电动机工作原理教案详案

三相异步电机的工作原理教案（详案）

教学过程：

【课前导语】三相电动机为什么会转动呢？我们今天学习三相电动机的工作原理讨论这一课题。

【导语】首先我们通过一个实验来学习电动机是如何转动的。

【演示实验】手持一块磁铁，在磁极旁放置一列灵活转动的线圈，当磁铁（磁场）绕线圈转动时线圈也随之转动，若将其固定在转轴上做成转子，则转

子也随外磁场的旋转而转动，这就是最简单的电动机的原型。

【实验目的】通过演示给学生一个电机工作的直观形象，也便于分析和理解其工作原理。

【引言】下面我们着重分析讨论电动机的转动原理

（以上约5分钟）

【板书课题】三相异步电动机的工作原理

一. 引入实验

刚才的实验中我们外加的磁场的旋转是靠人工来旋转的这不是

【分析解释】“电”动机，在实际中电动机的旋转磁场是由三相交流电源产生的，这个过程电→磁即

【板书】 1、电生磁，

通电导体周围有磁场（用右手安培定则或螺旋定则判定）。

【板书】 2、磁生电

若磁场旋转时，相当与导体切割磁力线在线圈中会产生感应电动势，

若线圈闭，则会产生电流，这一过程是磁→电（电工基础知识右手定

则判断方向）

3、电磁力

通电导体处在磁场中会受到力的作用，力的方向用左手定则判定。

（以上约5分钟）

【引言】 通过以上学习我们知道 要想使三相异步电机转动，首先要产生一个旋

转磁场，下面我们来分析旋转磁场是怎样产生的？

二、旋转磁场的产生 （本课题约25分钟)

〖课前展示〗 我们知道三相电机通入三相交流电是对称的他们在空间成120°电

角度，我们以黄绿红表U 、V 、W 、三相电。

〖出示道具〗 另外三相电源加在对称的定子绕组上（也成120°排列）。以上是旋

转磁场产生的必要条件

【板书】 1、必要条件 对称三相绕组 对称三相电源

其波形如图2所示。

【导语】 下面我们来分析磁场的转动 （以上约5分钟） 【板书】 2、磁场的转动 （约20分）

【板书】〖标记重点并强调〗 为了便于分析我们规定：当电流为正时：首进尾出 当电流为负时：尾进首出 以×表向纸面流进 ⊙从纸面流出

图1 三相异步电动机最简单的定子绕组

t I i m U ωsin =)

120sin(︒-=t I i m V ω)

240sin(︒-=t I i m W

ω 图2 三相电流的波形

【导语】接下来我们观看课件讨论一下wt=0 时，三相交流电产生磁场的情况【利用课件】（1）当wt=0°时

【共同分析】首先根据上述规定和学生一起分析三相电的极性，并且用﹢和﹣在定子上标明V1﹢、V2⊙、W1﹢、W2⊙；其次根据电流方向用右手

定则判别磁感线的方向并且标明N极和S极

【复习问知】此处简要复习右手定则

接下来我们共同分析当wt＝T/6、wt＝T/3、wt＝T/2时的情况

（2）当 wt＝T/6时

【结合课件】 U相电流为正，由Ul端流向U2端，V相电流为负，由V2端流向Vl端，W相电流为零。根据电流方向用右手定则判N极和S极。

其合成磁场如图3b所示，也是一个两极磁场，但N、S极的轴线在

空间顺时针方向转了60º。

以上分析了两种情况，剩下的三种情况

（3）当wt＝T/3时

U相电流为正，由Ul端流向U2端，，V相电流为零，W相电流为负，由W2端流向Wl端，其合成磁场比上一时刻又向前转过了60º，

如图3c所示

用同样的方法可得出当wt＝T/2时，合成磁场比上一时刻又转过了60º空间角，由此可见，图3产生的是一对磁极的旋转磁场。（学

生自己讨论学习）

【指派学生】当 wt=180°

【在黑板上完成】 wt=270°

Wt=360°三种情况由学生分析作用

【安排任务】在下面的同学你们对照课件画出来当wt=180°wt=270°Wt=360°情况

【共同评价】画好后共同分析学生的作用情况直到修正正确

总结：

【点出旋转】当交流电变化了一个周期，在两个磁极的电机上磁场也随之变化了一周即磁场也随着电流同步旋转。

【课件演示】此过程在课件上展示以显示磁场的旋转方向过程

【师生共同三、电动机的转动原理（约8分钟）

分析原理并板书】如果在三相定子绕组中通入三相对

称电流后，则在定子、转子铁心及其

之间的空气隙中产生一个同步转速为n0

的旋转磁场，某瞬间定子电流产生的磁

场如图4所示，在空间按顺时针方向旋

转。因转子尚未转动，所以静止的转子与旋转磁场产生相对运动，

在转子导体中产生感应电动势，并在形成闭合回路的转子导体中

产生感应电流，其方向用右手定则判定。在图5中，笼型转子上

方导体电流流出纸面，下方导体电流流进纸面。根据电磁力定律，

转子电流在旋转磁场中受到磁场力F的作用，F的方向用左手定

则判定。电磁力在转轴上形成电磁转矩。由图可见，电磁转矩的

方向与旋转磁场的方向一致，使转子按旋转磁场的方向转动。

【本节小结】（以下约2分钟）

今天我们学习了三相异步电动机的工作原理、主要学习了三相异步电动机旋转

磁场产生

原理及转向分析。希望大家课后加以巩固练习，真正掌握本节课的重点知识【课外作业】

1、画出wt=120°wt=180° wt=150°的旋转磁场的原理图

2、分析三相异步电动机的工作原理