電機(jī)與控制電子教案5其他類(lèi)型的電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介

1、【課題】第五章其他類(lèi)型的電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介新授課【教學(xué)目標(biāo)】1知識(shí)目標(biāo)：了解日用電器中使用的其他類(lèi)型電動(dòng)機(jī)（三相異步電動(dòng)機(jī)、單相同步電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)）的基本結(jié)構(gòu)、原理和應(yīng)用。2能力目標(biāo)：能夠?qū)θ粘Ｊ褂秒娖髦械碾妱?dòng)機(jī)的類(lèi)別進(jìn)行判別，并能夠了解他們的工作原理，為故障維修打下理論基礎(chǔ)。3情感目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，鍛煉實(shí)際分析能力，培養(yǎng)動(dòng)手能力?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】日常使用電器中的電動(dòng)機(jī)的類(lèi)別判別。【教學(xué)難點(diǎn)】三相異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理?！窘虒W(xué)方法】讀書(shū)指導(dǎo)法、分析法、演示法、練習(xí)法?！菊n時(shí)安排】2課時(shí)（90分鐘）?！窘虒W(xué)過(guò)程】導(dǎo)入（3分鐘） 提問(wèn)： 以前介紹過(guò)的幾種

2、電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及其工作原理。新課 第一節(jié)單相同步電動(dòng)機(jī)提問(wèn)：異步電動(dòng)機(jī)名稱(chēng)的由來(lái)？同步：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速相同。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是恒定的，具有絕對(duì)硬的機(jī)械特性。應(yīng)用于電鐘、定時(shí)器、傳真機(jī)、電唱機(jī)、錄音機(jī)等要求轉(zhuǎn)速恒定、計(jì)時(shí)或記錄較精準(zhǔn)的的電器中。按定子結(jié)構(gòu)分：電容式和罩極式。（看視頻或動(dòng)畫(huà)）按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分：永磁式、反應(yīng)式和磁滯式。思考題：同步與異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)原理有何不同？同步電動(dòng)機(jī)如何獲得運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力？一、永磁式同步電動(dòng)機(jī)1原理：永磁式同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由永久磁鋼制成凸極式, 當(dāng)定子繞組通入單相交流電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí), 轉(zhuǎn)子永久磁場(chǎng)將產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相同的磁極數(shù), 從而被定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)拖動(dòng)同步旋轉(zhuǎn)。下圖所

3、示為兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)原理。2起動(dòng)方式：異步式起動(dòng)和自起動(dòng)。3應(yīng)用：日用電器的電動(dòng)定時(shí)程控器中。二、反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)1轉(zhuǎn)子：用軟磁性材料制成凸極式，轉(zhuǎn)子本身無(wú)磁性，磁性由定子磁化而來(lái)。故稱(chēng)“反應(yīng)式”。2原理：如圖，定子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子異步起動(dòng)，轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子被磁化產(chǎn)生磁極，當(dāng)磁場(chǎng)軸線與轉(zhuǎn)子縱軸同向時(shí)，磁通路徑最短，磁阻最?。划?dāng)轉(zhuǎn)子與同步轉(zhuǎn)速不同時(shí)，形成夾角，磁阻增大，根據(jù)刺痛總是趨近磁阻最小路徑的原理，轉(zhuǎn)子縱軸與旋轉(zhuǎn)軸線重合，從而使轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)。又稱(chēng)“磁阻式”同步電動(dòng)機(jī)。3應(yīng)用：電鐘、自動(dòng)記錄裝置、復(fù)印機(jī)等設(shè)備。三、磁滯式同步電動(dòng)機(jī)1原理：由磁滯轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩共同驅(qū)動(dòng)旋

4、轉(zhuǎn)。2特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、機(jī)械強(qiáng)度好、適于高速旋轉(zhuǎn)、起動(dòng)電流小、電磁噪音低；但重量、體積大、價(jià)格高、效率和功率因數(shù)較低。3應(yīng)用：恒速傳動(dòng)裝置、自動(dòng)控制系統(tǒng)。應(yīng)用于儀表、電鐘、電唱機(jī)、錄音機(jī)、傳真機(jī)等。第二節(jié)步進(jìn)電機(jī)一般的電動(dòng)機(jī)都是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的, 而步進(jìn)電機(jī)是一步一步地轉(zhuǎn)動(dòng), 因此稱(chēng)為“步進(jìn)”電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)是一種把電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械位移(角度位移或直線位移)的執(zhí)行元件, 因此又被稱(chēng)為“脈沖電動(dòng)機(jī)” 。步進(jìn)電機(jī)不是作為動(dòng)力設(shè)備, 而是作為控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件屬于“控制電機(jī)” 一類(lèi)。目前步進(jìn)電機(jī)在數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化儀表、計(jì)算機(jī)設(shè)備、辦公自動(dòng)化設(shè)備中應(yīng)用越來(lái)越廣泛, 而且往往成為這些設(shè)備中的關(guān)鍵元

5、件。如在計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備和辦公自動(dòng)化設(shè)備中的打印機(jī)、傳真機(jī)的送紙機(jī)構(gòu)、打印頭等大多采用永磁式步進(jìn)電機(jī), 而在軟、硬盤(pán)的磁頭驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中, 大多采用混合式步進(jìn)電機(jī)。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)則多用于數(shù)控系統(tǒng)中。一、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) 下圖為反應(yīng)式步進(jìn)機(jī)的原理圖，從圖中可以看出，定子上有六個(gè)均勻分布的磁極，上繞控制繞組。轉(zhuǎn)子為四個(gè)凸極。當(dāng)U相串繞通入電脈沖時(shí)，慈利是轉(zhuǎn)子鐵心齒1、3與U軸線U1U2對(duì)齊，如圖a ，當(dāng)V相通入電脈沖時(shí)，同樣道理，2、4與V相繞組軸線V1V2對(duì)齊。類(lèi)推，UVWU按順時(shí)針?lè)较蛞徊讲睫D(zhuǎn)動(dòng)。脈沖信號(hào)頻率越高，轉(zhuǎn)速就越快。思考題：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)如何反轉(zhuǎn)？二、永磁式和混合式步進(jìn)電機(jī)1永磁式：其定子與反應(yīng)

6、式步進(jìn)電機(jī)相似，轉(zhuǎn)子用永磁材料制成。轉(zhuǎn)子與定子的磁極數(shù)相同。角矩為，如圖（a）所示。2混合式：如圖（b）所示，混合式步進(jìn)機(jī)其定子分成若干磁極，每個(gè)磁極上有小齒，饒有控制繞組。轉(zhuǎn)子由磁鋼和兩端鐵心制成。兩段鐵心裝在磁鋼的兩段柄互錯(cuò)半個(gè)齒距，與轉(zhuǎn)子磁鋼N極相連的鐵心呈N極，與磁鋼S極相連的鐵心呈S極。磁極不同，又互錯(cuò)半齒，故定子繞組通電時(shí)，定子磁動(dòng)勢(shì)與兩段轉(zhuǎn)子鐵心產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩同向?；旌鲜讲竭M(jìn)機(jī)具有功耗小、運(yùn)行平衡、步距精度高等特點(diǎn)。練習(xí)：習(xí)題與思考題一、填空題 1.3.5三、簡(jiǎn)答題和思考題 3.5作業(yè)：習(xí)題與思考題一、填空題 2.4二、選擇題 15 三、簡(jiǎn)答與思考題 1.2.4板書(shū)：第一節(jié)單相同步電動(dòng)機(jī)一、永磁式同步電動(dòng)機(jī)二、反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)三、磁滯式同步電動(dòng)機(jī)第二節(jié)步進(jìn)電機(jī)一、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)二、永磁式和混合式步進(jìn)電機(jī)本章小結(jié)1單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)可以交直兩用，故稱(chēng)交直兩用（通用）電動(dòng)機(jī).2勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，他們通過(guò)交流電時(shí)，兩電流同時(shí)改變，電磁轉(zhuǎn)矩方向不變，電動(dòng)機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。3單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)有較軟的機(jī)械特性，起動(dòng)性能好，轉(zhuǎn)速高，過(guò)載能力強(qiáng)， 調(diào)速性能較好。但不允許空載起動(dòng)、換向火花大，電磁干擾大、運(yùn)行振動(dòng)和噪音大等缺點(diǎn)。4單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)主要用