电机教案2Word下载.docx
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1.起立2.问好3.点名
3′
复习
提问
1.交流电和直流电的区别？
2.生活中哪里有电机？
导入
新课
直流电机是电机主要种类之一，广泛应用于民用电器产品以及工业生产中调速要求比较高的场合。
一台直流电机既可以作为发电机使用，也可以作为电动机使用。
3′
讲授
第一节直流电机的工作原理
一、直流电机的基本工作原理
（一）直流发电机的工作原理
注意：
电刷与负载连接固定不动，电刷压在换向片上。
换向器和线圈连接并转动，无论怎样转动，总是上半边A的电流向外，下半边B的电流向里。
提问：
哪些部件转动、哪些部件不动？
绕组线圈电流性质、电刷端电流的性能？
实际电机结构要在物理模型上作哪些改动？
转动：
绕组线圈、换向器；
静止：
主磁极、电刷
绕组线圈：
交流；
电刷端：
直流
增加铁心、绕组线圈数、轴承、端盖等
（二）直流电动机工作原理
电动机运行关键：
要使电枢受到一个方向不变的电磁转矩，即当线圈边在不同极性的磁极下时受到的电磁转矩方向不变。
换向器配合电刷可保证每个极下线圈边中电流始终是一个方向，即电枢受到的电磁转矩的方向始终不变。
这就可以使电动机能连续的旋转。
（三）直流电机的可逆性
一台直流电机原则上既可以作为发电机运行，也可以作为电动机运行，只是其输入输出的条件不同而已。
如用原动机拖动直流电机的电枢，将机械能从电机轴上输入，而电刷上不加直流电压，则从电刷端可以引出直流电动势作为直流电源，可输出电能，电机将机械能转换成电能而成为发电机；
如在电刷上加直流电压，将电能输入电枢，则从电机轴上输出机械能，拖动生产机械，将电能转换成机械能而成为电动机。
这种同一台电机，既能作发电机又能作电动机运行的原理，在电机学理论中称为电机的可逆原理。
75′
课堂
小结
通过今天的学习同学们要掌握直流电动机，直流发电机的工作原理。
掌握可逆的原因。
布置
作业
第二节直流电机的结构
1、掌握直流电机的组成；
2、掌握直流电机各部分的功能；
直流电机的各部分功能
理论课□实验课□实习课
讲授法
习题
教学环节
组织教学
复习提问
1、按钮的分类及符号？
2、交流接触器的结构及动作原理？
5
导入新课
直流电动机和直流发电机的结构基本是相同的，即都有课旋转部分和静止部分。
可旋转部分称为转子，静止部分称为定子，在定子和转子之间存在着空气隙。
直流电机主要结构
定子（固定部分）产生磁场、电机的机械支撑
主磁极
换向极
机座
端盖
轴承
电刷装置
转子（转动部分）感应电势，而实现能量转换的部分
电枢铁心
电枢绕组
换向器
轴
风扇
一、定子
（1）主磁极
作用：
建立主磁场。
构成：
主极铁心和套装在铁心上的励磁绕组。
（2）换向极
用于改善换向，一般电机容量超过1KW时均应安装换向极。
换向极常用整块钢或厚钢板制成。
换向极的数目一般与主磁极相等。
在小功率直流电机中，换向极数量通常只有主磁极的一半，或不设置换向极
（3）机座
1、主磁路的一部
2、电机的结构框架。
用厚钢板弯成筒形焊成或铸钢件制成。
（4）电刷装置
电枢电路的引出（或引入）装置。
电刷、刷盒、刷杆和连线等。
电枢电流能经旋转的换向器（随转子）通过静止的电刷（固定在定子上）接通外电路
1.将转动的电枢与外电路相连
2.与换向器配合作用而获得直流电压
二、转子
（1）电枢铁心
1、主磁路的一部分；
2、电枢绕组的支撑部件。
一般用厚0.5㎜且冲有齿、槽的或DR510的硅钢片叠压夹紧而成。
（2）电枢绕组
直流电机的电路部分。
用绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成，上下层以及线圈与电枢铁心间要妥善地绝缘，并用槽楔压紧。
（3）换向器
整流（发电机）或逆变（电动机）。
由许多鸽形尾的换向片排列成一个圆筒片间用V形云母绝缘，两端再用两个形环夹紧而构成。
三、空气隙
主极极靴和电枢间的间隙称为空气隙。
气隙既保证了电机的安全运行，又是磁路的重要组成部分。
由于空气磁阻远大于铁磁物质的磁阻，而电机的能量转换时依靠气隙磁通为媒介进行的，所以气隙的大小和形状对电机的性能有很大影响。
直流电机的气隙是不均匀的。
极靴中部分气隙较小，两侧气隙逐渐扩大，极尖处气隙最大。
小型电机气隙约为1-3mm；
大型电机气隙可达10-12mm。
75
通过今天的学习同学们要牢记这些继电器的原理以及符号，如热继电器、速度继电器、时间继电器等。
以便在今后的电路中。
2′
1、时间继电器的分类及符号
2、热继电器、速度继电器的原理
3
第三节直流电机的铭牌
1．
2．
1、
2、
1.简述直流电动机的工作原理？
2.简述直流发电机的工作原理？
3.简述直流电机的主要结构？
铭牌钉在电动机几座的外边面上，其上标明电机主要额定数据及电机产品数据，共使用者使用时参考。
讲授新课
第三节直流电机的铭牌
直流电机铭牌数据主要包括:
电机型号、额定功率、额定电压、额定电流、额定转速和励磁电流及励磁方式等，此外还有电机的出厂数据，如出厂编号、出厂日期等。
国产电机的型号一般采用大写的汉语拼音字母和阿拉伯数字表示，其格式为:
第一部分字符用大写的汉语拼音表示产品代号;
第二个字符用阿拉伯数字表示设计序号;
第三个字符是机座代号，用阿拉伯数字表示;
第四个字符表示电枢铁芯长度代号，用阿拉伯数字表示。
现以z2-92为例说明，型号的含义是:
Z代表一般用途直流电机，下角标2代表第二次设计，9代表机座号，2代表电枢铁芯长度序号。
电机铭牌上所标的数据为额定数据，具体含义如下:
额定功率PN—在额定条件下电机所能供给的功率。
对于电动机额定功率是指电动机轴上输出的额定机械功率;
对于发电机是指电刷间输出的额定电功率。
额定电压UN—在额定工作条件下，电机出线端的平均电压。
对于电动机是指输入额定电压;
对于发电机是指输出额定电压。
额定电流IN电机在额定电压情况下，运行于额定功率，此时的电流值为电机的额定电流。
额定转速nN—对应于额定电压、额定电流，电机运行于额定功率时所对应的转速。
额定励磁电流IfN—对应于额定电压、额定电流、额定转速及额定功率时的励磁电流。
励磁方式—是指直流电机的励磁线圈与其电枢线圈的连接方式，直流电机励磁有他励、并励、串励和复励等方式。
在电机运行时，若所有的物理量均与其额定值相同，则称电机运行于额定状态。
若电机的运行电流小于额定电流，称电机为欠载运行;
若电机的运行电流大于额定电流，则称电机为过载运行。
直流电机出线端标志见表2.1。
按照直流电动机的主磁场励磁方式的不同，一般可分为两大类，一类是由永久磁铁作为主磁极；
另一类是利用给主磁极绕组通人直流电产生主磁场。
后一类根据主磁极绕组与电枢绕组连接方式的不同，可分为他励、并励、串励、复励电动机。
一、永磁式电动机永磁电动机过去常用于所需功率小、机械精度要求高的场合，由于其具有体积小、结构简单、重量轻；
损耗低、效率高、节约能源；
温升低、可靠性高、使用寿命长；
适应性强等突出优点而使用越来越广泛。
二、他励电动机励磁绕组与电枢绕组分别用两个独立的直流电源供电，如图11-4（a）所示。
适用于调速范围宽、负载变化时转速变化不大的场合如某些精密机床。
三、并励电动机励磁绕组与电枢绕组并联，由同一直流电源供电，如图11-4（b）所示。
适用场合与他励直流电动机相同。
四、串励电动机励磁绕组与电枢绕组串联，如图11-4（c）所示。
适用于启动较频繁、有冲击性负载的场合，如其重机械、电力牵引装置等。
五、复励电动机励磁绕组有两组，一组与电枢绕组串联，另一组与电枢绕组并联，如图11-4（d）所示。
若复励电动机的两组励磁绕组产生的磁通方向一致时，称为积复励电动机，若产生的磁通方向相反时，则称为差复励电动机。
复励电动机广泛应用与其重设备、牵引设备、轧钢机及冶金辅助机械中。
77′
课堂小结
布置作业
4
第四节连续正转扩展电路
1.掌握多地控制电路的结构与原理
2.掌握点动与连续混合控制电路的结构与原理
点动与连续混合正转控制电路
1、详述多地控制电路的动作原理
2、详述点动与连续混合正转控制电路的动作原理
1．什么叫自锁，自锁有什么用？
2．自锁正转控制电路里有什么保护作用？
在许多应用场合，要求电动机既能实现点动又能实现连续，需要点动就点动需要连续就连续。
2′
第四节连续正转扩展电路
一、多地控制电路
能在两地或多地控制同一台电动机的控制方式叫做电动机的多地控制。
合上电源开关QS，按下SB11（甲地）KM线圈得电，
KM自锁触头闭合,自锁KM主触头闭合，电机正转。
松开SB11（甲地），电机继续正转。
按下SB12，KM线圈失电自锁触头断开，解除自锁主触头断开电机停转。
按下SB21（乙地）KM线圈得电，松开SB21（乙地），电机继续，正转按下SB22，KM线圈失电，自锁触头断开,解除自锁，主触头断开，电机停转。
二、连续与点动混合正转控制电路
合上电源开关QF
点动：
按下BS3,动断触头断开,动合触头闭合，KM线圈得电，动合主触头闭合，电动机起动。
停：
松开SB3，KM线圈失电，电动机停转。
连续：
按下SB1，KM线圈得电KM动合主触头闭合，电动机起动，KM动合辅触头闭合，自锁。
松开SB2，电动机继续转动
按下SB2，KM线圈失电，电动机停转。
通过今天的学习同学们要掌握多地控制电路及电动与连续混合控制电路的结构与原理。
1、详述多点控制电路的动作原理
第五节三相异步电机的正反转控制电路
1.掌握接触器连锁正反转控制电路原理及应用场合
2.掌握按钮、接触器双重联锁正反转电路原理特点
按钮、接触器双重联锁正反转控制控制电路原理特点
联锁的作用及联锁的应用
讲解法、提问法、示范法
1.接触器联锁正反转电路的结构与原理？
2.按钮、接触器正反装电路的结构与原理？
1、多地控制的电路图结构？
（找同学来画）
2、点动及连续混合控制电路结构？
机床工作台的前进和后退，车库或商店的卷帘门需要收起或放下等等，这些动作都可以通过控制电动机的正反转来实现。
第五节三相异步电动机的正反转控制电路
一、倒顺开关正反转控制电路
通过倒顺开关改变电动机三相电源的相序，可改变电动机的旋转方向。
应用：
.5KW以下的电动机电路直接控制电动机正反转。
二、接触器联锁正反转控制电路
接触器联锁正反转控制电路原理图
工作原理：
合上电源开关按下按钮SB1KM1线圈通电电机M启动正转按下停止按钮SB3KM1线圈断电电动机M停止按下按钮SB2，电机反向启动。
优点：
工作安全可靠。
三、按钮、接触器双重联锁正反转控制电路
按钮、接触器双重联锁正反转控制电路原理图
通过今天的学习同学们要掌握正反转控制电路的结构及工作原理，双重联锁正反转的应用场合。
1、接触器联锁正反转电路的结构与原理？
2、按钮、接触器正反装电路的结构与原理？
6
第六节工作台的限位和自动往返控制电路
1、位置控制线路的结构及原理
2、自动往返控制线路的结构及原理
限位开关的应用场合及应用方法
画出自动往返控制电路并简述其工作原理。
1.三相电动机怎样实现改变旋转方向的？
2.什么是互锁？
互锁的作用是什么？
有些生产机械要求工作台在一定的行程内能自动往返运动，以便实现对设备的连续控制，提高生产效率，例如龙门刨床、导轨磨床的工作台和动力头滑台需要自动往返循环，炼钢炉的加料设备要在一定范围内不断地重复送料、取料过程等。
这种自动往返的可逆运行通常是利用行程开关来检测往返运动的相对位置，进而控制电动机的正反转来实现的。
第六节工作台的限位和自动往返控制电路
一、位置控制线路
利用生产机械运动部件上的挡铁与行程开关碰撞，使其触头动作，来接通或断开电路，以实现对生产机械运动部件的位置或行程的自动控制，称为位置控制，又称行程控制或限位控制。
实现这种控
制要求所依靠的主要电器是行程开关。
合上电源开关QS，按下SB1，电动机正转，松开SB1，小车继续向左行走。
挡铁碰撞SQ1，电机停转，小车停止。
按下SB2，电动机反转，松开SB2，小车继续向右行走。
挡铁碰撞SQ2，电机停转，小车停止。
二、自动往返控制线路
有些设备的工作台要在一定距离能自动循环往返，可用行程开关达到目的，实质上是用行程开关控制电动机正反转。
合上电源开关QS，按下SB2，KM1线圈得电，KM1动合辅助触头闭合，对KM1自锁，动合主触头闭合，电机正转。
KM1动断触头断开，对KM2联锁。
SQ1动合触头闭合，KM2线圈得电，KM2动断触头断开
对KM1联锁，KM2动合触头闭合，对KM2自锁，KM2动合主触头闭合，电动机反转。
工作向右运动。
SQ1复原
工作台继续向右运动。
77′
挡铁碰SQ2，SQ2动断触头断开，KM2失电，KM2动合主触头断开，电机停转。
KM2动合触头断开，解除对KM2自锁，KM2动断触头闭合，解除对KM1联锁。
挡铁碰SQ2，SQ2动合触头闭合，KM1线圈得电。
KM1动合辅助触头闭合，对KM1自锁，KM1动合主触头闭合,电机正转。
按下SB1,各开关复位，电机停转。
通过今天的学习同学们应该知道了行程开关的用途，限位和自动往返的应用场合。
7
第七节三相异步电动机的制动控制线路
1．掌握机械制动的结构及应用；
2．掌握电气制动的结构及应用
各种制动电路的结构
各种制动电路的选择
1．简述机械制动及电气制动的应用范围
2.反接制动控制线路的结构？
1.限位开关的符号？
2.简述自动往返控制电路的原理？
有些生产机械要求电动机断电后迅速停转，以提高生产效率或提高加工工件的精度，如起重机等装卸机械、万能铣床等机床都要求快速停车。
第七节三相异步电动机的制动控制线路
所谓制动，就是给电动机一个与转动方向相反的转矩使它迅速停转（或限制其转速）。
制动的方法一般有两类：
机械制动和电力制动。
一、机械制动
当电动机的定子绕组断电后，利用机械装置使电动机立即停转。
1、电磁抱闸断电制动控制线路
2、电磁抱闸通电制动控制线路
二、电力制动
电动机产生一个和电动机实际旋转方向相反的电磁转矩，使电动机迅速停转。
1、反接制动
在停车时，把电动机反接，则其定子旋转磁场便反向旋转，在转子上产生的电磁转矩亦随之变为反向，成为制动转矩。
2、能耗制动
电动机切断交流电源后，立即在定子线组的任意两相中通入直流电，利用转子感应电流受静止磁场的作用以达到制动目的。
同学们要掌握制动的意义，及我们学习的四种制动电路。
8
第八节三相电动机的降压启动控制线路
1、掌握串电阻降压启动电路的结构及原理；
2、掌握星三角降压启动电路的结构及原理；
星三角降压启动电路的结构及原理
画出星三角降压启动电路并简述其原理
制动分为几种？
简述各种制动原理？
全压启动：
启动时加在电动机定子绕组上的电压为电动机的额定电压。
降压启动：
利用启动设备将电压适当降低后，加到电动机的定子绕组上进行启动，待电动机启动运转后，再使其电压恢复到额定电压正常运转。
第八节三相异步电动机的降压启动控制线路
一、定子绕组串接电阻降压启动控制线路
电动机启动时，在电动机的定子绕组上串联电阻，由于电阻的分压作用，使加在电动机的定子绕组上的电压低于电源电压，待启动后，再将电阻短接，电动机便在额定电压下正常运行。
１.手动控制串联电阻降压启动
79′
2.时间继电器控制串联电阻降压启动
二、Y—△降压启动控制线路
电动机启动时，把电动机的定子绕组接成星形，电动机定子绕组电压低于电源电压起动，启动即将完毕时再恢复成三角形，电动机便在额定电压下正常运行。
1、手动控制Y—△降压启动控制线路
2.时间继电器自动控制Y—△降压启动控制线路
通过今天的学习同学们要掌握降压启动的条件、原理以及常用的星三角降压启动电路的结构。
9
第九节CA6140车床电气控制线路
1、能读懂CA6140车床电气控制电路图
2、会分析典型机床电气控制电路的工作过程
CA6140车床电气控制线路的结构和原理
画出CA6140车床电气控制线路的结构并简述工作原理
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