第一篇:电动机说课稿
各位评委老师,同学,大家好,我是沈阳大学理学院08物理的王超。今天我给大家说课的内容是“电动机”它是人民教育出版社八年级下册第九章第六节的内容。
我说课的内容将从教材分析,学情分析,教学目标,教学策略,教学过程设计五方面内容进行展开。(首先我对本节内容进行一下教材分析。)
教材分析:
一、教材的地位和作用
第九章电与磁是初中物理重点内容之一,是在学习简单电路知识的基础上,进一步揭示电与磁相互依存关系,以及电和磁在生活中简单的应用。而电动机既是电磁现象的具体实例和综合应用,又与生活,生产联系紧密,充分体现了从生活走向物理,从物理走向社会的基本思想。同时本节内容也为后继课程磁生电作了铺垫,起着呈上起下的作用。
二、教学重点和难点
重点:探究磁场对载流导线的作用;是对前面知识的延伸,起着连接前后知识的纽带作用,电动机的原理,电和磁的一个重要规律。为什么是重点,因为是一个重要规律。突出重点,做好探究实验,放大实验现象。
难点:电动机能够持续转动的原因。电流和磁场是不能够直接感知,他们之间的规律比较抽象,学生不易理解,并且学生还未涉及到受力分析,力的平衡及力矩平衡知识,因此把电动机能够持续转动的原因作为难点。为了突破难点我采用多媒体课件展示,放慢电动机的转动,直观的模拟出电流和磁场方向,帮助学生理解分析突破难点的学习。
学情分析:在知识基础上,已经学习了电路的基础知识,磁场的基本性质,电流的磁效应。在认知层面上因为生活中的电动机基本上是封闭的,学生很难对其内部结构获得直观的感性认识,而初中学生思维虽然处在形象思维向抽象思维过渡阶段,但仍以形象思维为主。
(根据以上的分析和对教材的理解,结合学生的实际认知水平和能力结构,确定本课的三维目标如下:)
三、教学目标
1、知识与技能:
(1)通过实验,知道电动机的基本原理是通电导线在磁场中受到力的作用;
(2)知道通电导线在磁场中受力方向与电流及磁场的方向都有关系;
(3)了解电动机的基本构造以及换向器在直流电动机中的作用;
2、过程与方法:
(1)经历探究电动机的工作原理,培养初步分析问题的能力。
(2)经历制作电动机模型和看电动机内部结构的图片,了解直流电动机的工作原理和
结构。
3、情感态度与价值观:
通过初步了解物理知识如何转化成实际应用技术,进一步提高学生学习科学知识和应用物理知识的兴趣。
在教学策略上,本节主要采用观察、实验探究、讲解、讨论等相结合的综合性启发式教法。
四、教学过程设计
分为新课导入,新课教学,回顾反思,课后作业四个部分。
首先是新课导入,向学生们展示四幅图片。电动小汽车,电风扇,摩天轮,洗衣机。向学生提问,它们能够运转是因为有一种共同的动力装置,这种动力装置是哪种用电器?引出本节课的教学内容电动机。
新课教学: 首先向同学展示电动机的内部结构,经过观看,同学们不难发现电动机的内部有磁体和线圈。这时向同学提问:为什么电动机通电就能转动?磁场和通电导体之间 有什么样的关系? 为了回答这个问题。我设置了对比与猜想环节,同学们知道磁体之间存在作用,电流周围存在磁场,引导学生思考,如果将通电导线放入磁场中会有怎样的现象呢?为了验证同学们的猜想。带领同学进行探究实验。用锡箔纸卷成纸筒代替铜棒,放大实验现象。用包了锡箔的格尺做轨道,轨道更加平滑,在纸筒行进过程不会受到阻碍。经过实验同学们会看到这样的现象,分析后,可以得到如下的接论。
在前面的学习中我们知道磁场的方向和电流方向有关。引导学生思考导体棒是否只向一个方向运动?让同学们做出猜想,并设计方案,验证自己的假设。经过思考同学们已经有了答案,这时给出采用控制变量法的表格,做实验,完善表格,最后通过分析表格,不难的出这个结论。
导体棒的运动长度受到了轨道和磁场的限制。电动机中的线圈能够持续运转。引导学生思考将线圈放入磁场中会有怎样的现象。
然后进行演示实验,将线圈放入磁场中。同学将会看到线圈在磁场中扭动,不能连续转动的实验现象。
学以至用。我设计了玩一玩的环节。让学生拿出在课前制作的小电动机模型,利用线圈在磁场中扭动的规律,让小电动机转起来。制作小电机的过程能够培养学生的动手能力,亲手制作,亲身经历,才能记忆深刻。
借助小小模型和图片向同学们介绍下电动机的构造,定子和转子。
玩过之后就进入了科学探究环节,为什么线圈在磁场中不能够连续转动呢?让同学们分组讨论。培养学生的合作学习意识。然后我通过三幅图对比的方式,解释线圈不能连续转动的原因。
进一步引导学生思考,怎样才能让线圈连续转动?经过对线圈不能够连续转动的分析,同学们可以给出如下三种方法。分别是改变电流方向,断电,和磁场方向。
这时向同学们介绍电动机中一个重要组成换向器。它的作用是每当线圈经过平衡位置时改变线圈中电流的方向,使线圈在后半周也受到动力,线圈将会更平稳、有力地转动。这是本节课学习的一个难点。
在向同学们展示换向器的图片,给以同学们更直观的认识。
最后让同学生思考,电动机广泛的应用在我们的生活中,它有哪些优点?
新课教学结束。进入回顾反思环节,引导学生对知识产生的过程及知识本身进行反思。让学生感受到自己是认知的主体,知其然并知其所以然。并在此过程中提高学生的归纳总能力。
课后作业:
为了巩固新知,并与前面的知识联系,让同学设计一个电路,让电动机既能正转也能反转。与本节课的重点知识通电导体受力方向相呼应。
为了让同学们更真切的接触生活中的电动机,我让学生对电动机进行一个调查,帮助学生学习。
这是我的板书设计。板书帮助同学更加而精准的抓住本机课重点学习的内容。篇二:电动机(说课稿)直流电动机
各位老师、各位同学大家好,我是张崾先中学连凯。今天我给大家说课的内容是北京师范大学出版社九年级物理第十四章第七节内容“直流电动机”。【说教材】
一、教材的地位和作用
第十四章电磁现象是初中物理重点内容之一,是在学习简单电路知识的基础上,进一步揭示电与磁相互依存关系,以及电和磁在生活生产中简单的应用。而电动机既是电磁现象的具体实例和综合应用,又与生活、生产联系紧密,能充分体现了新课程从生活走向物理,从物理走向社会的基本理念。
关于本内容新课标中能找到对应的明确的要求:通过实验,了解通电导线在磁场中会受到力的作用,力的方向与电流及磁场的方向都有关系。因此本节内容在实现课程目标——知识与技能、过程与方法上都有重要的地位和作用。
二、教学重点和难点
重点:探究磁场对电流的作用力;电动机的能量转化
因为课标对磁场对电流的作用力有明确的要求,又根据新课标把能量作为教材编写主线之一,贯穿在整套教材当中。因此我把探究磁场对电流的作用力和电动机的能量转化确定为本节的教学重点。
难点:电动机能够持续转动的原因
因为生活中的电动机基本上都是封闭的,学生很难对其内部结构获得直观的感性认识,而初中学生思维虽然处在形象思维向抽象思维过渡阶段,因此把电动机能够持续转动的原因确定为本节的难点。
三、教学目标
1、知识与技能:(1)通过实验,知道电动机的基本原理是通电导线在磁场中受到力的作用;
(2)知道通电导线在磁场中受到的力,其方向与电流及磁场的方向都有关系;
(3)了解电动机的基本构造以及换向器在直流电动机中的作用;
(4)知道电动机有直流电动机和交流电动机,以及了解其在生活、生产中的应用。
2、过程与方法:(1)经历探究电动机的工作原理,培养初步分析问题的能力。
(2)经历制作电动机模型和拆实际电动机的过程,了解直流电动机的工作原理和结构。
3、情感态度与价值观:
通过初步了解物理知识如何转化成实际应用技术,进一步提高学生学习科学知识和应用物理知识的兴趣。【说教法】
本节根据新的课程理念,本节采用“观察、实验探究、讲解、自学、讨论等相结合的综合性启发式教法。
【说学法】
根据本课的教学内容和资源分析,结合学生的认知水平,要教学中可进行以下的学法指导:(1)通过课前自制电动机模型,培养学生自学能力以及动手、动脑的学习习惯。(2)通过探电动机的工作原理,培养学生科学探究的方法。【说教学程序设计】 教学流程图: 【说板书设计】
第六节 电动机
一、电动机的工作原理?
载流线圈在磁场中受到力的作用。
二、探究磁场对通电导线的作用
结论:
1、通电导线在磁场中要受到力的作。
2、力的方向与电流的方向和磁感线的方向都有关。
三、电动机的基本构造:
定子 转子
换向器—改变直流电动机中电流方向,使线圈持续转动。
四、生活中的电动机: 应用
作用:电能转化为其它形式的能篇三:三相异步电动机的使用说课稿
《三相异步电动机的使用》说课稿
程斌斌
各位老师,各位评委: 大家好。今天我说课的题目是《三相异步电动机的使用》。
下面我将从屏幕上方所示的七个方面介绍本次课的教学设计。
一、课程简介:本次课选自中等职业学校机电类规划教材《维修电工与实训》 项目
七、任务一:三相异步电动机的使用,共2课时;
我校《初级维修电工课程》采用集中时间授课的教学模式,在为期一周的教学时间里,运用“基于工作过程的任务驱动教学模式”,屏幕所示的为本课程的“任务分析表”。
二、设计理念:中职生活跃、精力充沛,喜欢动手操作,理论知识比较薄弱。传统的教学模式中,积极的同学能够主动参与,但是部分消极的学生则是逃避学习;老师更是容易顾此失彼,心有余而力不足。
为此,本次课我采用信息化技术来突破教学困境。采用3d动画视频讲授枯燥的理论知识,运用仿真软件模拟实训为实际动手操作奠定良好基础。不仅实现了全员参与,提高了教学效率,更是为师生的良好互动创造了愉快和谐的氛围。
三、教学目标:根据本次课的教学内容,我设定了知识目标、技能目标和发展目标。通过本次课的学习,学生不仅能掌握重点知识,突破难点知识的学习,更是培养学生自主探究的学习能力和分组合作的学习技巧。
四、重难点分析:
本次课的教学重点是三相异步电动机的基本结构和定子绕组首末端辨别方法;教学难点为三相异步电动机的基本工作原理。
五、教法学法:本课程的设计主要采用“基于工作过程的任务驱动教学模式”
本次课采用启发式探究教学法和分组合作教学模式。
六、教学资源:本次课用到的信息资源有多媒体网络教室和仿真动画软件,用到的硬件资源有电工技术实训室。
七、教学过程:下面我将以下几个方面重点介绍教学实施的过程。
(一)、诱导动机:项目情景启发导入
新课开始的时候,老师利用网络教室播放电动机运行的演示视频:让所有学生都能了解项目所要实现的功能,并由此引出今天我们要学习的知识点: 任务一:三相异步电动机的使用。
(二)、任务实施:
1、自主探究,基本结构
三相异步电动机基本结构为本次课的重点内容之一,以学生自主探究学习为主。利用网络电子教室,首先让学生观看“三相异步电动机基本结构”的3d动画视频,让学生初步认识了电动机基本机构。
然后学生在电脑上运用仿真软件模拟组装三相异步电动机,加深对基本结构的认识。拖动器件库中的器件,可以自主安装三相异步电动机,仿真软件会提示安装正确或者错误。这样,运用信息化教学解决了传统教学中老师顾此失彼的弊端。
最后每位学生按老师已下发的课堂习题,完成三相异步电动机组成结构图,巩固知识。
本环节运用信息化技术进行课堂教学,不仅简化了教学过程,节约拆装电动机的硬件资源,同时实现全员参与,提高了学习效率。
2、理论讲授,工作原理:
三相异步电动机的工作原理是本次课的教学难点,但不是重点。为了降低教学难度,提高效率,同时又能让学生更直观的了解电动机是如何转动起来的,本环节运用3d视频动画,突破教学困境。
首先让学生观看马蹄形磁铁旋转实验3d动画,回顾初中物理磁电感应知识,得出实验结论。然后再次运用信息化手段展示电动机内部旋转磁场的3d动画视频,将抽象的理论知识形象地展示在学生面前,降低了教学难度。
本环节充分利用信息技术变无形为有形,直观的展示电动机内部的工作原理,降低了教学难度,提高了学习效率。
3、仿真软件,模拟实训:
仿真软件模拟辨别绕组首末端。首先让学生在电脑上运用仿真软件模拟连接线路辨别三相绕组。在辨别出三相绕组后,再次应用仿真软件模拟连接线路辨别绕组的首端与末端。应用信息化技术,帮助学生快速、准确掌握定子绕组首末端的辨别方法。为后面的实训动手操作奠定良好的基础。
4、小组合作,实操训练:
我校实训课程采用小班化模式教学,我所教的班级共21人。
为了更有效的实施教学,采用分组合作学习模式,每3名同学分为一组,选择一名操作能力强的同学任小组长。3名同学分工合作完成任务。
三相异步电动机的正确使用可按屏幕所示三个过程完成:
过程一:实际连线辨别绕组首末端。学生在应用仿真软件测量后,已经具备了一定的连线经验,实际的动手操作显得游刃有余。
此环节充分发挥小组成员分工作用,调动每位同学积极性,设定一名接线员,一名测量员和一名记录员。
过程二:三相异步电动机星形、三角形外部接线
学生在运用仿真软件模拟实训和实际动手操作之后,已经能熟练辨别定子绕组首末端,他们也已经掌握星形、三角形外部接线方法的理论知识,可以自行完成接线柱上连接片的连接
过程三:接入控制电路,运行电动机;
因电动机运转使用380v强电,为保证学生安全,一个教室只有教师演示台可接三相交流电,学生需将连接好的三相异步电动机搬到演示台测试,经老师检查,正确无误后方可通电测试。
(三)、过程评价:
本次课的评价标准是根据劳动部初级维修电工技能鉴定考核的标准和企业6s管理量化标准,这是本次课的“课堂总评表”。
老师对学生的实训过程作出考核,课后再借助信息化平台进行整理与总评,及时反馈学生的实训情况。
(四)、巩固新知:
为了让同学们记住本次课的主要知识点,课程结束时用一首诗总结本堂课的内容:
阻值测量辩绕组;
分相来与电池接;
电池正负首与末;
星、三角连接自可知;
设计小结:
本次课充分合理的运用的信息化技术进行课堂教学,运用仿真软件,减少了
电动机硬件资源的损耗,突出了教学重点。运用3d视频动画,变无形为有形,突破了教学难点,提高了教学效率,使得本堂课即丰富充实又活跃互动。篇四:三相异步电动机的启动说课稿
一、教材分析
本课题选自中国劳动社会保障出版社出版的第四版全国中等职业技术学校电工类专业通用教材《电机与变压器》第六单元、课题一《三相异步电动机的启动》。
《电机与变压器》是培养高级维修电工的一门专业基础课。着重讲解了各种常用电机的结构、原理、运行特性及维护知识。在专业课程结构中起到承前启后的作用。一方面,它与基础课程紧密联系,是基本电磁原理在电机这种特定结构中的应用;另一方面,为后续专业课程和实践操作提供研究对象和理论依据。
第六章主要讲解三相异步电动机的运行状态,对生产实践具有重要的指导意义,而且还是实践操作课程----电力拖动的重要课题。
三相异步电动机中的笼型异步电动机在生产、生活中应用广泛,它要投入运行,首先面对的就是启动问题。应该说,正常的启动是笼型异步电动机其他运行状态得以实现的前提。
二、学情分析
所授班级是08电气(2)班,生源来自普通高中,大部分同学自主学习的能力较强,但也有些同学基础较差,对理论知识的学习缺乏兴趣,知识迁移的能力有所欠缺。
理论知识方面已经学习了电工基础、电动机的基本概念、基本原理;实践操作方面,既学习过基本电器元件的使用,也对电动机进行过拆装。
企业对维修电工提出的要求是:既有熟练的操作能力,也要具备一定层次的理论知识,以更好的指导实践。
三、教学目标
知识目标:了解全压启动及其对电网和自身的影响
掌握各种降压启动法的优缺点及应用。
能力目标:提高学生知识迁移的能力
情感目标:通过小组合作式教学,让学生在学习过程中获得交流、探索、协作和愉悦的情感体验
重点:各种降压启动法的优缺点及应用 难点:如何根据工业实际选择恰当的启动方法
四、教法、学法及教学准备
1、教法
发散思维法:
紧紧围绕同一个问题,从不同的角度引导学生的思考方向,发散学生思维,在新问题和旧知识之间建立联系,得到多个解决问题的途径,使学生的知识结构网络化、高效化。
问题串联法:
如果把各种启动方法比喻成珍珠,那么问题就是那根将他们连在一起的线。问题串联法的提出源自“事物的发展是曲折的”这一哲学规律。每种启动方法都存在缺点,如何克服缺点,也就是提出的问题,将前后两种启动的方法串联在一起。这种教法的应用,有利于保持学生的学习热情,使学习过程成为探索、发现的过程。
两种教法在教学过程中相互渗透,互为补充。
2、学法
小组讨论法: 根据班级的实际情况将学生分组,使每组都同时具有优、中、差三个层次的学生。通过小组协作解决问题,使不同层次的学生相互学习,都能在原有的基础上学有所得,最大限度地发挥学生的主动性、合作性、创造性。
方案比较法:
比较是重要的思维过程,有比较才有鉴别。只有通过比较才能针对不同的需要作出恰当的选择。在方案评价、课堂练习环节,同学们需要将各种启动方法归纳比较,并应用到具体的工业环境中去。
3、教具准备
多媒体教室、ppt课件
五、教学过程
1、导入新课提出任务
首先播放一个模拟生活经验的视频,当有电动机启动投入使用时,同一线路的灯泡亮度变暗了。为什么会出现这种现象呢?通过这一设问使学生了解电动机启动对电网和自身的影响。继续用设问的方法使学生了解全压启动及其启动特性:简单,但是启动电流大,对电网和自身的影响大。只有当
1、容量在7.5kw以下的三相异步电动机。
2、电动机在启动瞬间造成电网电压波动小于10%,不经常启动的电动机可放宽到15%。
3、满足一定的经验公式。这三个条件之一得到满足时,才能使用。针对缺点,提出核心问题----“如何才能降低启动对电网和自身的影响。”
2、分析问题、提出方案
教师引导学生,分析问题,建立“降低电压是手段,限制电流是目的”的问题表征。并展开小组讨论
(1)由于大部分学生对欧姆定律掌握熟练,所以经过讨论,绝大部分小组都能迅速发现并理解定子绕组串电阻降压启动法。这种方法简单易于实现,但分压电阻要消耗大量的电能。限制了这种方法的推广,只用于空载、轻载的启动。针对这种情况向学生提出要求:在笼型异步电动机的启动过程中,如何节能的降低电压、限制电流。
(2)经过讨论,很多小组会提出降低电源电压的思路,但并没有提出具体的措施。教师用设问的方式将变压器的作用引入,学生立刻就能发现变压器可以降低笼型异步电动机启动时的电压,而且变压器效率很高,避免了能量的浪费,这就是自耦变压器降压启动法,它可以在启动时,根据不同需要提供多种启动转矩,但需外加变压器,成本高。用于功率比较大的场合。针对缺点,提出新问题:在笼型异步电动机的启动过程中,如何节约成本的降低电压、限制电流。
(3)很多小组会因旧知识固有的复杂性,无法将其与所面临的问题结合起来思考,而陷入思维瓶颈,我将适时带领同学们复习三相交流电星型连接和三角形连接电路中相电压、相电流、线电压、线电流之间的关系。得出y型连接的绕组比δ型连接的绕组承受的电压小,线路中的电流也会得到限制这一结论。将这个结论与问题结合起来思考、讨论。各小组就会很容易的发现y-δ降压启动法。这种方法设备简单,成本低,但提供的启动转矩较小,应用于三角形接法的笼型异步电动机空载、轻载启动。针对缺点,提出新问题:三角形接法笼型异步电动机启动时,如何既降低电压、限制电流,又提供较大的启动转矩。
(4)在小组讨论前,明确的提示同学们从接线的角度去考虑问题,经过讨论,各小组大多能提出将定子绕组一部分接y,一部分接成δ。这样,提供的启动转矩就比y-δ降压启动法提供的启动转矩大,这就是延边三角形降压启动法,它的运行特点是:提供较大的启动转矩,但绕组抽头多,很少使用。
到此为止,本堂课重点知识学习完毕。
3、方案评价、课堂练习
要求各小组总结启动方法的优缺点及应用范围,这个要求只有在对各种启动方法深刻理解的基础上才能回答得好。所以这个环节同时起到了小结和反馈的作用。表格的填写既使同学们对所学知识进行梳理、归纳,又表现出知识掌握的不同层次。
为了突破难点,设置课堂练习。要求各小组为四种不同的工业场合在本节课所学过的五种启动方法中选择合适的选项。在分析、讨论、引导,最终得出答案的过程中,使同学们初步了解如何根据具体情况选择合适的启动方法。难点得以突破
4、作业布置 必做作业:以小组为单位,为不同种类启动方法举出三个以上的应用实例。拓展作业:通过查资料、做调查了解工业实际中,不同启动方法的占有率,并分析原因。
板书设计
力求简洁,突出重点,方便同学们做笔记。篇五:电动机说课稿
“电动机”说课稿
安永华
各位老师:下午好!
说课围绕“课标、教材、教法、程序”进行,基于本次讲课的特殊性,我从“信息技术和学科课程整合”的角度加以阐述。
《电动机》是在讲述磁现象、电流的磁场基础上,为了使学生更进一步了解电和磁之间的联系而设置的一节课。教学中,利用信息技术手段优化教学方案、创设教学情境,充分体现“实验、整合、实践”的思想,从而突出重点,突破难点。1.实验的思想
物理学是一门以观察、实验为基础的科学,《课标》上说:“物理教学离不开现实的物理情境”。在《电动机》教学中,我用实验引导学生探究了“磁场对通电导线的作用”,运用“信息技术”操作平台研究了电动机的工作原理。
利用“信息技术”研究电动机的工作原理,用实验和flash动画演示电动机的工作过程,收到了常规实验教学的效果,体现了“物理教学离不开现实的物理情境”的思想,更为重要的是,运用电脑技术,将电动机的工作过程化为慢动作、分解动作、对比动作,直观、形象、深入浅出地揭示了电动机的工作原理,解决了常规教学中“实验现象不太明显、教师不容易讲清、学生很难听懂”的难题,更好地突出了“电动机工作原理”这一重点,突破了“换向器的作用”这一难点。课后的实践操作题“制作电动机”,使实验得到了验证,又一次体现了实验的思想。这也是选择《电动机》作为多媒体教学的重要原因之一。2.整合的思想
多媒体技术是一种新型的教学手段,是为学科教学的高效率、高质量和学生全面发展的需要应运而生的。因此,信息技术与课程整合应当植根于学科,着眼于学生的成长和综合素质的提高,信息技术在学科教学中是一种工具,应当服从于学科教学,服务于学科教学,而绝不是相反。
《电动机》的教学设计,从教学准备、教学目标、教学内容、教学环节等方面都体现了整合的思想。“电动机工作原理”部分,用实验和flash动画演示,用分解图片、对比图片分析,突出了重点,突破了难点;“电动机应用”部分,采用视频、图片还原生活现实情境;“课前引入”用图片引领学生走向生活,“课后实践”将物理知识、生活观察、社会调查、动手动脑、都体现了“生活、物理、社会”的联系与整合,体现了信息技术与学科课程的整合与应用。
在信息技术和学科课程的整合中,学生不仅能够轻松自如地学会物理学科知识,弄懂知识之间的相互联系,认识生活与物理的关系,而且学生由被动学习的接收者和被填灌对象,转变为课堂学习的认知主体,信息加工主体以及知识意义的主动构建者。3.实践的思想
物理与生活联系紧密,学习物理离不开实验,学习物理应当注重实践操作。本节课中两道生活模拟场景题目,渗透了物理与生活的关系,并运用计算机的交互性特点,使问答具有随机性;另外两道真正意义上的“走向生活、动手动脑”的题目,“制作”,无不体现“物理综合实践”和“研究性学习”的思想.总之,集文本、图片、动画、视频于一体的多媒体技术使课堂教学容量更大、节奏更快、形式更新,使学生的视野更广、兴趣更浓、能力更强。培养了学生勤于观察、乐于动手、善于思考、勇于探究的自主性求知习惯和创新性思维意识,以及获取、利用、加工信息的能力。“从生活走向物理、从物理走向社会”不再是一句空话,信息技术与学科课程整合也得到了进一步的应用和拓展。
第二篇:电动机毕业论文
摘 要:
近几十年来,随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展,中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是乡镇企业及家用电器的迅速发展,更需要大量的中小功率电动机。由于这种电动机的发展及广泛的应用,它的使用、保养和维护工作也越来越重要。本文主要介绍了电动机技术发展及现状、工作原理、电动机的运行维护。关键词:技术现状;工作原理;运行维护 绪论
电机是利用电磁感应原理工作的机械。随着生产的发展而发展的,反过来,电机的发展又促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起,电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机,一个多世纪以来,虽然电机的基本结构变化不大,但是电机的类型增加了许多,在运行性能,经济指标等方面也都有了很大的改进和提高,而且随着自动控制系统和计算机技术的发展,在一般旋转电机的理论基础上又发展出许多种类的控制电机,控制电机具有高可靠性﹑好精确度﹑快速响应的特点,已成为电机学科的一个独立分支。
它应用广泛,种类繁多。性能各异,分类方法也很多。电机常用的分类方法主要有两种:一种是按功能用途分,可分为发电机﹑电动机,变压器和控制电机四大类。电动机的功能是将电能转换成机械能,它可以作为拖动各种生产机械的动力,是国民经济各部门应用最多的动力机械,也是最主要的用电设备,各种电动机消耗的电能占全国总发电量的60%~70%。另一种分类方法是按照电机的结构或转速分类,可分为变压器和旋转电机.根据电源电流的不同旋转电机又分为直流电机和交流电机两大类.交流电机又分为同步电机和异步电机。
在现代化工业生产过程中,为了实现各种生产工艺过程,需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转,可以采用气动,液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单﹑调节性能好﹑耗损小﹑经济,能实现远距离控制和自动控制等一系列优点,因此大多数生产机械都采用电力拖动。
按照电动机的种类不同,电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。
纵观电力拖动的发展过程,交、直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在
交流电出现以前,直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式,19世纪末期,由于研制出了经济实用的交流电动机,致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用,但随着生产技术的发展,特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步,对电力拖动在起动,制动,正反转以及调速精度与范围等静态特发。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求,所以20世纪以来,在可逆,可调速与高精度的拖动技术领域中,相当时期内几乎都是采用直流电力拖动,而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。
虽然直流电动机具有调速性能优异这一突出特点,但是由于它具有电刷与换向器(又称整流子),使得他的故障率较高,电动机的使用环境也受到了限制(如不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用),其电压等级,额定转速,单机容量的发展也受到了限制。所以,在20世纪60年代以后,随着电力电子技术的发展,半导体交流技术的交流技术的交流调速系统得以实现。尤其是70年代以来,大规模集成电路和计算机控制技术的发展,为交流电力拖动的广泛应用创造了有利条件。诸如交流电动机的串级调速,各种类型的变频调速,无换向器电动机调速等,使得交流电力拖动逐步具备了调速范围宽,稳态精度高,动态响应快以及在四象限做可逆运行等良好的技术性能,在调速性能方面完全可与直流电力拖动媲美。除此之外,由于交流电力拖动具有调速性能优良,维修费用低等优点,因此它今后将广泛应用于各个工业电气自动化领域中,并逐步取代直流电力拖动而成为电力拖动的主流。
经历了100多年的技术发展,电动机自身的理论基本成熟。随着电工技术的发展,对电能的转换、控制以及高效使用的要求越来越高。电磁材料的性能不断提高,电工电子技术的广泛应用,为电动机的发展注入了新的活力。
未来电动机将会沿着单位功率体积更小、机电能量转换效率更高、控制更灵活的方向继续发展。一批“巨无霸’ 电机、一批”光怪陆奇“电机将同时展现在世人眼前。电动机工作原理
目前较常用的主要是交流电动机,它可分为两种:
1、三相异步电动机。
2、单相交流电动机。第一种多用在工业上,而第二种多用在民用电器上。下面以三
相异步电动机为例介绍其基本工作原理。
下图2-1所示为一台三相笼型异步电动机的示意图。在定子铁心里嵌放着对称的三相绕组U1-U2、V1-V2、W1-W2。转子槽内放有导条,导条两端用短路环短接起来,形成一个笼型的闭合绕组。定子三相绕组可接成星形,也可以接成三角形。
图2-1 三相笼型异步电动机的示意图
由旋转磁场理论分析可知,如果定子对称三相绕组被施以对称的三相电压,就有对称的三相电流流过,并且会在电机的气隙中形成一个旋转的磁场,这个磁场的转速n1称为同步转速,它与电网的频率f1及电机的磁极对数p的关系为: n1=60 f1/p 转向与三相绕组的排列以及三相电流的相序有关,图中U、V、W相以顺时针方向排列,当定子绕组中通人U、V、W相序的三相电流时,定子旋转磁场为顺时针转向。由于转子是静止的,转子与旋转磁场之间有相对运动,转子导体因切割定子磁场而产生感应电动势,因转子绕组自身闭合,转子绕组内便有电流流通。转子有功电流与转子感应电动势同相位,其方向可由”右手发电机定则“确定。载有有功分量电流的转子绕组在定子旋转磁场作用下,将产生电磁力F,其方向由”左手电动机定则"确定。电磁力对转轴形成一个电磁转距,其作用方向与旋转磁场方向一致,拖着转子顺着旋转磁场的旋转方向旋转,将输入的电能变成旋转的
机械能。如果电动机轴上带有机械负载,则机械负载随着电动机的旋转而旋转,电动机对机械负载做了功。
综上分析可知,三相异步电动机转动的基本工作原理是:(1)三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场。(2)转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流;
(3)转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用,从而形成电磁转距,驱使电动机转子转动。电动机的运行维护
3.1电动机启动前的准备
为了保证电动机正常安全地启动,一般启动前应作好下述准备:
(1)检查电源是否有电,电压是否正常,若电源电压过高或过低,都不宜启动。(2)启动器是否正常,如零部件有无损坏,使用是否灵活,触头接触是否良好,接线是否正确、牢固等。
(3)熔丝规格大小是否合适,安装是否牢固,有无熔断或损伤。(4)电动机接线板上接头有无松动或氧化。
(5)检查传动装置,如皮带轻紧是否合适,连接是否牢固,联轴器的螺丝、销子是否紧固等。
(6)传动电动机转子和负载机械的转轴,看其转动是否灵活。
(7)检查电动机及启动电器外壳是否接地,接地线有无断路,接地螺丝是否松动、脱落等。
(8)搬开电动机周围的杂物并清除机座表面灰尘、油垢等。(9)检查负载机械是否妥善地作好了启动准备。
(10)对正常运行中的绕线式电动机,应经常观察电动机滑环有无偏心摆动现象;观察滑环的火花是否发生异常现象。滑环上碳刷是否要更换。
3.2 起动时注意的问题
(1)接通电源后,如果电动机不转,应立即切断电源,绝不能迟疑等待,更不能带电检查电动机发故障,否则将会烧毁电动机和发生危险。
(2)启动时应注意观察电动机、传动装置、负载机械的工作情况,以及线路上的电流表和电压表的指示,若有异常现象,应立即断电检查,待故障排除后,载行启动。
(3)利用手动补偿器或手动星三角启动器启动电动机时,特别要注意操作顺序。一定要先将手柄推到启动位置,待电动机转速稳定后再拉到运转位置,防止误操作造成设备和人身事故。
(4)同一线路上的电动机不应同时启动,一般应由大到小逐台启动以免多太电动机同时启动,线路上电流太大。电压降低过多,造成电动机启动困难引起线路故障或使开关设备跳闸。
(5)启动时,若电动机的旋转方向反了,应立即切断电源,将三相电源线中的任意两相互换一下位置,即可改变电动机转向。
3.3 电动机运行中的监视
电动机在运行时,值班工作人员可以通过仪表和感觉器官监视其运行情况,以便及早发现问题,减少或避免故障的发生。因此要注意:(1)监视电动机的温度;(2)监视电动机的电流;(3)监视电动机的电压。
3.4 电动机运行中的注意事项
注意传动装置的检查
电动机运行时要随时注意查看皮带轮或联轴器有无松动,传动皮带是否有过紧、过松的现象等,如果有,应停车上紧或进行调整。
注意轴承的工作情况
电动机运行中应注意轴承声响和发热情况。若轴承声音不正常或过热,应检查润滑情况是否良好和有无磨损。
注意交流电动机的滑环或直流电动机的换向器火花
电动机运行中,电刷与换向器或滑环之间难免出现火花。如果所发生的火花大于某一规定限度,尤其是出现放电性的红色电弧火花时,将产生破坏作用,必须及时加以纠正。电动机的定期检查和保养
为了保证电动机正常工作,除了按操作规程正确使用,运行过程中注意监视和维护外还应进行定期检查和保养。间隔时间可根据电动机的类型、使用环境决定。主要检查和保养项目如下:
(1)及时清除电动机机座外部的灰尘、油泥,如使用环境灰尘较多,最好每天清扫一次。
(2)经常检查接线板螺丝是否松动或烧伤。
(3)定期测量电动机的绝缘电阻,若使用环境比较潮湿更应经常测量。(4)定期用煤油清洗轴承并更换新油(一般半年更换一次),换油时不应上满,一般占油腔的1/2~1/3,否则,容易发热或甩出,油要从一面加人,可以把没有清洗干净的杂质,从另一面挤出来。
(5)定期检查启动设备,看触头和接线有无烧伤,氧化,接触是否良好等。(6)绝缘情况的检查。绝缘材料的绝缘能力因干燥程度不同而异,所以保持电动机绕组的干燥是非常重要的。
(7)除了按上述几项内容对电动机定期维护外,运行一年后要大修一次。大修的目的在于,对电动机进行一次彻底、全面的检查、维护,增补电动机缺少、磨损的元件,彻底清除电动机内外的灰尘、污物,检查绝缘情况,清洗轴承并检查其磨损情况。对电动机轴电流的分析及防范
在电动机运行过程中,如果在两轴承端或电机转轴与轴承间有轴电流的存
在,那么对于电机轴承的使用寿命将会大大缩短。轻微的可运行上千小时,严重的甚至只能运行几小时,给现场安全生产带来极大的影响。同时由于轴承损坏及更换带来的直接和间接经济损失也不可小计。
轴电压和轴电流的产生
轴电压是电动机两轴承端或电机转轴与轴承间所产生的电压,其产生原因一般有以下几种:
逆变供电产生轴电压
电动机采用逆变供电运行时,由于电源电压含有较高次的谐波分量,在电压脉冲分量的作用下,定子绕组线圈端部、接线部分、转轴之间产生电磁感应,使转轴的电位发生变化,从而产生轴电压。
静电感应产生轴电压
在电动机运行的现场周围有较多的高压设备,在强电场的作用下,在转轴的两端感应出轴电压。
轴电流的防范
针对轴电流形成的根本原因,一般在现场采用如下防范措施:
(1)在轴端安装接地碳刷,以降低轴电位,使接地碳刷可靠接地,并且与转轴可靠接触,保证转轴电位为零电位,以此消除轴电流。
(2)为防止磁不平衡等原因产生轴电流,往往在非轴伸端的轴承座和轴承支架处加绝缘隔板,以切断轴电流的回路。
(3)为了避免其他电动机附件导线绝缘破损造成的轴电流,往往要求检修运行人员细致检查并加强导线或垫片绝缘,以消除不必要的轴电流隐患。
小 结
由于这种电动机的发展及广泛的应用,它的使用、保养和维护工作也越来越重要。本文主要介绍了电动机技术发展及现状、工作原理、电动机的运行维护。
推广中国的高效率电动机是非常有必要的。但是在日常使用过程中如何去维护好,其影响可见一斑。本文着重从电动机的技术发展及现状、工作原理、运行维护进行了初略的探讨和分析。论文的撰写过程中,翻阅了各种相关的资料,同
时也增进了对电机的认识。将之前的理论学习与电机的实用与维护联系起来,对电机的实时操作也有了更深的了解。
在这里,我首先要由衷地感谢老师一年来的教导。正是在老师耐心的讲解和指导帮助下,我的论文才得以顺利完成。同时也感谢同学给予的真诚关怀,在此向他们致以诚挚的谢意!
参考文献
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[8] 孔祥东 王益群主编.控制工程基础[M].武汉:机械工业出版社,2008。[9] 顾绳谷.电机及拖动基础[M].北京:机械工业出版社,2004。[10] 辜承林等编著.电机学[M].重庆:华中科技大学出版社,2004。
第三篇:电动机教案
【课题】电动机
【教学目标】 1.知识与技能
①了解磁场对通电导线的作用;
②初步认识科学与技术、社会之间的关系。2.过程与方法
经历制作模拟电动机的过程,通过实验方法探究直流电动机的结构和工作原理。
3.情感、态度与价值观
通过了解物理知识如何转化成实际技术应用,进一步提高学生学习科学技术知识和应用物理知识的兴趣。【重点、难点】 重点:
①通电导线在磁场中受到力的作用,力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关;
②直流电动机的能量转化。
难点:
电动机能够持续转动的原因。【教学环节】
复习提问:
奥斯特实验说明了什么? 新课引入: 引导学生举出尽可能多的用电器,从这些用电器中找到使用电动机的用电器。出示电动机模型,提出问题: 电动机是如何工作的?
新课教学
一、通电导体在磁场中的作用 提出问题:
通电导体与磁场之间到底有什么作用?
引导学生进行猜想,设计实验,进行实验验证。1.通电导体在磁场中受到力的作用
设计实验 观察:
(1)未闭合开关时,导体在磁场中的情况;(2)未加磁场时,通电导体的情况;
(3)闭合开关,观察导体在磁场中的情况 提出问题:
从上述现象,你可以获得什么样的结论? 小结:通电导体在磁场中会受到力的作用。
2.通电导体在磁场中受到力的方向与电流方向和磁场方向有关 引导学生讨论通电导体在磁场中的运动方向与什么因素有关 引导学生进行实验设计,引导学生观察:
(1)改变电流方向对于通电导体在磁场中的运动方向的影响(2)改变磁场方向对于通电导体在磁场中的运动方向的影响
(3)同时改变磁场的方向和通入电流的方向对于通电导体在磁场中的运动方向的影响
小结:通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。
二、通电线圈在磁场中的作用 提出问题:
通电导体在磁场中受到力的作用会运动,那么通电线圈在磁场中又会受到什么作用?
演示实验探究
小结:通电线圈在磁场中会扭转 提出问题:
怎么样才能让线圈在磁场中转起来?
引导学生进行讨论,注意分析线圈的受力变化,引导学生找到办法。演示实验:让线圈在磁场中连续转动
三、电动机 1.电动机的构造
⑴定子:固定不动的部分 ⑵转子:能够转动的部分 2.换向器 说明:直流电动机的换向器的作用,注意利用课件和实物进行说明 小结: 作用:通过改变通入线圈的电流的方向来改变通电导体在磁场中的运动方向,使线圈在磁场中不停地转动。3.电动机的工作原理
提出问题:
电动机的工作原理是什么?
电动机的工作原理:通电线圈在磁场中会转动。4.电动机的能量转化
提出问题:能量怎样转化? 小结:电能转换成机械能。
5.电动机的应用:引导学生举例 小结:
知识小结:
一、通电导体在磁场中的作用 1.通电导体在磁场中受到力的作用
2.通电导体在磁场中受到力的方向与电流方向和磁场方向有关
二、通电线圈在磁场中的作用:使线圈转动
三、电动机 1.电动机的构造 2.换向器
3.电动机的工作原理 4.电动机的能量转化
电动机的应用 方法小结:
1.思维程序:提出问题——猜想——实验检验——得出结论——实际应用 2.研究方法:控制变量法、转换法。
作业:动手动脑学物理:1.2.4.