课题三三相感应电动机的基本原理教学目的及要求：通过教学使学生掌握三相异步电动机的工作原理；明确交流绕组基本量的概念和计算方法；会绘制单层交流绕组（单层链式、单层交叉式、单层同心式）；了解单相绕组的脉振磁势的概念。教学方式：理论讲述实物演示实验操作教具演示设备展示：三相交流电动机单相交流电动机三相旋转磁场产生教具演示操作：电机系统实验装置电机维修实训重点难点：三相异步电动机工作原理交流电机绕组的排列原则交流电动机按照转子转速与旋转磁场速度(同步速度)的异同，可分为交流同步电动机与交流异步电动机。同步电动机转子的速度与旋转磁场的速度相同，所以，称为同步电动机，一般应用于恒速负载与发电场合；异步电动机转子的速度与旋转磁场的速度不同，所以，称为异步电动机，其应用相对同步电动机要广泛的多。同步电动机的定子结构与异步电动机的结构基本相同，所以，本章主要探讨交流异动步电动机。7.1三相异步电动机的工作原理与结构异步电动机按电源相数分类可分为三相异步电动机与单相异步电动机。三相异步电动机使用三相交流电源，它具有结构简单、使用和维修方便、坚固耐用等优点，在工农业生产中应用极为广泛。一、三相异步电动机的工作原理在图3.1中，假设磁场的旋转是逆时针的，这相当于金属框相对于永久磁铁，以顺时针方向切割磁力线，金属框中感生电流的方向，如图中小圆圈里所标的方向。此时的金属框已成为通电导体，于是它又会受到磁场作用的磁场力，力的方向可由左手定则判断，如图7.2中小箭头所指示的方向。金属框的两边受到两个反方向的力f，它们相对转轴产生电磁转矩(磁力矩)，使图3.1闭合金属框中受力示意图金属框发生转动，转动方向与磁场旋转方向一致，但永久磁铁旋转的速度n1要比金属框旋转的速度n大。从上述实验中可以看到，在旋转的磁场里，闭合导体会因发生电磁感应而成为通电导体，进而又受到电磁转矩作用而顺着磁场旋转的方向转动；实际的电动机中不可能用手去摇动永久磁铁产生旋转的磁场，而是通过其他方式产生旋转磁场，如在交流电动机的定子绕组(按一定排列规律排列的绕组)通入对称的交流电，便产生旋转磁场；这个磁场虽然看不到，但是人们可以感受到它所产生的效果，与有形体旋转磁场的效果一样。通过这个实验，可以清楚地看到，交流电动机的工作原理主要是产生旋转磁场。为了更好的说明三相异步电动机的工作原理，用图3.2进一步进行说明，从中可以很清楚地看到三相交流电产生旋转磁场的现像。图中所示的3个绕组在空间上相互间隔机械角度120°(实际的电动机中一般都是相差电角度120°)，3个绕组的尾端(标有U2、V2、W2)连接在一起(3个绕组的这种连接称为星形(Y)接法。常用接法还有三角形(△)接法，就是将3个绕组首尾相连，在3个接点上分别引出3根引线的接法。)，将对称的三相交流电iU=Imsint、iV=Imsin(t-120°)、iW=Imsin(t-240°)从3个绕组的首端(标有U1、V1、W1)通入，放在绕组中心处的小磁针便图3.2三相交流电动机定子迅速转动起来，由此可知旋转磁场的存在。三相绕组排列示意图三相交流电是怎样产生旋转磁场的呢？用图3.3进行分析。当3个绕组跟三相电源接通后，绕组中便通过三相对称的交流电流iU、iV、iW，其波形如图3.3图所示。现在选择几个特殊的运行时刻，看看三相电流所产生的合成磁场是怎样的。这里规定：电流取正值时，是由绕组始端流进(符号)，由尾端流出(符号⊙)；电流取负值时，绕组中电流方向与此相反。图3.3三相交流电产生旋转磁场示意图当t=t1=0，U相电流iU=0，V相电流取为负值，即电流由V2端流进，由V1端流出；W相电流iW为正，即电流从W1端流进，从W2端流出。在图3.3的定子绕组图中，根据电生磁右手螺旋定则，可以判定出此时电流产生的合成磁场如图3.3(a)所示，此时好像有一个有形体的永久磁铁的N极放在导体U1的位置上，S极放在导体U2的位置上。当t=t2=2时，电流已变化了1/3周期。此时刻i为正，电流由U1端流入，从U2端流出，iV为零；iW为负，电流从W2端流入，从W1端流出。这一时刻的磁场如图3.3(b)所示。磁场方向较t=t1时沿顺时针方向在空间转过了120°。用同样的方法，继续分析电流在t=t3、t=t4时的瞬时情况，便可得这两个时刻的磁场，如图3.3(c)、3.3(d)所示。在t=t3=4/3时刻，合成磁场方向较t2时刻又顺时针转过120°。在t=t4=2时刻，磁场较t3时再转过120°，即自t1时刻起至t4时刻，电流变化了一个周期，磁场在空间也旋转了一周。电流继续变化，磁场也不断地旋转。从上述分析可知，三相对称的交变电流通过对