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1、单相异步电动机教案教案（首页）课次18课时35、36课型讲授教学 对象专业机电班级课题单相异步电动机教 学 目 标知识技能态度i0解单相异 核电动机的 E要类型及 电相异步电 力机的工作 苴理。掌握各类单 相异步电动 机的启动方 法。培养学生动手实践 能力、合作学习的意 识和研究探索的精 神。教 学 要 求知识&技能重点难点目标达成度识记理解应用分析综合单相异步电VVV1VVVVV启发引导式教学、提问法、作图法、比较分析法教学方法现代教育技术应用教学资源教 案 （中页可加页）教学活动流程教学方法简析复习与提问：1、二相异步电动机的制动 有哪几种方法？2、三相异步电动机的反转 是如何实现的？导入
2、课题：学生观看视频和实物，导入本节课 的课题-单相异步电动机。单相异步电动机是利用单相电源供 电的一种小容量交流电动机。它具有结 构简单、运行可靠、维修方便等优点， 特别是可以直接用220V交流电源供电， 所以得到广泛应用，例如风扇、洗衣机、 冰箱、小型车床等。讲授新课：一、单相异步电动机的工作原理 1、脉动磁场的分解和合成在三相异步电动机中曾讲到，向三图片一考虑学4 际情况日 部分适? 低要求。三实 音理降相绕组通人三相对称交流电，则在定子 与转子的气隙中会产生旋转磁场。当电 源一相断开时，电动机就成了单相运行 （也称为两相运行），气隙中产生的是脉 动磁场。单相异步电动机工作绕组通人单相 交
3、流电时，产生的也是一个脉动磁场， 脉动磁场的磁通大小随电流瞬时值的变 化而变化，但磁场的轴线空间位置不变， 因此磁场不会旋转，当然也不会产生启 动力矩。但这个磁场可以用矢量分解的 方法分成两个大小相等（B1 = B2 ）、旋 转方向相反的旋转磁场。两个正、反向 旋转的磁场就合成了时间上随正弦交流 电变化的脉动磁场。a）单相电动机工作绕组的脉动磁场b）脉动磁场的分解图单相脉动磁场及其分解上海市临港科技学校教务科制教案（尾页）教学活动流程教学方法简析图72单相异步电动机的转矩特性参考图片二与三相异步 电动机结构 类似部分不 再介绍，仅说 明绕组分为 工作绕组和 启动绕组。另：特别介绍 单相异步电
4、动机的启动2、单相异步电动机的工 作原理脉动磁场分解成两 个大小相等（B1=B0旋 转方向相反的旋转磁 场，这两个旋转磁场产 生的转矩曲线如图72中的两条虚线所 示。转矩曲线T1是顺时针旋转磁场产生 的，转矩曲线T2是逆时针旋转磁场产生 的。在n=0处，两个力矩大小相等、方 向相反，合力矩T=0 ,在nr0处，两个 力矩大小不相等、方向相反，但合力矩t 0 ,说明单相绕组产生的脉动磁场是 没有启动力矩的，但如果外加力矩使电 动机启动，则启动后的电动机就有力矩 了，电动机正反向都可旋转，方向由所 加的外力矩方向决定。二、单相异步电动机的结构：1、组成：单相异步电动机中，专用电机占有很大 比例，它
5、们的结构各有特点，形式繁多。但就其共性而言，电动机的结构都由固开关定部分-定子、转动部分 转子、支 撑部分一端盖和轴承等三大部分组成。1、机座2、铁心3、绕组4、端盖5、轴承6、离心开关或起动继电器和PTC参考图片起动器7、铭牌单相异步电动机定子绕组常做成两相： 主绕组（工作绕组）和副绕组（启动绕 组）。两种绕组的中轴线错开一定的电角 度。目的是为了改善启动性能和运行性 能。2、启动开关：三、单相异步电动机的启动开关单相异步电动机的启动开关主要有以下3种。（1）电磁启动继电器它主要用于专用电动机，如冰箱压 缩电动机等，有电流启动型和电压启动 型两种类型。电流启动型继电器的线圈与工作绕组串联，电
6、动机启动时工作绕组电流大, 继电器动作，触头闭合，接通启动绕组。随着转速上升，工作绕组电流减小，当 电磁启动继电器的电磁引力小于继电器 铁心的重力及弹簧反作用力时，继电器 复位，触头断开，切断启动绕组。不同类型的 单相异步电 动机介绍侧 重启动电路、 特点，要求学 生能够加以 比较。(2)离心开关它是较常用的启动开关，一般安装 在电动机端盖边的转子上。当电动机转 子静止或转速较低时，离心开关的触头 在弹簧的压力下处于接通位置；当电动 机转速达到一定值后，离心开关中的重 球产生的离心力大于弹簧的弹力，重球 带动触头向右移动，触头断开。(3)PTC元件PTC是一种以钛酸钢为主要原料具 有正温度系数
7、的半导体元件(热敏元 件)。它的电阻随着温度韵升高而急剧增 大。PTC元件串联在电动机的启动绕组 上。室温时，PTC元件的电阻较低，启动 绕组接通，启动绕组的电流也流过PTC元件，使PTC嚣件发热升温；其电阻也 迅速增大，近似于切断了启动绕组。运 行时，启动绕组仍有15 mA左右的电流流过，以维持PTC元件的高阻状态。停机后，要相隔3 min以上才能再 次启动，以便使PTC元件降温，减小电 阻值。三、单相异步电动机的分类：根据获得启动转矩的方法不同，单 相异步电动机的结构也存在较大差异， 主要分为罩极式单相异步电动机和分相 式单相异步电动机两大类。分相式单相异步电动机又分为电容 分相式单相异步
8、电动机和电阻分相式单 相异步电动机两种。(1)罩极式单相罩极式异步电动机，系 列号为YJ。(2)电阻分相式电阻启动单相异步电动 机，系列号为YU。(3)电容分相式又可分为电容运行单相 异步电动机，系列号为YY ;电容启动单 相步电动机，系列号为YC ;双值电容单 相异步电动机，系列号为YL 1、分相式单相异步电动机分相式电动机常在定子上安装两套 绕组，一套是工作绕组（或称主绕组）， 长期接通电源工作；另一套是启动绕组 （或称为副绕组、辅助绕组），以产生启 动转矩和固定电动机转向，两套绕组的 空间位置相差900电角度。根据启动方式 的不同，可分为电阻启动和电容运行（电 容）异步电动机。（1）电阻
9、启动单相异步电动机 电路图：如图a所示。结构特点：定子铁心上嵌放两套绕组， 空间位置上互差900电角度。工作绕组LZ 匝数多、导线较粗，可近似看成纯电感 负载；启动绕组LF导线较细，又串有启 动电阻R,可近似看成纯电阻性负载，通 过电阻来分开两个支路电流的相位。启动特点：节约了启动电容。启动时 工作绕组、启动绕组同时工作，当转速 达到额定值的80%左右时，启动开关断 开，启动绕组从电源上切断。它具有中 等启动转矩（一般为额定转矩的1.22.2倍），但启动电流较大。实际上许多电动机的启动绕组没有串联 电阻R,而是设法增加导线电阻，从而使 启动绕组本身就有较大的电阻。运行特点：只有工作绕组工作，它
10、在 电冰箱压缩机中得到广泛的应用。图a 单相电阻启动电动机电路图 图b单相电容运行异步电动机电路图 (2)电容运行(电容)异步电动机 电路图：如图b所示。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 900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;启 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的相位约900。启动特点：空间上有两个相差900电角 度的绕组；通入两绕组的电流在相位上 相差900,两绕组产生的磁动势基本相等。 运行特点：单相电容运行电动机结构 简单，使用维护方便，堵转电流小，有 较高的效率和功率
11、因数；但启动转矩较 小，多用于电风扇、吸尘器等。(3)电容启动异步电动机电路图：如图c所示。结构特点：单相电容启动异步电动机 的结构与单相电容运行异步电动机相类 似，但电容启动异步电动机的启动绕组 中将串联一个启动开关So启动特点：当电动机转子静止或转速 较低时，启动开关S处于接通位置，启 动绕组和工作绕组一起接在单相电源 上，获得启动转矩。当电动机转速达到 额定转速的80%左右时，启动开关S断 开，启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：电容启动电动机具有较大启动转矩(一般为额定转矩的1.53.5 倍)，但启动电流相应增大，适用于重载 启动的机械。例如
12、，小型空压机、洗衣 机、空调器等。O11图c单相电容启动异步电动机电路图 图d双值电容异步电动机电路图(4)双值电容单相异步电动机电路图：如图d所示。结构特点：C1为启动电容，容量较大;C2为工作电容，容量较小，两只电容器 并联后与启动绕组串联。启动特点：启动时两只电容器都工作， 电动机有较大启动转矩，转速上升到额定转速的80%左右时，启动开关S将启 动电容C1断开，启动绕组上只串联工作 电容C2,电容量减少，降低运行电流。 运行特点：双值电容电动机既有较大 的启动转矩（为额定转矩的22.5倍）， 又有较高的效率和功率因数。它广泛地 应用于小型机床设备。2、单相罩极式单相异步电动机罩极式异步电
13、动机旋转磁场的产生 与上述电动机不同，先来了解一下凸极 式罩极电动机的结构，如图 6 12所 示。电动机定子铁心通常由厚 0.5mm的 硅钢片叠压而成，每个磁极极面的l / 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 排列当恍恍惚惚恍恍惚惚内通人单相交 流电时，磁场变化如下：一y工作制定子凸极凸极式分相罩极电动机 的结构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
14、结 构的转子获得启动转矩，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。罩极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：罩极电动机的主要缺点是启 动性能及运行性能较差，效率和功率因 数都较低.方向不能改变主要用于小功 率空载启动的场合，如计算机后面的散 热风扇、各种仪表风扇、电唱机等。 课堂小结：本节我们学习单相异步电动机的工作原理、单相异步电动机的结构组成、 主要类型及相应的启动方法，希望同学 们课后认真复习，深刻领会。课 外 作 业 教 学 后 记