《机电设备电气控制技术--基础知识》教案

教案

教与学互动设计

教师活动内容学生活动

内容

时间

[引入新课]

在日常生活中和生产活动中有很多场合都离不开电机，很多电器是用直流电机带动的，如家里的洗衣机、微波炉；工厂中的大型轧钢机、龙门刨床等；我们把能将直流电能与机械能之间相互转换的电力机械称为直流电机。

按用途可分为直流电动机和直流发电机。

（一）、自主、合作、探究（讲授新课）

本课程的性质、内容、任务和要求

本课程是高等职业院校机电一体化专业核心课程“机电设备电气控制技术”中重要的组成模块，是本专业学生必修的综合技术课程。

通过本课程的学习和项目训练，使学生了解电动机、变压器、常用低压电器等电气设备的基本结构、工作原理、工作特性及铭牌数据，掌握电动机、变压器、常用低压电器等电气设备的使用，并培养学生具备电机维护维修、企业机电设备电气控制系统安装、调试与维护等的基本职业能力，并为学生后续专业课程的学习做前期准备。

一、直流电机的特点和用途

1、直流电机的特点

（1）优点

与交流电动机相比，具有优良调速性能和起动性能。

能提供无脉动的大功率直流电源，输出电压可以精确地调节和控说明开设

本课程的

目的和意

义，介绍本

课程的学

时安排，说

明本课程

的考核方

法

学生在老

师讲解的

基础上学

生归纳（教

师补充）

10分

35分

制。

（2）缺点

制造工艺复杂，成本高；

运行时电刷与换向器之间易产生火花，可靠性差；

2、直流电机的用途

在某些要求调速范围大、速度高、精密度好、控制性能优异的场合，直流电动机现占有较大的比重。如：矿场卷扬机、厢轿式高速电梯、城市电车、地铁列车、电动自行车等等。

直流发电机主要用作直流电源，如直流电动机的电源，直流电焊机电源等。

二、直流电机的基本结构教师讲解，

学生思考、

理解

35分

直流电动机与直流发电机的结构类似。直流电机是由定子（主磁极、换向磁极、机座、电刷装置、端盖等）、转子（电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、风扇等）及两者之间的气隙组成的。

1、主磁极

产生主磁通，由铁心和励磁绕组组成。绕组由绝缘铜线绕制而成，与铁心绝缘，主磁极上的线圈串联，主磁极成对出现，按N极和S极交替排列。

2、换向磁极

产生附加磁场，用以改善电机的换向性能。极性在作为发电机运行时，与电枢导体将进入的主磁极极性相同；在作为电动机运行时，与电枢导体刚离开的主磁极极性相同

3、机座

既可用来固定主磁极、换向磁极和端盖等，又可作为磁路的一部分称为礠厄。

4、电刷装置

连接电枢绕组和外电路，起固定作用。由电刷、刷握和刷杆座组成。

5、电枢铁心

通过磁通和安放电枢绕组。电枢铁心具有轴向冷却通风孔，可迅速降低铁心的温度。

6、电枢绕组

产生感应电动势和通过电流产生电磁转矩，实现机电能量转换。

7、换向器

每个换向片与绕组的每个元件的引出线焊接在一起，用于将直流电动机输入的直流电流转换成电枢绕组内的交变电流，产生恒定方向的电磁转矩，使电动机连续运转。

（二）总结拓展

1、直流电机的特点及应用

2、直流电机的结构及各元件的作用（三）、布置作业学生回顾

归纳教师

总结

10分

教案

（一）、创设情境、激趣导入（导入新课）

【知识回顾】

1、说说直流电机的优缺点？

2、举例说明直流电机用于那些场合？

3、说说直流电机的结构？

【教师点评】

1、1）优点：与交流电动机相比，具有优良调速性能和起动性能。能提供无脉动的大功率直流电源，输出电压可以精确地调节和控制。（2）缺点：制造工艺复杂，成本高；运行时电刷与换向器之间易产生火花，可靠性差；

2、直流电动机现用在如：矿场卷扬机、厢轿式高速电梯、城市电车、地铁列车、电动自行车等场合。直流发电机主要用作直流电源，如直流电动机的电源，直流电焊机电源等。

3、直流电机是由定子（主磁极、换向磁极、机座、电刷装置、端盖等）、转子（电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、风扇等）及两者之间的气隙组成的。

（二）、自主、合作、探究（讲授新课）

一、直流电机的工作原理

1.直流发电机的工作原理

下图由直流发电机的主磁极、电刷、电枢绕组和换向器等主要部件构成的工作原理图。

电刷上加负载灯泡，用原动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈两边就分别切割不同极性磁极下的磁力线，而在其中感应产生电动势，电动势方向按右手定则确定。由于电枢连续地旋转，，因此，必须使载流导体在磁场中所受到线圈边ab和cd交替地切割N极和S 极下的磁力线，虽然每个线圈边和整个线圈中的感应电动势的方向是交变的．线圈内的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷A，B端的电动势却为直流电动势(说得确切一些，是一种方向不变的脉振电动势)。因为，电枢在转动过程中，无论电枢转到什么位置，由于换向器配合电刷的换向作用，电刷A通过换向片所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势，因此，电刷A始终有正极性。同样道理，电刷B始终有负极性，所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。如每极下的线圈数增多，可使脉振程度减小，就可获得直流电动势。这就是直流发电机的工作原理。同时也说明了直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。学生回答

举出实

例，同学

讨论

学生在教

师讲解的

基础上归

纳，总结

10分

35分