5.2 单项异步电动机（课件）-《电工电子技术与技能》同步精品课堂（高教版）

《电子电工技术与技能》（高教版） 高等教育出版社 同步精品课程——中职专业课 第5章 电动机及其基本控制 5.2 单项异步电动机 知识目标 理解单相异步电动机的工作原理： 解释电磁感应原理如何驱动单相异步电动机的转子旋转。 比较其效率和功率因数与三相异步电动机的差异，以及其对电网的影响。 能力目标 能够描述电磁感应如何导致单相异步电动机转子的旋转，理解启动线圈和主线圈在这一过程中的作用。 能够区分和描述单相异步电动机的主要组成部分，如转子、定子、启动线圈等，并理解它们的功能和相互作用。 能够分析和解释单相异步电动机在日常生活和工业中的应用场景，例如电动风扇的工作原理及其效率特点。 情感目标 理解单相异步电动机在家庭和小型工业中的广泛应用，促使你认识到技术在日常生活中的重要性和实用性。 学会分析单相异步电动机效率和功率因数等问题，培养解决技术挑战的能力和自信心 三维目标 导入情景 01 “今天我们来讨论一个家庭中常见的电器问题——电动风扇。你们是否想过，电动风扇是如何工作的呢？它背后的核心就是单相异步电动机。在我们开始深入了解电动风扇的工作原理之前，让我们先简单了解一下，单相异步电动机和三相异步电动机有什么不同呢？” 新知学习 02 一、单相异步电动机 由单相交流电源供电的异步电动机称为单相异步电动机。一些小的动力设备、家用电器、电动工具、木工机械、医疗器械等所用到的电动机都是单相异步电动机。 新知学习 02 单相异步电动机的结构和三相异步电动机结构相似，主要由定子和笼型转子两部分组成，如图2.5.15所示 二、单相异步电动机的基本结构 新知学习 02 1.定子 定子铁心由相互绝缘的硅钢片叠压而成。铁心槽内嵌有独立的、在空间相隔90°的两个绕组，其中一个是工作绕组，另一个是起动绕组。 2.转子 转子的结构是笼型的，在叠放好转子铁心的基础上，再铸入铝条，同时在两端用铝铸成闭合端环。 此外，还有起动元件、端盖、轴承、外罩等。 二、单相异步电动机的基本结构 新知学习 02 单相单绕组异步电动机的工作绕组(U、U,)中通入单相交流电后，将产生一个在空间位置不变、大小和方向随交流电流而变化、具有脉动特性的脉动磁场，如图2.5.16(a)所示。磁场不旋转，不会产生起动力矩，因此电动机不能自行起动。 三、工作过程 新知学习 02 单相单绕组异步电动机靠起动绕组解决起动问题。当工作绕组与起动绕组(2、2)通入相位差90°的两相交流电时，则可产生旋转磁场，如图2.5.16(b)所示，转子便能自行起动。转动后的单相异步电动机，切除起动绕组后仍可继续运行。 以上起动方法称为单相异步电动机的分相起动，即把单相交流电变为两相交流电，从而在单相异步电动机内部建立一个旋转磁场。 三、工作过程 新知学习 02 1.电阻起动 结构特点：中等起动转矩(一般为额定转矩的1.2-2倍)，起动电流较大； 应用：电冰箱的压缩机、鼓风机等； 结构图： 四、常见的单相异步电动机 新知学习 02 2.电容起动 结构特点：起动转矩大(一般为额定转矩的1.5 ~ 3.5倍)、起动电流相应增大，起动性能好； 应用：满载起动的机械，如小型空气压缩机、木工机械等； 结构图： 四、常见的单相异步电动机 新知学习 02 3.电容运行 结构特点：起动转矩较小，工作可靠效率与功率因数较高； 应用：电风扇、洗衣机； 结构图： 四、常见的单相异步电动机 新知学习 02 4.电容起动与运行 结构特点：结构复杂，但起动转矩大约为额定转矩的2~2.5倍)，效率与功率因数较高； 应用：空调、小型空压机； 结构图： 四、常见的单相异步电动机 小试牛刀 题目 1： 单相异步电动机的起动方式通常包括哪些方法？ A. 自动起动 B. 手动起动 C. 电子起动器 D. 手动和电子起动器均可 答案与解析： D。单相异步电动机的起动方式可以是手动或电子起动器控制。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 2： 单相异步电动机通常在何种情况下会出现过载？ A. 额定负载下 B. 转速过高时 C. 启动时 D. 电网电压波动时 答案与解析： C。单相异步电动机通常在启动时会出现较高的启动电流，可能导致过载现象。 尝试解答下面习题 单相变压器的基本结构包括以下哪些部分？ A. 铁芯、初级绕组、次级绕组、绝缘材料 B. 铁芯、次级绕组、初级绕组、绝缘材料 C. 铁芯、绝缘材料、初级绕组、次级绕组 D. 初级绕组、次级绕组、铁芯、绝缘材料 解析：正确答案是A。单相变压器的基本结构包括铁芯、初级绕组、次级绕组和绝缘材料等组成部分，它们共同实现电能的变压和传输。 小试牛刀 题目 3： 单相异步电动机通常使用哪种类型的电容器来启动？ A. 固定电容器 B. 变频电容器 C. 启动电容器 D. 运行电容器 答案与解析： C。单相异步电动机通常使用启动电容器来启动，它们设计用于提供启动时所需的相位差。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 4： 在单相异步电动机中，哪个部件主要用于改变转子的转速？ A. 定子 B. 转子 C. 电容器 D. 制动器 答案与解析： C。在单相异步电动机中，电容器可以帮助改变转子的转速，尤其是在启动阶段。 尝试解答下面习题 题目 5： 单相异步电动机的功率因数通常在何种范围内？ A. 0.2 - 0.5 B. 0.5 - 0.8 C. 0.8 - 1.0 D. 1.0 - 1.2 答案与解析： B。单相异步电动机的功率因数通常在0.5到0.8之间，使用适当的电容器可以提高功率因数。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 6： 以下哪种因素会影响单相异步电动机的效率？ A. 电流大小 B. 电压波动 C. 温度变化 D. 电容器的位置 答案与解析： C。温度变化会影响单相异步电动机的效率和运行稳定性，需要注意散热和环境温度控制。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 7： 单相异步电动机的功率通常以哪个单位表示？ A. 瓦特 (W) B. 千瓦 (kW) C. 瓦 (V) D. 安培 (A) 答案与解析： B。单相异步电动机的功率一般以千瓦 (kW) 表示，反映其能量转换能力。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 8： 单相异步电动机的运行速度主要取决于哪些因素？ A. 电压和电流 B. 转子和定子的材料 C. 外部负载 D. 供电频率和极数 答案与解析： D。单相异步电动机的运行速度主要由供电频率和极数决定，这些因素影响电机的同步速度。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 9： 根据单相异步电动机的电容启动与运行原理，画出其电路连接图，并解释其工作原理。 答案：电路连接图说明：在单相异步电动机的电路中，电容器（C）连接在起动电路中，通常与启动电容器并联。 电容器（C）的作用是提供启动时的相位差，促使电动机起动。 一旦电动机达到足够的转速，启动电容器会由启动电路中的开关断开，使电动机继续以单相电源运行。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 10： 根据单相异步电动机的电容运行原理，画出其电路连接图，并解释其工作原理。 答案：在单相异步电动机的电路中，电容器（C）连接在运行电路中。 电容器（C）的作用是通过提供相位差来改善电动机的运行特性，特别是在负载较高或启动阶段后维持运行。 电容器的参数需要根据电动机的额定功率和设计负载进行选择，以保证电动机在运行时的效率和稳定性。 小试牛刀 尝试解答下面习题 课堂小结 03 今天我们学习了单相异步电动机的基本工作原理、结构特点及其在实际应用中的重要性。 主要内容回顾：工作原理： 单相异步电动机利用电磁感应原理工作，通过电流在定子产生的旋转磁场驱动转子旋转。结构特点：单相异步电动机通常包括主线圈和启动线圈。启动线圈通过串联或并联方式与主线圈连接，产生相位差以启动电动机。需要额外的启动电容器来产生起动转矩。应用及影响：单相异步电动机通常在家庭和小型工业应用中使用，其额定电压一般为220V。由于启动方式和结构限制，其效率较三相异步电动机低，功率因数也较低，可能导致电网负荷增加。 作业布置 04 完成课堂上未完成的练习题目，确保对单项异步电动机的掌握。 复习单项异步电动机的相关概念和应用，整理笔记，梳理知识框架。 完成作业本上关于单项异步电动机的习题，加深对定理的理解。 准备下节课的讨论问题：你认为单项异步电动机在实际生活中有哪些应用？请结合具体例子进行讨论。 感谢观看 $$