5.3 单相异步电动机的调速及反转（教案）-《电机与拖动》同步精品课堂（人邮版）

《电机与拖动—单相异步电动机》教案 课 题 5.3 单相异步电动机的调速及反转 课 型 理论 课 时 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 在《电机与拖动》教材中，这部分内容对单相异步电动机的调速和反转进行了阐述，是非常实用的知识。在调速部分，首先介绍了与三相异步电动机类似的调速原理，为学生建立知识关联。随后详细讲解了串电抗器调速、自耦变压器调速等多种调速方法，各方法的原理和特点让学生明白如何在实际中根据需求调整电动机转速。特别是对调压调速特点的分析，有助于深入理解调速过程中的电压、转矩和转速变化关系。反转部分，提供了两种简单有效的反转方法，针对不同的电动机类型适用不同方法，这对于理解电动机转向控制和实际应用场景下的操作很有帮助，为学生掌握单相异步电动机的运行控制提供了必要知识。 学情分析 知识基础方面，学生对电动机已有一定认识，但对于单相异步电动机的调速和反转具体方法较为陌生。认知能力上，他们对直观的实物连接和操作更容易理解，而对于调速原理中电压与转速、转矩的关系等抽象内容理解有难度。在反转知识部分，不同反转方式的原理也可能让他们感到困惑。学习态度方面，部分学生学习积极性易受复杂知识影响，但对实际应用场景感兴趣。优势在于中职学生动手实践能力较好，通过实验演示调速和反转过程能增强学习效果。劣势是理论学习容易分心。教师需采用直观教学方法，结合实例讲解，根据学生反馈灵活调整教学时间。 学习目标 1.能够理解并掌握单相异步电动机的六种调速方法，包括串电抗器调速、自耦变压器调速、串电容器调速、绕组抽头法调速、晶闸管调压调速。 2.能够清晰地理解单相异步电动机反转的原理和实现方法。 学习重难点 学习重点 详细解释每种调速方法的电路结构和工作过程，例如串电抗器调速中电抗器对电压和电流的影响，自耦变压器调速中变比与输出电压的关系等。 学习难点 解释旋转磁场与电机转向的关系，说明改变启动绕组或运行绕组接线顺序如何改变旋转磁场方向，从而实现电机反转。 教学方法 讲授法、讨论法、小组合作、任务驱动 课前准备 1.教师制作PPT课件，教案 2.学生提前预习教材中关于单相异步电动机的调速及反转的内容，了解基本概念和知识点，对即将学习的内容有初步的认识。 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： 教师通过多媒体展示一些使用单相异步电动机的设备，如风扇（具有不同转速档位）、洗衣机（正反转运行）等，并让这些设备运行起来，让学生直观地观察它们的工作状态。 教师提问：“同学们，你们有没有注意到风扇可以有不同的转速？洗衣机为什么可以正转和反转呢？这里面都涉及到单相异步电动机的哪些知识呢？” 学生针对教师提出的问题进行思考，积极举手回答。可能会提到一些自己对风扇调速和洗衣机正反转的初步认识，但可能不太准确或完整。 提出问题可以引导学生思考现象背后的原理，培养学生的思维能力和问题解决能力。让学生意识到所学知识与实际生活的紧密联系，提高他们的学习积极性。 活动二： 调动思维 探究新知 依次讲解下列各部分内容： 一、单相异步电动机的调速 --单相异步电动机的调速原理与三相异步电动机一样，可以用改变电源频率(变频调速)改变电源电压(调压调速) 改变绕组的磁极对数(变极调速等方法。 --调压调速有两个特点:一是电源电压只能从额定电压往下调，因此电动机的转速也只能是从额定转速往低调;二是因为异步电动机的电磁转矩与电源电压的二次方成正比，因此电压降低时，电动机的转矩和转速都下降。 1.串电抗器调速 --将电抗器与电动机定子绕组串联，通电时，在电抗器上产生的电压降施加到电动机定子绕组上的电压低于电源电压，从而达到降低调速的目的。因此，串电抗器调速时，电动机的转速只能由额定转速往低调。 2.自耦变压器调速 --加在单相异步电动机上电压的调节可通过自耦变乐器来实现。 3.串电容器调速 --将不同容量的电容器串入单相异步电动机电路中，也可调节电动机的转速。 4.绕组抽头法调速 --绕组抽头法调速是在单相异步电动机定子铁芯上再嵌放一个中间绕组(又称调速绕组)。 5.晶闸管调压调速 --目前采用晶闸管调压的无级调速越来越多。 二、单相异步电动机的反转 1.一种是把工作绕组(或起动绕组)的首端和末端与电源的接线对调，使旋转磁场的方向改变，从而使电动机反转。 2.另一种是把电容器从一组绕组中改接到另一组绕组中(此法只适用于电容运转单相异步电动机)，从而改变旋转磁场和转子的转向。 通过讲解这节课的知识点，观察学生的接受情况，根据情况调整教学时间安排。 学生认真观察教师展示的电路图、动画、实物模型、实验演示等，思考各种调速方法和反转原理。 在教师讲解过程中，学生跟随教师的思路，积极思考每个知识点之间的逻辑关系。 学生记录教师讲解的重点内容，如每种调速方法的原理、特点、应用场合以及电机反转的原理和电路图。 通过多种教学手段（电路图、动画、实物模型、实验演示等），将抽象的知识直观地呈现给学生，帮助学生更好地理解单相异步电动机的调速原理和反转原理，降低学习难度。 让学生记录、总结、提问、讨论等，培养学生的自主学习能力和思维能力，使学生能够主动地参与到学习过程中，而不是被动地接受知识。 活动三： 调动思维 探究新知 互动学习阶段： 出示ppt一些练习题，包括单相异步电动机的调速（串电抗器调速，自耦变压器调速，串电容器调速，绕组抽头法调速，晶闸管调压调速，PTC元件调速）单相异步电动机的反转。巡视学生的做题情况，及时给予指导。 将学生分成小组，小组中间进行讨论这些练习题。 小组成员围绕讨论任务展开热烈讨论，发表自己的观点和看法。 各小组代表勇敢地站起来分享小组讨论结果。认真倾听其他小组的发言，学习不同的观点和思路。 通过提出问题和回答问题，检验学生对知识的掌握程度，激发学生的思考和表达能力，促进学生对知识点的深入理解。小组讨论可以培养学生的合作学习能力和团队精神。 活动四： 巩固练习 素质提升 总结和复习阶段： 以简洁明了的语言回顾本节课的主要知识点，包括单相异步电动机的调速（串电抗器调速，自耦变压器调速，串电容器调速，绕组抽头法调速，晶闸管调压调速，PTC元件调速）单相异步电动机的反转。针对本节课的重点内容，如各种调速方法的原理差异、优缺点对比，以及电机反转的关键步骤和注意事项等进行再次强调。 积极参与知识回顾环节，巩固所学知识点。 提问或分享自己的学习心得和疑问。 认真完成教师布置的作业或任务。 帮助学生梳理知识脉络，加深对重点内容的理解和记忆。 布置作业可以让学生在课后进一步巩固所学知识，拓展知识面，培养学生的自主学习能力和探究精神。 课堂小结 作业布置 （一）阐述单相异步电动机反转的原理，并说明在实际应用中实现反转的重要性。 （二）预习6.1基本知识。 （三）完成同步练习 板书设计 主题：单相异步电动机的调速及反转 一、单相异步电动机的调速 --单相异步电动机的调速原理与三相异步电动机一样，可以用改变电源频率(变频调速)改变电源电压(调压调速) 改变绕组的磁极对数(变极调速等方法。 --调压调速有两个特点:一是电源电压只能从额定电压往下调，因此电动机的转速也只能是从额定转速往低调;二是因为异步电动机的电磁转矩与电源电压的二次方成正比，因此电压降低时，电动机的转矩和转速都下降。 1.串电抗器调速 --将电抗器与电动机定子绕组串联，通电时，在电抗器上产生的电压降施加到电动机定子绕组上的电压低于电源电压，从而达到降低调速的目的。因此，串电抗器调速时，电动机的转速只能由额定转速往低调。 2.自耦变压器调速 --加在单相异步电动机上电压的调节可通过自耦变乐器来实现。 3.串电容器调速 --将不同容量的电容器串入单相异步电动机电路中，也可调节电动机的转速。 4.绕组抽头法调速 --绕组抽头法调速是在单相异步电动机定子铁芯上再嵌放一个中间绕组(又称调速绕组)。 5.晶闸管调压调速 --目前采用晶闸管调压的无级调速越来越多。 二、单相异步电动机的反转 1.一种是把工作绕组(或起动绕组)的首端和末端与电源的接线对调，使旋转磁场的方向改变，从而使电动机反转。 2.另一种是把电容器从一组绕组中改接到另一组绕组中(此法只适用于电容运转单相异步电动机)，从而改变旋转磁场和转子的转向。 教学反思 本次课通过对单相异步电动机的调速及反转各知识点的讲解，基本达成了教学目标。成功之处在于在课堂上，学生积极参与讨论，提出了一些有价值的问题和想法。通过与学生的互动，我能够及时了解学生的学习情况，调整教学进度和方法，使教学更加符合学生的需求。但也存在一些不足，如在课堂练习环节，由于前面的教学内容占用了较多时间，学生没有足够的时间进行练习和巩固所学知识。这可能会影响学生对知识点的掌握程度，需要在今后的教学中合理安排教学时间，给学生留出足够的练习时间。 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 $$