11.8 单相异步电动机（教案）《电工基础》（高教版·第2版）同步精品课堂

《电力拖动控制线路与技能训练》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务11.8 单相异步电动机 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 中职学生对家用电器中的电机应用兴趣较高，但对“脉动磁场分解”“电容移相”等抽象原理理解困难。多数已掌握三相异步电动机的基本概念，对单相电机“无法自行起动”的原因、电容的作用及与三相电机的区别易混淆。需结合实物拆解和实验，降低理论难度，强化“现象→原理”的认知逻辑。 背景分析 单相异步电动机是家用设备的“动力核心”，从电风扇、洗衣机到医疗器械，其功率小、适配单相电源的特点使其应用广泛。本节课聚焦其构造、起动原理及转向控制，是理解小型电机工作机制的关键。学习这些知识，既能解释“风扇为何能转动”，也为电机维修、选型奠定基础，具有很强的实用价值。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力(技能)目标 培养严谨的观察态度和动手能力，在分析电机故障时养成规范操作习惯，树立“理论指导实践”的工程意识，提升设备维护的责任素养。 掌握单相异步电动机的构造（定子双绕组、笼型转子）；理解脉动磁场分解及起动转矩产生原理；知晓电容式电机的起动方式及转向控制方法。 能识别单相电机的主要部件；能说明电容在起动中的作用；能通过接线改变电机转向，初步判断简单起动故障。 学习任务 描述 学生需理解单相异步电动机的构造与工作原理（脉动磁场、起动转矩），掌握电容式电机的起动原理（相位差产生旋转磁场），知晓转向控制方法，能区分其与三相电机的异同。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 掌握单相异步电动机的构造（工作绕组、起动绕组、笼型转子）；理解电容式电机的起动原理（90°空间角度+90°相位差产生旋转磁场）；知晓转向控制方法（改变绕组接线）。 教学难点 理解脉动磁场分解为两个反向旋转磁场的过程；明确电容如何使两绕组电流产生90°相位差；区分单相与三相异步电动机起动机制的差异。 教学难点突破方法 用动画演示脉动磁场分解过程；实物连接不同电容观察电流相位差；对比表格梳理单相与三相电机的起动差异。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《电工基础》，主编：周绍敏，第2版；高等教育出版社。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾 (2分钟) [引入主题](2分钟) 任务引入：复习三相异步电动机的工作原理（旋转磁场带动转子）、“异步”含义（n<旋转磁场转速）。 提问“三相电机为何能自行起动？转子转速与旋转磁场转速关系如何？”，结合板书简要回顾。 集体回答问题，个别学生复述原理，同桌互查对“异步”的理解。 通过三相电机对比，为理解单相电机“需额外起动措施”铺垫，建立知识关联。 新课导入 (3分钟) [新课引入](3分钟) 展示家用风扇、洗衣机电机实物，提问“这些电机用单相电，为何能转动？静止时为何推一下才转？”。 演示风扇电机静止时不转、拨动后转动的现象，引导学生思考“起动需要什么条件”。 观察现象，小组讨论猜测原因（如“缺少某种力”“需要辅助装置”），记录疑问。 通过生活中的电机现象引发认知冲突，激发探究兴趣，自然过渡到起动原理学习。 探索新知 (2分钟) 一、工作原理 1．由于单相交流电产生的是脉动磁场，而脉动磁场可认为由两个大小相等、转速相同、但转向相反的旋转磁场所合成。当转子静止时，两个旋转磁场在转子上产生的两个转矩大小相等、方向相反，合转矩为零。所以，转子不能自行起动。 展示单相电机定子（带两个绕组）和转子，接入单相电源（电机不转），串联电容后再接入电源（电机转动）。提问“为何加电容后能转动？两个绕组起什么作用？”，引导学生关联现象与绕组、电容的关系。 观察两次实验现象（不加电容不转、加电容转动），记录关键差异，小组讨论“电容和双绕组可能配合产生了旋转磁场”，结合三相电机知识推测原理。 通过对比实验让学生直观感知电容和双绕组的作用，自主提出“旋转磁场产生”的猜想，培养观察与推理能力，为后续原理学习奠基。 学习新知(14分钟) 2．单相异步电动机转动的关键是产生一个起动转矩。 讲解单相异步电动机的构造：定子有工作绕组（主绕组）和起动绕组（副绕组），空间相差90°；转子为笼型。结合实物标注部件，强调双绕组的作用（配合产生旋转磁场）。 绘制电机结构简图，标注各部件名称，小组内互相指认实物部件，对“双绕组为何相差90°”提问。 通过实物与简图结合，让学生直观掌握构造，为理解起动原理打基础，符合中职学生具象认知特点。 二、单相电容式异步电动机 1．与工作绕组并联一个起动绕组，而且起动绕组中串联一个适当容量的电容，使起动绕组中的电流相位超前工作绕组中电流的相位90º，而且二绕组在空间的位置也相差90º，从而产生旋转磁场使电动机起动。 用动画演示脉动磁场分解为两个反向旋转磁场的过程，讲解静止时两磁场转矩抵消（合转矩为零）；外力转动后顺向转矩大于反向转矩，电机持续转动。强调“起动转矩是转动的关键”。 观看动画后复述磁场分解过程，用示意图画出两个反向磁场，讨论“为何外力能打破转矩平衡”，标注关键结论。 通过动画将抽象的磁场分解可视化，帮助学生理解“无法自行起动”的本质，突破理论难点。 2．结合如下两图分析旋转磁场的产生。 3．单相异步电动机的转向与旋转磁场的旋转方向相同，转速低于旋转磁场的转速。改变定子绕组接线的方法可改变电动机的转动方向。 讲解电容式电机起动原理：起动绕组串联电容后，与工作绕组电流产生90°相位差，配合90°空间角度，合成旋转磁场，产生起动转矩。演示改变绕组接线使电机反转的过程。 用相位图表示两绕组电流关系，模拟旋转磁场产生方向，动手连接简单电路（教师指导），观察转向变化，记录接线方式。 通过相位图和实操，让学生理解电容的“移相”作用及转向控制的操作，将理论转化为可感知的实践，强化应用能力。 学生再练习(6分钟) 4、分配任务：(6分钟)(思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力) 1)、以小组为单位回答问题：①单相电容式电机中，两绕组在空间和电流上各相差多少？②如何让单相电机反转？试说明操作。 2)、每组派出代表回答老师提问 3)、学生分组相互评价 4)、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂总结 (2分钟) 教师总结(2分钟) 本节课学习了单相异步电动机的构造、脉动磁场分解原理、电容式起动方式及转向控制。关键是理解“双绕组+电容”如何产生旋转磁场，记住其与三相电机的起动差异，这些是维修家用电机的基础。 布置下节课任务(40分钟) 布置下节课任务(40分钟) 预习下节课内容 布置作业(13分钟) [完成作业](13分钟) 完成教材对应习题（标注电机部件、说明电容作用）；拆解旧风扇电机，观察绕组连接方式，尝试改变转向。 板书设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本节课通过实物演示和动画，多数学生能掌握电机构造和起动现象，但对磁场分解、相位差的理解仍浅。需增加分组实验（更换电容测试起动性能），用示波器展示电流相位差，强化直观认知。同时，应多结合维修案例，提升知识应用的针对性。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $