1.1 变压器的结构及其分类（1）（教案）-《电机与变压器》同步精品课堂（高等教育出版社）

《电机与变压器》教案 详 细 教 案 一、设计摘要 课程课题 任务1.1 变压器结构及其分类（1） 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 变压器结构课程涉及学生对变压器基本构造、工作原理、材料选择及其性能影响的理解程度。学生需要掌握铁心、绕组、绝缘系统等关键部件的功能和设计要求。要关注学生对硅钢片、非晶态合金等材料特性的了解，以及对叠片结构、冷却方式等对变压器效率影响的认识。此外，还需评估学生在理论学习与实践操作之间的联系能力，以及解决实际问题的能力。学生通常对理论概念有一定理解，但可能在实际应用和细节把握上存在不足，需要通过实验和案例分析加强实践技能的培养。 背景分析 《电机与拖动基础》本书具有以下四个特点：第一，更加注重内容的实用性，例如讲述三相异步电动机的控制时介绍了多种接线原理与使用操作方法，学过之后，能够灵活应用；第二，注重教材内容的时代性， 针对数控机床、自动控制设备、机电一体化大面积应用的趋势，对微特电机等部分增加了新内容以满足要求；第三，注重教材内容应用的广泛性，目前家庭生活、办公自动化等广泛使用单相异步电动机，且形式多种多样，为适应这一需要，单独设置，讲述了多种接线控制原理与使用操作方法；第四，每章后均有小结，并且重新配置了大量各种类型的习题，并逐题做了详细解答。为配合教与学，加入了大量图片、照片和视频，可满足电工、维修电工中级技术工人等级考核及升学需要，也可满足自学者自我测查的需求，同时配套电子课件及习题答案，可上网下载。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 培养学生利用电机拖动技术解决实际工程问题的能力。 了解变压器的结构 掌握并学会变压器的分类的知识点并进行应用 学习任务 描述 了解变压器的结构； 掌握并学会变压器的分类的知识点并进行应用 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 了解变压器的结构 教学难点 掌握并学会变压器的分类的知识点并进行应用 教学难点突破方法 重新梳理电机在国民经济中的作用，强化对知识难点的深度把握，调整本节课的相关内容，利用简明易懂的语言，深入浅出的方式，阐述基础理论知识，做到粗细结合、详略得当， 有助于学生的学习和理解。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、 自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《电机与变压器》，主编：王生，2015年3月第5版；高等教育出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 预习变压器的结构 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入] （3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（2分钟） [探索新知] （2分钟） 一、 变压器的结构 变压器的主要组成部分是铁心和绕组，它们组装在一起称为变压器的器身。为了改善散热条件，大、中容量的电力变压器的铁心和绕组固定在 浸入盛满变压器油的封闭油箱中，各绕组对外线路 的连接由绝缘套管引出。为了使变压器安全可靠地 运行，还设有储油柜、安全气道、气体继电器等附件。 图1-1所示为油浸自冷式三相电力变压器的外形 及器身组成。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（14分钟） [学习新知] （14分钟） 1. 铁心 (1)铁心材料 铁心是变压器磁路的主体，铁 心分为铁心柱和铁轭两部分。铁心柱上套装绕组， 铁轭的作用是使磁路闭合。铁心的作用是建立较大 的磁通量。绕组通电后产生的磁通，绝大部分是循 着磁导率大的导磁体(铁心)内流通的。为了提高 铁心导磁性能，减少铁心内的磁滞损耗和涡流损耗， 铁心通常采用含硅量约为5%,厚度为0.35 mm,两 面涂绝缘漆或氧化处理的硅钢片叠装而成。 ① 心式变压器心式变压器的一次、二次绕组套装在铁心的两个铁心柱上，如图1-2(a) 所 示。这种结构比较简单，有较多的空间装设绝缘，装配较容易，且用铁量较少，适用于容量大、电 压高的变压器，一般电力变压器均采用心式结构。 ② 壳式变压器壳式变压器的铁心包围着绕组的上下和侧面，如图1-2(b) 所示。这种结构的变压器机械强度较好，铁心容易散热，但用铁量较多，制造也较为复杂，小型干式变压器多采 用这种结构形式。 主要讲解铁心。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT 的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 (3)铁心叠片形式 ① 条状铁心叠片 大、中型变压器的铁心，一般都将硅钢片裁成条状，采用交错叠片的方式 叠装而成，使各层磁路的接缝互相错开，这种方法可以 减小气隙和磁阻，如图1-3(a) 、(b) 所示。近年来在大 型变压器中多采用高磁导率、低损耗的冷轧硅钢片，如 30QG110(D330)等。由于冷轧硅钢片具有方向性，顺着 碾压方向磁导率高、损耗小，因此采用斜切法下料，叠片 方法如图1-3(c)所示。 (4)铁心截面形式小型变压器铁心柱的截面是方形或长方形的，如图1-6(a) 所示。大型 变压器为了充分利用空间，铁心柱的截面通常是梯形截面，如图1-6(b) 所示。为了改善铁心内 部的散热条件，当铁心柱截面较大时，中间留有油道，如图1 - 6(c) 所 示 。 教师根据铁心叠片形式讲解。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握工序等主要流程的内容 突破了课程内容难点。 2. 绕组 绕组是变压器的电路部分，用绝缘扁(或圆)铜线或绝缘铝线绕制而成，近年来还有用铝箔 绕制的。绕组的作用是作为电流的载体，产生磁通和感应电动势。 变压器中，接到高压电网的绕组称为高压绕组，接到低压电网的绕组称为低压绕组。按高、低压绕组在铁心柱上放置方式的不同，绕组有同心式和交叠式两种。 (1)同心式绕组 同心式绕组是将高、低压绕组同心地套在铁心柱上。为了便于绕组与铁心绝缘，通常低压绕组靠近铁心，高压绕组套装在低压绕组的外面，如图1-7所示。也有低压、大电流绕组安放在高压绕组外面的。 同心式绕组具有结构简单、制造方便的特点，国产变压器多采用这种结构。它又分为圆筒式、分段式、螺旋式和连续式等几种基本形式，如图1-8所示。 教师讲解绕组，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：总结变压器的结构。 2）、每组派出代表回答老师提问 4）、学生分组相互评价 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） （引入思政教育：认认真真、严谨细致的工作态度、团队合作精神） 在变压器的结构课程中，我们深入探讨了变压器的各个组成部分及其功能。首先，我们学习了变压器的核心部件——铁心，它由硅钢片叠成，目的是减少铁损并提高效率。接着，我们分析了绕组，这是变压器的电路部分，分为高压绕组和低压绕组，它们负责传输和转换电压。我们还讨论了绝缘套管的作用，它将绕组的引线安全地引出，并提供绝缘保护。此外，变压器的冷却系统也是课程的重点，它确保了变压器在运行中的热稳定性。最后，我们了解了变压器的油箱和储油柜，它们不仅保护了内部组件，还有助于散热和绝缘。通过本课程，学生们应该能够理解变压器的工作原理，并掌握其结构设计的基本原理。 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作 业（13分钟） [完成作业] （13分钟） 1、变压器铁心通常采用什么材料？ 2、为什么变压器铁心采用叠片结构而不是整块材料？ 3、变压器铁心的材料有哪些类型？ 板书 设计 六、教学评价 教学评价 在教授变压器结构课程时，我注重将理论知识与实际应用相结合，以确保学生能够全面理解变压器的工作原理和构造。课堂上，我采用了多媒体教学工具，来直观展示变压器的各个组成部分及其功能，这极大地提高了学生的学习兴趣和理解能力。此外，我还安排了实验室实践环节，让学生亲手拆解和组装小型变压器模型，通过动手操作来加深对变压器结构的认识。课后，通过布置相关的设计题目和思考题，鼓励学生进行深入思考和创新。总体来看，学生对变压器结构的掌握程度良好，能够将所学知识应用于解决实际问题。未来，我计划引入更多互动式和探究式的教学方法，以进一步提升课程的教学效果。 七、教学反思 教学反思 在教授变压器结构课程的过程中，我意识到仅仅讲解理论知识是不够的。学生们需要通过直观的模型和实际案例来加深理解。我尝试引入了更多的互动环节，比如小组讨论和实际操作变压器模型，以提高学生的参与度和兴趣。然而，我也发现在时间管理上还有待改进，部分复杂概念的讲解过于仓促，导致一些学生理解不够深刻。未来，我计划采用更多多媒体教学工具，如动画和视频，来辅助解释抽象的概念，并为每个主题分配更多的时间，确保学生能够充分掌握。此外，我还将设计一些针对性的练习题和案例研究，帮助学生将理论知识应用于实际问题的解决中。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$