汽車電工電子基礎(chǔ)電子教案26步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的原理與應(yīng)用

課題三電磁基礎(chǔ)知識(shí)教案編號(hào)26模塊四步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的原理與應(yīng)用課時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)目標(biāo)】理解步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理與應(yīng)用【技能目標(biāo)】能識(shí)別汽車常用電機(jī)的類型【情感目標(biāo)】具有對(duì)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(shí)踐精神教學(xué)重點(diǎn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理與應(yīng)用難點(diǎn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理課前準(zhǔn)備教師準(zhǔn)備步進(jìn)電機(jī)學(xué)生預(yù)習(xí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)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(jì)意圖一、課程思政三分鐘二、新課導(dǎo)入步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是將電脈沖激勵(lì)信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的離散值控制電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)每當(dāng)輸入一個(gè)電脈沖就動(dòng)一步，所以又稱脈沖電動(dòng)機(jī)三、新課講授1、什么是步進(jìn)電機(jī)？步進(jìn)電動(dòng)機(jī)將輸入的脈沖電信號(hào)變換為階躍的角位移或直線位移，給一個(gè)脈沖信號(hào)，電動(dòng)機(jī)前進(jìn)一步，因此稱為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。1、控制系統(tǒng)的基本要求①在電脈沖的控制下，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能迅速起動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)和停車；②調(diào)速范圍寬廣；③步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角要小，步距精度要高，不丟步不越步；④工作頻率高、響應(yīng)速度快。2、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分類①按其工作方式不同：可分為功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和伺服步進(jìn)電動(dòng)機(jī)兩類。②按勵(lì)磁方式的不同：可分為反應(yīng)式、永磁式和感應(yīng)子式三類。2、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的組成？反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，如圖4-37所示。分別由定心、控制繞組、轉(zhuǎn)子組成。定心：定子鐵心為凸極結(jié)構(gòu)，由硅鋼片迭壓而成。在面向氣隙的定子鐵心表面有齒距相等的小齒?？刂评@組：定子每極上套有一個(gè)集中繞組，相對(duì)兩極的繞組串聯(lián)構(gòu)成一相。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以做成二相、三相、四相、五相、六相、八相等。轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子上只有齒槽沒有繞組，系統(tǒng)工作要求不同，轉(zhuǎn)子齒數(shù)也不同。圖4-37反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)3、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是如何工作的？單段三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理可以由圖4-38三相單三拍反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理圖來分析說明。圖4-38三相單三拍反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理圖在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的三相繞組中以A→B→C→A的順序輪流通入直流電流，下面分析通電情況下轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)情況。1、當(dāng)A相繞組通電時(shí)，氣隙中生成以A—A為軸線的磁場。在磁阻轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到使1、3兩轉(zhuǎn)子齒與磁極A—A對(duì)齊的位置上。如果A相繞組不斷電，1、3兩轉(zhuǎn)子齒就一直被磁極A—A吸引住而不改變其位置，即轉(zhuǎn)子具有自鎖能力。如圖4-38（A）所示。2、當(dāng)A相繞組斷電、B繞組通電時(shí)，氣隙中生成以B—B為軸線的磁場。在磁阻轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子又會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使距離磁極B—B最近的2、4兩轉(zhuǎn)子齒轉(zhuǎn)到與磁極B—B對(duì)齊的位置上（此時(shí)所需轉(zhuǎn)矩最?。?。如圖4-38（B）所示。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度為：式中：指步距角，即控制繞組改變一次通電狀態(tài)后轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度；指拍數(shù),即通電狀態(tài)循環(huán)一周需要改變的次數(shù)；指轉(zhuǎn)子齒數(shù)。3、當(dāng)B相繞組斷電、C相繞組通電時(shí)，會(huì)使3、1兩轉(zhuǎn)子齒與磁極C—C對(duì)齊，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度也為30°。如圖4-38（C）所示?？梢姡?dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的3個(gè)控制繞組以A→B→C→A的順序不斷地輪流通電時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就會(huì)沿ABC的方向一步一步地轉(zhuǎn)動(dòng)。改變控制繞組的通電順序，如改為A→C→B→A的通電順序，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反。以上通電方式中，通電狀態(tài)循環(huán)一周需要改變3次，每次只有單獨(dú)一相控制繞組通電，稱之為三相單三拍運(yùn)行方式。四、練習(xí)與檢測1、什么是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)？步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由哪些部分組成？2、汽車上哪些地方用到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)