7.6 直流电动机及其机械特性（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7.6 直流电动机及其机械特性 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 在教授直流电动机及其机械特性的课程中，学生普遍能够理解直流电动机的工作原理和基本构造，包括电枢、励磁绕组和换向器的作用。然而，对于机械特性的深入理解，尤其是固有机械特性和人为机械特性的区别，学生往往感到困惑。学生们在掌握转速、转矩与电枢电流关系方面存在一定的难度，特别是在理解电枢反应对电机性能影响的复杂性时。 背景分析 变压器的分类主要基于其用途、冷却方式、相数、频率和结构等。例如，按用途可以分为电力变压器和仪用变压器；按冷却方式可以分为油浸式和干式；按相数可以分为单相和三相变压器；按结构可以分为芯式和壳式等。在课程中，了解变压器的结构和分类对于学习其工作原理、设计、应用和维护至关重要。这有助于学生在实际工作中选择合适的变压器类型，以满足特定的技术要求和操作条件。 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。 掌握直流电动机的电动势 掌握转矩平衡方程式 掌握并学会直流电动机的机械特性的内容 学习任务 描述 掌握直流电动机的电动势 掌握转矩平衡方程式 掌握并学会直流电动机的机械特性的内容 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 掌握直流电动机的电动势 掌握转矩平衡方程式 教学难点 掌握并学会直流电动机的机械特性的内容 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） 预习直流电动机的机械特性 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） 直流电动机同直流发电机一样，具有结构复杂、维修困难等缺点，但它具有良好的调速性能 和启动性能，目前优于交流电动机。正因为如此，直流电动机具有相当广泛的应用。目前，精密 机床、大型机床、市内电车、大型轧钢机、造纸机大都采用直流电动机作为原动机。 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） 一 、直流电动机的电动势、功率和转矩的平衡方程式 1.直流电动机的电动势平衡方程式 2.直流电动机的功率平衡方程式 主要讲解直流电动机的电动势、功率和转矩的平衡方程式。 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。 二 、直流电动机的机械特性 对直流电动机来说，转速和转矩是我们最关心的运行数据。当电压为额定值，电枢回路和励 磁回路电阻均为恒值时，转速与转矩的关系n=f(T)称为电动机的机械特性。当外加电压与励磁 电流为额定值，电枢回路串联的外加电阻为零时的机械特性称为自然(固有)机械特性，从空载 到额定负载，转速下降不多，故称硬机械特性。当电枢回路的外加电阻不为零或者非额定电压， 或者非额定励磁电流时的机械特性称为人为(人工)机械特性，负载增大时，转速下降较快，称为软机械特性。 根据直流电动机的励磁方式不同，下面分别讨论。 1. 并励电动机的机械特性 2 . 串励电动机的机械特性 教师根据直流电动机的机械特性讲解。 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。 3 . 复励电动机的机械特性 复励电动机的原理接线图如图7-40所示。为避免运行时产生不稳定现象，复励电动机通常 接成积复励形式。由于积复励电动机既有并励绕组，又有串励绕组，所以其机械特性介于并励电 动机和串励电动机之间，而当并励绕组作用大于串励绕组时，复励电动机的机械特性接近于并励电动机。串励绕组起主要作用的复励电动机，其机械特性接近于串励电动机。但在空载时不会 发生“飞车”现象。 4.各种直流电动机的应用范围 各种直流电动机的应用范围，主要取决于电动机本身的特性。 他励直流电动机广泛用于需要宽调速的拖动系统中，如龙门刨床等。并励直流电动机基本 上是一种恒定转速的电动机，必要时可以调速，因此一般用于拖动转速变化较小的负载，如金属 切割机床、球磨机等。专门设计的并励调速电动机可在较大范围内平滑调速，用于轧钢机、造纸 机等。 串励电动机启动转矩和过载能力较大，同时转速随负载变化明显。当负载转矩增大时，电动 机转速会自动下降，但输出功率变化不大。适应于城市电车、电力机车、叉车、起重机、电梯等电 力牵引设备中。 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、刨床、印刷机等。以 串励为主的复励电动机具有与串励电动机接近的特性，但没有“飞车”危险，常用于吊车、电梯中。 教师讲解复励电动机的机械特性，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：总结直流电动机的机械特性。 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） 学生在分析直流电动机的启动、调速和制动过程时，对如何通过改变电枢电压、励磁电流或电枢回路电阻来调整机械特性的应用知识掌握不够全面。此外，学生对于直流电动机在不同励磁方式下（如串励、并励、复励）的机械特性差异认识不足，这在解决实际问题时可能导致选择不当的电机类型或配置。 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.简述各种直流电动机的应用范围。 2.简述串励电动机机械特性曲线。 3.简述复励电动机的原理接线。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 为了提高学生的理解，教学中应结合实际案例和问题解决活动，让学生通过实验和仿真来观察不同励磁方式和负载条件下的电机性能变化。同时，应加强学生对电机参数如电压、电流、磁通和转速之间关系的认识，以及这些参数如何影响电机的机械特性和运行效率。通过这种方式，学生可以更好地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 $$