7.7 直流电动机的启动和反转（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7.7 直流电动机的启动和反转 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 在教授直流电动机的启动和反转课程中，学生通常能够理解启动时电枢反应对主磁场的影响，以及启动电流较大的原因。他们也能够掌握通过改变电枢电流方向或励磁电流方向来实现电机反转的方法。然而，学生在理解启动时如何通过外部电路来限制初始电流，以及在不同启动方法（全压启动、降压启动、电枢电阻启动）之间做出选择时，往往缺乏深入的洞察。 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。 掌握直流电动机的启动 掌握直流电动机的反转 掌握并学会降压启动的内容 学习任务 描述 掌握直流电动机的启动 掌握直流电动机的反转 掌握并学会降压启动的内容 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 掌握直流电动机的启动 掌握直流电动机的反转 教学难点 掌握并学会降压启动的内容 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） 预习直流电动机的启动 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 、直流电动机的启动 直流电动机从接通电源开始，转子转速由静止升高到额定值的过程，称为启动过程。启动过 程中，不但转速变化，电流、转矩也在变化。直流电动机有全压启动、变阻器启动和降压启动三种 方法。 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） 1.全压启动 全压启动就是将电动机直接接到额定电压的电源上启动。图7-41所示为并励电动机的全压启动接线图，启动时先合励磁开关S1, 以建立起磁场，然后合电枢开关S2 进行启动。 并励电动机全压启动过程时电流与转速的关系曲线如图7-42所示。合闸后，电流i。很快 上升到Isn=U/R, 产生启动转矩Tsr, 在启动转矩作用下，电动机开始转动并产生反电动势-E。 随着转速n 升高，-E 逐渐增大，电流i。开始下降，电磁转矩也开始下降，于是转速缓慢上升，直到 转矩与负载转矩相等时，转速才稳定下来，启动过程结束。 主要讲解全压启动。 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。 2.变阻器启动 变阻器启动就是在启动时，将一组启动变阻器Rsr串入电枢回路，以限制启动电流，待转速上 升以后，再逐段将启动电阻切除。只要Rs 的数值选择适当，就能将启动电流限制在允许值范围内， 一般限制在额定电流的 2.5倍。 变阻器启动广泛应用于各种中小型直流电动机中，其优点是能根据需要限制启动电流；其缺 点是变阻器较笨重，启动过程中消耗很多电能。 3. 降压启动 降压启动就是在启动时通过暂时降低电动机供电电压的方法，来限制启动电流。降压启动 要有一套可变电压的直流电源。目前不少场合已经采用晶闸管电路作为直流电动机的可调电 源。电枢回路不必串联启动变阻器，直接与可调电源连接。使电压从零升至额定值，完成启动过 程。但要注意，对励磁绕组的电压一开始就要加到额定值，否则启动电流仍很大，启动转矩却很小，以至不能启动。 教师根据变阻器启动讲解。 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。 二 、直流电动机的反转 使用直流电动机的许多设备，常常要求电动机既能正转，又能反转，如龙门刨床工作台的往 复运动、电车的前进和后退等。直流电动机的电磁转矩是由主磁通和电枢电流相互作用而产生 的，改变其中任意一个的电流方向，就可以改变电磁转矩的方向。所以要使直流电动机反转的方 法有两种：①保持电枢两端电压极性不变，把励磁绕组反接，使通过的励磁电流方向改变；②保 持励磁绕组电流方向不变，把电枢绕组反接，使通过它的电流反向。如果两电流方向同时改变， 则电动机旋转方向不变。 由于并励电动机的励磁绕组匝数很多，电感比较大，励磁电流方向改变时，会在绕组中产生 很大的自感电动势，在开关处产生火花，损坏开关。实际上， 一般都采用改变电枢电流方向的办 法来改变电动机的旋转方向。 教师讲解直流电动机的反转，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：总结直流电动机的启动。 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） 学生对于直流电动机的机械特性和电气特性之间的联系理解不够清晰，这在设计启动和反转控制策略时表现得尤为明显。此外，学生在分析电机启动和反转时的能量转换和损耗问题上，需要更多的实践和案例分析来加深理解。 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.简述直流电动机的启动。 2.简述变阻器启动。 3.简述全压启动的优点。 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，教学中应结合实际电路图和电机模型进行讲解，通过模拟实验和案例研究来帮助学生更好地理解理论知识与实际操作之间的联系。同时，应鼓励学生参与到电机控制系统的设计和调试中，以增强他们的实践能力和问题解决能力。 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 $$