课题四电机维修1.docx
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课题四电机维修1
广西石化高级技工学校
课堂教案
任课教师：
刘朝雪科目：
电气技术综合训练授课班级：
2011冶炼班（华锡）
课题
名称
课题：
电机与变压器
总课时
26
本课题授课时间范围
201年月日至201年月日
（第周至第周）
分课题：
电机与变压器的基础知识
授课课时
10
训练课时
16
教学
目标
1、掌握三相异步电动机的内部结构和工作原理
2、熟练掌握电机绕组拆卸、绕组绕制及电机装配过程
3、掌握电机绕组端子确定、绝缘电阻测试、空载运行电流测试等方法。
4、掌握万用表、摇表、钳形电流表的使用。
主要设备仪器及材料
设备仪器、工量具准备：
万用表、兆殴表、钳形电流表、异步电动机、撬棍、拉具、厚木板、划线板、绕线机、
材料准备：
竹签、沙带、铜线、绝缘材料等
教学
重点
三相、单相异步电动机的拆卸与安装工艺
教学
难点
三相、单相异步电动机工作的基本原理
教学过程
时间
分配
教学内容及教学组织管理
教学方法
与手段
5分钟
Ⅰ组织教学
1、清点人数，做好考勤登记。
2、检查学生戴胸卡及穿着工作服情况。
3、整顿好课堂纪律，准备上课。
Ⅱ课堂引入
电动机是利用电磁感应原理，将电能转换为机械能并拖动生产机械工作的动力机。
为了保证电动机安全、可靠地运行，电动机必须定期进行维护与修理，维修电动机不仅要掌握电动机的维护知识，使其经常处于良好的运行状态，而且还要掌握异常状态的判断、故障原因的鉴别以及正确迅速地进行修复的技能。
电动机按电源相数不同分为三相电动机和单相电动机。
由于三相异步电动机结构简单，运行可靠，维护方便及价格便宜，因此使用最广。
Ⅲ教学过程
说明：
每个教案应有教学小结和安全要求
教学过程
时间
分配
教学内容及教学组织管理
教学方法
与手段
教师讲授2个课时
电动机的拆装与检修
一、背景知识
1、三相异步电动机的基本结构：
三相笼型异步电动机由定子（固定部分）和转子（转动部分）两大部分组成,还包括机壳和端盖等。
1）、结构图
2）、主要结构部件及作用
1）机座：
固定、支撑定子铁芯等，多采用铸铁制造。
（2）定子铁芯：
导磁、嵌放定子绕组，由硅钢片叠压成圆筒形压入机座。
3）定子绕组：
是组成电动机的电路部分，以实现电磁能量的转换，用漆包线绕制，镶嵌在定子槽内。
（4）转子铁芯：
导磁、嵌放转子绕组，由已冲槽的硅钢片叠成。
（5）转子绕组：
电动机的电路部分，实现电磁能量的转换。
注：
鼠笼式：
转子有铜条式转子和铸铝式转子两种。
三相异步电动机的结构
基本结构：
定子定子铁心：
嵌放绕组，提供磁路。
定子绕组：
产生旋转磁场。
转子转子铁心：
嵌放绕组，提供磁路。
转子绕组：
感应出电势、电流。
笼型
气隙绕线型
材料：
铁心均由硅钢片叠压而成；
实物演示常见的电动机
学生看书，对照实物观察
对照实物及图片讲解。
教学过程
时间
分配
教学内容及教学组织管理
教学方法
与手段
教师讲授2个课时
2、三相异步电动机定子绕组的接线方式
定子绕组组成电动机的电路部分，它是由若干线圈组成的三相绕组，在定子圆周上均匀分布，按一定的空间角度镶放在定子铁心槽内。
每相绕组有两个引出线端，一个为首端，另一个为尾端。
三相绕组共有6个引出端，分别引到机座接线盒内的接线柱上。
通过改变接线柱间连接片的连接关系，根据供电电压不同，三相定子绕组可以接成星形（Y），也可以接成三角形（△），如图所示。
A、星形连接B、三角形连接
3、异步电动机的工作原理
1）、内容：
电动机有三相对称定子绕组，接通三相对称交流电源后，绕组中流有三相对称电流，在气隙中产生一个旋转磁场，转速为n0，其大小取决于电动机的电源频率f和电动机的极对数p，即n0=60f/p。
此旋转磁场切割转子导体，在其中感应电动势和感应电流，其方向可用右手定则确定。
此感应电流与磁场作用产生转矩，转矩方向可用左手定则确定，于是电动机便顺着旋转磁场方向旋转，但转子速度n必须小于n0。
，否则转子中无感应电流，也就无转矩，转子转速n略低于且接近于同步转速n。
，这是异步电动机“异步”的由来。
通常用转差率表示转子转速n与同步转速n0相差的程度，即S=（n0－n）/n0。
一般在额定负载时三相异步电动机的转差率在1%～9%之间。
2）、转动条件
1．旋转磁场。
启发式教学法
讲解、
分析、
说明
练习
教学过程
时间
分配
教学内容及教学组织管理
教学方法
与手段
2．转子是闭合导体。
3．n与n1不相等。
（“异步”的含义）
3）、定子绕组的相关参数：
1、槽数Z1：
定子铁心总槽数。
2、线圈节距y：
一个线圈的两个有效边所跨定于圆周的距离称为节距，
Y≈τ
。
3、极距τ：
极距是指交流绕组一个磁极所占有定子圆周的距离，τ＝
示。
4、电角度：
电角度=P×机械角度
5、槽距角：
槽距角是指相邻的两个槽之间的电角度，α
。
6、每极每相槽数q：
每极每相槽数q是指每相绕组在每个磁极下占的槽数，q
。
4、异步电动机的铭牌
每台异步电动机的机座上都装有一块铭牌，它表明了电动机的类型、主要性能、技术指标和使用条件，为用户使用和维修提供了重要依据。
如图所示。
。
教学过程
时间
分配
教学内容及教学组织管理
教学方法
与手段
教师讲授2个课时
1）、型号
异步电动机的型号的含义如下。
2）、额定功率
额定功率指电动机按铭牌所给条件运行时，轴端所能输出的机械功率，单位为千瓦（kW）。
3）、额定电压
额定电压指电动机在额定运行状态下加在定子绕组上的线电压，单位为伏（V）。
4）、额定电流
额定电流指电动机在额定电压和额定频率下运行，输出功率达额定值时，电网注入定子绕组的线电流，单位为安（A）。
5）、额定频率
额定频率指电动机所用电源的频率。
6）、额定转速
额定转速指电动机转子输出额定功率时每分钟的转数。
通常额定转速比同步转速（旋转磁场转速）低2％～6％。
其中同步转速、电源频率和电动机磁极对数的关系是：
同步转速=
二极电动机（一对磁极）：
同步转速==3000（r/min）
四极电动机（两对磁极）：
同步转速==1500（r/min）
其他极数的电动机的上述关系依次类推。
启发式教学法
讲解、
分析、
说明
启发法
互动教学法
。
教学过程
时间
分配
教学内容及教学组织管理
教学方法
与手段
7）、联结
联结指电动机三相绕组6个线端的连接方法。
将三相绕组首端U1、V1、Wl接电源，尾端U2、V2、W2连接在一起，叫星形（Y）联结。
若将U1接W2、V1接U2、Wl接V2，再将这三个交点接在三相电源上，叫三角形（△）联结。
8）、定额
电动机定额分连续、短时和断续3种。
连续是指电动机连续不断地输出额定功率而温升不超过铭牌允许值。
短时表示电动机不能连续使用，只能在规定的较短时间内输出额定功率。
断续表示电动机只能短时输出额定功率，但可以断续重复启动和运行。
9）、温升
电动机运行中，部分电能转换成热能，使电动机温度升高。
经过一定时间，电能转换的热能与机身散发的热能平衡，机身温度达到稳定。
在稳定状态下，电动机温度与环境温度之差，叫电动机温升。
而环境温度规定为40℃。
如果温升为60℃，表明电动机温度不能超过100℃。
10）、绝缘等级
绝缘等级指电动机绕组所用绝缘材料按它的允许耐热程度规定的等级，这些级别为：
A级，105℃；E级，120℃；F级，155℃。
11）、功率因数
功率因素指电动机从电网所吸收的有功功率与视在功率的比值。
视在功率一定时，功率因数越高，有功功率越大，电动机对电能的利用率也越高
演示法
实际操作技能训练教学
引导法
演示法
实际操作技能训练教学
引导法、讲授法、互动教学法
教学过程
时间
分配
教学内容及教学组织管理
教学方法
与手段
学生动手训练4个课时
二、实训操作
一、电动机的拆装过程：
【1】、电动机的拆卸
在拆卸前，应准备好各种工具，作好拆卸前记录和检查工作，在线头、端盖、刷握等处做好标记，以便于修复后的装配。
1、拆卸步骤：
（由外到内顺序地拆卸）
在电动机修理或维护保养等情况时，就需要把电动机拆开。
如果拆装不当，就可能出现部件不应有的损坏。
电机正确拆装就显得很必要了。
1.皮带轮（联轴器）拆缷
首先将皮带轮（联轴器）端面距端盖处的尺寸量好，并记录下来。
然后再把皮带轮（联轴器）拆卸下来。
方法：
①把固定螺丝、销子松脱，再用拉力（两爪、三爪）慢慢拉下来。
②如有上锈时，可以渗些煤油或机油，待会时间再拉。
③也可以用喷灯加热，利用热胀原理拉下来。
（掌握温度防止轴变形）
④如果不拆前端盖轴承时，可以不拆卸皮带轮。
（联轴器）
2.拆卸端盖
在拆卸前要在端盖与机座的接缝处作好标记，以利于装配时能够恢复原位置。
①有轴承盖的电机要先拆卸轴承盖。
②用扁铲在“耳子”与机座接缝处的不同位置，用手锤轻轻敲打使之分离。
③垫着木板用手锤敲打轴伸端面，使后端盖与机座分离。
④连同后端盖，风扇把转子抽出来。
3.抽出转子
抽转子应小心缓慢，要注意不可歪斜.，以免碰伤定子绕组。
小型电动机连同后盖，风扇一起取出。
中型电动机，用一根钢管套住轴伸处，由一人抬着转子，另一人在另一端抽出转子。
大型电动机，转子较重，可用起重机吊出转子。
为了防止碰伤定子绕组，可在绕组端部垫些纸板、破布保护绕组。
启发式教学法
讲解、
分析、
说明
启发法
互动教学法
教学过程
时间
分配
教学内容及教学组织管理
教学方法
与手段
2、注意拆装标准件的规范：
全纹六角头螺栓用扳手
螺钉（十字槽）用起子
要求：
观察对应部件的名称；定子绕组的连接形式；前后端部的形状；引线连接形式；绝缘材料的放置等
获取定子绕组的相关参数：
槽数Z1=24、线圈节距y=5极对数p=2
计算：
极距τ=6，每极每相槽数q=2，槽距角30度
二、电动机装配
电动机装配工序，实际就是拆卸的逆过程。
1.要把定子绕组和机座内部吹干净。
机座、端盖、轴承盖、止口、转子表面等。
2.清洗轴承去除杂物
①刮除废油②刷洗轴承时不要转动，防杂物滚入。
③清洗轴承④擦干轴承
3.加入润滑油
一般加入轴承室的1/2～1/3为宜。
4、6、8极电机加入1/2左右,2极电机加入1/3左右即可。
4.按标记将各部件复位
电动机的装配工序，实际就是拆卸的逆过程。
安装时要注意的：
①敲打端盖要垫上木板敲打。
②固定螺丝要对角交替的拧紧。
③边紧螺丝要边转动转子应灵活
最后再装风扇、风罩、皮带轮、或联轴器。
启发式教学法
讲解、
分析、
说明
启发法
互动教学法
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学生动手训练4个课时
三、拆除旧绕组
一般电动机局部烧坏拆除部分绕组就可以了，当电动机绕组出现严重的短路、断路，接地等。
故障时，采用局部修理是不行的，只能全部拆除定子绕组重新嵌绕。
⒈.拆除旧绕组之前做好记录
记录铭牌数据，型号、功率、转速，接法等。
1记录绕组数据，绕线型式、节距、每槽匝数绝缘等极、线径。
2记录铁芯数据，定子铁芯外径、内径、长度、槽数。
2、下面介绍几种常用的拆除方法：
冷拆法
首先用刀片（利用废刀片磨制而成）把槽楔从中间破开后取出。
若为开口槽，则很容易将线圈一次或逐次取出；若为闭口槽或半闭口槽,只好用斜口钳把绕组一端的端接部分逐根剪短断,在另一端用钳子把导线逐根的从槽内拉出。
在取出旧导线时，应按顺序逐一拉出，切勿用力过猛或多根并拉,以免损坏槽口。
加热法
通电加热法通电加热法有以下几种：
A.如果是380V三角形（△）连接的一般小型电动机，可改成星形（Y）连接,间断通入380V电源加热。
B.用三相调压器接入约50%的额定电压,间断通电加热。
C.把电动机接成开口三角形，间断通入220V单相交流电。
D.如果电源容量不够，则可用单相3～10KV·A、380V/12～16V的变压器，或者用交流或直流弧焊机，先对一组或一个线圈加热，一边加热，一边拆除,直到全部拆完为止。
通电加热法最适用于大、中型电动机，其温度容易控制，但必须要有足够容量的电源设备。
绕组中有断路或短路的线圈，则有局部不能加热，要涂刷溶剂使绝缘漆溶解。
⒊拆除步骤：
1先将槽楔打出，把没有连线一端线圈剪开，在有连接导线一端用钢丝钳子逐根地从槽中拉出。
（一次不要多拉）
讲解、
分析、
说明
举例
练习
教学过程
时间
分配
教学内容及教学组织管理
教学方法
与手段
学生动手训练2个课时
2要设法拆下一把完整的线圈，做为制作绕线模的尺寸和重绕线圈匝数的依据。
3绕组全部拆除后，把槽内要清理干净，铁芯端头有弯曲的要修整好，向外张开或扭曲的，要用铁锤子敲打平整，有毛刺的用锉刀锉平。
四、绕线模
定子绕组线圈，是在绕线模上制作而成的，电动机重绕工作能否顺利进行，绕线模尺寸起着决定性的作用。
如果绕线模尺寸做的太短，则端部长度不足嵌线困难甚至嵌不下去。
绕线模尺寸做得太长，则绕组的直流电阻值会增大，而且端部漏抗也会增大，影响电气性能，而且还浪费铜线，线圈端部容易碰端盖，为此绕线模尺寸一定要合适。
⒈.模芯尺寸的确定
线圈尺寸，取决于模芯尺寸的大小。
1按照原有数据确定
就是按照拆下来的一把旧线圈尺寸确定，线圈中最小周长的一匝尺寸，可作为模芯尺寸。
2按照实际情况来估计
就是用一根导线在铁芯上根据节距比量出模芯尺寸。
3按照系列产品查出数据
依据铭牌所标型号、功率、极数、电压、电流等数据查电机手册，确定模芯尺寸。
⒉.模芯尺寸的计算（单层绕组）
1模芯宽度：
A=π
×（节距-k）（毫米）
K—校正系数4极 0.5～0.7（毫米）
②模芯长度：
L=铁芯长度+2I（毫米）
I----线圈伸出铁芯单边长度一般取10～15毫米
③
端部园弧半径：
R=
+t（毫米）
t——经验系数一般取5～8mm
④模芯厚度H=（
×绝缘线径
小型电机H为8～10毫米
启发式教学法
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五、绕制线圈
绕线前准备：
⒈要有绕线机和绕线模：
绕线机有电动和手动的两种，都必须带有计数器。
⒉要把线模放在绕线机的轴上，固定紧螺丝。
⒊把计数器指针调到零位。
⒋检查要绕组的导线径是否符合要求，绝缘是否良好，并把导线轴，搭放在导线架上。
绕线步骤：
⒈把布带或线绳放入线模的绑线槽中。
⒉把线头固定在绕线机轴上，并将导线引入线模内。
⒊边转动绕线机边推住导线给一个拉力使其平直。
⒋从左往右绕一匝，尽量排列紧密有规律。
⒌首尾端线头摇留在线圈的同一侧并留有余量长度。
⒍绕到规定匝数后用线绳把线圈绑扎好后脱模。
绕线要求：
⒈导线不能交叉重叠，严禁打死结。
⒉一个极下同相线圈连绕时，过桥线不要穿绝缘管。
⒊接线头要接在端部，焊接后再套绝缘管。
⒋一相线圈连绕时，要把先绕定好的线圈取下后挂在夹板上再依次绕下一个线圈。
⒌极相子之间连线要长些要套好绝缘管。
⒍线圈匝数必须准确。
启发式教学法
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分析、
说明
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六、定子绕组重嵌线
⒈嵌线前准备：
①定子铁芯、机壳、槽内要清理干净。
②工作台周围的环境，要清洁。
③操作者的手要清洁，以防铁削油污划破污染。
工具：
压线板：
金属材料制成，不同槽形选择不同尺寸要求压脚宽度略小于槽顶宽度压脚表面光滑无棱角，以防损坏绝缘。
划线板：
用竹子，塑料等制成头部略尖一边稍薄似尖刀形表面光滑，划顺导线使堆积导线受到一个侧面劈力迫使导线进入槽内以划入槽内2/3处为宜。
剪刀：
一般使用的布剪子即可，用来剪裁绝缘纸白强线等。
橡皮锤：
用于绕组端部整形。
绝缘材料：
包括槽绝缘，相绝缘，层间绝缘、槽盖，包扎带，槽楔等。
⒉定子绕组绝缘
①绝缘的选用 电动机的绝缘是决定电动机使用寿命的重要因素，因此必须正确地选用和放置绝缘材料。
异步电动机定子绕组绝缘分为槽绝缘、相绝缘（层间绝缘这里不需要）。
1）槽绝缘用于槽内，是绕组与铁芯之间的绝缘。
2）相绝缘又称端部绝缘，用于绕组端部两个绕组之间的绝缘。
3）层间绝缘是用于双层绕组上下之间的绝缘。
绝缘材料是根据电动机的绝缘等级和电压等级来选择主绝缘材料，并配以适当的补强材料，以保护主绝缘材料不受机械损伤。
常用的补强材料有青壳纸，主绝缘材料有聚脂薄膜、漆布等。
选用绝缘材料时，主绝缘材料和引出线，套管、绑线、浸渍漆等应为同一绝缘等级的，彼此配套使用。
②槽绝缘结构：
小型单层绕组，采用临时引槽纸的嵌线方法。
A把绝缘纸按尺寸剪好剪成梯形样按虚线部位叠好放入槽内，以加强槽口强度。
B嵌线前要在槽口插入两片宽约20～30mm薄膜青壳纸作为临时引槽纸。
启发式教学法
讲解、
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说明
启发法
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与手段
③槽绝缘尺寸确定：
A槽绝缘宽度：
以其紧贴槽壁而达到槽克下转角处为宜。
绝缘纸不要高出槽口也不要放置太低都会影响嵌线质量。
B槽绝缘长度：
伸出槽口铁芯的长度要适当。
过长过短都不合适。
一般每端伸出铁芯：
1～3号铁芯7.5mm4—5号铁芯8mm.C相同绝缘：
绕组端部相间垫入与槽绝缘相同材料，形状与喇叭口相符，绝缘纸要高出线圈端部5mm左右。
D盖槽纸：
宽度与槽绝缘每边重叠2mm左右，长度与槽绝缘相同。
E槽楔:
选用干燥的毛竹，用变压器油浸煮，一端削一个坡面，防止棱角划破绝缘纸或导线，把盖槽纸顶出来。
宽度以用手推入槽长一半为宜，然后用锤子打入另一半。
厚度不能高于铁心面，长度比盖槽纸短4～6mm。
４、嵌线工艺：
在嵌线前，要从被修的电动机绕组展开图中找出嵌线规律和连接形式，绘出绕组嵌线图。
目前异步电动机定子绕组的嵌线主要是采用手工操作方法：
①电动机的六根引出线应嵌在机壳出线孔一侧一般嵌线时习惯上要面向出线孔的对面线圈由定子膛的友面向左面嵌入，引出线端留在机壳的右面这种方法可称倒退法。
②嵌线时应将线圈宽度稍压缩，先嵌靠身体一侧线圈的有效边。
因为线圈在模上制作成平直形状，而定子槽是分布在机壳圆周上所以必须要变一个形状。
③单层绕组时应把线圈先嵌入的，那个有效边的外侧导线扭在下面，用手把线圈尽量捏扁，将线圈的左端从槽口右侧倾斜着嵌入槽内，此时左手在定子另一端接住逐渐向左移动，轻轻地来回拉动尽可能一次拉入槽内。
④未拉入的导线要用划线板划入槽内，使其平整。
不能太乱和交叉伐太多，铁芯两端伸出导线长度相等。
⑤当槽满率较高时，可用压线板，将槽内线压实压平。
⑥嵌完一个线圈的有效边后，拿掉引槽纸盖上槽盖，绝缘再用压线板压实打入槽楔。
⑦要把起把线圈的另一个有效边，用布包好，用线绳邦在或吊在机壳上，或用厚纸暂时垫起。
（称起把）⑧每把线圈后嵌的有效边是将线圈的左端，先嵌入槽口，然后用划线板从左向右把导线逐渐划入槽内。
⑨相间绝缘待端部，整形时塞入必须与槽绝缘相接触此线圈端部相应长出5mm左右。
⑩绕组全部嵌完后对绕组端部进引一次整形。
用橡皮锤轻敲绕组端部，使其成为一个喇叭口形，有利于通风散热。
但要注意绕组不能与端盖机壳碰上。
边教师讲解，边学生实践（尝试小组合学习）
教学过程
时间
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与手段
①嵌线的理论分析：
三相异步电动机，定子槽数Z1＝24槽，磁极数2p＝4，每槽匝数为100匝，单层，600相带，跨距采用短距式，单层链式绕组，绕组节距ｙ＝5。
从以上已知条件可知：
相数ｍ＝3，每极每相槽数ｑ＝2，槽距角α＝30°。
相带顺序列出各相所属槽号。
见表。
表1定子槽分配表
相序
U1
W2
V1
U2
W1
V2
N1S1
1、2
3、4
5、6
7、8
9、10
11、12
N2S2
13、14
15、16
17、18
19、20
21、22
23、24
b．画出绕组展开图
如图所示，该电机需12只绕组，每相４只，并且在接线时每相绕组按尾与尾相连、头与头相连的原则接线。
边教师讲解，边学生实践（尝试小组合学习）
教学过程
时间
分配
教学内容及教学组织管理
教学方法
与手段
（b）U相绕组；（c）三相绕组
✧工艺要点：
a.为了防止嵌线时线圈发生错乱，习惯上把电动机空壳定子有出线孔的一侧放在右手侧。
嵌线时，也应注意使所有线圈的引出线从定子腔的出线孔一侧引出。
b.嵌线时，以出线盒为基准来确定第一槽位置。
嵌线前先用右手把要嵌的线圈一条边捏扁，线圈边捏扁后放到槽口的槽绝缘中间，左手捏住线圈朝里插入槽内，应在槽口临时衬两张薄膜绝缘纸，以保护导线绝缘不被槽口擦伤，进槽后，取出薄膜绝缘纸，如果线圈边捏得好，一次就可以把大部分导线拉入槽内，剩下少数导线可用理线板划入槽内。
导线进槽应按线圈的绕制顺序，不要使导线交叉错乱，槽内部分必须整齐平行，否则影响全部导线的嵌入，而且会造成导线间相擦而损伤绝缘。
嵌线时，还要注意槽内绝缘是否偏移到一侧，防止露出的铁心与导线相碰，造成绕组通地故障。
c.嵌好一个线圈的一条线圈边后，另一条线圈边暂行吊起来在下面垫一张纸，以免线圈边与铁壳相碰而擦伤绝缘。
嵌好以后，再依次嵌入其它绕组，直到嵌完为止。
在实际嵌线过程中，我们把最初安放的两个线圈称为起把线圈，要求隔槽放置。
当嵌绕组的另一边时，我们称为覆槽。
嵌线前，将绕组分三等份放好，依次为U、W、V三相。
嵌线次序如下：
1）选好第一槽位置，嵌U相一只绕组的一条有效边，另一有效边暂时不嵌，此过程简称为嵌U１槽。
2）隔一槽，即在第三槽，嵌W相绕组的一条边，另一边仍暂不嵌，称为嵌W3槽。
3）再隔一槽，即在第五槽，嵌V相绕组的一条边，即V5槽，然后将另一边覆入24槽。
称为嵌V5槽，覆24槽
d.接着嵌线次序为：
嵌U7槽—覆入2槽，嵌W9槽—覆入4槽，嵌V11槽—覆入6槽，
边教师讲解，边学生实践（尝试小组合学习）
教学过程
时间
分
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