汽车电工电子基础电子教案25直流电动机的原理与应用.docVIP

课题三

电磁基础知识

教案编号

25

模块四

直流电动机的原理与应用

课时数

2

教学目标

?【知识目标】

了解直流电动机的工作原理与应用

?【技能目标】

能识别汽车常用电机的类型

?【情感目标】

具有对科学的求知欲，乐于探究求真，不畏困难的耐劳精神，善于观察，勤于分析的科学精神，具有创新、乐于实践精神

教学

重点

直流电动机的工作原理与应用

难点

直流电动机的工作原理

课前

准备

教师

准备直流电动机

学生

预习直流电动机的原理与应用

教学方法

①讲授法

②比较分析、发现法

③视频演示法

作业布置

教学反思

教学内容或教学过程

教学设计

意图

一、课程思政三分钟

二、新课导入

为了方便驾驶人和乘客,减轻他们的劳动强度,许多轿车采用了电动车窗,又称自动车窗,利用电动机来驱动升降器使车窗玻璃上下移动,操作便利并有利于行车安全。电动车窗主要由车窗、车窗玻璃升降器、直流电动机、控制开关等组成

三、新课讲授

1、直流电动机由哪些部件组成？

直流电动机主要由壳体、定子绕组、电枢、电刷及电刷架和前后端盖等组成，如图4-26所示。

图4-26直流电动机的组成

直流电动机的结构由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场。运行转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感性电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以又通常称为电枢。

2、直流电动机是如何工作的？

将直流电源的正、负接线柱用导线经开关分别接在两铜片接线柱上，当闭合开关时，电流由正电刷A流入，由负电刷B流出，绕组中的电流方向是由a→b→c→d，如图4-27（a）所示。载流导体在磁场中受到电磁力的作用，产生了电磁转矩，力的方向按左手定则判定。因此，转矩方向为逆时针方向，电枢也将按逆时针方向旋转。当线圈转过180°后，电流由正电刷和换向片B流入，从换向片A和负电刷流出，线圈中的电流方向为d→c→b→a，如图4-27（b）所示。转矩方向仍为逆时针方向。因此，在N极和S极之间的导体中电流方向保持不变，电磁转矩方向也就不变，使电枢始终按原来的方向继续运转。

图4-27直流电动机的工作原理

3、直流电动机怎样调试？

以并励式直流电动机为例，电动机转速为

（4-10）

可以通过改变Φ、Ra及U来进行调速。直流电动机的调速一般有以下三种：

①改变磁极磁通Φ

改变磁通Φ值的大小可以改变转速n。为此，在励磁电路中串接一个磁场变阻器Rf，如图4-30所示。若把磁场变阻器阻值增大，则励磁电流减小，磁通Φ也随之减小，电动机的转速升高；反之，磁场变阻器阻值减小，电动机的转速降低。

图4-30并励式直流电动机改变Φ的调速线路

并励式电动机由于励磁电流较小，而在调速过程中能量耗损也较小，因而在实际使用中应用较广。

串励式直流电动机也可采用改变磁通Φ来调速，不过磁场变阻器Rf必须与励磁绕组并联，如图4-31所示。磁场变阻器阻值减小，通过变阻器的电流增大，而励磁绕组的电流减小，磁通Φ减小，电动机转速升高；反之，转速降低。

图4-31串励式直流电动机改变Φ的调速线路

改变磁极磁通Φ来调速，电动机的转速只能在其额定转速以上平滑调节。

②改变电枢电路中的电阻

在电枢电路中串联一个可调变阻器，如图4-32所示。当增大时，电枢电流减小，电动机转速降低；反之，电动机转速升高。

图4-32电枢电路中串联电阻调速

由于电枢电流一般较大，因而调速电阻要消耗大量的能量，不太经济。另外，还会使电动机的机械特性变软。这种调速方法只能使电动机的转速在额定值以下比较平滑地调节。

③改变电源电压U

由公式（4-11）

可知，若保持励磁电路中的磁通Φ不变，则改变电动机的直流电源电压U可以实现平滑调节。

改变直流电压电源，过去采用直流发电机，现在大多数采用晶闸管整流电源。

四、练习与检测

1、什么是直流电动机？直流电动机由哪几个部分组成？其原理是什么？

2、目前汽车哪些地方应用了直流电动机？各叫什么名称？

五、小结

1、输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电机，它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。直流电动机主要由壳体、定子绕组、电枢、电刷及电刷架和前后端盖等组成。