汽車電工電子基礎(chǔ)電子教案25直流電動機的原理與應(yīng)用

課題三電磁基礎(chǔ)知識教案編號25模塊四直流電動機的原理與應(yīng)用課時數(shù)2教學(xué)目標(biāo)【知識目標(biāo)】了解直流電動機的工作原理與應(yīng)用【技能目標(biāo)】能識別汽車常用電機的類型【情感目標(biāo)】具有對科學(xué)的求知欲，樂于探究求真，不畏困難的耐勞精神，善于觀察，勤于分析的科學(xué)精神，具有創(chuàng)新、樂于實踐精神教學(xué)重點直流電動機的工作原理與應(yīng)用難點直流電動機的工作原理課前準(zhǔn)備教師準(zhǔn)備直流電動機學(xué)生預(yù)習(xí)直流電動機的原理與應(yīng)用教學(xué)方法①講授法②比較分析、發(fā)現(xiàn)法③視頻演示法作業(yè)布置教學(xué)反思教學(xué)內(nèi)容或教學(xué)過程教學(xué)設(shè)計意圖一、課程思政三分鐘二、新課導(dǎo)入為了方便駕駛?cè)撕统丝?減輕他們的勞動強度,許多轎車采用了電動車窗,又稱自動車窗,利用電動機來驅(qū)動升降器使車窗玻璃上下移動,操作便利并有利于行車安全。電動車窗主要由車窗、車窗玻璃升降器、直流電動機、控制開關(guān)等組成三、新課講授1、直流電動機由哪些部件組成？直流電動機主要由殼體、定子繞組、電樞、電刷及電刷架和前后端蓋等組成，如圖4-26所示。圖4-26直流電動機的組成直流電動機的結(jié)構(gòu)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。直流電機運行時靜止不動的部分稱為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場。運行轉(zhuǎn)動的部分稱為轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感性電動勢，是直流電機進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以又通常稱為電樞。2、直流電動機是如何工作的？將直流電源的正、負(fù)接線柱用導(dǎo)線經(jīng)開關(guān)分別接在兩銅片接線柱上，當(dāng)閉合開關(guān)時，電流由正電刷A流入，由負(fù)電刷B流出，繞組中的電流方向是由a→b→c→d，如圖4-27（a）所示。載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用，產(chǎn)生了電磁轉(zhuǎn)矩，力的方向按左手定則判定。因此，轉(zhuǎn)矩方向為逆時針方向，電樞也將按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過180°后，電流由正電刷和換向片B流入，從換向片A和負(fù)電刷流出，線圈中的電流方向為d→c→b→a，如圖4-27（b）所示。轉(zhuǎn)矩方向仍為逆時針方向。因此，在N極和S極之間的導(dǎo)體中電流方向保持不變，電磁轉(zhuǎn)矩方向也就不變，使電樞始終按原來的方向繼續(xù)運轉(zhuǎn)。圖4-27直流電動機的工作原理3、直流電動機怎樣調(diào)試？以并勵式直流電動機為例，電動機轉(zhuǎn)速為（4-10）可以通過改變Φ、Ra及U來進(jìn)行調(diào)速。直流電動機的調(diào)速一般有以下三種：①改變磁極磁通Φ改變磁通Φ值的大小可以改變轉(zhuǎn)速n。為此，在勵磁電路中串接一個磁場變阻器Rf，如圖4-30所示。若把磁場變阻器阻值增大，則勵磁電流減小，磁通Φ也隨之減小，電動機的轉(zhuǎn)速升高；反之，磁場變阻器阻值減小，電動機的轉(zhuǎn)速降低。圖4-30并勵式直流電動機改變Φ的調(diào)速線路并勵式電動機由于勵磁電流較小，而在調(diào)速過程中能量耗損也較小，因而在實際使用中應(yīng)用較廣。串勵式直流電動機也可采用改變磁通Φ來調(diào)速，不過磁場變阻器Rf必須與勵磁繞組并聯(lián)，如圖4-31所示。磁場變阻器阻值減小，通過變阻器的電流增大，而勵磁繞組的電流減小，磁通Φ減小，電動機轉(zhuǎn)速升高；反之，轉(zhuǎn)速降低。圖4-31串勵式直流電動機改變Φ的調(diào)速線路改變磁極磁通Φ來調(diào)速，電動機的轉(zhuǎn)速只能在其額定轉(zhuǎn)速以上平滑調(diào)節(jié)。②改變電樞電路中的電阻在電樞電路中串聯(lián)一個可調(diào)變阻器，如圖4-32所示。當(dāng)增大時，電樞電流減小，電動機轉(zhuǎn)速降低；反之，電動機轉(zhuǎn)速升高。圖4-32電樞電路中串聯(lián)電阻調(diào)速由于電樞電流一般較大，因而調(diào)速電阻要消耗大量的能量，不太經(jīng)濟。另外，還會使電動機的機械特性變軟。這種調(diào)速方法只能使電動機的轉(zhuǎn)速在額定值以下比較平滑地調(diào)節(jié)。③改變電源電壓U由公式（4-11）可知，若保持勵磁電路中的磁通Φ不變，則改變電動機的直流電源電壓U可以實現(xiàn)平滑調(diào)節(jié)。改變直流電壓電源，過去采用直流發(fā)電機，現(xiàn)在大多數(shù)采用晶閘管整流電源。四、練習(xí)與檢測1、什么是直流電動機？直流電動機由哪幾個部分組成？其原理是什么？2、目前汽車哪些地方應(yīng)用了直流電動機？各叫什么名