汽车电工电子基础电子教案25直流电动机的原理与应用

课题三电磁基础知识教案编号25模块四直流电动机的原理与应用课时数2教学目标【知识目标】了解直流电动机的工作原理与应用【技能目标】能识别汽车常用电机的类型【情感目标】具有对科学的求知欲，乐于探究求真，不畏困难的耐劳精神，善于观察，勤于分析的科学精神，具有创新、乐于实践精神教学重点直流电动机的工作原理与应用难点直流电动机的工作原理课前准备教师准备直流电动机学生预习直流电动机的原理与应用教学方法①讲授法②比较分析、发现法③视频演示法作业布置教学反思教学内容或教学过程教学设计意图一、课程思政三分钟二、新课导入为了方便驾驶人和乘客,减轻他们的劳动强度,许多轿车采用了电动车窗,又称自动车窗,利用电动机来驱动升降器使车窗玻璃上下移动,操作便利并有利于行车安全。电动车窗主要由车窗、车窗玻璃升降器、直流电动机、控制开关等组成三、新课讲授1、直流电动机由哪些部件组成？直流电动机主要由壳体、定子绕组、电枢、电刷及电刷架和前后端盖等组成，如图4-26所示。图4-26直流电动机的组成直流电动机的结构由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场。运行转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感性电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以又通常称为电枢。2、直流电动机是如何工作的？将直流电源的正、负接线柱用导线经开关分别接在两铜片接线柱上，当闭合开关时，电流由正电刷A流入，由负电刷B流出，绕组中的电流方向是由a→b→c→d，如图4-27（a）所示。载流导体在磁场中受到电磁力的作用，产生了电磁转矩，力的方向按左手定则判定。因此，转矩方向为逆时针方向，电枢也将按逆时针方向旋转。当线圈转过180°后，电流由正电刷和换向片B流入，从换向片A和负电刷流出，线圈中的电流方向为d→c→b→a，如图4-27（b）所示。转矩方向仍为逆时针方向。因此，在N极和S极之间的导体中电流方向保持不变，电磁转矩方向也就不变，使电枢始终按原来的方向继续运转。图4-27直流电动机的工作原理3、直流电动机怎样调试？以并励式直流电动机为例，电动机转速为（4-10）可以通过改变Φ、Ra及U来进行调速。直流电动机的调速一般有以下三种：①改变磁极磁通Φ改变磁通Φ值的大小可以改变转速n。为此，在励磁电路中串接一个磁场变阻器Rf，如图4-30所示。若把磁场变阻器阻值增大，则励磁电流减小，磁通Φ也随之减小，电动机的转速升高；反之，磁场变阻器阻值减小，电动机的转速降低。图4-30并励式直流电动机改变Φ的调速线路并励式电动机由于励磁电流较小，而在调速过程中能量耗损也较小，因而在实际使用中应用较广。串励式直流电动机也可采用改变磁通Φ来调速，不过磁场变阻器Rf必须与励磁绕组并联，如图4-31所示。磁场变阻器阻值减小，通过变阻器的电流增大，而励磁绕组的电流减小，磁通Φ减小，电动机转速升高；反之，转速降低。图4-31串励式直流电动机改变Φ的调速线路改变磁极磁通Φ来调速，电动机的转速只能在其额定转速以上平滑调节。②改变电枢电路中的电阻在电枢电路中串联一个可调变阻器，如图4-32所示。当增大时，电枢电流减小，电动机转速降低；反之，电动机转速升高。图4-32电枢电路中串联电阻调速由于电枢电流一般较大，因而调速电阻要消耗大量的能量，不太经济。另外，还会使电动机的机械特性变软。这种调速方法只能使电动机的转速在额定值以下比较平滑地调节。③改变电源电压U由公式（4-11）可知，若保持励磁电路中的磁通Φ不变，则改变电动机的直流电源电压U可以实现平滑调节。改变直流电压电源，过去采用直流发电机，现在大多数采用晶闸管整流电源。四、练习与检测1、什么是直流电动机？直流电动机由哪几个部分组成？其原理是什么？2、目前汽车哪些地方应用了直流电动机？各叫什么名