专题六 认识直流电动机（课件）-山东省职教高考《电机与拖动》（高教版）专题复习讲练测

专题六 认识直流电动机 《电机与拖动》（高教版） 专题复习讲练测 1 01. 考纲解读 02. 知识点梳理 03. 考题讲解 04. 课内练习 05. 归纳小结 目录 CONTENTS 一.考纲解读 常见考点： 1.直流电动机的外形：机壳、端盖、空气通风孔、接线盒。 2.直流电动机的结构：定子、转子、电刷和电刷槽。 3. 直流电动机的铭牌：包含电动机的基本信息，如额定电压、额定功率、额定转速等。 4.直流电动机的分类：按励磁方式分类、按结构分类。 5.拆装直流电动机:安全操作、步骤、注意事项。 6.直流电动机的工作过程：基本原理、电刷的作用、调速方法。 7.直流电动机的机械特性：解释转矩-转速特性曲线的含义和特点。 一.考纲解读 1.直流电动机的外形理解机壳、端盖、空气通风孔和接线盒的作用。掌握定子和转子的基本构成及其功能。理解电刷和电刷槽在电动机中的作用。 2.能够解读电动机铭牌上的信息，如额定电压、功率和转速等。根据励磁方式区分永磁直流电动机和励磁直流电动机。 3.熟悉安全操作步骤，包括断电、放电和避免损坏电机部件。理解电动机工作的基本原理，包括洛伦兹力的作用。能够解释电刷如何传递电流以及调速方法的基本原理。 考试要求 考试要求： 易考题型： 一.考纲解读 选择题 掌握定子和转子的基本构成及其功能。 理解电刷和电刷槽在电动机中的作用。 应用题 理解电动机工作的基本原理，包括洛伦兹力的作用。解释电刷如何传递电流以及调速方法的基本原理。 填空题 根据励磁方式区分永磁直流电动机和励磁直流电动机。按结构区分串联、并联和复合直流电动机，并了解其特点和应用场景。 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 一、直流电动机的外形 直流电动机的外形根据其功能及结构的不同,有很大的差别,如图2-4-2所示。 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 二、直流电动机的结构 直流电动机主要由定子、电枢(转子)两大部分组成。按步骤拆卸小型直流电动机,观察其结构包括哪几个主要部分。直流电动机结构如图 2-4-3 所示。 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 三、直流电动机的铭牌图 2-4-4所示的铭牌是直流电动机外壳上的重要标志,它上面标明了直流电动机的型号和技术数据,供使用直流电动机时参考。 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 1.型号 2.额定值 (1)额定功率 P:表示直流电动机在额定工作状态下长期运行,从轴上输出的机械功率。 (2)额定电压 U :表示正常工作时加在直流电动机上的电源出线端电压值。 (3)额定电流:表示直流电动机在额定工作状态运行时从电源输人的电流值,单位为 A。 (4)额定转速"N:表示直流电动机在额定工作状态运行时的转子转速,单位为 /min。 (5)额定励磁电压 UN:指加在励磁绕组两端的额定电压。 (6)额定励磁电流L~:指额定工作状态运行时所需要的励磁电流。 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 四、直流电动机的分类 按照主磁场的不同,直流电动机一般可分两大类,一类是由永久磁铁作为主磁极;而另一类是利用给主磁极通人直流电产生磁场。后一类按照主磁极绕组与电枢绕组接线方式的不同，常可以分为他励和自励两种,自励式又可分为并励、串励、复励等。各种直流电动机的特点及适用场合见表 2-4-2。 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 五、拆装直流电动机 1.器材和工具拆装直流电动机的器材和工具如图 2-4-5 所示。 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 2.拆卸直流电动机的步骤见表 2-4-3. 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 六、直流电动机的工作过程 1.工作过程，图2-4-6所示是简易直流电动机,在永久磁铁的两极间有一个可以转动的线圈,线圈的端子部分别连接两块相互绝缘的瓦片状换向器,换向器的两侧各有一个电刷,分别连接直流电源的正负极。当电源接通时,你会看到什么现象?总结规律,分析转子转动工作过程。直流电动机的基本工作过程如图 2-4-7所示,当直流电源加到电刷A和B上之后,就会有电流流过线圈,其方向为 abcd,因导体 ab 和cd分别处在主磁极N和S下面,由左手定则可知,电枢导体将产生一个逆时针方向的电磁转矩,驱动电枢按逆时针方向旋转。当电枢转过180°后,导体 ab转到S极下,导体 cd转到N极下,由于电流仍然从电刷A流进,这时线圈中的电流方向变成 dcba,由左手定则判断,电磁转矩的方向还是逆时针方向。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 七、直流电动机机械特性 由于直流电动机的励磁方式的不同,其机械特性曲线也不同。图 2-4-8所示为直流电动机的机械特性曲线。1.他励和并励电动机的机械特性他励和并励电动机具有硬的机械特性。当负载增大时转速略有下降,但变化不大,具有恒转速特性。他励电动机广泛用于需要宽调速的拖动系统中,如龙门刨床等。并励电动机一般用于拖动转速变化较小的负载,如金属切削机床、球机等。专门设计的并励调速电动机可在较大的范围内平滑调速,用于轧钢机、造纸和印刷机械。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 2.串励电动机的机械特性 串励电动机具有软的机械特性,其起动转矩和过载能力较大,同时转速随负载变化明显。这种电动机主要用于起重及交通运输机械上,如起重吊车、电瓶车、城市电车、电传动机车等此外电工常用的手枪钻、电动锤、家用绞肉机、吸尘器等也采用串励电动机。 3.复励电动机的机械特性 以并励为主的复励电动机具有较大的转矩,但转速变化不大,主要用于冲床、创床、印刷机等以串励为主的复励电动机具有与申励电动机接近的特性,但没有“飞车"的危险,常用于吊车、电梯中。 二.知识点梳理和重点概念复习 重点概念复习： 二.知识点梳理和重点概念复习 1.直流电动机的外形：机壳、端盖、空气通风孔、接线盒： 这些组成部件如何保护和支持电动机内部的结构和运行。 2.直流电动机的结构：定子和转子： 定子由定子铁心和绕组组成，转子由转子铁芯和导体组成。电刷和电刷槽的作用。 3.直流电动机的铭牌：额定电压、额定功率、额定转速： 如何解读铭牌上的这些信息，以及它们对电动机性能和应用的影响。 4.直流电动机的分类：按励磁方式分类： 区分永磁直流电动机和励磁直流电动机。按结构分类： 串联、并联和复合直流电动机的结构特点及其适用场景。 重点概念复习： 二.知识点梳理和重点概念复习 5.拆装直流电动机：安全操作步骤： 断电、放电等预防措施。 拆卸步骤和注意事项： 如何正确拆卸和安装电动机，避免损坏关键部件。 6.直流电动机的工作过程：基本原理： 洛伦兹力如何驱动电动机运转。 电刷的作用和调速方法： 不同的调速技术如何影响电动机的性能和运行效率。 7.直流电动机的机械特性：转矩-转速特性、负载特性和效率特性： 这些特性如何反映电动机在不同工作条件下的性能表现和效率。 1.直流电动机的起动依赖于： A. 电容器 B. 电磁铁 C. 电阻器 D. 电刷 答案：D 解析： 电刷在电动机中起到提供电流流通路径的作用，是电动机启动的关键部件。 三.常考习题练习与讲解 选择题 2.下列哪个不是直流电动机的部件？ A. 定子 B. 曲轴 C. 转子 D. 电刷 答案：B 解析： 曲轴通常出现在内燃机的构造中，不是直流电动机的组成部件。 三.常考习题练习与讲解 选择题 3.直流电动机铭牌上的额定电压是指： A. 电动机工作时所需的最低电压 B. 电动机工作时能够承受的最高电压 C. 电动机正常工作时的最佳电压 D. 电动机工作时最大的电压波动 答案：C 解析： 额定电压是指电动机在额定功率下运行时的最佳电压。 三.常考习题练习与讲解 选择题 4.永磁直流电动机与励磁直流电动机相比： A. 永磁电动机需外加磁场 B. 励磁电动机的性能更稳定 C. 永磁电动机体积更小 D. 两者在结构上没有区别 答案：C 解析： 永磁直流电动机的体积通常更小，因为其内部有永磁材料，而不需要额外的励磁装置。 三.常考习题练习与讲解 选择题 5.在拆装直流电动机时，下列操作哪个是正确的？ A. 卸下端盖前不需要断电 B. 可以直接用手取出转子 C. 必须使用专用工具拆卸电刷 D. 无需考虑轴封和轴承的磨损状况 答案：C 解析： 拆卸电刷需要使用专门的工具，以避免对电刷和电刷槽造成损伤。 三.常考习题练习与讲解 选择题 6.直流电动机的机械特性曲线中，当电动机负载增加时，电动机的： A. 转速会增加 B. 转矩会增加 C. 效率会降低 D. 需要的电流会减少 答案：B 解析： 增加负载会导致电动机需要提供更大的转矩来保持速度稳定。 三.常考习题练习与讲解 选择题 7.直流电动机的工作过程中，电刷的主要作用是： A. 提供电动机的外部连接 B. 提供电动机的工作电压 C. 保证电流能正常流动 D. 控制电动机的转速 答案：C 解析： 电刷在直流电动机中主要作用是保证转子绕组与外部电路的导通。 三.常考习题练习与讲解 选择题 8.拆装直流电动机时，以下哪种情况最容易损坏电动机的绕组和轴承？ A. 拆卸电刷时没有断电 B. 在高温环境下拆卸端盖 C. 使用非原厂配件进行拆卸 D. 安装时未考虑电动机的方向 答案：A 解析： 拆卸电刷时若未断电，可能导致电刷和电刷槽的损坏，影响电动机的正常运行。 三.常考习题练习与讲解 选择题 1.直流电动机的外形主要包括机壳、端盖、空气通风孔和_________。 答案：接线盒 解析： 接线盒在直流电动机中用于连接外部电路，通常位于电动机的一侧或顶部，便于接线和维护。 三.常考习题练习与讲解 填空题 2.直流电动机的结构由_________和_________两部分组成。 答案：定子；转子 解析： 定子和转子是直流电动机中两个基本的部件，定子固定在电机壳体上，转子则可以旋转在定子内部。 三.常考习题练习与讲解 填空题 3.直流电动机铭牌上的额定电压通常指电动机在_________下的最佳工作电压。 答案：额定功率 解析： 铭牌上的额定电压是指在额定功率条件下，电动机的最佳工作电压，以确保电机正常运行。 三.常考习题练习与讲解 填空题 4.拆装直流电动机时，应注意在拆卸电刷前先_________。 答案：断电 解析： 断电是为了确保安全拆卸电刷，避免电击或损坏电刷槽。 三.常考习题练习与讲解 填空题 5.直流电动机的工作过程中，电刷的作用是保证_________正常流动。 答案：电流 解析： 电刷在电动机中的主要作用是提供转子绕组与外部电路之间的导通，确保电流的正常流动。 三.常考习题练习与讲解 填空题 1.直流电动机的结构中，电刷槽位于定子上，用于固定电刷和导电。（） 答案：错误 解析： 电刷槽位于转子上，而不是定子。电刷槽的作用是固定电刷，并让电刷与转子导电。 三.常考习题练习与讲解 判断题 2.直流电动机铭牌上的额定转速是指电动机运行时的实际转速范围。（） 答案：错误 解析： 铭牌上的额定转速是指电动机在额定电压和额定负载下的理论最大转速，通常是无负载状态下的数值。 三.常考习题练习与讲解 判断题 3.永磁直流电动机和励磁直流电动机在工作原理上完全相同，区别仅在于永磁直流电动机内置永磁体。（） 答案：错误 解析： 永磁直流电动机和励磁直流电动机的关键区别在于永磁直流电动机内置永磁体，而励磁直流电动机则需要外部励磁。 三.常考习题练习与讲解 判断题 4.直流电动机的机械特性中，转矩-转速特性曲线越平缓，表明电动机的负载适应性越强。（） 答案：正确 解析： 转矩-转速特性曲线越平缓，意味着电动机在不同负载下的转速变化较小，负载适应性更强。 三.常考习题练习与讲解 判断题 5.直流电动机的外形中，空气通风孔的作用是为了增加电动机的运行效率和降低温度。（） 答案：正确 解析： 空气通风孔能有效地散热，保持电动机运行温度在安全范围内，从而提高效率和寿命。 三.常考习题练习与讲解 判断题 1.直流电动机的结构组成及各部分功能。 答案： 直流电动机由定子和转子组成。定子固定在电机壳体上，内有定子绕组。转子安装在电机轴上，并连接电刷和电枢绕组。电刷与外部电路接触，使电流通过电动机。 四.课内练习与讲解 2.直流电动机铭牌上的重要信息有哪些？它们分别表示什么意义？ 答案： 铭牌上通常标示有额定电压、额定电流、额定功率等信息。额定电压表示电动机在额定功率下的最佳工作电压；额定电流是电动机在额定功率时所需的电流；额定功率则是电动机正常运行时的输出功率。 四.课内练习与讲解 3.列举两种常见的直流电动机分类及其应用领域。 答案： 常见分类包括永磁直流电动机和励磁直流电动机。永磁直流电动机适用于需要高效率和小体积的场合，如小型家用电器；励磁直流电动机则适用于需要可调速和大扭矩输出的场合，如电动车辆的驱动系统。 四.课内练习与讲解 4.拆装直流电动机的注意事项及步骤。 答案： 在拆卸直流电动机时，首先需要确保电机已经断电，以避免电击风险。其次，应根据电动机的具体结构和制造商提供的维修手册，使用适当的工具和方法拆卸电刷和端盖。拆卸时应注意不损坏电刷、转子及其轴承，并在重新组装时检查轴封和轴承的磨损情况。 四.课内练习与讲解 5.直流电动机的机械特性曲线如何影响其在实际应用中的选择？ 答案： 机械特性曲线展示了电动机在不同负载下的转速和转矩关系。曲线越平缓，表明电动机在负载变化时速度变化小，适应性强；而曲线陡峭则表明转速容易受负载影响。工程师通过分析这些曲线来选择适合特定应用的电动机，以确保性能稳定和效率最优化。 四.课内练习与讲解 四.课内练习与讲解 6.一台额定功率为 5 kW、额定电压为 220 V 的直流电动机在额定负载下运行，测得电动机的输入电流为 30 A，电动机的机械输出功率为 4.5 kW。求该直流电动机的效率。 答案： 效率 = (机械输出功率 / 输入电功率) × 100% 输入电功率 = 额定电压 × 输入电流 = 220 V × 30 A = 6600 W 效率 = (4500 W / 6600 W) × 100% ≈ 68.2% 解析： 该电动机的实际输出功率为 4.5 kW，输入电功率为 6.6 kW，因此效率约为 68.2%。 四.课内练习与讲解 7.一台永磁直流电动机在额定电压为 48 V，额定电流为 20 A 的情况下运行。已知电动机的额定转速为 1500 rpm，其转矩-转速特性曲线如下：T = k - k’ * n，其中 k = 5 Nm， k’ = 0.002 Nm/(rpm)。求电动机在此情况下的输出转矩。 答案： 首先计算实际转速 n： 实际转速 n = 额定转速 × (实际电压 / 额定电压) 实际转速 n = 1500 rpm × (48 V / 48 V) = 1500 rpm 根据转矩-转速特性曲线： T = k - k’ * n T = 5 Nm - 0.002 Nm/(rpm) × 1500 rpm T = 5 Nm - 3 Nm = 2 Nm 解析： 在给定的电压和电流条件下，计算得到该永磁直流电动机的输出转矩为 2 Nm。 五.课程小结 在本节课中，我们了解了数控铣床和加工中心的输入装置、数控系统、伺服系统、辅助控制装置以及机床本体的结构。我们深入掌握了数控铣床和加工中心的工作原理、分类及特点，包括其自动化程度、加工精度、加工效率等方面。通过学习这些知识点，我们可以更好地理解数控铣床和加工中心的运行原理和特点，为日后的实际应用提供基础。 本节课涵盖了直流电动机的外形、结构、铭牌信息、分类、拆装过程、工作原理及机械特性等关键知识点。学生通过课程学习了直流电动机的基本构成，包括定子与转子的组成，以及铭牌上的重要参数如额定电压、电流和功率的含义。课程还介绍了不同类型的直流电动机，如永磁和励磁电动机的区别及应用领域。此外，学生还学习了拆卸电动机的步骤和注意事项，以及电动机的工作原理和机械特性曲线对电动机性能影响的重要性。这些内容为学生提供了深入理解和掌握直流电动机的基础，为日后在工业实践中的应用打下了坚实的理论与实践基础。 五.课程小结 重点复习知识点 1.直流电动机的基本构成：包括机壳、定子、转子等组成部分 2.铭牌信息的重要性：铭牌上的参数如额定电压、电流和功率对于电动机的选择和使用至关重要，需能正确解读其含义。 3.不同类型的直流电动机：永磁直流电动机和励磁直流电动机的区别 4.拆装过程及注意事项：学习如何安全、有效地拆卸和安装直流电动机 5.直流电动机的工作原理：理解电刷与电动机的电路连接，以及电流在转子绕组中产生的作用，从而实现机械能的转换。 6.机械特性的重要性：学习转矩-转速特性曲线的分析，了解不同负载下电动机性能的变化及其对实际应用的影响。 感谢观看 $$