电机拖动与电气控制 第2版 教案 第2章 直流电机.docx

电机拖动与电气控制课程教案

章节名称

第2章直流电机

2.1直流电机的工作原理及其结构

授课时数

2

授课形式

教学目标

1.知识目标:

*掌握直流电机的分类方法。

*熟悉直流电机的基本结构及各部分作用。

*理解直流电机的工作原理。

*掌握直流电机铭牌数据的含义。

2.能力目标:

*能够根据不同的分类标准对直流电机进行分类。

*能够识别直流电机的主要部件，并说明其作用。

*能够运用右手定则和左手定则分析直流电机的工作原理。

*能够根据铭牌数据判断直流电机的基本参数和性能。

3.素质目标:

*培养学生严谨认真的学习态度和科学探究精神。

*提高学生分析问题和解决问题的能力。

*增强学生的实践意识和团队合作精神。

教学重点

难点

1.教学重点:

*直流电机的基本结构和工作原理。

*直流电机铭牌数据的解读。

2.教学难点:

*直流电机工作原理的理解，特别是电磁转矩的产生过程。

*直流电机铭牌数据与实际应用的联系。

教学内容

1.生活实例引入

播放视频:播放一段关于电动汽车、电动自行车、家用电器等使用直流电机的视频，引导学生思考这些设备是如何运转的。

提出问题:

你们知道这些设备中使用的是什么类型的电机吗？

直流电机是如何将电能转换成机械能的？

引出主题:直流电机作为一种将电能转换成机械能的装置，在日常生活和工业生产中有着广泛的应用。今天我们就来一起学习直流电机的结构、工作原理和应用。

2.直流电机的分类

*按励磁方式分类：他励、并励、串励、复励。

*按结构分类：有刷直流电机、无刷直流电机。

*按用途分类：驱动用直流电机、控制用直流电机。

3.直流电机的结构

*定子部分：主磁极、换向极、机座、端盖、电刷装置。

*转子部分：电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴。

*结合实物或图片讲解各部件的作用。

4.直流电机的工作原理

*电磁感应定律和电磁力定律回顾。

*直流电机的工作原理分析：

*结合动画或模型演示直流电机的工作原理。

5.直流电机的铭牌数据

*额定功率、额定电压、额定电流、额定转速、励磁方式、绝缘等级等。

*结合实际案例讲解铭牌数据的含义和选择方法。

课外拓展

1.查阅资料，了解直流电机在工业生产中的应用实例，并分析其优缺点。

2.参观电机厂或实验室，观察直流电机的实际结构和运行情况。

3.利用仿真软件搭建直流电机模型，模拟其工作过程，并分析不同参数对电机性能的影响

4.浏览相关资源，完成相关作业或任务，巩固学习成果，提升综合素养。

电机拖动与电气控制课程教案

章节名称

第2章直流电机

2.2直流电动机的励磁方式和基本平衡方程式

授课时数

2

授课形式

教学目标

1.知识目标:

*掌握直流电机的四种励磁方式及其特点。

*理解直流电机气隙磁场的分布特点及影响因素。

*掌握直流电机的基本平衡方程式，理解其物理意义。

2.能力目标:

*能够根据实际需求选择合适的直流电机励磁方式。

*能够分析不同励磁方式对直流电机性能的影响。

*能够运用基本平衡方程式分析直流电机的工作状态。

3.素质目标:

*培养学生严谨求实的科学态度和探索精神。

*增强学生的工程意识和实践能力。

*培养学生的团队合作精神和沟通表达能力。

教学重点

难点

1.教学重点:

*直流电机的四种励磁方式及其特点。

*直流电机的基本平衡方程式。

2.教学难点:

*直流电机气隙磁场的分布特点及影响因素。

*基本平衡方程式的物理意义及应用。

教学内容

1.生活实例引入

直流电机作为电能与机械能转换的核心设备，在工业、交通和家用电器中广泛应用。其性能和工作特性直接受到励磁方式、磁场分布以及内部电气和机械平衡关系的影响。理解这些内容，是掌握直流电机工作原理、优化设计以及解决实际工程问题的基础。

2.直流电机的励磁方式

励磁方式

他励：励磁绕组由独立电源供电，励磁电流与电枢电流无关，控制灵活，适用于需要精确调速的场合。

并励：励磁绕组与电枢绕组并联，励磁电流与电枢电压相关，特性较硬，适用于恒速运行。

串励：励磁绕组与电枢绕组串联，励磁电流与电枢电流相同，启动转矩大，适用于牵引设备。

复励：结合并励和串励，既有并联又有串联的励磁绕组，综合了并励和串励的优点，适用于需要兼顾启动性能和运行稳定性的场合。

磁场分布：

主磁场：由励磁绕组产生，是电机工作的基础磁场。

电枢反应：电枢电流产生的磁场对主磁场的影响，可能导致磁场畸变、气隙磁场分布不均，进而影响电机性能。

基本平衡方程式：

U=E

U=

转矩平衡方程式：描述电机输出转矩与负载转矩及惯性转矩之间的平衡关系。

T

T

P2

P

3.直流电机的磁场

*直流电机气隙磁场的分布特点：主磁场、电枢反应