3.2 直流电机驱动系统（教案）-《新能源汽车结构与检修》同步精品课堂（人交版）

《新能源汽车结构与检修—电动汽车电机驱动系统》教案 课 题 3.2 直流电机驱动系统 课 型 理论 课 时 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本节课所涉及的直流电机驱动系统相关知识在电气工程、机电一体化等专业领域中具有重要的地位。 直流电动机的分类是理解不同类型电机特点和应用场景的基础，为后续学习电机的选型和应用提供了重要依据。掌握直流电动机的基本工作原理有助于学生理解电机运行的本质，为学习更复杂的电机控制技术和电力电子技术奠定理论基础。直流电动机的结构，特别是定子和转子部分的组成，让学生对电机的内部构造有清晰的认识，为电机的维护和故障诊断提供知识支撑。电动汽车用直流电动机的特性分析，使学生了解直流电动机在新兴领域的应用，培养学生将理论知识与实际应用相结合的能力，同时也符合当前节能环保的发展趋势。直流电动机的控制系统的学习，有助于学生掌握电机的调速、转向等控制方法，提高学生对电气控制系统的理解和设计能力。 教材将直流电机驱动系统的各个知识点有机地整合在一起，从分类、工作原理、结构到特性和控制系统，形成了一个完整的知识体系，便于学生系统地学习和掌握。 学情分析 一、学生知识基础 学生在前期的学习中可能已经接触过电学的一些基本概念，如电流、电压、电阻等，对电与磁的关系也有一定的了解，这为理解直流电动机的基本工作原理提供了一定的知识基础。 部分学生可能在日常生活中见过一些电动机的应用，如电风扇、电动车等，但对直流电动机的具体分类、结构和特性可能缺乏深入的认识。 二、学生学习能力 学生在这个阶段通常具备一定的逻辑思维能力和分析问题的能力，能够通过观察、思考和讨论来理解新的知识。然而，对于较为复杂的直流电动机的工作原理和控制系统，可能需要教师进行详细的讲解和引导。 学生在学习过程中可能会遇到一些困难，如对电磁学概念的理解、对直流电动机结构的想象等。教师需要根据学生的实际情况，采用多种教学方法，如演示法、案例分析法等，帮助学生克服这些困难。 三、学生兴趣特点 直流电动机作为一种常见的电气设备，与学生的日常生活密切相关，如电动汽车的普及使得学生对直流电动机在电动汽车中的应用产生浓厚的兴趣。教师可以利用学生的兴趣点，引入实际案例，激发学生的学习热情。 学习目标 1.理解直流电动机的基本工作原理，即通电导体在磁场中受力转动，以及换向器在其中的作用。 2.明确直流电动机的结构组成，包括定子部分（主磁极、机座、换向极等）和转子部分（电枢铁芯、电枢绕组和换向器）。 3.掌握电动汽车用直流电动机的驱动特性（转速随转矩的变化关系）、特点（优点如起动转矩大、调速性能好等，缺点如维护成本高、体积重量大等）和应用场景。 学习重难点 学习重点在于准确掌握不同励磁方式（他励、并励、串励、复励）直流电动机的特点及应用场景，能够区分各类电动机。 学习难点在于理解直流电动机的工作原理中电磁力的产生和换向过程，尤其是换向器的工作机制较为复杂，需要学生有较强的空间想象力和逻辑思维能力。 教学方法 讲授法 课前准备 1.准备详细的教案，明确教学目标、教学重难点、教学方法和教学流程。 2.收集与直流电机驱动系统相关的图片、视频、动画等多媒体资料，如不同类型直流电动机的实物图、工作原理动画、电动汽车中直流电机的应用案例视频等。 3.整理相关的教材内容、学术论文和技术资料，以便在教学过程中为学生提供更深入的知识拓展。 教学媒体 PPT、微视频 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 导入阶段： 展示一辆电动汽车的图片或模型，引起学生的兴趣。 提问学生：“大家知道电动汽车是靠什么来驱动的吗？” 引导学生思考并回答。 当学生回答出电机后，进一步提问：“那电机有哪些类型呢？其中直流电机在电动汽车中又起着怎样的作用呢？” 引出本节课的主题 —— 直流电机驱动系统。 观察电动汽车的图片或模型，对其驱动方式产生好奇。 积极思考教师的问题，举手回答。可能的回答有电池、电机等。 继续思考教师的后续问题，与同桌或小组同学进行简短的讨论。 通过展示电动汽车，激发学生的学习兴趣，让他们直观地感受到电机在实际生活中的应用。 提问环节可以引导学生主动思考，调动他们的学习积极性，同时也可以了解学生的已有知识水平。 活动二： 调动思维 探究新知 识讲解阶段： 利用多媒体展示不同类型直流电动机的图片和原理图，如他励、并励、串励和复励直流电动机。 借助动画演示通电导体在磁场中受力转动的过程，以及换向器如何改变电流方向以保持转矩方向一致。 展示直流电动机的实物模型或拆解图，分别介绍定子部分（主磁极、机座、换向极等）和转子部分（电枢铁芯、电枢绕组和换向器）。 阐述直流电动机的特点，包括优点（起动转矩大、调速性能好等）和缺点（维护成本高、体积重量大等）。 利用示意图讲解直流电动机控制系统的主要组成部分，如电源、调速装置、控制器和传感器等。 认真观察图片和原理图，理解不同类型直流电动机的特点。 积极思考教师的提问，举手回答问题，分享自己在生活中见到的直流电动机应用场景。 总结直流电动机工作原理的关键步骤，并在小组内交流完善。 积极参与小组讨论，发表自己对直流电动机在电动汽车中应用的优势和挑战的看法。 通过图片和原理图展示，使抽象的知识更加直观，便于学生理解和记忆。 提问和讨论可以激发学生的思考，培养他们的观察能力和联系实际的能力。 随机提问和小组合作活动可以提高学生的参与度，培养他们的观察能力和团队合作精神。 活动三： 调动思维 探究新知 互动学习阶段： 将学生分成若干小组，提出讨论问题，如 “比较不同类型直流电动机在结构和工作原理上的异同”“分析电动汽车中直流电动机的驱动特性对行驶性能的影响” 等。 随机抽取小组代表回答讨论问题，对回答进行点评和补充。 展示实际的电动汽车直流电机驱动系统案例，分析其中直流电动机的类型、特性及控制系统的工作方式。 小组成员积极参与讨论，各抒己见，记录讨论要点。 推选代表准备发言，向其他小组展示本小组的讨论成果。 认真倾听小组代表的回答，思考不同观点。 对教师提出的新问题进行思考，积极举手回答。 仔细观察案例，结合所学知识分析案例中的直流电机驱动系统。 培养学生的合作能力和沟通能力，让学生在交流中加深对知识点的理解。 通过比较和分析不同问题，提高学生的思维能力和综合运用知识的能力。 检验学生对知识的掌握程度，促进学生积极思考。 让学生将理论知识与实际应用相结合，增强学生对知识的实际运用能力。 活动四： 巩固练习 素质提升 总结和复习阶段： 利用多媒体展示思维导图或总结表格，系统地回顾直流电动机的分类、基本工作原理、结构、电动汽车用直流电动机的特性以及控制系统等知识点。 对每个知识点进行简要讲解和强调重点，如直流电动机分类的依据、工作原理中的关键步骤、结构中各部分的作用等。 提出一些综合性的问题，如 “请阐述直流电动机在电动汽车中的重要性及如何优化其性能”，引导学生运用所学知识进行思考和回答。 跟随教师的讲解，认真观察思维导图或总结表格，回顾本节课的知识点。 做好笔记，记录重点内容和自己不熟悉的知识点。 积极思考教师提出的问题，举手回答，展示自己对知识的理解和掌握程度。 如果有疑问，勇敢地向教师提问，寻求解答。 通过思维导图或总结表格，帮助学生建立知识体系，使知识点更加清晰、有条理。 简要讲解和强调重点可以加深学生对关键知识点的理解和记忆。 综合性问题可以检验学生对知识的综合运用能力，促进学生深入思考。 课堂小结 作业布置 （一）今天我们深入学习了直流电机驱动系统。首先，我们了解了直流电动机的分类，包括他励、并励、串励和复励直流电动机，明确了不同类型的特点和应用场景。接着，学习了直流电动机的基本工作原理，即通电导体在磁场中受力转动，以及换向器在保持转矩方向一致中的关键作用。我们还详细认识了直流电动机的结构，定子部分如主磁极、机座等产生磁场，转子部分的电枢铁芯、电枢绕组和换向器协同工作实现转动。对于电动汽车用直流电动机，我们探讨了其驱动特性、特点和应用。知道了其转速随转矩的变化关系，以及具有起动转矩大、调速性能好等优点和维护成本高、体积重量大等缺点，在电动汽车中主要应用于低速大转矩场合。最后，我们学习了直流电动机的控制系统，包括电源、调速装置、控制器和传感器等部分的功能和协同工作方式。 （二）预习3.3基本知识。 （三）完成同步练习 板书设计 主题：直流电机驱动系统 1.直流电动机的分类 他励直流电动机 并励直流电动机 串励直流电动机 复励直流电动机 2.直流电动机的结构 定子部分 主磁极：产生磁场 机座 换向极 转子部分 电枢铁芯 电枢绕组：通电产生转矩 换向器：改变电流方向 3.电动汽车用直流电动机的特性 驱动特性：转速随转矩增加而减小。 特点 优点：起动转矩大、调速性能好。 缺点：维护成本高、体积重量大。 应用：低速大转矩场合，如电动汽车起步加速。 4.直流电动机的控制系统 电源 调速装置：改变电枢电压、励磁电流。 控制器：核心，接收信号发出指令。 传感器：检测参数反馈给控制器。 教学反思 本节课设计合理，学生们通过观看讲解、参与练习等形式，对直流电机驱动系统有了初步的了解和掌握。然而，教学中仍存在一些可以改进的地方。 然而，教学中也存在可以改进的地方。例如，在备课过程中，更加合理地安排教学内容，突出重点和难点。对于一些简单的知识点，可以让学生在课前预习，提高课堂教学效率。同时，要严格控制每个知识点的讲解时间，确保教学进度的顺利进行。 另外，关注学生的个体差异，根据学生的学习能力和兴趣爱好，设计不同层次的问题和任务，让每个学生都能参与到课堂教学中来。同时，采用多样化的教学方法，如小组竞赛、角色扮演等，激发学生的学习兴趣和积极性。 最后，积极创造条件，安排实验教学环节。可以利用实验室设备或虚拟实验软件，让学生亲身体验直流电动机的工作过程和特性。在实验教学中，要注重培养学生的观察能力、动手能力和分析问题的能力。 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 $$