电机学直流电机教案.doc

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1、教案课程名称电机学授课教师荣红梅职称中学一级教师系部机电系教研室自动化教研室授课对象09发电厂学年学期2010—2011学年第一学期2010年9月山东大王职业学院教务处授课题目直流电机工作原理及结构授课类型新授课首次授课时间2010年9月7日学时2教学目标1、理解直流电机学的工作原理，2、了解直流电机的基本结构重点与难点直流电机的工作原理教学手段与方法课堂讲授，辅以多媒体电子课件教学过程：（包括授课思路、过程设计、讲解要点及各部分具体内容、时间分配等）【授课思路】本节课学生要有电磁方面的物理知识，在讲

2、解与物理知识有关的内容时，先领着学生将以前学过的物理知识复习一下，然后引导学生利用相关物理知识解决遇到的问题，讲解过程中要注意学生的反映，注意与学生多交流。注意教师为主导，学生为主体的教学理念。引导学生积极参与本节课的教学。【过程设计】在课堂中，可以穿插一些较为实用的的举例，能够与实际相联系。例如：本节课可以以我们接触到的家用电器风扇、录音机、洗衣机、冰箱等为实例，注意理论联系实际的方法，启发学生的抽象思维，激发学生的学习兴趣。为上好这一节课，还要注意讲练结合、理论联系实际。【讲解要点】主要讲解电磁学

3、知识【导入新课】直流电机是旋转电机的主要类型之一。直流发电机供电质量较好，常作为直流电源用。直流电动机具有良好的起动、调速性能，常用在调速要求较高的场合。但是它与交流电机相比，由于有换向器，结构较复杂，造价较高，运行维护和可靠性较差。近年来电力电子技术发展较快，在某些场合，半导体整流电源已替代直流发电机；由电子换向线路实现无接触换流的直流无刷电动机（仍具备直流电动机的各种优异运行特性），有取代传统有刷换向器直流电动机的趋势。尽管如此，目前直流换向器电机（习惯简称直流电机）仍有相当高的实用价值。【出示目

4、标】1、了解电机学的分类，2、了解电机学的发展及作用3、复习电磁学知识【具体内容】直流电机的工作原理及结构一、直流发电机工作原理学生活动学生思考在日常生活中哪些家用电器用到电机，分别是什么类型的电机？由日常生活中用到的电机思考电机的种类有哪些，是怎样进行分类的。1）工作原理2）分析•感应电势与电流的方向，始终保持一致•电枢电流产生的磁场是一个恒定不变的磁场•电磁力f与转向相反，是制动性质的，需要不停输入机械功率，维持运转与电流输出。3）结论直流发电机在原动机的拖动下旋转，电枢上的导体切割磁力线产生交变

5、电动势，再通过换向器的整流作用，在电刷间获得直流电压输出，从而实现将机械能转换成直流电能的目的。一、直流电动机工作原理1）工作原理2）分析•感应电势与电流的方向，始终保持相反•电枢电流产生的磁场是一个恒定不变的磁场•电磁力f与转向相同，是驱动性质的3）结论直流电动机在外加电压的作用下，在导体中形成电流，载流导体在磁场中将受到电磁力的作用，由于换向器的换向作用，导体进入异性磁极时，导体中的电流方向也相应改变，从而保证了电磁转矩的方向不变，使直流电动机能连续旋转，把直流电能转换成机械能输出。电机的可逆原理

6、同一台电机由于外界条件的不同，既可以作发电机也可以作为电动机运行，成为电机可逆原理，是电机中的普遍原理，不仅适于直流电机也适于交流电机。三、直流电机的基本结构1、定子部分直流电机的定子由主磁极、电刷装置、机座等组成。主磁极的作用是产生主磁场。主磁极由磁极铁芯和套在铁芯上的励磁绕组构成。当励磁绕组中通有直流励磁电流时，气隙中会形成一个恒定的主磁场，图中极芯下面截面较大的部分称为极靴，极靴表面沿圆周的长度称为极弧，极弧与相应的极距之比称为极弧系数，通常为左右。极弧的形状对电机运行性能有一定影响，它能使气隙

7、中磁通密度按一定规律分布。为了减少电枢旋转时齿、槽依次掠过极靴表面，而形成磁密变化造成铁芯涡流损耗，主磁极铁芯通常用厚的导磁钢片叠压而成，然后再固定在磁轭上。各主磁极铁芯上套有励磁绕组，励磁绕组之间可串联，也可并联。主磁极成对出现，沿圆周是N>、S极交替排列。容量较大的直流电机还有换向极（位于两个主磁极之间的较小磁极），直流电机的额定值⒈额定功率PN      指电机在铭牌规定的额定状态下运行时，电机的输出功率，以“W”为量纲单位。若大于1kW或1MW时,则用kW或MW表示。对于直流发电机，PN是指输

8、出的电功率，它等于额定电压和额定电流的乘积。PN＝UNIN对于直流电动机，PN是指输出的机械功率，所以公式中还应有效率ηN存在。PN＝UNINηN为换向极，常用厚钢板或整块钢制成，极上装有换向极绕组，换向极下的空气隙较主磁极下的空气隙大。换向极数目一般与主磁极相同，但是小功率直流电机中，换向极的数目可以少于主磁极，甚至不装换向极。一般直流电机的机座既是电机的机械支撑，又是磁极外围磁路闭合的部分，即磁轭，因此用导磁性能较好的钢板焊接而成，或用铸钢制成。极座