间没有相对运动，随之在转子导体中不能感应出电势和电流，也就不能产生推动转子的电磁力。因此，异步电动机的转速总是低于同步转速，即两种转速之间总是存在差异，异步电动机因此而得名。又因为异步电动机转子电流是通过电磁感应作用产生的，所以又称为感应电动机。

（4）异步电动机的旋转方向始终与旋转磁场的旋转方向一致，而旋转磁场的方向又取决于异步电动机的三相电流相序，因此，三相异步电动机的转向与电流的相序一致。要改变转向，只要改变电流的相序即可，即任意对调电动机的两根电源线，便可使电动机反转。

二、三相异步电动机应用研究

由于三相异步电动机的发展瞬猛，应用非常广泛，无论是在工厂内、商业楼内甚至居民楼内都能见到他们的身影，假如没有三相异步电动机工厂将无法运转、商场将无法正常营业。通常所见的电动机在商场内主要应用形式供暖系统、空调器、排风风机、排烟风机、消防系统、供水系统。介于文章篇幅的关系，本文就以着重谈谈三相异步电动机在节能领域的应用与研究。2.1三相异步电动机节能应用

1.三相异步电动机在应用中药做到节能就要注意下面四点：

（1）选用节能型电动机：

Y系列电动机是全国统一设计的新系列产品,是国内目前较先进的三相异步电动机。20世纪80年代中期即在全国推广应用。其优点是效率高、节能、启动性能好。而目前国内许多老水泥企业仍大量采用JO2系列电动机,相比来说Y系列比JO2系列电动机效率提高了0•413%。因此用Y系列电动机取代旧式电动机势在必行。

（2）合理选用电动机类型：

选择电动机类型除了满足拖动功能外，还应考虑经济运行性能。对于年运行时间大于3000h，负载率大于50%的场合，应选择YX系列高效率的三相异步电动机。与Y系列相比，其效率平均高3%，损耗降低20%一30%，虽然价格高于Y系列电动机，但从长期运行考虑，经济性还是明显的。

同步电动机能提高企业电网的功率因数，降低供电线路损耗，但控制系统繁杂，价格较高。随着异步电动机制造水平的提高，新设备已很少采用。（3）合理选用电动机的额定容量：

国家三相异步电动机3个运行区域作了如下规定：负载率在70%-100%之间为经济运行区；负载率在40%-70%之间为一般运行区；负载率在40%以下为非经济运行区。若电动机容量选得过大，虽然能保证设备的正常运行，但不仅增加了投资，而且它的效率和功率因数也都很低，造成电力的浪费。因此考虑到既能满足水泥厂设备运行需要，又能使其尽可能地提高效率，水泥企业一般负载率保持在60%一100%较为理想。对于负载率小于40%的三角形接法电动机可改为星型接法，以提高其效率。

（4）老式电动机的节能改造

1)更换电动机的外风扇，将电动机的外风扇改为节能型，对于不同型号的电动机，有对应的节能型风扇产品可供选用。主要用于单方向运转的2极和4极电动机，改后可提高效率1.35%一2.55%。

2)采用磁性槽泥代替原来的槽楔，用磁性槽泥进行电动机节能改造后，可降低电动机的铁芯损耗和附加损耗，提高效率，虽然启动转矩会下降10%-20%，但很适应空载或轻载启动的电动机改造。

2.2 三相异步电动机节能研究

1.目前在电机节能方面存在的主要问题（1）旧(淘汰)型电机的使用

我国20世纪七八十年代制造，六七十年代技术水平的J、JO、JO2系列及其相应水平的派生电机，现在约占装机容量的3%～5%，即约2 000万kW，这些电机采用E级绝缘，体积较大，起动性能较差，效率较低。虽经历年改造，但目前我国的少数企业还在使用这类电机，如风机、水泵、车床等使用的主机。另外，早期使用的Y系列电动机，经过1～2次大修，性能变差，效率降低，本应该淘汰，却仍在使用。这类电机占装机容量的15%～20%。

（2）电机负载率低

由于电动机选择不当，富裕量过大或生产工艺变化，使得电动机的实际工作负荷远低于额定负荷，大约占装机容量 30% ～ 40% 的电机在 30% ～50%的额定负载下运行，运行效率过低。如现在我国风机的平均运行效率为 60%，水泵的平均运行效率只有 51%。

（3）电机电源电压不对称或电压过低

由于三相四线制低压供电系统单相负荷的不平衡，使得电动机的三相电压不对称，电机产生负序转矩，增大电机运行中的损耗。另外电网电压长期偏低，使得正常工作的电机电流偏大，因而损耗增大。三相电压的不对称度越大，电压越低，则损耗越大。

（4）负荷调节与转速控制不当

在调节风机的风量与水泵的流量等方面，还有些场合是采用挡板或阀门来调节，使得截流功率损耗大。许多设备还采用机械调速方法，而未采用电气调速。此外，由于调速方法与负载的性质、大小配合不好，转速控制不当，也使得调速过程中的损耗增大。

2.减少有功损耗以提高电动机效率

异步电动机的损耗分为有功损耗与无功损耗两种，减少有功损耗，就能提高电动机的效率，从而达到节能的目的，这可以从两个方面进行在电机的设计、制造与改进方面对电机进行优化设计与制造要做到：

(1)采用较薄的低损耗硅钢片，减少电机的涡流损耗；加长电机铁芯，用较多的硅钢片达到减少磁密、降低铁损的目的。

(2)采用较大截面的铜导线，缩短绕组端部长度，增大电机的满槽率，达到减小导线电阻与定子电流、降低定子铜损的目的。

3.电动机的节能措施

电动机的节能方法和节能措施