第1章直流电机教案.doc

一、授课时间：第1次 二、教学目的：掌握直流电机的基本工作原理与结构，明确额定值 三、教学重点及难点：直流电机的基本工作原理与结构 四、教学内容及过程： （一）引入新课：1、生活中电机的应用；2、电机的作用；3、引出电机的结构、原理如何？ （二）讲授新课 1.1 直流电机的概述 1.1.1 基本工作原理 1、直流发电机的基本工作原理 直流电机分为直流电动机和直流发电机两大类，其工作原理可通过直流电机的简化模型进行说明。 从图可看出，导体ab和cd中感应电动势方向是交变的，而和电刷A接触的导体总是位于N极下，和电刷B接触的导体总是在S极下，因此电刷A的极性总为正，而电刷B的极性总为负，在电刷两端可获得直流电动势输出。 感应电动势的方向由两个因素决定；1.导体的运动方向；2.气隙磁场的极性。改变其中之一就可以改变感应电动势的方向。 2、直流电动机的基本工作原理. 电磁力F的方向由两个因素决定：1.导体中的电流方向；2.气隙磁场的极性。改变其中之一就可以改变电磁力F的方向。 同一台直流电机即可作发电机运行，也可作电动机运行——可逆性 1.1.2基本结构 1．定子部分 （1）机座 机座既可以固定主磁极、换向极、端盖等，又是电机磁路的一部分（称为磁轭）。机座一般用铸钢或厚钢板焊接而成，具有良好的导磁性能和机械强度。 （2）主磁极 主磁极的作用是产生气隙磁场，由主磁极铁心和主磁极绕组（励磁绕组）构成。主磁极铁心一般由1.0mm～1.5mm厚的低碳钢板冲片叠压而成，包括极身和极靴两部分。极靴做成圆弧形，以使磁极下气隙磁通较均匀。极身上面套有励磁绕组，绕组中通入直流电流。整个磁极用螺钉固定在机座上。 （3）换向极 换向极用来改善换向，由铁心和套在铁心上的绕组构成，其绕组中流过的是电枢电流。换向极装在相邻两主极之间，用螺钉固定在机座上。 （4）电刷装置 电刷与换向器配合可以把转动的电枢绕组电路和外电路连接并把电枢绕组中的交流量转变成电刷端的直流量。 2．转子部分 （1）电枢铁心 电枢铁心是电机磁路的一部分，其外圆周开槽，用来嵌放电枢绕组。电枢铁心一般用0.5mm厚、两边涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠压而成。 （2）电枢绕组 电枢绕组是直流电机的主要组成部分，其作用是感应电动势、通过电枢电流，它是电机实现机电能量转换的关键。 （3）换向器 换向器是由多个紧压在一起的梯形铜片构成的一个圆筒，片与片之间用一层薄云母绝缘，电枢绕组各元件的始端和末端与换向片按一定规律连接。换向器与转轴固定在一起。 1.1.3 直流电机的额定值 直流电机的额定值主要有下列几项： （1）额定功率：是指电机的输出功率，对发电机系指出线端输出的电功率。对电动机系指转轴上输出的机械功率。单位为W或kW。 （2）额定电压：是指在额定工作条件下，电机出线端的平均电压。对于电动机是指输入额定电压，对于发电机是指输出额定电压。单位为V。 （3）额定电流：是指电机在额定电压下，运行于额定功率时的电流值。 单位为A。 （4）额定转速：是指对应于额定电压、额定电流、电机运行于额定功率时所对应的转速。单位为r／min。 （5）额定温升：是指电机允许的温升的限值，主要决定于电机的绝缘材料的绝缘等级。 直流发电机的额定功率应为 直流电动机的额定功率为 2、直流电机的主要系列 国产的直流电机种类很多，主要Z2、Z3、Z4系列。 Z2系列是一般用途的中、小型直流电机，包括发电机和电动机。 五、课堂小结： 本节课主要讲解直流电动机和直流发电机的结构与原理，要求掌握原理，掌握主要结构，各部分的作用，掌握几个额定值和它们之间的关系。 六、布置作业： P41 1-1、10、11 授课时间：第2次 教学目的： 解电枢绕组的连接，掌握基本概念， 掌握直流电机的励磁方式 教学重点及难点： 电枢绕组的型号、节距、 单叠绕组单波绕组特点 励磁方式 难点：绕组展开图 四、教学内容及过程： （一）引入新课：电机的结构与原理 （二）讲授新课 1.2 直流电机的电枢绕组 1.2.1 电枢绕组的基本知识 1、电枢绕组元件 电枢绕组的线圈数和换向片数、槽数之间应有如下的关系：因为每一个线圈有两个边，而每一换向片总是把一个线圈的尾端与紧跟的另一个线圈的首端焊接在一起，因此，线圈数与换向片数相等；如果电枢铁心每个槽内只安排一个上层边和一个下层边（称为一个单元槽），这样，线圈数又与单元槽数相等。由此可知，一台直流电机的线圈数S与换向片数K、槽数Z之间有如下关系： S=K=Z 电枢绕组大多做成双层绕组，将线圈的一个有效边放