起动机电动机教案

起动机电动机教案（精选8篇）

起动机电动机教案 第1篇

【课题】电动机

【教学目标】 1.知识与技能

①了解磁场对通电导线的作用；

②初步认识科学与技术、社会之间的关系。2.过程与方法

经历制作模拟电动机的过程，通过实验方法探究直流电动机的结构和工作原理。

3.情感、态度与价值观

通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学生学习科学技术知识和应用物理知识的兴趣。【重点、难点】 重点：

①通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关；

②直流电动机的能量转化。

难点：

电动机能够持续转动的原因。【教学环节】

复习提问：

奥斯特实验说明了什么？ 新课引入： 引导学生举出尽可能多的用电器，从这些用电器中找到使用电动机的用电器。出示电动机模型，提出问题： 电动机是如何工作的？

新课教学

一、通电导体在磁场中的作用 提出问题：

通电导体与磁场之间到底有什么作用？

引导学生进行猜想，设计实验，进行实验验证。1.通电导体在磁场中受到力的作用

设计实验 观察：

（1）未闭合开关时，导体在磁场中的情况；（2）未加磁场时，通电导体的情况；

（3）闭合开关，观察导体在磁场中的情况 提出问题：

从上述现象，你可以获得什么样的结论？ 小结：通电导体在磁场中会受到力的作用。

2.通电导体在磁场中受到力的方向与电流方向和磁场方向有关 引导学生讨论通电导体在磁场中的运动方向与什么因素有关 引导学生进行实验设计，引导学生观察：

（1）改变电流方向对于通电导体在磁场中的运动方向的影响（2）改变磁场方向对于通电导体在磁场中的运动方向的影响

（3）同时改变磁场的方向和通入电流的方向对于通电导体在磁场中的运动方向的影响

小结：通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。

二、通电线圈在磁场中的作用 提出问题：

通电导体在磁场中受到力的作用会运动，那么通电线圈在磁场中又会受到什么作用？

演示实验探究

小结：通电线圈在磁场中会扭转 提出问题：

怎么样才能让线圈在磁场中转起来？

引导学生进行讨论，注意分析线圈的受力变化，引导学生找到办法。演示实验：让线圈在磁场中连续转动

三、电动机 1.电动机的构造

⑴定子：固定不动的部分 ⑵转子：能够转动的部分 2.换向器 说明：直流电动机的换向器的作用，注意利用课件和实物进行说明 小结： 作用：通过改变通入线圈的电流的方向来改变通电导体在磁场中的运动方向，使线圈在磁场中不停地转动。3.电动机的工作原理

提出问题：

电动机的工作原理是什么？

电动机的工作原理：通电线圈在磁场中会转动。4.电动机的能量转化

提出问题：能量怎样转化？ 小结：电能转换成机械能。

5.电动机的应用：引导学生举例 小结：

知识小结：

一、通电导体在磁场中的作用 1.通电导体在磁场中受到力的作用

2.通电导体在磁场中受到力的方向与电流方向和磁场方向有关

二、通电线圈在磁场中的作用：使线圈转动

三、电动机 1.电动机的构造 2.换向器

3.电动机的工作原理 4.电动机的能量转化

电动机的应用 方法小结：

1．思维程序：提出问题——猜想——实验检验——得出结论——实际应用 2.研究方法：控制变量法、转换法。

作业：动手动脑学物理：1.2.4.

起动机电动机教案 第2篇

《全效学习》让课堂教学焕发出生命的活力

加强教学研究 促进对话交流 拓展专业视野

《全效学习》让课堂教学焕发出生命的活力

分析：从以上实验知道，当开关闭合，线圈中有电流通过，线圈由静止变运动，线圈获得了机械能，而电流通过线圈，线圈消耗电能。

三、课堂小结

1．通电导体在磁场里会受到力的作用。

2．通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。

3．通电线圈在磁场中受力转动，在平衡位置时静止。

4．通电导体在磁场中运动消耗了电能，得到了机械能。

四、课堂巩固练习

1、如图所示，把一根直导线AB放在蹄形磁铁的磁场中，接通电源后，让电流通过导体AB，下列说法正确的是（）

A.AB仍静止 B.AB在水平方向运动起来

C.AB沿磁场方向运动 D.AB沿电流方向运动

2、关于通电导体在磁场里受力方向与电流方向和磁感线方向之间的关系，下列说法中错误的是（）

A．电流方向改变时，导体受力方向改变

B．磁场方向改变时，导体受力方向改变

C．电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向改变

D．电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向不变

3、将一矩形线圈悬挂在磁场中，通电后线圈却不能转动，其原因可能是（）

A.线圈中的电流太大 B.线圈平面与磁场方向平行

C.线圈方向与磁场方向垂直 D.线圈平面与磁感线夹角小 参考答案：

1、B

2、C

3、C

五、课外巩固：

1、作业本作业。

2、复习本次课内容。

3、预习下次课内容。

加强教学研究 促进对话交流 拓展专业视野

《全效学习》让课堂教学焕发出生命的活力

4．培养学生把物理理论应用于实际的能力。教学建议

1．本节采用程序性的提问和讨论，启发学生弄清线圈受力情况和转回来的原因，以及解决问题的办法，可以培养学生的思维和创造能力。

2．换向器是教学的难点，利用放大的直观模型或课件很有必要。靠这一节课教学，一部分学生可能还没有完全弄清楚，下节课学生将进一步认识它。

3．通过前面几节的学习，学生识图能力应该有所提高，本节电动机原理图要尽量让学生自己看图理解。

教学过程

一、复习引入新课

提问：上节课我们做实验给磁场中的导体通电，发现了什么？（通电导体在磁场中受力的作用开始运动）。

提问：这个力的方向与哪两个因素有关？（电流方向和磁感线方向）

提问：通电线圈在磁场中怎样运动？（线圈会转动）

提问：这个现象中能量是怎样转化的？（电能转化为机械能）

引入新课：电动机就是利用通电线圈在磁场中受力而转动的现象制成的，它将电能转化成机械能。下面我们来研究电动机是如何利用上述现象制成的，先讨论最简单的一种直流电动机。

二、进行新课教学

(1)使磁场中的通电线圈能连续转动的办法

很多同学可能马上想到通电线圈在磁场中不能连续转动（转到平衡位置要停下来），而实际的电动机要连续转动。怎样解决这个问题呢？（此处可告诉学生把理论用于实际需要再付出很多劳动，以培养学生对应用科学的兴趣）要解决这个问题，我们还得进行深入研究。提问：在上节课的演示实验中，线圈转到平衡位置时是立即停止吗？为什么它不立即停止？（由于惯性线圈会稍转过平衡位置）

提问：转过平衡位置后，为什么它又转回来呢？（利用模型分析：转过平衡位置后，ab边受力仍向里，cd边受力仍向外，正是这一对力使线圈转回来的）

提问：要使线圈不转回来，应该在线圈刚转过平衡位置时就改变线圈的受力方向，即使线圈刚转过平衡位置就使ab边受力变为向外，cd边受力变为向里。怎样才能使线圈受力方向发生这样的改变呢？

引导学生回忆影响受力方向的两个因素，从而得出：应该在此时改变电流方向，或者改变磁感线方向。进一步引导学生分析：改变磁感线方向就是要及时交换磁极，显然这不容易做到；实际的直流电动机是靠及时改变电流方向来改变受力方向的。

板书：〈1．使磁场中的通电线圈连续转动，就要每当线圈刚转过平衡位置，就改变一次电流方向。〉(2)换向器

提问：怎样才能使线圈刚转过平衡位置时就及时改变电流方向呢？ 让学生想办法并开展讨论，教师下去了解学生的情况并鼓励和指导。

教师引导：出示电动机模型，要求学生观察两个半圆铜环和电刷，指出：靠这两样东西就可以解决问题。引出换向器的作用。

提问：“换向器”是怎样实现“换向”的？利用电动机课件或课本图4—39相似的模型演示。

①“换向器”由两个半铜环组成。

加强教学研究 促进对话交流 拓展专业视野

《全效学习》让课堂教学焕发出生命的活力

②两个半铜环的开口处（即绝缘处）安装。

③当线圈由于惯性稍稍转过平衡位置时，能交换电刷与换向器的半铜环的接触，从而改变了线圈中的电流方向和受力方向，使线圈仍能按原来的绕向转动，从而实现线圈连续转动。(3)直流电动机的构造

出示直流电动机模型：主要构造由磁体、线圈、换向器和电刷组成。

介绍实际的电动机由转子和定子两个基本部分组成

演示：给直流电动机模型通电转动，提高学生兴趣。

告诉学生：下节课同学们将自己装一台小直流电动机，进一步弄清楚它的有关知识。

(4)交流电动机

让学生阅读课文最后一个自然段，了解交流电动机和电动机的优点和应用。

三、课堂小结

1、电动机原理：通电线圈在磁场里受力而转动。

2、直流电动机：利用直流电源供电的电动机叫直流电动机。

3、直流电动机的组成：模型：由磁体、线圈、换向器和电刷组成；

实际的电动机由转子和定子两个基本部分组成4、换向器的结构和作用：结构：由两个半环构成

作用：每当线圈转过平衡位置，自动改变线圈中电流的方向

5、能量转化：电动机工作时把电能转化为机械能。

四、课堂巩固练习

1、直流电动机能持续转动，主要是因为（）

A.线圈的作用 B.电流的作用 C.磁场的作用 D.换向器的作用

2.直流电动机工作时，线圈经过垂直磁感线的位置时()

A.线圈受力平衡，速度为零 B.线圈受力平衡，速度不为零

C.线圈受力不平衡，速度为零 D.线圈受力不平衡，速度不为零 3.下列说法正确的是()

A.电动机是把机械能转化为电能的机器

B.电动机是把电能转化为机械能的机器

C.直流电动机是利用线圈的转动而产生电流的

D.改变线圈中的电流方向，可以改变电动机线圈转动的快慢 参考答案：

1、D

2、B

3、B

五、课外巩固：

1、作业本作业。

2、复习本次课内容。

电动机起动的相关问题研究 第3篇

关键词：启动方式,转差率,启动电流,启动转矩

电动机的起动原理我们都很熟悉，电动机起动电流产生2倍额定转矩的起动转矩拖动电动机旋转，随着电动机转速的不断提高起动电流不断降低，起动转矩不断减小，直至达到动力转矩能够与负载造成的阻力转矩平衡，流过电动机转子的为负载电流，如电动机空载则流过的为空载电流。

1 影响电动机起动的因素

1.1 配套电动机容量的确定

在确定机泵扬程、流量后根据以下计算公式即可得出泵的轴功率P，泵的轴功率P除以电机的效率就可以得出电机的输出功率，继而向上一级选择标准功率等级的电动机即得到泵配套的电动机额定功率。

P—泵的轴功率kW

ρ—介质密度kg/m3

g—重力加速度m/s2

Q—流量m3/s

H—扬程m

η—泵效率%

科学、合理地选择机泵配套电动机要注意以上公式中各参数及电动机的效率，如果电动机选择偏小会出现起动电流大、起泵时间长甚至不能起动的情况，如果电动机选择偏大则会出现“大马拉小车”的情况，造成电动机正常运行功率因数低、浪费电能。

1.2 确定与电动机匹配的起动设备

选择起动设备(变频器、软起动器等)容量时，起动设备的额定电流是一个关键量，其容量应按运行过程中可能出现的最大工作电流来选择。起动设备的拖动功率必须大于电动机额定功率，不小于电动机额定功率的1.1倍且电机在输出最大转矩时的电流必须限制在起动设备的额定输出电流范围内。

1.3 带负载情况对电动机起动的影响

电动机起动过程带载与否与起动电流没有关系，但是会影响到电动机达到额定电流的时间，带载起动会增加整个电动机起动过程的时间，会延长起动电流通过电动机绕组的时间，也就是说带载起动的操作方式会使绕组长时间处于大电流通过状态，降低绕组绝缘水平，缩短电动机的使用寿命。

2 电动机加载状态对起动过程的影响分析

我们首先应该明确一个原理：电动机带载和空载起动时的瞬间起动电流是一样的，只是一个起动过程和时间长短的问题，电动机带载和空载起动时起动电流都是额定电流的4～7倍。空载起动是从0至起动电流再降至空载电流，而带载起动是从0至起动电流再降至负载电流。

2.1 三相异步电动机起动电流及起动转矩

三相异步电动机起动电流Ist= (4～7) In

三相异步电动机起动转矩Mst= (1～2) Mn

Ist启动电流

In额定电流

Mst启动转矩

Mn额定转矩

U电源电压

f电源频率

由以上公式我们可以看出，降低电动机启动电流的办法如下：

(1) 降低电源电压; (2) 加大定子边电阻和电抗; (3) 加大转子边电阻和电抗。

2.2 转矩平衡分析

电动机起动电流即为电机的堵转电流(4～7倍额定电流)，电动机空载起动后达到一个平衡状态，随着不断的加载至额定负载电动机又达到一个新的平衡点，即电动机的电磁转矩能够克服负载转矩，电流由空载电流上升至额定电流，随着负载增加负载转矩大于电磁转矩，转速下降，同时电磁转矩随转速的下降而增大，与负载力矩达到新的平衡，使电机以比原来稍低的转速运行;但如果加载到一定程度电动机无法再达到平衡状态，此时阻力矩超过了最大转矩，负载力矩则一直大于电磁转矩，再也不存在新的平衡点，电动机转速很快下降直到停止，处于堵转状态，此时通过定子的电流即为堵转电流，时间长了会损害电机。

2.3 转差率分析

从转差率的角度分析，异步电动机起动过程转速都是从零升至额定转速，最大转差率在起动瞬间均达到最大值1，随着电动机起动至额定转速，转差率也达到额定转差率。电动机空载起动转速升高很快，转速很快升至接近同步转速，此时转差率可基本认为趋向于零，达到平衡状态后电流很小，整个起动周期时间短。额定负载起动状态下电动机转速升高相对较慢，大电流起动时间较长，达到额定转速后即达到额定转差率，此时通过的工作电流即为额定电流。

3 几个关联问题

3.1 轴功率与电机功率的合理应用

轴功率是工艺根据计算得出的机泵达到设计扬程、流量实际应输入的功率，电机功率是在轴功率的基础上考虑机泵和电机效率推算出来的电动机功率，故一般情况下轴功率为电动机功率的80%～90%。

轴功率对于电气专业来说主要应用于整个场站用电负荷统计，并最终确定变压器容量，由于轴功率是电动机运行过程中实际做功的部分，所以采用轴功率作用电负荷统计能够使计算结果更接近实际状态，避免变压器选择过大。

电动机额定功率确定配电回路断路器、热继电器、电力电缆等一次设备的参数，尤其应用于大功率电动机启动压降计算，由上述分析电动机空载启动与重载起动启动电流值相同的结果我们可以看出，如果采用轴功率作电动机启动压降计算会导致计算结果偏小，这样会影响我们配电方案的正确性。

3.2 电动机启动跳闸故障分析

在处理一些电动机启动故障过程中，我们认为电动机重载起动跳闸的主要原因是启动电流过大造成的，从而增大电流保护设定值而不解决问题。通过以上分析，我们可以通过调整电动机启动过程中的启动时间范围设定，延长启动保护时间来解决重载电动机启动的问题。

4 结语

通过以上分析表明，对于工艺要求调节流量、压力等参数的条件下，采用变频器拖动电机起动并调节是较好的解决方案。对于工艺不要求调节参数，但单台电动机容量占变压器容量比例足够大，我们一般常用直接起动的方式，但我们要掌握基本原则：电动机频繁起动状态下，不允许电机的容量大于10%～15%主变压器的容量，对于不频繁起动的电动机其容量不大于主变压器容量的30%;保证电动机起动瞬间母线压降不能低于额定电压的90% (电动机频繁起动) 、85%(电动机不频繁起动)。

参考文献

[1]欧阳明.电动机定子绕组故障分析及处理[J].大众用电, 2002 (6) .

农用电动机起动前注意事项 第4篇

（1）清除杂物。清除电机上的污垢，附近杂物，以及堆放的易燃和爆炸品。

（2）起动前要检查农用电动机转动是否灵活，有无摩擦、卡住、串动和不正常声音。作业机械有无阻卡，皮带连接是否良好，尤其传动皮带不得过紧或过松，联轴器的螺栓和销子应完整、坚固，不得松动少缺。

（3）起动前要检查线路电压是否正常，过高或过低都不宜起动，通常应不超过额定电压值+10%～—5%，才能进行起动。

（4）起动农用电动机时一般应空载或轻载，近旁不应有人，操作开关的人员应站在一侧，防止电弧烧伤；使用双闸刀星三角形降压起动的必须遵守操作程序。

（5）合闸后如电动机不转或转动缓慢，声音不正常时，应迅速停电检查，找出故障后，再行起动。

（6）多台电机起动的操作。应由大到小一台一台的起动，不得几台同时起动。

（7）限制起动次数。一台电动机连续多次起动时，应在两次起动之间保留适当的间隔时间，防止过热，连续起动的次数不得超过3～5 次（空载状态）；工作后再停机不久而起动的，不应超过两次，否则易烧电机。

（8）反转处理。当起动出现反转时应立即停机，将任两相电源线对调后再起动就可以正转。

新安装或长期停用的电动机，还应做好以下检查：

（1）电动机的基础是否牢固，螺栓是否拧紧，轴承是否缺油，电动机接线是否符合要求，用“摇表”测量绝缘电阻是否合格。

（2）熔絲是否符合要求，起动设备的接线是否正确，起动装置是否灵活，有没有卡住现象，触头接触是否良好。

电动机教案 第5篇

教学目标：

1、知识和技能

了解磁场对通电导线的作用。初步认识科学与技术之间的关系。

2、过程和方法

经历制作模拟电动机的过程，了解直流电动机的结构和工作原理。

3、情感、态度、价值观

通过了解知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术知识的兴趣。重、难点：

磁场对电流的作用。

电动机的基本构造与原理。教学器材：

电脑平台、磁体、线圈、开关、电源、导线 教学课时：1时 教学过程：

一、前提测评：

评讲上一节的物理套餐的内容

二、导学达标：

引入课题：通电导体的周围有磁场，等效一磁体，把它放在另一磁场中，会不会发生作用？ 进行新课：

1、磁场对通电导线的作用： 实验：图示 结果： 结论：（学生分析，教师总结）

通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流方向、磁场方向有关。

2、磁场对通电线圈的作用： 实验：图示

结果：转动（左右）

结论：通电线圈在磁场中受力转动 学生探究：让线圈转动起来

（让学生按照课本步骤完成，并说明这就是一个小电动机）

3、电动机：

看录像、然后分析总结如下：（1）、结构：转子、定子、换向器（2）、原理：通电线圈在磁场中受力转动实质是机械电能转化为机械能（3）、重点分析，说明为什么要换向器。（4）、简述“生活中的电动机”

3、达标练习： 完成物理套餐中的本节内容。

小 结：根据板书，总结本节内容，明确重、难点。课后活动：

电动机教案_ 第6篇

教材分析

电动机是我们生活中常见的一种电气化设备，电动机将电能转化为机械能，从而带动各种生产机械和生活用电器的运转。电动机的应用很广，种类也很多，但它们工作的原理都是一样的。如何从日常生活中常见的现象入手，激发学生探究的欲望是新课标的新体现。在旧教材中，这节书的内容分为三部分：磁场对电流的作用，直流电动机，实验：装配直流电动机模型。这就是传统的教学模式，先讲理论再进行实践。而新教材把这三节合并为“电动机”，从与生产、生活密切相关的现象入手，激发学生的兴趣，再探讨电动机的原理，“从生活走向物理”，这样使学生更易于接受。旧教材要求学生用左手定则判断通电导线在磁体中的受力方向，而新标准则要求“通过观察，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流及磁场的方向都有关系”，与旧教材相比，要求已经降低，减轻了学生的学习负担；再者，新教材中由学生探究模拟电动机的实验对于学生了解电动机的基本构造有很大的帮助，使学生更好地理解电动机的原理和换向器的作用；最后由学生讨论生活中有哪些地方用到电动机，真正体现“从物理走向生活”的新理念。

这节课的内容比较多，我把它分为2课时来讲，第一节课主要讨论磁场对电流的作用及让学生探究实验“小小电动机”，最后留下一个问题让学生课外思考，为下一节课做好铺垫。第二节课主要介绍电动机的结构和换向器的作用。换向器的作用是以探究和比较的方法来介绍的，让学生自己由“小小电动机的实验”解决相关的问题，最后得出换向器的作用。

教学目标

知识与技能

①了解磁场对通电导线的作用；

②初步认识科学与技术、社会之间的关系。

过程与方法

经历制作模拟电动机的过程，通过实验方法探究直流电动机的结构和工作原理。

情感、态度与价值观

通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学生学习科学技术知识和应用物理知识的兴趣。

重点与难点

重点

①通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关；

②直流电动机的能量转化。

难点

电动机能够持续转动的原因。

教学准备

教师：U形磁铁、电源、导线、开关、线圈和电动机演示模型。

学生：U形磁铁、小小电动机线圈、5号电池（2节）、金属支架、硬纸板和电动机模型。

板书设计

第四节 电动机

一、磁场对通电导线的作用

结论：

①通电导线在磁场中受到力的作用。

②通电导体所受力的方向跟电流方向、磁场方向有关。

二、电动机的基本结构

①

②换向器的作用：改变线圈的电流方向，使线圈得以持续转动。

三、生活中的电动机

①电动机的作用：把电能转化为机械能。

② 引入新课

第一课时

师：同学们好!我们上课前先来欣赏一些图片（用多媒体展示机床、电梯、电扇、电动玩具、冰箱等使用电动机的电器，并播放它们由停止到运转的状态），这些图片里的东西有什么共同的特点。

生甲：它们都是电器。

生乙：它们的运转都需要用到电。

生丙：它们都是靠电动机来转动的。

师：这些同学都说得很好。（用课件形式显示几种机器如电扇、电梯、电动玩具的结构图，并圈出电动机的位置）这些机器都有一个很重要的设备──电动机。

板书：第四节 电动机

进行新课

师：那么，为什么给电动机通电，它就能转动呢？电动机工作的原理是怎样的呢？

生：（随着老师的问题思考）

师：在回答这个问题之前，先让我们一起来回忆一下奥斯特电生磁的实验。哪位同学可以叙述一下奥斯特的实验过程及结果？

生：丹麦物理学家奥斯特在做实验时偶然发现当导线中有电流通过时，它附近的磁针指向发生了偏转，这个意外的现象引起了奥斯特极大的兴趣，它又继续做了许多实验，终于证实了电流的周围存在着磁场。

师：回答得很好。让我们一起回过头来看看奥斯特的实验（用多媒体课件展示奥斯特实验的实验装置及结论）。奥斯特是用一根小磁针放在通电导线的旁边发现了小磁针会受到力的作用，而且电流方向改变后，小磁针的转动方向也改变。那么我们反过来想一下，假如通电导线放在磁场中会不会也受到磁场的作用力呢？

（让学生思考和讨论）

生：我想会。因为奥斯特的实验证明了通电导线可以产生磁场，而且我们也知道了通电螺线管产生的磁场就相当于一个条形磁铁的磁场。那么把通电导线放在磁场中也就相当于把两个磁铁放在一起，肯定会有力的作用。因为两个磁体之间是可以相吸或相斥的。

师：这个同学的猜想听起来很有道理，但是正不正确呢？我们应该怎样去判断？

生：用实验去验证。

师：那么我们应该怎样去设计这个实验呢？请同学们再讨论一下，给出一个比较好的方案来。

（巡回听取学生讨论的方案）

师：请小组代表把你们讨论的结果告诉大家。

生甲：因为我们考虑到问题是要验证通电导线在磁场中有没有受到力的作用。所以我们想到实验必须有一条通电的导线，选择器材时就应该有导线，电源和开关；另外还要有提供磁场的条形磁铁。把通电导线放在磁场中看它能不能受到力的作用。

生乙：我们的方案和他们的大致相同。但是我们觉得用U形磁铁可能更好些，因为U形磁铁内的磁场集中些。还有我们觉得那根通电导线最好能用一个支架把它支起来，使它可以自由地摆动，这样才能更好地观察。

师：你们是根据什么想到这一点的呢？

生：我们是根据奥斯特的实验想到的。其中的小磁针不也是可以自由转动的吗？

师：同学们设计的方案都很好，特别是这组的同学考虑得非常全面，而且有根有据的。

（鼓励学生深入、严谨地思考，激发学生积极主动地探究）

师：那么同学们看看我的这套实验仪器能不能验证你们的猜想呢？

（拿出演示实验仪器）

师：（介绍实验仪器）像刚才那位同学说的，为了使通电导线能自由地摆动，我们给他做了个导轨。（安装好实验装置）导线ab放在磁场里，我们把开关合上，请同学们认真观察这根导线看它会怎么样？（闭合开关，演示实验）

师：同学们看到了什么现象。

生：导线运动了。

师：怎么运动？

生：向左运动。

师：那么这个实验说明了什么问题？

生：说明了导线在磁场中可以运动。

师：能不能说得更完善些。

生甲：应该是通电导线在磁场中可以运动。

生乙：说明了通电导线在磁场中会受到力的作用，没有力的作用导线就不会运动。

师：这位同学总结得很好，得到的结论也比较全面。

板书：

一、磁场对通电导线的作用

结论：1．通电导线在磁场中受到力的作用。

师：刚才我们用实验验证了我们的猜想，我们的实验现象也很明显，导线是运动了，而且是向左运动的。那么同学们再思考一下，奥斯特改变电流方向，小磁针的转动方向也改变了。我们这里的导线是不是永远向左运动的呢？怎么样去验证你的想法？

生甲：可以改变电流的方向来看看导线的运动方向有没有改变。

生乙：可以保持电流方向不变，改变磁场方向来看看导线的运动方向有没有改变。

师：那我们再用实验来验证这些同学的想法。

（先改变电流方向，示意学生看现象；保持原来的电流方向，再改变磁场方向）

师：同学们观察到了什么现象？由此又说明了什么？

生：看到导线的运动方向改变了，说明了改变电流或者磁场的方向，通电导线的运动方向也会改变。

师：换句话说就是通电导线受到磁场力的方向跟电流和磁感线的方向都有关系。

板书：结论：2．通电导线所受力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关。

师：刚才我们是把一根通电导线放在磁场中发现它会受到力的作用。那么假如我们不是放一根导线，而是把整个线圈放到磁场中，又会怎么样呢？

（演示把线圈放到磁场中的实验）

师：可以观察到，线圈转动了起来，那么同学们可以讨论一下：为什么线圈是转动而不是直线运动呢？

生：（讨论后总结）由于导线两边的电流方向是不一样的，那么他们受到的力也就不一样了，就像一个框被相反的力扭动一样，所以只能是转动的。

师：总结得很好。其实我们开头讲的电动机的原理就是这样的，是用电来使线圈转动，然后带动机器转动的。下面我们就来做这个“小小电动机”实验，看看电动机是怎样转起来的。并且思考一下电动机为什么能不停地转动，这和我们的实验器材的结构有没有关系？

生：（动手做实验，探究电动机的转动，记录实验现象并思考问题）（约7、8min）

师：好了，刚才我们通过实验也验证了我们开始的猜想。那么同学们在做实验的时候有没有注意到我们的实验器材有什么特别的地方呢？

生：我们的线圈引线的两端都只是把一半的漆皮刮去的。

师：对，这是实验的特别之处，同学们回去想一下，为什么要这样做，假如把两端漆皮全部都刮去的话，又会怎么样呢？

（让学生先回去思考）

师：同学们你们在学完这节课后，有什么收获呢？

生甲：我知道了通电导线在磁场中会受到力的作用„„

生乙：我还知道了我们有了设想之后一定要用实验去验证。

师：这节课我们能获得那么多知识，和同学们善于思考是离不开的。同学们在讨论问题时都很认真，并且还能联系我们以前学过的东西去想问题，也越来越善于由看到的实验现象总结出实验的结论，语言表达比较规范。请同学在课外思考我们刚才提出的问题。

第二课时

师：上节课我们做了“小小电动机”的实验，模拟了电动机转动时的情况。今天我们看看真正的电动机是怎么样的。

（出示直流电动机模型，并通电使它转动）

师：我们先来看看电动机的主要结构是怎样的？

生：有能转动的线圈，还有不动的磁体。

师：对。电动机就是由能转动的线圈和不动磁体组成。我们把它们叫做转子和定子。

板书：

二、电动机的基本构造

1．电动机的组成

师：上节课我们还留下一个问题，在做“小小电动机”的实验时我们发现线圈可以不停地转动，同时我们也发现线圈引线的构造很特别，为什么要这样做，否则线圈可以不停地转动吗？下面我们继续来探讨这个问题。

师：（演示实验）现在我把线圈引线的绝缘漆全部刮去，看看实验的结果会怎么样。

师：我们发现结果是怎么样的呢？

生：线圈不能连续转动。

师：为什么会出现这种情况呢？难道是我们上节课的结论有错误？

（用多媒体把实验的装置图－23甲放大来给学生看。请学生思考问题）

图－23 线圈不能连续转动

师：（演示实验）我们再来看看当我把线圈放在这个位置（图－23乙）时看它会动吗？

（同时也用多媒体把线圈在乙的位置放大后显示出来）

师：很显然线圈没有动，这是为什么？

（请学生思考讨论后回答）

生甲：我想线圈要在磁场中转动可能和它被放置的位置还有关系。

生乙：我们也是这样想的，在乙的位置上可能线圈的两边受到两个反向的力，那么就不能转动了。

师：确实是这样，在乙的位置上刚好在同一直线上受到两个大小相等、方向相反的力（相当于二力平衡），所以线圈不能转动了。我们把这个位置就叫做线圈的平衡位置。那么线圈为什么在甲的位置可以转动但又不能连续地转动呢？让我们一起通过线圈的运动受力图来分析。

［用多媒体把丙的位置也放大后显示出来，并且把他们的电流方向和受力方向也一起标出来（图－23甲、乙、丙组合起来），教师一边标出电流方向一边讲解］

师：好了，我们刚刚也分析了线圈不能持续转动的原因，在丙的位置线圈受力的方向恰好与它运动的方向相反。你能想出什么好办法使线圈能连续地转动吗？

（小组讨论）

生甲：我们觉得线圈不能连续转动是因为转到丙这个位置时，左右两边线的电流方向和在甲时相反了。只要我们想办法让它转过平衡位置后就把左右电流方向对换，这样就可以使线圈连续转动了。

生乙：我们觉得可以用调换磁感线方向的方法，调换的位置、时间和刚才甲同学的一样。

生丙：我们觉得不用那么麻烦，我们做的“小小电动机”的实验不是可以持续转动吗？我们让电动机转到乙的位置不给导线通电，就不会产生阻碍的力了。由于惯性线圈继续转动，到了甲的位置再给它通电，那样就可以使它持续转动了。

师：我们的同学都很聪明，能够想出各种各样的办法来解决问题。但有的同学的办法很简单，有些同学的方法就比较复杂，我们可不可以开动脑筋，想出更简单，更实用的方法呢？其实直流电动机和我们模拟电动机的原理是一样的，它使用了一个叫换向器的零件来使电动机不断转动的。

师：（指出电动机里换向器的位置，介绍它的结构特点）换向器由两个彼此绝缘的半环组成，两个半环分别与线圈的两端接通。当线圈转动通过平衡位置后，半环从与一个电刷接触，改变为与另一电刷接触，从而改变线圈中电流的方向和磁场力方向，使线圈得以转动。

（让学生通过电动机模型，观察换向器）

板书：

2．电动机的组成

生：（接通电源观察电动机转动时换向器的工作）

师：（请学生分析电动机换向器的工作情况）

生：（大致和上面分析差不多）

师：我们要特别注意的一点是换向器两个半环之间是绝缘的，等线圈转到另一半和电刷接触时就改变了电流的方向，比起“小小电动机”又有所改进：把另一半的动力也用到了。

板书：2．换向器的作用：改变线圈的电流方向，使线圈得以持续转动。

师：我们观察了电动机如何工作，知道了它的工作原理。电动机转动后能带动其他机器的转动，那么电动机起到了什么作用呢？

（提示从能量的角度来考虑）

生：把电能转化为机械运动的能量。

师：很好。

板书：

三、生活中的电动机

1．电动机的作用：把电能转化为机械能。

师：那么我们日常生活中还有哪些地方是用到电动机的呢？

生：（举例）如电车、电力机车。

电动机控制教案 第7篇

课题：任务1安装和调试三相异步电动机连续与点动混；教学目的、要求：

1、能在教师的指导下设计三相异步；

2、正确理解三相异步电动机点动与自锁混合控制电路；教学重点：点动、自锁混合控制线路的设计、原理、接；教学难点：点动、自锁混合控制线路的设计和原理；授课方法：引导法、讲授法、演示法、课题： 任务1 安装和调试三相异步电动机连续与点动混合控制线路

教学目的、要求：

1、能在教师的指导下设计三相异步电动机点动与自锁混合控制电路

2、正确理解三相异步电动机点动与自锁混合控制电路的工作原理

3、能正确绘制点动与自锁混合控制电路的原理图、接线图和布置图

教学重点： 点动、自锁混合控制线路的设计、原理、接线图的绘制

教学难点： 点动、自锁混合控制线路的设计和原理

授课方法： 引导法、讲授法、演示法、练习法 教学参考及教具（含电教设备）： 接线板 板书设计：

一、板前明线布线安装工艺

二、电气控制线路故障检测方法 三、三相异步电动机点动与自锁混合控制原理图 原理分析

1、点动控制：

2、连续控制

四、绘制元器件布置图和接线图

注：要求以一块黑板的版面来进行板书设计 教 案 纸 教学过程 复习：

1、什么是时间继电器？常用的时间继电器有哪几种？

2、什么是速度继电器？其主要作用是什么？

学生活动

学时分配 5min 2min 5min 10min 学生回答老师的提问

机床电气设备正常工作时，电动机一般处于连续运行状态，但在 试车或调整刀具与加工工件位置时，则需要电动机能实现点动运行。一般要求连续与点动混合的场合中，会采用什么样的电路呢？这就是

我们今天要研究的内容，本任务将完成三相异步电动机连续与点动混

合控制线路的安装与调试。任务引入 知识链接

1、布线通道尽可能少，同路并行导线按主电路、控制电路分类集 中，单层密排。

一、板前明线布线安装工艺

2、布线尽可能紧贴安装面布线，相邻电器元器件之间也可“空中走线”。

3、安装导线尽可能靠近元器件走线。

4、布线要求横平竖直，分布均匀，自由成形。

5、同一平面的导线应高低一致或前后一致，尽量避免交叉。

6、变换走向时应垂直成90角。

7、按钮连接线必须用软线，与配电板上的元器件连接时必须通过接线端子，并编号。

二、电气控制线路故障检测方法

1、电阻测量法。电阻测量法是切断电源后，用万用表的电阻挡检测的方法。这种方法比较方便和安全，是判断三相笼型异步电动机控制线路故障的常用方法。电阻测量法分为电阻分段测量法和电阻分阶测量法。

2、交流电压测量法。交流电压测量法是在接通电源时，用万用表的交流电压检测的方法。交流电压测量法分为分阶测量法和分段测量法。

教师讲解板前明线布线安装工艺，学生听讲 学生学习电气控制线路故障检测方法 教 案 纸 3、逐步短接法。逐步短接法是在控制电源正常情况下，用一根绝缘良好的导线分别短接测试（连接）点的方法。逐步短接法又分局部短接法和长短线短接法。三、三相异步电动机点动与自锁混合控制原理图 15min 5min 学生试着在老师的指导下设计控制电路 学生识别电气原理图中各低压电器及 复合按钮控制点动与自锁混合控制线路

1、识别各低压电器及作用

QF：断路器，起接通和分断电源 FU1:熔断器，起短路和过载保护 FU2：熔断器，起短路和过载保护

KM：交流接触器，它不仅能自动接通和分断电路，而且具有容量作用

大，欠电压释放保护作用

SB1-SB3:按钮，接通和分断电路 KH：热继电器，起过载保护作用

2、电路工作原理如下： 点动控制：首先合上电源开关 QS 教 案 纸

连续控制：首先合上电源开关 QS 起动： 停止：

学生试着分析点动和自锁连续控制电路工作原理 15min 5min

四、绘制元器件布置图和接线图（1）绘制元件布置图 学生绘制元件布置图

按下图所示布置图在控制板上安装电器元件，并贴上醒目的文字符号。

复合按钮控制点动与自锁混合控制线路布置图（2）绘制接线图 教 案 纸 20min 5min 3min 学生绘制接线图 学生练习学生总结所学内容 课堂练习：

1、试说明电路中SB2和SB3按钮的作用？

2、画出三相异步电动机点动与自锁混合控制线路图，说明其操作过程和工作原理。课堂小结： 通过本次课的学习，要求学生能阅读三相异步电动机连续与点动混合控制电路图，了解三相异步电动机连续与点动混合控制的工作原理，能绘制三相异步电动机连续与点动混合控制线路接线图。

高压电动机的起动方案及设计 第8篇

1 直接起动

电动机适合直接起动的条件有二:(1)起动时对电网的影响要小。具体来说,经常起动的电动机,起动时母线上的电压降小于或等于10%;很少起动的电动机,起动时母线上的电压降小于或等于15%,以保证对该母线上的其他负荷影响不大。(2)满足电机及拖动设备的起动要求。如为满足设备起动时间的要求,必须保证电机起动时有一定的加速转矩,而电机的转矩与其端电压的平方成正比,因而要满足电机起动时端电压不能低于所要求的最低值。

在给本地卷烟厂的一台6 kV高压电动机设备设计时,采用的是直接起动方案,电路图如图1所示。该厂电网的有关数据:6 kV母线最小短路容量Sd=73.6 MVA,6 kV母线预接负荷的无功功率Qf=2.0 Mvar,供电线路的额定电压ULN=6 kV,供电线路的阻抗XL=0.045Ω。高压电动机的有关数据:额定功率PN=1850 kW,额定电压UN=6 kV,额定电流IN=255 A,起动电流倍数KI=4.8,过载倍数KT=2.0。另外负荷要求为24 h起动一次,电机起动端电压US≥5 kV,最大允许起动时间tm=35 s。

设计计算如下:

电动机额定容量:

电动机起动容量:

电动机直接起动回路的额定输入容量:

电动机起动时母线电压标么值:

即母线上的电压降为14%,小于15%。又因为电动机24 h起动一次,因此满足直接起动的第一个条件;又由于电动机直接起动,其端电压US可视为额定电压(电动机距母线80 m),大于5 kV的要求,其起动转矩较大,电机起动时间不长,实测为25 s左右,满足拖动设备的起动要求。

2 电抗器降压起动

在不能满足直接起动的条件(主要是第一条)时,现行一般是采用电抗器降压起动。在给本地合成纤维板厂6 kV高压电动机设备设计时就是采用电抗器降压起动,电路图如图2所示。该厂电网的有关数据:Sd=103 MVA,Qf=2.2 Mvar,ULN=6 kV,XL=0.04Ω。高压电动机的有关数据:PN=3700 kW,UN=6 kV,IN=408 A,KI=5,KT=2.2。另外负荷要求为24 h起动一次,起动时电机端电压US≥5 kV,最大允许起动时间tm=40 s。

可以同上计算出UL*=0.835,小于0.85,即直接起动时母线上的电压降为16.5%,大于15%,故不能采用直接起动。下面对串接电抗器XK的阻值进行计算:

按照母线电压降的要求,UL*≥0.85,即:

可求得SS≤18.56 MVA。

其中:。可求得XK≥0.212Ω。

选取QKSG2-6500/6型起动电抗器,每相额定电抗值为0.6Ω,在0.48,0.39Ω处各有一个抽头;电抗器的额定容量为6.5 MVA,额定电压为6 kV,额定起动电流1.9 kA。经测算电抗器降压起动的有关数据如表1所示。实用中选择电抗器的中间挡,XK=0.48Ω。

注:IS为电机起动电流,KSI为降压起动电流倍数。

从表1中数据可知,起动时母线电压降为13.4%,满足电网的要求;起动电流为1.57 kA,是额定电流的3.85倍,小于KI;另外电抗器的额定电流为1.9 kA,大于1.57 kA,其过负荷能力是符合要求的;起动时电机端电压为5.20 kV,大于5 kV,起动时间测试为30 s左右,满足电机及设备的起动要求。

3 变压器配合起动

如果用户单位还没有高压电动机所需等级的电压母线,或者相同等级的母线容量不够该电动机使用时,这时可考虑用一台变压器单独给电动机供电。这台变压器既作为供电变压器,又作为起动变压器。这种变压器配合起动的方法,总体来看较串电抗器降压起动具有投资少、接线简单、维护方便等优点,特别适用于大型高压电动机的起动。

在给本地一煤矿10 kV的大容量电动机设备作起动设计时,就是采用这种方法,电路图如图3所示。35 kV母线最小短路容量Sd=940 MVA,母线上的其他负荷SF=30 MVA,负荷的功率因数cosφ=0.8;电动机的额定容量SND=12 MVA,额定电压UND=10 kV,额定电流IND=866 A,电机起动电流倍数KI=5;另外负荷要求为12 h起动一次,电机起动转矩大于电机额定转矩TND的30%,起动时间不超过30 s。

设计所接变压器的负荷率为β=0.75,以保证变压器运行在高效区。那么变压器的额定容量SNB=SND/β=12/0.75=16 MVA,其额定电压为35 kV/10 kV,阻抗电压Ud%=7。电路的有关计算如下:

(1)系统电抗的标么值:

(2)变压器电抗标么值:

式中Sj为短路计算时的基准容量,一般取Sj=100 MVA。

(3)电缆电抗标么值:X3=0.018。

(4)电动机起动时电抗的标么值X4:

由于电动机起动时受变压器电抗的影响,电机的实际起动电流倍数:

式中Uj为短路计算时的基准电压,其大小为电机所处线路的平均电压,而平均电压通常等于线路额定电压的1.05倍,即Uj=1.05UND。

(5)负荷电抗标么值:

计算电路如图4所示。

由图4可计算出35 kV母线起动电压水平:

即电动机起动时对35 kV母线的压降仅为10%,满足电网的要求。

由于电动机距10 kV母线只有50 m左右,10 kV母线起动电压水平可认为与电机起动电压水平相同,即:

由于电动机起动时的转矩与电压的平方成正比,那么电机的起动转矩:

满足起动转矩的要求。另外实测起动时间为20 s左右,也满足了对起动时间的要求。

最后还要校核电机起动时变压器的容量是否满足要求。校核的方法,一是向制造厂家咨询;二是采用等效发热原理求取变压器的等效电流,从而进行判断。现已经知道,电机起动时经变压器限流为866×3.96=3429 A,起动时间20 s,针对这一情况对变压器制造厂进行了咨询,得到的答复是变压器短时(20 s)过负荷能力完全可以承受3429 A的电流。另外,根据等效发热原理:

式中IB为变压器等效电流;T为变压器运行周期;Ib为变压器在t时间内的电流。

又由于电机12 h起动一次,并设电机运行时的电流为额定电流,则:

而变压器10 kV侧的额定电流,显然IB

4 其他方法

除了上述起动方法之外,还有采用自耦变压器降压起动、液态软起动装置起动与变频器起动。自耦变压器降压起动的情况与电抗器降压起动相差不多;液态软起动装置的起动性能较好,但装置的体积大,控制复杂,费用也较高,在高压电动机起动中用得不多;变频器起动时对电网的冲击很小,起动性能好,但变频器技术难度大,维护较困难,且费用高,一般用于多台电动机的分批起动,以提高利用率,对于单台电动机则不宜采用变频器起动。

现在人们正在研究专门的新型高压软起动技术,以实现对高压电动机更好的起动。一是采用高压磁饱和电抗器与三相SCR可控整流桥装置相结合;二是采用开关变压器与SCR相结合;三是只采用SCR器件,通过他们的串并联以满足电压与电流的要求。这些方法一旦实现,无疑对电机设备的起动性能大有提高,但需要解决好SCR的均压均流问题、可靠的控制问题及对电网的谐波污染问题。

5 结语

综合高压电动机的各种起动方案,在现行情况下认为:一般应首先考虑直接起动,然后再考虑电抗器降压起动与变压器配合起动。如果起动时要求对电网与电机的冲击小,可考虑采用液态软起动装置;如果有多台电动机起动或频繁起动,可考虑采用变频器起动。

参考文献

[1]顾绳谷.电机及拖动基础[M].北京:机械工业出版社,2008.

[2]黄明琪,李善奎,文方.工厂供电[M].重庆:重庆大学出版社,2005.