直流电机教案

教案编号 1 课题直流电动机的结构授课人课型

课时 2 教具

原设计者授课时间

教学目标1．掌握直流电机的结构

2．了解直流电动机的优缺点。

教学重点

直流电机的结构

教学难点直流电机的结构

教学过程（复习提问、精讲设计、课前或中预习容及要求、设计当堂测试和作业、随堂小结等）第一课时授课时间

第一节直流电机

直流发电机与直流电动机在理论上是可逆的。应用于起重、运输机械、传动机构、精密机械、自动控制系统和电子电器、日常电器中。

一、直流电机的构造

（一）定子

定子由机座、主磁极、换向磁极、电刷组件组成，如图所示。

定子的横剖平面图如图所示。

1．机座

用铸钢或铜板焊成，用作支撑和保护整机结构，同时又是电机磁路的一部分，有良好的导磁性能和机械强度。

2．主磁极

由铁心和励磁绕组组成。铁心由极身和极靴两部分组成，铁心由1~1.5mm厚的钢板叠压而成如图所示。

励磁绕组绕在铁心外面，主磁极的作用是在励磁绕组入励磁电流时产生主磁通。当励磁绕组通入直流电时，铁心就成为一个有固定极性的磁极。

3．换向磁极

换向磁极的作用是为了改善换向性能，减小换向火花，削弱电枢磁场。换向磁极与转子间气隙较大，涡流较小，可用整块钢制成。其上的绕组一般与电枢绕组串联，用横截面较大的铜导线绕制。

换向磁极与主磁极数量相等或为其一半，顺着转子旋转的方向排列顺序是：N,N’,S,S’

4．电刷组件

电刷组件由电刷、刷握、刷杆、刷杆座及压紧弹簧组成，如图所示。

电刷有用细铜丝编织成的刷辫与外电路导通

一、直流电机的构造

（一）定子

1．机座

2．主磁极

3．换向磁极

4．电刷组件

1．电枢铁心

电机磁路的另一部分，为减小涡流由硅钢片叠压而成。在电区外缘有嵌放绕组的铁心槽，整个铁心固定在转动轴上，随轴一起转动。

2．电枢绕组

由绝缘铜导线或扁铜线在模具上绕制成型后嵌放在转子铁心槽中，伸出铁心槽的端部，均用非磁性丝带扎紧，每个线圈的首尾端，均按一定规律，焊接到换向片上。

3．换向器

由若干个楔形铜片装成一圆柱体，片与片之间用云母绝缘。结构如图所示。

换向片与转轴之间又用塑料绝缘，固定在转轴的一端，按照一定规律与电枢绕组连接。它的作用是与电刷配合将外加的直流电变为电枢绕组中的交流电。

（三）直流电机的其他部分

直流电机的其他部分还有端盖、轴承、转轴、风扇、接线板、接线盒等。

板书设计（第课时）

(二)电枢

1、电枢铁心

2、电枢绕组

3、换向器

全面贯彻落实“堂堂清”课堂教学模式复习提问：、三相异步电动机的工作原理

、直流电动机的工作原理

、单相异步电动机的工作原理

、磁场对电流的作用力的判断方法。

一、直流电动机原理示意图如图所示。

1．原理：

（1）定子——永久磁铁

（2）转子——矩形线圈，可绕OO'转动，接支流电源

（3）电刷——A接电源正极，B接电源负极。

（4）换向器——装在转子上。

2．转动原理：

如上图所示

（1）电流在线圈中的方向是d→ c→ b→ a。

（2）根据左手定则，线圈两边在磁场中受力方向是：ab边向上，cd边向下，产生顺时针力矩。

（3）线圈转过180︒后，线圈的两个受力边位置对调，方向正好相反，但在两磁极下导体电流和受力方向不变，线圈继续顺时针转动。

二、总结直流电动机的工作原理

、励磁绕组通入直流电产生静止的主磁场。

、电枢绕组通入直流电，在主磁场中受到电磁力的作用产生电磁转矩，驱动转子旋转。、借助电刷和换向器的作用，把电源的直流电变为电枢绕组中的交流电，保持电磁转矩的方向不变，使电动机保持一个方向连续旋转。

三、练习

板书设计（第一课时）

一、分析原理

二、总结原理

复习提问：、三相异步电动机的工作原理

、直流电动机的工作原理

、单相异步电动机的工作原理

、磁场对电流的作用力的判断方法。

一、直流电动机原理示意图如图所示。

1．原理：

（1）定子——永久磁铁

（2）转子——矩形线圈，可绕OO'转动，接支流电源

（3）电刷——A接电源正极，B接电源负极。

（4）换向器——装在转子上。

2．转动原理：

如上图所示

（1）电流在线圈中的方向是d→ c→ b→ a。

（2）根据左手定则，线圈两边在磁场中受力方向是：ab边向上，cd边向下，产生顺时针力矩。

（3）线圈转过180︒后，线圈的两个受力边位置对调，方向正好相反，但在两磁极下导体电流和受力方向不变，线圈继续顺时针转动。

二、总结直流电动机的工作原理

、励磁绕组通入直流电产生静止的主磁场。

、电枢绕组通入直流电，在主磁场中受到电磁力的作用产生电磁转矩，驱动转子旋转。、借助电刷和换向器的作用，把电源的直流电变为电枢绕组中的交流电，保持电磁转矩的方向不变，使电动机保持一个方向连续旋转。

三、练习

板书设计（第一课时）

一、分析原理

二、总结原理

复习提问：、直流电动机的分类

、三相异步电动机的反转方法 、单相异步电动机的反转方法

直流电动机的控制

一、直流电动机的调速控制 并励电动机转速公式

Φ

e a

a C I R U n -=

串励电动机转速公式

Φ

e a

L a )(C I R R U n +-=

下面以改变主磁极磁通Φ调速为例分析其调速方法及原理。 1．并励电动机的变Φ调速

在励磁支路上串入一阻值连续可调的变阻器P R ，如图所示。

P R 增大时，Φ减小，转速上升。 P R 减小时，Φ增大，转速下降

2．串励电动机变Φ调速

在励磁支路上并入一阻值连续可调的变阻器P R ，如图所示。

P R 增大时，Φ增大，转速下降。 P R 减小时，Φ减小，转速上升。

3．根据转矩公式a T I C T Φ=分析，在调速中如保持转矩不变，Φ减小，电枢电流a I 必然增大。如果调速前a I 已达额定值，则不能用此法调速。它只适用于调高速度以前电枢电流a I 未达额定值的情况。这种调速方法具有如下特点：

（1）可实现无级平滑调速。