教案-變壓器與電動機.doc

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電工基礎 課 教 案 項 目 名 稱 任務一?變壓器與電動機 鏈接一：變壓器 鏈接二：變壓器的工作原理 鏈接三：常用變壓器 授課教師 開課范圍 授 課 時 間 授課 班級 授課 類型 新授課 課時 40分鐘 教學目標 知識目標： 1、了解變壓器的基本構造、種類和常用變壓器 2、掌握變壓器的構造原理，掌握變壓器的電壓變換、電流變換和阻抗變換關系 3、了解變壓器的額定值及檢驗方法 4、理解單相電動機的結構特點、分類及應用。 5、了解常用低壓電器的分類和作用 技能目標： 1、能讀識變壓器的額定值， 2、掌握判斷變壓器繞組通斷及區(qū)分一次、二次繞組的方法。 情感目標： 教學重點 1、變壓器的構造原理 2、變壓器的電壓變換、電流變換和阻抗變換關系 3、讀識變壓器的額定值，并掌握判斷變壓器繞組通斷及區(qū)分一次、二次繞組的方法。 教學難點 課前準備 教學方法 課外作業(yè) 教學后記 教學 環(huán)節(jié) 教 學 內(nèi) 容 師生活動 & 新 授 課 & 課 后 小 結 & 課 后 作 業(yè) & 課后 回 顧 & 鏈接一： 變壓器的用途、種類和構造 一、用途和種類 變壓器是利用互感原理工作的電磁裝置，它的符號如下圖所示，T 是它的文字符號。 用途：變壓器可以變換電壓，還可以變換電流（如變流器、大電流發(fā)生器），變換阻抗（如電子技術中的輸入、輸出變壓器），改變相位（如改變繞組的連接方法來改變變壓器的極性）。還具有隔離高壓和直流的作用。 變壓器是輸配電、電子技術和電工測量中的十分重要的電氣設備。 種類：變壓器的種類很多，一般變壓器可按用途、結構、相數(shù)分類。 1、按用途可分為：輸配電用的電力變壓器 電解用的整流變壓器 特殊使用用的調(diào)壓、整流變壓器 電子技術中的輸入、輸出變壓器 用于測量的電壓互感器、鉗形電流表等。 2、按繞組結構可分為：雙繞組變壓器 多繞組變壓器 自耦變壓器。 3、按相數(shù)可分為：單相變壓器 三相變壓器 多相變壓器。 4、按調(diào)壓方式不同：無激磁調(diào)壓變壓器 有載調(diào)壓變壓器。 5、按冷卻方式不同：可分為干式變壓器、油浸自冷變壓器、油浸風冷變壓器、強迫油循環(huán)變壓器和充氣式變壓器。 二、變壓器的基本構造 變壓器主要由鐵心和繞組兩部分構成。 1、鐵心是變壓器的磁路通道，是用磁導率較高且相互絕緣的硅鋼片疊裝而成，以便減少渦流和磁滯損耗。每一片硅鋼片的厚度為0.35～0.5mm，表面涂有絕緣漆。按其構造形式可分為心式和殼式兩種。 2、繞組是變壓器的電路部分。是用漆包線、紗包線或絲包線繞成。與電源相連的繞組叫一次繞組，也叫原繞組、原邊或初級線圈；與負載連接的繞組叫二次繞組，也叫副繞組、副邊或次級線圈。 3、油箱是變壓器的外殼，里面充滿油。變壓器里的油，既起冷卻作用，又起絕緣作用。較大容量的變壓器還有絕緣套管、分接開關、儲油柜、吸濕器、安全通道、氣體繼電器、凈油器和溫度計等附件。 & 鏈接二：變壓器的工作原理 變壓器是按電磁感應原理工作的，一次繞組接在交流電源上，在鐵心中產(chǎn)生交變磁通，從而在一次、二次繞組產(chǎn)生感應電動勢，如下圖3所示。 一、電壓變換 原邊繞組接上交流電壓，鐵心中產(chǎn)生的交變磁通同時通過一次、二次繞組，一次、二次繞組中交變的磁通可視為相同。 　　設一次繞組匝數(shù)為 N1 ，二次繞組匝數(shù)為 N2 ，磁通為Ф，感應電動勢為： （忽略線圈內(nèi)阻） 上式中 K 稱為變壓比。由此可見：變壓器一次、二次繞組的端電壓之比等于匝數(shù)比。 如果 N1 < N2，K < 1，電壓上升，稱為升壓變壓器。 如果 N1 > N2，K > 1，電壓下降，稱為降壓變壓器。 二、電流變換 根據(jù)能量守恒定律，變壓器輸出功率與從電網(wǎng)中獲得功率相等，即 P1 = P2 ，由交流電功率的公式可得： U1I1 cosψ1= U2I2 cosψ2 cosψ1：原邊繞組電路的功率因數(shù) cosψ2：副邊繞組電路的功率因數(shù) ψ1、ψ2相差很小，故 可見，變壓器工作時一次、二次繞組的電流跟繞組的匝數(shù)成反比。高壓繞組通過的電流小，用較細的導線繞制；低壓繞組通過的電流大，用較粗的導線繞制。這是在外觀上區(qū)別變壓器高、低壓饒組的方法。 三、阻抗變換 設變壓器一次側輸入阻抗為 |Z1| ，二次側負載阻抗為 |Z2| ，則 可見，二次繞組側接上負載|Z2|時，相當于電源接上阻抗為 K2|Z2|的負載。變壓器的這種阻抗變換特性，在電子線路中常用來實現(xiàn)阻抗匹配和信號源內(nèi)阻相等，使負載上獲得最大功率。 例題：有一電壓比為 220/110 的降壓變壓 器，如果次級接上R=55的電阻，求變壓器一次側的輸入阻抗。 解 1：二次側電流： 一次側電流： 輸入阻抗 解 2：變壓比： 輸入阻抗： & 鏈接三：常用變壓器 一、重點介紹幾種常用變壓器： 單相電源變壓器、電力變壓器、調(diào)壓變壓器 1、單相電源變壓器 在電子設備中經(jīng)常用到，它能將交流220伏的電壓轉(zhuǎn)換成電子設備所需的交流電壓，經(jīng)整流、濾波電路后產(chǎn)生各種直流電壓工電路使用。 2、電力變壓器 能將一個系統(tǒng)的交流電壓和電流轉(zhuǎn)換成另一個系統(tǒng)的電壓和電流的電力設備，用在三相制輸電系統(tǒng)中的配電線路中，是一種三相電源變壓器。也是一種多繞組變壓器。 三相電源變壓器的高壓繞組采用星形連接用字母“Y”或“YN”（有中線）表示；抵押繞組采用星形連接是用字母“y”“yn”（有中線）表示。 3、儀用變壓器 常用的有鉗形電流表和電壓互感器 4、調(diào)壓變壓器 試驗中所用的調(diào)壓變壓器能再0——250伏范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓，常見的自耦變壓器。 自耦變壓器一次、二次繞組有一部分是共用的，它們之間不僅有磁耦合，還有電的關系。 自耦變壓器 特點：因一次電流I1和二次電流I2的相位差接近180，所以，共用繞組部分（N2）的電流I很小。這部分繞組所用導線的橫截面積比普通變壓器大大減小，從而變壓器就具有質(zhì)量輕，體積小，繞組間銅損耗小、效率較高的特點。 二、變壓器的額定值和檢驗 1、變壓器的額定值 變壓器的運行分為：空載運行、有負載運行 制造工廠所擬定的滿負荷運行情況稱為額定運行，額定運行條件稱為變壓器的額定值。 額定容量：指變壓器二次繞組側最大視在功率，以V.A（伏安）或KV.A（千伏安表示） 額定一、二次電壓：額定一次電壓時指接到變壓器一次繞組的電壓的規(guī)定值；額定二次電壓是指變壓器空載時，一次繞組側加上額定電壓后，接到變壓器二次繞組側兩端的電壓。 額定電流：指規(guī)定的滿載電流值。 注意：在實際使用中 1、 要分清原、副邊，按額定電壓正確安裝，防止損壞絕緣或過載； 2、 防止變壓器繞組短路，燒毀變壓器。 3、 工作溫度不能過高，電力變壓器要有良好的冷卻設備。 2、變壓器的檢查 步驟和方法： 第一步：外觀檢測： 通過觀察變壓器的外觀來檢查其是否有明顯異常情況。 第二步：絕緣性能檢查： 用兆歐表來檢查變壓器各繞組間、各繞組到鐵心之間的絕緣電阻值。 第三步：繞組線圈通斷檢查： 各繞組引腳均有對應的電阻值，若某個繞組線圈的電阻值無窮大，說明繞組有斷路性故障。 第四步：判別繞組： 觀察標有220伏字樣的一般是一次繞組；另線細、匝數(shù)多、電阻大的是高壓繞組；線粗、匝數(shù)少、電阻小的是低壓繞組。 第五步：檢查判別各繞組的同名端： 常通過觀察標示和用實驗的方法來判定變壓器的同名端。 第六步：短路性故障的初步判別： 普通小型變壓器發(fā)生短路故障后的主要癥狀是發(fā)熱嚴重和二次繞組輸出電壓失常。線圈內(nèi)部匝間短路點越多，短路電流越大，變壓器的發(fā)熱就越嚴重。存在短路故障的變壓器，其空載電流值將遠大于滿載電流的10%，檔短路嚴重時，變壓器的空載加電后幾十秒內(nèi)便會迅速發(fā)熱，用手觸摸鐵心會有燙手的感覺，此時不用測量空載電流便可斷定變壓器油短路點存在。 1、變壓器的工作原理 2、變換交流電壓 3、變換交流電流 4、變換交流阻抗 5、變壓器的額定值與檢查 1、變壓器主要由哪幾部分構成？變壓器的主要作用時說明？ 2、變壓器的各種原理是什么？ 3、變壓器的分類方法有哪些？ 引導并講解 講解 舉例講解 講解，適當舉例 講解 舉例練習 提問 講解 電工基礎 課 教 案 項 目 名 稱 任務二 單相交流異步電動機 鏈接一： 單相交流異步電動機的結構 鏈接二： 單相交流異步電動機的分類及應用 授課教師 開課范圍 授 課 時 間 授課 班級 授課 類型 新授課 課時 40分鐘 教學目標 知識目標： 1、熟悉單相異步電動機的結構 2、掌握單相異步電動機應用 技能目標： 情感目標： 教學重點 1、單相異步電動機的分類 2、單相異步電動機應用 教學難點 單相異步電動機應用 課前準備 教學方法 項目教學法 課外作業(yè) 教學后記 教學 環(huán)節(jié) 教 學 內(nèi) 容 師生活動 & 新 授 課 & 課 后 作 業(yè) & 課后 回 顧 & 鏈接一：單相交流異步電動機的結構 單相異步電動機只需單相交流電源供電，因而應用非常廣泛。如，小型機床、輕工設備、醫(yī)療機械、家用電器、電動工具、農(nóng)用水泵、儀器儀表等眾多領域。 優(yōu)點：使用方便、結構簡單、運行可靠、價格低廉、維護方便等等，與三相異步電機相比，缺點為體積稍大、性能稍差。 一 、基本結構 單相異步電動機主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋、軸承和外罩等組成。 1、定子：由鐵心和線圈繞組組成。鐵心一般由0.5mm的硅鋼片疊壓而成，鐵心槽內(nèi)嵌著兩套獨立的繞組。繞組分為主繞組和副繞組，主繞組又稱工作繞組，副繞組又稱起動繞組或輔助繞組。 2、轉(zhuǎn)子：也由鐵心和繞組組成。其中鐵心也由0.5mm的硅鋼片疊壓而成，將沖有齒槽的轉(zhuǎn)子鐵心疊裝后壓入轉(zhuǎn)軸。繞組常為鑄鋁籠型。 3、端蓋：由鑄鐵制成，起著容納軸承、支撐和定位轉(zhuǎn)子繞組端部的作用。 4、軸承：按電動機容量和種類的不同，有滾動軸承和滑動軸承兩類。華東軸承又分為軸瓦和含油軸承。 5、外殼：作用是罩住電動機的釘子和轉(zhuǎn)子，使其不受機械損傷，并防止灰塵和雜物侵入。 鏈接二：單相交流異步電動機的分類及應用 一、分類： 1、電阻分相啟動式電動機 電阻分相啟動式電動機的副繞組導線線徑細，匝數(shù)少，電阻大，電感量小，使副繞組呈電阻性電路，嵌在定子槽的內(nèi)層；主繞組導線線徑粗，匝數(shù)多，電阻小，電感量大，呈電感性電路，嵌在定子槽的外層。當接通交流電源時，主、副繞組同時通入電流，由于兩繞組的電感和電阻的阻抗不相同，使通過兩繞組的電流滯后于電壓的角度也不同。這樣就使電流在通過兩繞組時變?yōu)榫哂邢辔徊畹膬上嚯娏?。以實現(xiàn)主、副繞組電流間的相位差，所以，稱為單相電阻啟動異步電動機。這兩相電流可產(chǎn)生橢圓形的旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組相互作用，使轉(zhuǎn)子啟動旋轉(zhuǎn)起來。當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速的70%-80%時，由啟動元件將副繞組切斷，使電動機繼續(xù)運行到額定轉(zhuǎn)速，電機便由主繞組工作。 特點：結構簡單，成本低廉，運行可靠，但它的啟動轉(zhuǎn)矩小，啟動電流大，過載能力差，功率因數(shù)和效率也都不高。它多用在小功率的機械上。如：冰箱、鼓風機等 2、電容分相啟動式電動機 其副繞組上通過離心式啟動開關串聯(lián)了一個較大容量的電容器，使副繞組呈電容性；主繞組仍保持電感性。啟動時，副繞組中的電流相位超前主繞組電路電流90，電路圖如下： 特點：啟動性能好，啟動電流小，但它的空載電流較大，功率因數(shù)和效率都不高，并要與適當?shù)碾娙萜ヅ?。適用于要求啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動電流小的機械，如：小型空氣壓縮機、木工機械等。 3、電容運轉(zhuǎn)式電動機 電容運轉(zhuǎn)式電動機的副繞組串聯(lián)了一個較小容量的電容器。其電路圖如下： 特點：具有較好的運行特性，其功率因數(shù)、效率和過載能力均比其他類型的單相電動機高，且省去了啟動裝置。它使用于啟動比較容易的機械。 4、電容啟動和運轉(zhuǎn)式電動機 電容啟動和運轉(zhuǎn)式電動機的副繞組上串聯(lián)了一個大電容的啟動電容器C2和一個小容量的運行電容器C1，啟動時兩個電容器并聯(lián)工作，使副繞組呈電容性電路有利于提高啟動轉(zhuǎn)矩，電路圖如下： 特點：啟動轉(zhuǎn)矩大，運轉(zhuǎn)性能好，功率因數(shù)高，但結構復雜，成本較高。適用于大功率的機械，如：空調(diào)、空壓機等。 1、 單相交流異步電動機的主要組成部分有那些？ 2、 電阻分相式電動機主要用在那些地方？ 3、電容啟動和運轉(zhuǎn)式電動機主要適用哪些場所？ 引導并講解 講解 舉例講解 講解，適當舉例 講解 舉例練習 提問 講解 電工基礎 課 教 案 項 目 名 稱 任務三 三相異步電動機 鏈接一： 三相異步電動機的基本結構 鏈接二： 三相異步電動機的工作原理 鏈接三：三相異步電動機的銘牌 授課教師 開課范圍 授 課 時 間 授課 班級 授課 類型 新授課 課時 40分鐘 教學目標 知識目標： 1、 2、 技能目標： 情感目標： 教學重點 1、 2、 3、 教學難點 課前準備 教學方法 課外作業(yè) 教學后記 教學 環(huán)節(jié) 教 學 內(nèi) 容 師生活動 & 新 授 課 & 課 后 作 業(yè) & 課后 回 顧 & 鏈接一：三相異步電動機的基本結構 三相異步電動機是一種把電能轉(zhuǎn)換成機械能并輸出機械轉(zhuǎn)矩，從而帶動其他機械運轉(zhuǎn)的動力設備。 三相異步電動機具有結構簡單、維修方便、運行可靠的特點，與同容量的其他電動機比重量輕、成本低、價格便宜，因此得到廣泛的應用。 一 、基本結構 三相異步電動機主要由定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動部分）兩個基本部分組成。定子和轉(zhuǎn)子彼此由空氣隙隔開，為了增強磁場，空氣隙盡可能的小，一般為0.3～1.5mm，電動機的容量越大，空氣隙就越大。 如下圖： 1、定子（固定部分），它由機座、定子鐵心和三相繞組等組成。機座由鑄鐵或鑄鋼制成，機座內(nèi)裝有用0.5mm厚、表面絕緣的硅鋼片疊制而成的筒形鐵心，鐵心的內(nèi)圓周表面沖有均勻的平行槽，在槽中放置了對稱三相繞組。 三相異步電動機的定子繞組共有3組對稱繞組，六個引線端組成；分別固定在接線盒內(nèi)的接線柱上，各相繞組的始端分別用U1、V1、W1表示；末端用U2、V2、W2表示。并按電動機銘牌上的說明接成星形或三角形。如下圖所示： 星形接法 三角形接法 機座的主要作用是固定定子鐵心和端蓋。 2、轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組組成。 轉(zhuǎn)子鐵心是由互相絕緣的硅鋼片疊成圓柱形固定在轉(zhuǎn)軸上，其表面沖有均勻分布的平行槽，用來嵌放轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子的鐵心槽內(nèi)放置有粗銅條或鋁條，銅條的兩端用短路環(huán)焊接起來，其形狀與鼠籠相似，因此叫做鼠籠式轉(zhuǎn)子。 100 kW以下的鼠籠式電動機通常采用鑄鋁式，即把鋁熔化后澆注到轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，同時將轉(zhuǎn)子端部的短路環(huán)和冷卻電機的風扇也一起用鋁鑄成，這種方法既簡單又節(jié)省銅材。 繞線式轉(zhuǎn)子繞組和定子繞組相似，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)三相對稱繞組。轉(zhuǎn)子的三相繞組通常接成星形，三個繞組的始端分別接到固定在轉(zhuǎn)軸上的彼此絕緣的三個銅制滑環(huán)。在各環(huán)上用彈簧壓著碳制電刷，通過電刷使轉(zhuǎn)子繞組與變阻器接通。繞線式轉(zhuǎn)子的結構如圖示。 繞線式轉(zhuǎn)子的特點是：轉(zhuǎn)子繞組通過滑環(huán)和電刷與變阻器接通，可以改變異步電動機的起動性能或調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。在正常工作情況下，轉(zhuǎn)子繞組是短路的，不接入變阻。具有良好的啟動性能，適用于需要在負載重的情況下起動且需要頻繁起動的生產(chǎn)機械。 繞線式與鼠籠式電動機在結構上有所不同，但工作原理是相同的。 3、其他部件：電動機的其他部件有端蓋、軸承蓋、軸承、風扇、風扇罩、接線板和接線盒等。端蓋用于支撐轉(zhuǎn)子并遮蓋電動機內(nèi)部，一般由鑄鐵制成、固定在機座上。端蓋中間是軸承，每一個軸承的內(nèi)外側都有軸承蓋，防止?jié)櫥屯饬骱突覊m進人軸承。風扇用于冷卻電動機，一般裝在轉(zhuǎn)子的軸后端，外罩風扇罩，風扇罩用螺釘固定在機座上。接線板在接線盒內(nèi)，定子繞組的引出線固定在接線板的接線柱上。 為了適應各種工作環(huán)境的需要，異步電動機的外殼可以制成開啟式、封閉式、防護式、防爆式等不同形式。其外殼有遮蓋裝置，可以防水滴、鐵削或其他雜物落人電動機內(nèi)部。防護式電動機常用在水泵和鼓風機上。封閉式電動機完全封閉，內(nèi)部與外部隔離，能防止灰塵、鐵削、水滴或其他飛揚物侵入電動機內(nèi)部。它除與防護式電動機有相同的用途外，還適用于灰塵多和水土飛濺的地方，如磨床、銑床，車床和球磨機等。 電動機的外殼上制有散熱片：防爆式電動機有嚴密的封閉結構，外殼具有較強的機械強度。一旦有爆炸性氣體侵人電動機內(nèi)部而發(fā)生爆炸時，電動機外殼能承受爆炸時的壓力，火花不會竄出外面而引起外界氣體爆炸。凡是有爆炸性氣體的工作場所，如礦山、化工車間及石油運輸和冶煉等場所，都必須采用防爆式電動機。 鏈接二：三相異步電動機的工作原理 一、原理： 三相異步電動機的定子中的三個對稱繞組通入對稱三相交流電后，就會在電動機內(nèi)部產(chǎn)生一個與三相交流電的相序方向一致的旋轉(zhuǎn)磁場。在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應電動勢和感應電流，進而載流的轉(zhuǎn)子繞組受到旋轉(zhuǎn)磁場的電磁力的作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子按旋轉(zhuǎn)磁場方向運動，其轉(zhuǎn)速n略小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0 ，故稱為“異步”電動機。 磁極對數(shù)為P的電動機，交流電每變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場只轉(zhuǎn)動P分之一周。則旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0 （又稱作是同步轉(zhuǎn)速）為 n0 =60f/p 任意對調(diào)兩相電源線，就可改變電動機的轉(zhuǎn)向。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n的差稱為轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速的比值稱為異步電動機的轉(zhuǎn)差率，用字母s表示： S=(n0 -n)/n0 *100% S稱為電動機的轉(zhuǎn)差率，是表征電動機性能的參數(shù)之一，電動機起動瞬間，轉(zhuǎn)速n=0，而轉(zhuǎn)差率最大，s=1；當異步電動機空載時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n接近于轉(zhuǎn)速 n0，而轉(zhuǎn)差率最小，約等于0；故三相異步電動機在額定負載下運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)差率一般取值為0.02～0.06之間。 n =(1-s) n0 根據(jù)轉(zhuǎn)差率的大小和正負,異步電機有三種運行狀態(tài)： 二、三相異步電動機的銘牌 每臺電機的基座上都有一個銘牌，標記著電動機的型號、各種額定值和連接方法等，如下圖所示： 三相異步電動機 型號 Y112M-4 額定功率 4KW 額定接法 380/220V 額定電流 8.8A 接法 Y/△ 額定轉(zhuǎn)速 1440r/min 額定頻率 50HZ 絕緣等級 E XX電機廠 X年X月X日 1、銘牌的意義 電動機的銘牌上標示著電動機在正常運行時的額定數(shù)據(jù)。 （1）型號：表示電動機系列品種、性能、防護結構形式、轉(zhuǎn)子類型等產(chǎn)品代號。 Y: 異步電動機 114：中心高度（mm） M： 基座類別 4： 級數(shù) （2）額定功率PN：指電動機在額定運行情況下轉(zhuǎn)軸輸出的機械功率，單位為kW。 （3）額定電壓UN：指電動機正常工作情況下加在定子繞組上的線電壓，單位為V。 （4）額定電流IN；指電動機額定電壓下額定輸出時定子電路的線電流，單位為A。 （5）接法：指電動機定子三相繞組的連接方法，一般有Y形和△形兩種接法，視電源額定電壓情況而定。220V/380V，Δ/Y，電源電壓為220V時用Δ接法，電源電壓為380V時用Y接法。 （6）額定頻率fN：指電動機所接電源的頻率，我國電網(wǎng)額定頻率為50 Hz。 （7）額定轉(zhuǎn)速nN：指電動機在額定電壓、額定頻率和額定輸出功率的情況下轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。通常額定轉(zhuǎn)速比同步轉(zhuǎn)速低2%~6%。二極電機的額定轉(zhuǎn)速為2950r/min左右，四極電機的額定轉(zhuǎn)速為1450r/min左右。 （8）絕緣等級：指電動機所采用的絕緣材料按它的耐熱程度規(guī)定的等級。常用絕緣材料的級別及其最高允許溫度。 在發(fā)電機等電氣設備中，絕緣材料是最為薄弱的環(huán)節(jié)。絕緣材料尤其容易受到高溫的影響而加速老化并損壞。不同的絕緣材料耐熱性能有區(qū)別，采用不同絕緣材料的電氣設備其耐受高溫的能力就有不同。因此一般的電氣設備都規(guī)定其工作的最高溫度。電動機的絕緣等級是指其所用絕緣材料的耐熱等級，分Y、A、E、B、F、H、C級。允許溫升是指電動機的溫度與周圍環(huán)境溫度相比升高的限度。 絕緣等級 Y級 A級 E級 B級 F級 H級 C級 極限溫度（℃） 90 105 120 130 155 180 180以上 電機的絕緣等級決定于它所采用的絕緣材料的耐熱等級。若一臺電機主要部件的絕緣結構采用不同耐熱等級的絕緣材料，其絕緣等級按絕緣材料的最低耐熱等級考核。 1、 三相異步電動機的基本構造有那些？ 2、 三相異步電動機的釘子繞組有那些接法？ 3、 三相異步電動機在額定負載下運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)差率一般為多少？ 引導并講解 講解 舉例講解 講解，適當舉例 講解 舉例練習 提問 講解 電工基礎 課 教 案 項 目 名 稱 任務四 三相異步電動機的控制 鏈接一： 三相異步電動機的常用材料 鏈接二： 三相異步電動機的控制 授課教師 開課范圍 授 課 時 間 授課 班級 授課 類型 新授課 課時 40分鐘 教學目標 知識目標： 1、掌握常用材料的特點及選用原則 技能目標：正確識讀電動機連續(xù)控制電路的原理圖，能夠按照電路圖設計器材布置圖和接線圖。 情感目標： 教學重點 1、 掌握常用材料 2、 掌握電動機的控制原理 教學難點 電動機的控制原理 課前準備 教學方法 課外作業(yè) 教學后記 教學 環(huán)節(jié) 教 學 內(nèi) 容 師生活動 & 新 授 課 & 課 后 作 業(yè) & 課后 回 顧 & 鏈接一：三相異步電動機的控制材料 常把電動機帶動生產(chǎn)機械的系統(tǒng)稱為電力拖動，其主要任務就是實現(xiàn)對電動機的各種控制盒保護。常用一下控制器材： 低壓 電器 配電 電器 控制 電器 開關 熔斷器 …… 接觸器 繼電器 起動器 …… 時間繼電器 熱繼電器 …… 1、刀閘開關 功能：電源隔離，或小容量電路不頻繁起動的控制開關。 控制對象：380V， 5.5kW 以下小電機 電路符號 安裝要點： （1）膠蓋閘刀開關安裝時，瓷底座應與地面垂直，手柄向上推合閘，不準倒裝和平裝，以免造成誤合閘二引發(fā)危險。 （2）接線時，螺釘應緊固到位，電源進線必須接閘刀上方的靜觸片接線柱上，負載引線接在熔斷器一邊的接線柱上。 （3）轉(zhuǎn)換開關應安裝在控制箱內(nèi)，其操作手柄最好伸出控制箱的前面或側面。 刀開關的選用原則： （1）根據(jù)電壓和技術選擇 （2）根據(jù)額定電壓選擇： 控制電阻性負載時，IF≧∑IL (IF:是開關的額定電流、IL是負載電流) 控制電感性負載時，IF≧2.5Imax+∑IL 2、熔斷器 作用：主要用于短路保護 電路符號 熔斷器的選用原則： （1） 先確定熔體的規(guī)格 （2） 根據(jù)熔體選擇熔斷器，且熔斷器的額定電流應大于或等于熔體的額定電流 熔體額定電流的選擇原則： （1）照明電路和其他非電感設備： （2）單臺電動機：IF≧（1.5～2.5）IL （3）多臺電動機：IF≧（1.5～2.5）Imax+∑IL 3、主令開關 是指在電器自動控制系統(tǒng)中用來發(fā)出指令的電器，主要用于接通和分段控制電路。常見的有按鈕開關盒行程開關。 （1）按鈕開關 用來短時間接通或斷開小電流的手動主令開關。其電路符號如下： 常開(動合)按鈕 常閉(動斷)按鈕 復合按鈕 按鈕開關的選用，主要考慮： ①根據(jù)使用場所開關種類 ②根據(jù)用途選擇合適的形式和樹木 ③根據(jù)工作狀態(tài)指示要求選擇按鈕開關和指示燈的顏色 （2）行程開關 也稱位置開關或限位開關，作用于按鈕開關相同，但不用不用手去控制觸點的動作。 主要用于控制機械的運動方向、行程大小和位置保護。其電路符號如下： 常開（動合）觸頭 常閉（動斷）觸頭 行程開關主要根據(jù)動作要求、安裝位置及觸點數(shù)量進行選用 4、接觸器： 相當于一種自動的電磁開關，主要是李穎電磁力的作用時觸點閉合和斷開來分斷交直流主電路和大容量控制電路，并能實現(xiàn)遠距離的操作與自動控制。其動作過程為： 線圈通電→銜鐵被吸合→觸頭閉合→電機接通電源 接觸器有關符號： ① ② ③ 接觸器的選用原則： （1） 根據(jù)所控制的電動機或負載電流類型選擇接觸器的類型 （2） 主觸點額定電流的選擇：IF≧∑IL （3） 線圈電壓的選擇 接觸器的安裝要求： （1） 工作環(huán)境要求清潔、干燥 （2） 安裝接觸器時，其地面應與地面垂直，傾斜度小于5，安裝位置不得收到劇烈震動。 （3） 在連接線路時，導線排列應整齊規(guī)范。 5、繼電器： 繼電器和接觸器的工作原理一樣。主要區(qū)別在于，觸發(fā)器 的主觸頭可以通過大電流，而繼電器的 觸頭只能通過小電流。 所以，繼電器只能用于控制電路中。 （1）熱繼電器 是對電動機和其他用電設備進行過載保護的控制電器。它不能用作短路保護。 功能：過載保護 工作原理：發(fā)熱元件接入電機主電路，若長時間過載，雙金屬片被烤熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸頭斷開。 熱繼電器的選用原則：熱繼電器的技術參數(shù)主要有額定電壓、額定電流、整定電流和熱元件規(guī)格。選用時，一般只考慮額定電流和整定電流這兩個參數(shù)。 （2）時間繼電器 時間繼電器是一種利用電磁原理或機械原理實現(xiàn)延時控制的控制電器。它的種類很多，有空氣阻尼型、電動型和電子型等。 時間繼電器的選用原則： 先根據(jù)控制電路的要求選擇時間繼電器的延時方式（通電延時和斷電延時），再根據(jù)控制電路的電壓選擇時間繼電器線圈的電壓，使兩者電壓相符。 1、 膠蓋閘刀開關安裝時有那些注意事項？ 2、 安裝熔斷器時電源進線應接在那個接線柱上？ 3、 能否用按鈕開關來直接控制電動機的起點和停止？為什么？ 4、 熱繼電器的主要作用是什么？時間繼電器的主要作用是什么？ 5、 三相異步電動機單向運轉(zhuǎn)電路的保護裝置有那些？什么是自鎖和互鎖？ 鏈接二：三相異步電動機的控制 一、安裝電動機的單向連續(xù)運行控制電路 按圖安裝單向起動控制電路(如實訓圖7-2-1所示， JX為接線端子板) ①按元件明細表將所需器材配齊并檢驗元件質(zhì)量。 ②在控制板上按躅安裝除電動機以外的所有電氣元件。 ③按圖示走線方法進行板前明線布線和套編碼套管。 ④接圖檢驗控制板布線的正確性。 ⑤接電源、電動機等控制板外部的導線。 ⑥經(jīng)檢查后，通電試車。 ⑦拆去外接線，評分。 四、注意事項 1、檢驗元件質(zhì)量 應在不通電的情況下，用萬用表、蜂嗚器等檢查各觸點的分、合情況是否良好。檢驗接觸器時，應拆卸滅弧罩．用手同時按下3對主觸點并用力均勻；若不拆卸滅弧罩檢驗時，調(diào)整旋具切忌用力過猛，以防觸點變形。同時應檢查接觸器線圈電壓與電源電壓是否相符。 2、安裝電氣元件 必須按圖安裝，同時應做到： ①組合開關、螺旋熔斷器的受電端子應安裝在控制板外側，并使熔斷器的電源進線接在瓷底座的下接線座上，負載線接在上接線座上。 ②各元件的安裝位置應整齊、勻稱、間距合理和便于更換元件。 ③緊固各元件時應用力均勻，緊固程度適當。在緊周熔斷器、接觸器等易碎裂元件時，應用手按住元件一邊輕輕搖動，一邊用旋具輪流旋緊對角線的螺釘，直至手感搖不動后再適當旋緊些即可。 3、板前明線布線 布線時，應符合平直、整齊、緊貼敷設面、走線合理及接點不得松動等要求。其原則是： ①走線通道應盡可能少,同一道中的沉底導線，按主、控電路分類集中，單層平行密排，并緊貼敷設面。 ②同一平面的導線應高低一致或前后一致，不能交叉。當必須交叉時，該根導線應在接線端子引出時，水平架空跨越，但必須走線合理。 ③布線應橫平堅直，變換走向應垂直。 ④導線與接線端子或線樁連接時，應不壓絕緣層、不反圈及不露銅過長。并做到同一元件、同一回路的不同接點的導線間距離保持一致。 ⑤一個電氣元件接線端子上的連接導線不得超過2根，每個接線端子板上的連接導線一般允許連接1根。 ⑥布線時，嚴禁損傷線芯和導線絕緣。 ⑦如果線路簡單可不套編碼套管。 4、自檢 用萬用表進行檢查時，應選用電阻擋的適當倍率，并進行漏接短路故障。 ①檢查控制電路，可將表筆分別搭在L1、L2線端上，讀數(shù)應為“∞”，按下SB2 時讀數(shù)應為按觸器線圈的直流電阻阻值。 ②檢查主電路,可以手動來代替接觸器主， 3、 通電試車 通電前必須征得教師同意，并由教師接通電源L1、L2、L3，教師應現(xiàn)場監(jiān)護。 ①學生合上電源開關QS后，允許用萬用表或測電筆等檢查主、控電路的熔體是否完好，但不得對線路接線是否正確進行帶電檢查。 ②第一次按下按鈕時，應短時點動，以觀察線路和電動機運行有無異常。 ③試車成功率以通電后第一次按下按鈕時計算。 ④出現(xiàn)故障后，學生應獨立進行檢修，若需帶電檢查時，必須有老師監(jiān)護，并做好本課題的實習時間記錄。 ⑤實習課題應在規(guī)定時間內(nèi)完成。 6、熱繼電器使用注意事項 ①熱繼電器的整定電流必須接按電動機的額定電流自行調(diào)節(jié)。絕不允許彎折雙金屬片。 ②一般熱繼電器應置于手動復位的位置上，若需自動復位時，可將復位調(diào)節(jié)螺絲以順時針方向向里旋足。 ③熱繼電器因電動機過載動作后，若再次啟動電動機，必須待熱元件冷卻后，才能使熱繼電器復位，一般復位時間：對自動復位需5min；手動復位需2min 。 7、起動注意事項 在起動電動機時，必須在按下起動按鈕SB2的同時，還應按在SB1上，以保證萬一出現(xiàn)現(xiàn)故障立即接下SB1，防止事故擴大。 二、安裝電動機的正反轉(zhuǎn)控制電路 1、按實訓圖7-2-2（電氣原理圖）給定負載選擇并檢查電氣元件。 2、接實訓圖7-2-3（器材布置圖）布置固定電氣元件，安裝元件應牢固。 3、根據(jù)實訓圖7-2-2和實訓圖7-2-3自行畫出安裝接線闊，走線應合理。 4、按自畫安裝接線圖在木質(zhì)安裝板上進行明線板前布線，導線壓接規(guī)范、緊固，線芯裸露不得過長，線頭均按順時針方向套在緊固螺釘上進行壓接，并按規(guī)定套齊編碼套管。 5、查線路無誤后，通電試運轉(zhuǎn)。 6、其他要求參照實訓任務1。 四、注意事項 1、兩個接觸器不能同時吸合，否則會出現(xiàn)主電源的相間短路。 2、為實現(xiàn)該功能，在控制電路上必須加裝互鎖電路，具體接線方法是：將KM2的一對動斷觸點串接在KM2的線圈回路中，將KM2的一對動斷觸點串接KM1的線圈回路中，實現(xiàn)接觸器互鎖的功能（在接線時，不要錯將接觸器互鎖的動斷觸點接到自身的線圈同路中去，這樣會造成接觸器無法正常吸合）。 3 、在主電路換相時，應注意只能對換兩相，若是在接觸器進線側換相，出線側就不應再換，否則電動機只能單方向運轉(zhuǎn)，不能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)功能。 4、通電試車前的檢查。 ①將萬用表置于R100擋，兩表筆接于控制電源線上，接下SB2(或SB1)按鈕，萬用表應指示出一個接觸器的線圈直流電阻值。 ②按下SB1，萬用表指針指向“∞”。 ③檢查完畢，確認互鎖正確，方可通電試車。 引導并講解 講解 舉例講解 講解，適當舉例 講解 舉例練習 提問 講解