三相異步電動機工作原理課程教法探討

摘 要：本文結合作者電工專業教學實踐，分析討論了電動機原理教學的教法。核心思想是要滿足學生的求知欲望，多講一些科學家、發明家的經典故事和科學發展史的故事，引起學生學習興趣，樹立他們崇拜的偶像，使教學效果事半功倍。

關鍵詞：三相異步電動機工作原理 教法 興趣

學習三相異步電動機工作原理的目的是讓學生獲得電工電子技術必要的基本理論、基本知識、基本技能，并學會運用電工電子技術的“三基”解決實際問題的能力。在講授這幾課之前，筆者查閱了很多相關知識、歷史故事，在課堂上講電的發現、發展，法拉第電磁感應定律的發現，電動機的發明。學生的學習興趣立刻提高，學習精力非常集中，然后復習以下基礎知識。

數學中的矢量、標量，正弦三角函數（圖1）。電工學中的電磁感應定律、磁場對通電導體的作用、安培力、正弦交流電的波形圖、三相交流電的波形圖（圖2）。

矢量是既有大小又有方向的量。標量是只有大小沒有方向的量。

電磁感應定律：線圈中感應電動勢的大小與線圈中磁通變化成正比。

導體以速度v運動切割磁力線產生感應電動勢e，e=BLv方向按右手定則確定磁場對通電導體的作用；通電導體在磁場中會受到力的作用稱為電磁力，也稱安培力，F=BLI方向按左手定則（圖3）。

復習以上的基礎知識后，教師讓學生獨立思考，三相電動機接通電源后為什么會轉動？

下圖為電動機轉子轉動原理圖（圖4），如果磁極沿順時針方向旋轉，則磁極的磁力線切割轉子導體，導體中產生感應電動勢，在感應電動勢的作用下，閉合的導體會產生感應電流，旋轉磁極的磁場對感應電流的作用，產生電磁力F。大小相等方向相反的電磁力會在轉子上產生電磁轉矩，使轉子跟著旋轉磁場的旋轉方向轉動起來。

以上教法是把基礎知識串聯起來復習，然后再學習新知識，使學生溫故知新。

從上面的分析可以了解到，要使三相異步電動機轉動，其首要條件是要有一個旋轉磁場。這要用到上面復習的三相交流電源，設電源相序為U、V、W，初相角為零（圖5）。

即：假設電流為正值時，電流從繞組的始端流向末端。當ωt=0時，iu電流為零，iw電流為正，iv電流為負。根據右手螺旋定則判斷，w1、v2線圈有效邊電流流入，產生的磁力線為順時針方向；w2、v1線圈有效邊電流流出，產生的磁力線為逆時針方向。V、W兩相合成磁場，磁力線穿過定子、轉子的間隙部位時，磁場恰好合成一對磁極。上方是N極，下方是S極。當ωt=120°時，同樣的分析，我們得到磁場旋轉了120°。依此類推，得到了定子旋轉磁場。這個旋轉磁場會使轉子導體切割其磁力線，轉子就會跟隨定子旋轉磁場轉動。這就是三相異步電動機的原理。

總之，學生對未知的世界充滿了好奇心，充滿了幻想。我們要盡力滿足他們的求知欲望，多給他們講一些古今中外科學家、發明家的故事；科學發展史的故事。充分調動學生的學習興趣。興趣才是學習的最好老師。一段打動人心的故事能使他們終生不忘，甚至改變他們的人生軌跡。有了興趣再復習有關的基礎知識，然后學習新東西，這樣的溫故知新能達到事半功倍的效果。這是本課程教法探討的核心思想，也是筆者這些年教學的實踐和總結。

參考文獻：

[1]徐政.電機與變壓器（第四版）（電工類）[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2008.

（作者單位：丹東市技師學院）