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教案首页任务一直流电机的工作原理第几节项目五班级机电时数2课时教学目标1.知识目标：熟悉直流发电机的原理,熟悉直流电动机的原理工作原理。2.能力目标：掌握两种电机的原理，电磁转矩和电动势的不同点。3.情感目标：培养学生积极向上的学习态度，培养学生接受新知识的能力。教学内容1.直流发电机2.直流电动机教材分析重点通过自主探究，让学生掌握直流发电机、电动机的原理。难点对两种电机的电磁转矩和电动势的不同点的掌握。教学方法问题引导动画演示案例教学教学准备多媒体《《电机及拖动技术应用》教案机电工程系教学内容教学设计第一部分：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…………………………………………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Ia，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）《《电机及拖动技术应用》教案机电工程系教学内容教学设计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aI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10TTT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《《电机及拖动技术应用》教案机电工程系教学内容教学设计电枢绕组通过电刷接到直流电源上，绕组的旋转轴与机械负载相联。电流从电刷A流入电枢绕组，从电刷B流出。电枢电流aI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。特别提示：电磁转矩与电枢旋转方向关系：同向⒉换向当电枢转到图5-3b）所示位置时，ab边转到了S极下，cd边转到了N极下。这时线圈电磁转矩的方向发生了改变，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，故电流流动方向发生改变，电磁转矩方向不变。⒊电动势与能量转换分析电动势：电枢转动时，切割磁力线而产生感应电动势，这个电动势(用右手定则判定)的方向与电枢电流aI和外加电压U的方向总是相反的，称为反电动势aE。它与发电机的电动势E的作用不同。发电机的电动势是电源电动势，在外电路产生电流。而aE是反电动势，外加电源U只有克服这个反电动势才能向电动机输入电流aI。即aaaUEIR（aR为电枢电阻）。特别提示：电动势方向与电流方向关系：反向比较：发电机和电动机两者的电磁转矩T、电动势的作用是不同的。发电机的电磁转矩是制动转矩，它与原动机的驱动转矩1T的方向是相反的。电动机的电磁转矩是驱动转矩，它使电枢转动。电动机的电磁转矩T必须与机械负载转矩2T及空载损耗转矩0T相平衡，即20TTT。发电机的电动势是电源电动势。电动机的电动势是反电动势，与外加电源电流方向相反，用来与外加电压相平衡。直流电机作发电机运行和作电动机运行时，虽然都产生电动势和电磁转矩，但两者作用截然相反。相关知识⒈直流电机的电枢电动势aeECn(5-1)《《电机及拖动技术应用》教案机电工程系教学内容教学设计eC——电机结构常数；——每极主磁通，单位韦伯，符号Wb；n——电机转速，单位转/分，符号minr。⒉直流电机的电磁转矩MaIT=C(5-2)MC——电机转矩常数；aI——电枢电流。第三部分：总结与拓展（总结：这节课的课堂小结。拓展：课后作业）1、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。2、比较：发电机和电动机两者的电磁转矩T、电动势的作用是不同的。发电机的电磁转矩是制动转矩，它与原动机的驱动转矩1T的方向是相反的。电动机的电磁转矩是驱动转矩，它使电枢转动。电动机的电磁转矩T必须与机械负载转矩2T及空载损耗转矩0T相平衡，即20TTT。发电机的电动势是电源电动势。电动机的电动势是反电动势，与外加电源电流方向相反，用来与外加电压相平衡。直流电机作发电机运行和作电动机运行时，虽然都产生电动势和电磁转矩，但两者作用截然相反。《《电机及拖动技术应用》教案机电工程系教学内容教学设计说明：此版式的字体为宋体，五号字，小标题加粗，页面设置：页边距上下左右均为20毫米，页眉页脚均为10毫米，行距为固定值20榜。）