8.4 测速发电机（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8.4 测速发电机 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 在教授测速发电机的课程中，学生通常能够理解测速发电机的基本概念，包括它们在速度测量和控制系统中的应用。然而，对于不同类型的测速发电机（如直流和交流）的工作原理和特性，学生的理解往往不够深入。特别是对于永磁式和电磁式直流测速发电机的差异，以及它们在温度变化、输出斜率和线性误差方面的特点，学生需要更多的实践和案例分析来加深理解。 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。 掌握交流测速发电机 掌握直流测速发电机 掌握并学会直流测速发电机主要缺点 学习任务 描述 掌握交流测速发电机 掌握直流测速发电机 掌握并学会直流测速发电机主要缺点 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 掌握交流测速发电机 掌握直流测速发电机 教学难点 掌握并学会直流测速发电机主要缺点 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） 预习交流测速发电机 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） 测速发电机在自动控制系统和计算装置中，通常作为测速元件、校正元件、解算元件和角加 速度信号元件。 测速发电机可分为两大类， 一类是交流测速发电机， 一类是直流测速发电机。近年来，已出 现采用新原理、新结构研制成的霍尔效应测速发电机。 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 、交流测速发电机 交流测速发电机分为同步和异步两类。 (1)同步测速发电机 可再分为永磁式、感应子式和脉冲式三种。 ①永磁式交流测速发电机其实质上是一台单相永磁转子同步发电机，定子绕组感应的交变电动势大小和频率都随输入信号(转速)大小而变化 ②感应子式测速发电机它是利用定子、转子齿槽位置相对变化而使输出绕组中的磁通发生变化，从而感应出电动势，这就是感应子测速发电机的原理。 ③脉冲式测速发电机脉冲式测速发电机与感应子式测速发电机基本原理相同。它是 以脉冲频率作为输出信号的。这种发电机因输出电压的频率与转子转速保持严格的正比关 系，所以也属于同步电机类型。其特点是输出信号的频率相当高，即使在较低的转速下，也能 输出较多的脉冲数。因此，以脉冲个数表示的速度分辨率就比较高，它适用于速度较低的调节 系统。 (2)异步测速发电机有笼型转子和杯形转子两种。 主要讲解交流测速发电机。 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 、直流测速发电机 1.分类和结构 直流测速发电机是一种微型直流发电机。它的定子、转子结构和直流伺服电动机基本相同。 若按定子磁极的励磁方式来分，直流测速发电机分为两种，一种是他励式，一种是永磁式。若以 电枢不同结构形式来分，又可分为有槽式电枢和无槽式电枢，空心杯电枢和圆盘式印制绕组电枢 等。近年来，因自动控制系统的需要又出现了永磁式直线测速发电机。他励式需要一个恒定电 源，比较少用，多采用永磁式。永磁式的定子用永久磁钢制成，一般为凸极式。常用的为有槽式 电枢结构。目前，我国的电磁式直流测速发电机，产品型号为ECF;永磁式直流测速发电机，产品 型号为CY。 教师根据直流测速发电机讲解。 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.工作原理 直流测速发电机的工作原理与一般直流发电机相同，转子上有电枢绕组和换向器，用电刷与 测量仪表相连。转子被所要测量的机械拖动。电枢中产生电动势的大小与转速成正比，从电动势的大小就可知转速。 产生这种非线性误差原因有三： (1)电枢反应 直流测速发电机的电枢与普通直流发电机一样；当其有负载时，具有电枢反 应的去磁作用。电机的气隙磁通不再是常数，它将随负载的大小(电枢电流I。的大小)而改变。 实际上气隙合成磁通是减少的，因而使输出电压呈下降趋势。为了改善输出特性，必须减少或削 弱电枢反应的去磁作用，尽量使电机的气隙磁通保持不变。通常采取以下三条措施：第一，对电 磁式直流测速发电机，在定子磁极上安装补偿绕组；第二，在设计时，选取较小的线负荷，并适当 加大电机的气隙；第三，使用时，负载电阻不应小于规定值，使电枢电流不致过大。 (2)电刷接触压降 由于电刷接触电阻的非线性，当电机转速较低，电枢电流较小时，电刷 接触电阻较大，这时，测速发电机的输出电压变小。只有当电机转速较高，电枢电流较大时，电刷 接触压降才可以认为是常数。考虑电刷接触压降影响的直流测速发电机输出特性曲线如 图8-14所示，在转速较低时，电机的输出特性曲线初始端出现一曲线区域，在这一转速范围内， 测速发电机虽然有输入信号(转速),但输出电压甚低，不成正比例，将此区域称为不灵敏区。 (3)温度的影响 教师讲解工作原理，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：总结交流测速发电机。 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） 学生在理论知识与实际应用之间的联系上存在一定的困难，特别是在将理论知识应用于解决实际问题时。此外，学生对于测速发电机的维护和故障排除知识掌握不足，这在一定程度上限制了他们对测速发电机全面理解的能力。 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.简述直流测速发电机的输出特性曲线。 2.简述产生这种非线性误差原因。 3.简述直流测速发电机原理。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 为了提高教学效果，未来课程应更加注重实践操作，通过实验室练习和案例研究来加强学生对测速发电机工作原理的直观理解。同时，增加故障诊断和排除的实际操作，以及对测速发电机在现代控制系统中应用的讨论，将有助于学生更好地掌握测速发电机的综合知识，并提高他们解决实际问题的能力。 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 $$