7.9 直流电动机的制动（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7.9 直流电动机的制动 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制动课程中，学生通常能够理解制动的基本概念，包括能耗制动、回馈制动和反接制动。他们认识到制动过程中电机状态的变化，以及制动方式对电机性能的影响。 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。 掌握能耗制动 掌握反接制动 掌握并学会回馈制动的内容 学习任务 描述 掌握能耗制动 掌握反接制动 掌握并学会回馈制动的内容 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 掌握能耗制动 掌握反接制动 教学难点 掌握并学会回馈制动的内容 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） 预习能耗制动 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） 制动就是使电力拖动系统停车或降低转速的运行状态。对于位能负载的工作机械，限制下 降加速度(如电梯下降或电车下坡)的运行状态也属于制动运行状态。 对拖动系统进行制动的方法有自由停车、机械制动和电气制动三类。 电气制动是在电动机内产生一个与旋转方向相反的电磁转矩，用以运转系统的快速停车，降 低转速或限制系统的加速度。这里只讨论几种电气制动的原理。 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 、能耗制动 图7-46所示为并励电动机能耗制动电路图。一台并励电动机切断电源后，把电枢两端接到 一只适宜的电阻Rz 上，把开关S 从位置1转到位置2上，电动机就能迅速停车。 它的原理是，欲使电动机迅速制动时，保持励磁绕组的电源接通，断开正在运行的直流电动 机的电枢电源。同时在电枢两端接入电阻Rz,由于电动机转子的惯性，电枢仍在旋转，电枢绕组 此时作发电机运行，绕组中产生感应电动势，通过电阻Rz 而闭合，并产生感应电流Iz, 其方向与 原来电流方向相反，在磁场中受到的电磁力方向也随电流方向的改变而改变，成为制动转矩，将 系统的动能变为电能消耗在电阻Rz上，所以称为能耗制动。 这种制动方法，缺点是电动机停车不够迅速，优点是减速平稳，没有大的冲击。 主要讲解能耗制动。 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。 二 、反接制动 反接制动就是将电源电压反接到电枢绕组或励磁绕组上，让正在转动的电动机反转，以加速 电枢停转过程。反接制动电路图如图7-47所示。但必须注意的是： (1)电枢绕组反接时，一定要给电枢串联外加电阻，以降低电枢内的电流。因为在切断电 枢电源的短时间内，电枢中的感应电动势很大，方向与反接后的电压方向相同，大小几乎等于 2倍的端电压。若不外接电阻，将有很大的电流通过电枢，换向器和电刷间产生强烈火花，以 致造成损坏。 (2)当电动机转速降低近于零时，要迅速切断电源，以免电动机反转。 反接制动法，适用于要求强烈制动或要求迅速反转的场合。缺点是制动时机械冲击较大，消 耗能量较多。 教师根据反接制动讲解。 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。 三 、回馈制动 并励电动机在运行时，由于某种客观原因，使实际转速n 超过其空载转速n₀,电枢中的反电 动势 E。大于电源电压U, 这时候，电动机变成了发电机，电枢中电流方向发生改变，由原来的与 电压相同变为与电压相反，电流流向电网，向电网回馈电能，电磁转矩变为制动转矩，因此称为回 馈制动或反馈制动。例如，电动机拖动电车下坡，当车速很高时，电车带动电动机转而发电，使车 速稳定在n>n。运行。回馈制动的实质是将直流电动机从电动机状态转变为发电机状态运行，以限制转速不致过高的制动方法。 教师讲解回馈制动，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：总结能耗制动。 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） 学生在理解制动过程中能量转换和传递的详细机制方面存在难度，特别是在区分回馈制动和反接制动的能量流向时。此外，学生对于如何根据实际应用选择合适的制动方式，以及如何设计制动控制系统的理解不够深入。 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.简述反接制动。 2.简述并励电动机能耗制动。 3.简述回馈制动。 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仿真实验，让学生观察不同制动策略的效果。同时，应加强学生对制动过程中电机参数变化的认识，以及这些变化如何影响电机的制动性能。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 $$