6.3 步进电动机（教案）-《电机与拖动》同步精品课堂（人邮版）

《电机与拖动—特种电机》教案 课 题 6.3 步进电动机 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，这部分关于反应式步进电动机的内容具有重要意义。首先介绍了其结构和工作原理，明确了转速与频率、转动方向与相序的关系以及三相单三拍控制方式，让学生对其工作方式有初步认识。特性部分，基本概念中的齿距角和步距角是理解电机运行精度的关键参数。静特性的矩角特性和最大静转矩以及动特性的动稳定区等内容，全面展示了电机在不同状态下的性能表现。步进驱动器部分，明确了其对电机的重要作用，从基本要求、组成、控制方式和接线等方面进行讲解，为学生掌握步进电动机的实际应用提供了必要知识，丰富了教材中电机控制的内容。 学情分析 知识基础方面，学生对一般电动机有一定了解，但对于反应式步进电动机的特殊结构和工作原理比较陌生。认知能力上，他们形象思维较强，对步进电动机的实物结构容易理解，但对三相单三拍控制方式、步距角等抽象概念以及矩角特性等复杂内容理解起来可能有困难。学习态度方面，部分学生对理论知识学习积极性不高，但对实际应用中的步进驱动器等内容会比较感兴趣。优势在于中职学生动手实践意愿较强，通过实际操作步进电动机及驱动器能增强理解。劣势是面对复杂理论易分心，教师需结合实物、动画讲解，根据学生反馈调整教学时间。 学习目标 1.熟悉步进电动机的基本概念，如步距角、转速、转矩等，并且能够运用公式进行简单的计算。 2.深入理解反应式步进电动机的静特性，包括矩角特性、静转矩和失调角的概念及其相互关系，能够绘制简单的矩角特性曲线。 3.掌握反应式步进电动机的动特性，了解启动、加速、减速和制动过程中的性能变化，以及影响动特性的因素。 学习重难点 学习重点 明确对步进驱动器的基本要求，理解其在提供合适电流、电压和实现精确控制方面的重要性。 学习难点 学会步进驱动器的接线方法，能够正确连接步进电动机和驱动器，避免错误接线导致的故障。 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.学生在课前应认真阅读教材中关于反应式步进电动机的内容，初步了解反应式步进电动机的结构、工作原理、特性以及应用等方面的知识。 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： 展示一些使用步进电动机的设备图片，如打印机、数控机床等，并提问：“你们知道这些设备是如何实现精确控制的吗？” 学生回忆自己的生活经验，思考教师提出的问题，并积极举手回答。对于一些不熟悉的设备，学生可以根据图片进行猜测和讨论。 通过展示图片、提出问题、引导观察等教师活动，以及学生的观察、思考、回答问题等活动，旨在激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性。 活动二： 调动思维 探究新知 依次讲解下列各部分内容： 一、反应式步进电动机的结构和工作原理 --步进电动机的转速取决于脉冲频率，频率越高，转速越高，转动方向取决于相序。按照上述的通电方式，由于每次只有一相控制绕组通电，因此称为三相单三拍控制方式。 --每两个相对的磁极组成一相，定子铁芯由硅钢片叠成。转子上没有绕组，转子铁芯由硅钢片或软磁材料叠成，转子具有4 个均分布的齿。 二、反应式步进电动机的特性 1.步进电动机的基本概念 (1)齿距角。转子相邻齿间的夹角称为齿距角。 (2)步距角。步进电动机每改变一次通电状态(一拍)转子转过的角度称为步距角。 2.反应式步进电动机的静特性 步进电动机的静特性是指在空载条件下步进电动机的通电状态不变，电动机处干稳定的状态下所表现的性质，包括矩角特性和最大静转矩。 （1）矩角特性。 步进电动机的矩角特性是指在不改变通电状态的条件下，步进电动机的静转矩与失调角之间的关系，即T=f() （2）最大静转矩。在矩角特性中，静转矩的最大值称为最大静转矩。 3.反应式步进电动机的动特性 步进电动机的动特性是指步进电动机从一种通电状态转换到另一种通电状态所表现出的性包括动稳定区、起动转矩、起动频率及频率特性。 三、步进驱动器 步进电动机不能直接接到直流或交流电源上工作，必须使用专用的驱动电源，即步进电动机驱动器。 1.对步进驱动器的基本要求 2.步进驱动器的组成 3.步进驱动器控制方式 4.步进驱动器接线 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结构示意图，仔细倾听教师的讲解，理解反应式步进电动机的结构组成和工作原理。学生认真学习教师讲解的基本概念，跟随教师的思路进行公式推导和计算，掌握步距角、转速、转矩等概念的计算方法。学生认真听取教师讲解的对步进驱动器的基本要求，结合实际案例理解为什么要有这些要求。 学生通过观察、倾听、思考、讨论、实践等活动，积极参与学习过程，逐步掌握各个知识点。这样的设计旨在培养学生的自主学习能力、思维能力、实践能力和团队合作精神，使学生能够全面、深入地理解和掌握步进电动机的相关知识，并能够将其应用到实际中。 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，包括反应式步进电动机的结构和工作原理，反应式步进电动机的特性（步进电动机的基本概念，反应式步进电动机的静特性，反应式步进电动机的动特性）步进驱动器（对步进驱动器的基本要求，步进驱动器的组成，步进驱动器控制方式，步进驱动器接线）步进电动机的应用。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，包括反应式步进电动机的结构和工作原理，反应式步进电动机的特性（步进电动机的基本概念，反应式步进电动机的静特性，反应式步进电动机的动特性）步进驱动器（对步进驱动器的基本要求，步进驱动器的组成，步进驱动器控制方式，步进驱动器接线）步进电动机的应用。针对本节课的重点内容，如反应式步进电动机工作原理中磁场与转子的相互作用、静特性和动特性的关键概念及影响因素等进行再次强调。 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）简述步进驱动器的组成部分及其各自的功能。 （二）预习6.4基本知识。 （三）完成同步练习 板书设计 主题：步进电动机 一、反应式步进电动机的结构和工作原理 --步进电动机的转速取决于脉冲频率，频率越高，转速越高，转动方向取决于相序。按照上述的通电方式，由于每次只有一相控制绕组通电，因此称为三相单三拍控制方式。 --每两个相对的磁极组成一相，定子铁芯由硅钢片叠成。转子上没有绕组，转子铁芯由硅钢片或软磁材料叠成，转子具有4 个均分布的齿。 二、反应式步进电动机的特性 1.步进电动机的基本概念 (1)齿距角。转子相邻齿间的夹角称为齿距角。 (2)步距角。步进电动机每改变一次通电状态(一拍)转子转过的角度称为步距角。 2.反应式步进电动机的静特性 步进电动机的静特性是指在空载条件下步进电动机的通电状态不变，电动机处干稳定的状态下所表现的性质，包括矩角特性和最大静转矩。 (1) 矩角特性。 步进电动机的矩角特性是指在不改变通电状态的条件下，步进电动机的静转矩与失调角之间的关系，即T=f() (2)最大静转矩。在矩角特性中，静转矩的最大值称为最大静转矩。 3.反应式步进电动机的动特性 步进电动机的动特性是指步进电动机从一种通电状态转换到另一种通电状态所表现出的性包括动稳定区、起动转矩、起动频率及频率特性。 三、步进驱动器 步进电动机不能直接接到直流或交流电源上工作，必须使用专用的驱动电源，即步进电动机驱动器。 1.对步进驱动器的基本要求 2.步进驱动器的组成 3.步进驱动器控制方式 4.步进驱动器接线 教学反思 本次课通过对步进电动机各知识点的讲解，基本达成了教学目标。成功之处在于在讲解反应式步进电动机的结构和工作原理时，我通过图片等多种方式进行展示，帮助学生建立了直观的认识。但也存在一些不足，如有少数学生表现不够积极，可能是因为他们对基础知识的掌握不够扎实，导致在课堂上跟不上教学进度。在今后的教学中，我需要更加关注这部分学生，及时给予他们帮助和指导，提高他们的学习积极性和自信心。 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 $$