专题三 三相异步电动机的工作原理和定子简介（教案）-四川省职教高考《电机与电气控制技术》（高教版）专题复习讲练测

专题三 三相异步电动机的工作原理和定子简介（教案）-《电机与电气控制技术》高教版-专题 复习讲练测 [考纲要求] 1. 掌握三相异步电动机的工作原理。 2. 能够描述三相异步电动机的结构和工作过程。 3. 理解三相异步电动机与单相异步电动机的区别及应用场景。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 重点一 旋转磁场。 1.旋转磁场及其产生图2-1所示为异步电动机旋转原理示意图,在一个可旋转的马蹄形磁铁中间放置一只可以自由转动的笼型短路线圈,也称为笼型转子。当转动马蹄形磁铁时,笼型转子就会跟着一起旋转。这是因为当磁铁转动时,其磁感线(磁通)切割笼型转子的导体,在导体中因电磁感应而产生感应电动势。由于笼型转子本身是短路的,在电动势作用下导体中就有电流流过,方向如图2-2中所示。该电流又和旋转磁场相互作用,产生转动力矩,驱动笼型转子随着磁场的转向而旋转起来,这就是异步电动机的旋转原理。 2.旋转磁场的旋转方向。 由图2-5可以看出,三相交流电的变化次序(相序)为U相达到最大值→V相达到最大值→W相达到最大值。将U相交流电接U相绕组,V相交流电接V相绕组,W相交流电接W相绕组,则产生的旋转磁场的旋转方向为U相→V相→W相(顺时针旋转),即与三相交流电的变化相序一致。 重点二 三相异步电动机的旋转原理。 1. 转子旋转原理。图2-7所示为三相笼型异步电动机定子与转子断面图。转子上的6个小圆圈表示自成闭合回路的转子导体。由于转子导体自成闭合回路,因此该电动势将在转子导体中形成电流,其电流方向可用右手定则判定。在使用右手定则时必须注意,右手定则的磁场是静止的,导体作切割磁感线的运动,而这里正好相反。为此可以相对地把磁场看成不动,而导体以与旋转磁场相反的方向(逆时针)切割磁感线,从而可以判定出在该瞬间转子导体中的电流方向如图2-7所示。 转专率s。 2. 由上面的分析还可看出,转子的转速n一定要小于旋转磁场的转速”。如果转子转速与旋转磁场转速相等,则转子导体就不再切割旋转磁场,转子导体中就不再产生感应电动势和电流,电磁力F将为零,转子就将减速。因此异步电动机的“异步”就是指电动机转速n机还可按其工作电压的高低不同分为高压异步电动机和低压异步电动机。部分三相异步电动机外形如图2-8所示。 重点三 定子。 三相异步电动机虽然种类繁多,但基本结构均由定子和转子两大部分组成,定子和转子之间有气隙。 图2-9所示为封闭式三相笼型异步电动机的结构,其主要组成部分如下。定子是指电动机中静止不动的部分,主要包括定子铁心、定子绕组、机座、端盖、罩壳等部件。 1. 定子铁心。定子铁心作为电动机磁通的通路,对铁心材料的要求是既要有良好的导磁性能,剩磁小又要尽量降低涡流损耗,一般用表面有绝缘层的硅钢片。 2. 定子绕组。 定子绕组作为电动机的电路部分通人三相交流电产生旋转磁场。它由嵌放在定子铁心槽中的线圈按一定规则连接而成。小型异步电动机三相定子绕组一般采用高强度漆包圆铜线绕成。大、中型异步电动机则用漆包扁铜线或玻璃丝包扁铜线绕成。三相步电动机的三相定子绕组根据其在铁心槽内布置方式的不同可分为单层绕组[图2-13(e)]和双层绕组[图2-13(a)、(b)。 3. 机座。 机座的作用是固定定子铁心和绕组,并通过两侧的端盖和轴承来支承转子,同时可保护整台电动机的电磁部分和散发电动机热量。机座通常为铸铁件,大型异步电动机机座一般用钢板焊成,而有些微型电动机的机座则采用铸铝件以降低电动机的重量。封闭式电动机的机座外面有散热筋以增加散热面积;防护式电动机的机座两端端盖开有通风孔,使电动机内外的空气可以直接对流,以利于散热。 [真题练讲] 1.(2018年四川省统一考试) 旋转磁场是由哪个部件产生的？ A. 转子 B. 定子绕组 C. 定子铁心 D. 机座 答案：B. 定子绕组 解析：旋转磁场是由三相交流电源通过定子绕组产生的磁场。 2.(2018年山西省统一考试)旋转磁场的旋转方向取决于什么因素？ A. 转子的转速 B. 转子的磁场 C. 三相电流的相位差 D. 电机的功率 答案：C. 三相电流的相位差 解析：旋转磁场的旋转方向取决于三相电流的相位差。 3.(2020年四川省统一考试) 三相异步电动机的旋转原理是基于什么相互作用实现的？ A. 电流和电压的相互作用 B. 定子绕组和转子的相互作用 C. 磁场和感应电动势的相互作用 D. 轴承和机座的相互作用 答案：C. 磁场和感应电动势的相互作用 解析：三相异步电动机的转子在旋转磁场的作用下产生感应电动势，推动转子旋转。 4.(2022年四川省统一考试) 转子的旋转是由哪个部件产生的拖曳力推动的？ A. 定子绕组 B. 定子铁心 C. 转差率 D. 机座 答案：A. 定子绕组 解析：转子的旋转是由定子绕组产生的