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**6.4 三相笼型异步电动机
一、教学目标
了解三相笼型异步电动机的构造。
了解三相笼型异步电动机的工作原理。
了解三相笼型异步电动机铭牌数据的意义。
二、教学重点、难点分析
重点：
三相笼型异步电动机的工作原理。
三相笼型异步电动机铭牌数据的意义。
难点：
同重点1。
三、教具
电化教学设备。
四、教学方法
讲授法，多媒体课件。
五、教学过程
Ⅰ.复习巩固
复习上节知识，通过讲解课后习题，复习“三相负载分别作Y联结、△联结时的相电压、相电流、线电压、线电流的关系”。
本节可所要讲述异步电动机在实际工作中有广泛的应用，它的特点有：
三相异步电动机具有结构简单，运行可靠，坚固耐用，价格便宜，维修方便等一系列优点。与同容量的直流电动机相比，异步电动机还具有体积小，重量轻，转动惯量小的特点。因此，在工矿企业中异步电动机得到了广泛的应用。三相异步电动机的控制线路大多由接触器、继电器、闸刀开关、按钮等有触点电器组合而成。
II.新课
一、三相笼型异步电动机的构造
异步电动机主要由定子和转子两个基本部分构成，此外还有端盖、风叶、轴承和接线盒等零部件，如图6-15所示（见教材§6－4节）。
1、定子
定子是电动机的静止部分，它由铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子绕组可接成星形或三角形。
2、转子
转子是电动机的转动部分，它由转轴、转子铁心、转子绕组和风叶组成。
二、三相异步电动机的工作原理
1、旋转磁场的产生
三相异步电动机的定子绕组接成星形，形成对称三相（三个绕组结构相同，空间互差120°）星形负载。将它们的首端U1、V1、W1接到对称三相电源上，三个绕组中有对称三相电流通过（相位依次相差120°），其波形如图1所示。
正弦电流通过三相绕组，根据电流的磁效应可知，每个绕组都要产生一个按正弦规律变化的磁场。三相绕组就会产生一个合成磁场，此合成磁场是一个旋转磁场。
通过分析可知，对称三军正弦电流iU、iV、iW分别通入三相绕组时，产生一个随时间变化的旋转磁场。磁场有一对磁极（一个N极、一个S极），因此，又叫两极旋转磁场。当正弦电流的电角度变化360°时，两极旋转磁场在空间也正好旋转360°，这样就形成了一个和正弦电流同步变化的旋转磁场。
2、旋转磁场的转速
磁极对出p＝1的磁场，即两极旋转磁场与正弦电流同步变化。对工频电流，即50Hz的正弦交流电来说，旋转磁场在空间每秒钟转50周。以转每分（r/min）位单位，旋转磁场转速=50×60=3 000r/min 。
旋转磁场转速的计算公式为：
（式6－15）
式中 f ——三相交流电源的频率，单位式赫[兹]，符号为Hz；
p ——旋转磁场的磁极对数，无单位；
n0 ——旋转磁场的转速，单位是转每分，符号为r/min。
3、三相异步电动机的工作原理
旋转磁场以同步转速n0顺时针旋转，相当于磁场不动，转子逆时针切割磁力线，产生感应电流，用右手定则判定，转子半部分的感应电流流入纸面。有电流的转子在磁场中受到电磁力的作用，用左手定则判定，上半部分所受磁场力向右，下半部分所受磁场力向左，如图2所示。这两个力对转子转轴形成电磁转矩，使转子沿旋转磁场的方向以转速n旋转。
转子的转速n永远小于旋转磁场的转速（同步转速）n0。如果转子转速等于磁场同步转速，即n＝n0，则转子导体和旋转磁场之间就不存在相对运动（两者相对静止），转子导体不切割磁感线，转子导体不切割磁感线，因此也就不存在感应电动势、转子电流和电磁转矩，转子不能继续以同步转速n0转动。在负载一点的调节下，如果转子变慢时，转子与旋转磁场间的相对运动加强，使转子受的电磁转矩加大，转子转动加快。因此，转子转速n总是与同步转速n0保持一定转速差，即保持着异步关系，所以把这类电动机叫做异步电动机，又因为这种电动机是应用电磁感应原理制成，所以也叫感应电动机。
三、转差率、调速和反转
1、转差率
异步电动机的同步转速n0与转子转速之差n，即n0－n叫做转速差。转速差（n0－n）与同步转速n0之比，叫做异步电动机的转差率，用s表示，即
（式6－16）
转差率式电动机的一个重要参数，一般用百分数表示。转子转速n越高，转差率s越小；n越低，转差率越大。转差率s可以表明异步电动机的运行速度，其变化范围是：1≥s＞0.
为了方便计算计算异步电动机转子的转速，将（式6－16）改写成
（式6－17）
2、调速
许多机械设备在工作时需要改变匀速速度，像金属切削车床要更加切削刀具的性质和被加工材料的种类来调节转速，这就需要改变异步电动机的转速。
在负载不变的情况下，改变异步电动机的转速n，叫做调速。由转差率公式
可知，有三种方法改变电动机转速：
改变电源频率f
改变转差率s。笼型异步电动机的转差率不易改变，所以，笼型异步电动机不用改变转差率来实现调速。
改变磁极对数p。
3、反转
异步电动机的旋转方向与磁场旋转方向一直，而磁场的旋转方向取决于三相电源的相序。所以要使电动机反转只需要旋转磁场反转，为此只要将三相电源的三根相线种的任意两根对调即可。
四、铭牌
（1）Y-112M-4型号中，各数据的含义分别为
（2）额定电压为额定运行时的线电压。
（3）额定电流为额定运行时的线电流，也称满载电流。
（4）额定功率表示在额定运行情况下，电动机轴上输出的机械功率。
（5）额定频率是只电动机在额定运行时交流电源的频率。
III.例题讲解，巩固练习
【例题】见教材§6－5例题1
IV.小结
1、三相异步电动机旋转磁场的转数
（式6－15）
式中 f ——三相交流电源的频率，单位式赫[兹]，符号为Hz；
p ——旋转磁场的磁极对数，无单位；
n0 ——旋转磁场的转速，单位是转每分，符号为r/min。
2、控制笼型异步电动机转数的方法
（1）改变磁场的磁极对数；
（2）改变电源频率。
3、改变电机转向的方法
任意改变两相序的接法。
4、电机的实际转数低于旋转磁场的转数
三相异步电动机。
V. 作业
略。

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