直流电机的教案

《电机及拖动技术应用》教案职教中心机电工程系

第一部分：导课

❖本次主题：直流电机的工作原理

主题描述：⒈原理

直流发电机的原理：当电枢被原动机以恒速驱动，用右手定则可以判定，电动势的方向。

直流电动机的原理：电流流进电枢，电枢电流与磁场相互作用产生电磁力F，其方向可用左手定则判定。这一对电磁力所形成的电磁转矩T，使电动机电枢逆时针方向旋转。

解决问题： 1.帮助学生了解直流发电机的原理。

2.帮助学生了解直流电动机的原理。

3.帮助学生建立把理论与实践结合起来的抽象思维方式。

第二部分：授课

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第一课时

一、直流发电机的工作原理

两磁极直流发电机的工作原理如图5-1所示。

图5-1 直流发电机原理

⒈电动势产生

当电枢被原动机以恒速驱动，按逆时针方向转动时，用右手定则可以判定，线圈ab和cd边切割磁力线产生的感应电动势的方向，则在负载与线圈构成的回路中产生电流I a，其方向与电动势方向相同。电流由电刷Ａ流出，由电刷Ｂ流回。

特别提示：电动势与电流关系：同向

⒉换向

当电枢转到图5-1b）所示位置时，ab边转到了S极下，cd边转到了N极下。一、情境设计：

二、方法设计

三、过程设计：

第一部分：导课

第二部分：授课

第三部分：总结与拓展

…………………

步骤:1

步骤:2 …………………

步骤:1

步骤:2 …………………

四、引导疑问（下节课要讲的问题）

五、修改或备忘：

（空着不填）

这时线圈中感应电动势的方向发生了改变，但由于换向器随同一起旋转，使得电刷 A 总是接触 N 极下的导线，而电刷B 总是接触S 极下的导线，故电流仍由A 流出 B 流回，方向不变。

特别提示：虽然有换向器的作用，将线圈内的交变电动势在两电刷间变换为方向不变的电动势，但它的大小仍然是脉动的。为了能使直流发电机输出平稳的电压，实际的直流电机中电枢上要装许多线圈，按一定规律连接起来，这样换向片的数目也相应的增多，脉动程度会相应的减小。如图5-2所示

图5-2 直流发电机的输出电压波形

a)一组线圈时的输出电压波形 b) 两组线圈时的输出电压波形 c) 有许多组线圈时的输出电压波形

⒊电磁转矩与能量转换分析

电磁转矩：电枢电流a I 与磁场相互作用而产生的电磁力形成了电磁转矩T 。 用左手定则可以判定，电磁转矩T 的方向与电枢旋转方向相反。因此，在电枢等速旋转时，原动机的驱动转矩1T 必须与发电机的电磁转矩T 和空载损耗转矩0T 相平衡(0T 是发电机轴上的转矩)，即10T T T =+ 特别提示：电磁转矩方向与转速方向关系：反向 …………………………………………

第 二 课 时

二、直流电动机的工作原理

直流电动机的工作原理如图5-3所示。

图5-3 直流电动机的工作原理

⒈电磁转矩产生

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