项目四任务2 直流电机控制电路原理与应用.docx

教案

课题章节

任务2直流电机控制电路原理与应用

课型

专业课

课时

4

教具学具

电教设施

多媒体教室、资源库、

教

学

目

标

知识教学点

能知道直流电机的基本结构与工作原理；

能够理解直流电机的转速控制原理工；

能够知道直流电机在新能源汽车上的应用。

能力培养点

能够正确使用直流电机控制实训板、直流电机转速控制实训板；

能够通过直流电机控制实训板、直流电机转速控制实训板实操掌握其原理。

能够通过实训使用示波器测量直流电机控制电路波形变化，做出正确分析。

德育渗透点

万事开头难，做人事事情，从开头就要做好

教学重点难点

重点

直流电机的转速控制原理

难点

直流电机的转速控制原理

学法引导

讲授法、讨论法；通过系统介绍引发学生兴趣，给出资料学生获取信息，然后应用所获信息解决问题

教学内容更新、补充、删节

增加近年来的新知识及新的发展动态，删除过时信息

参考资料

课后体会

教与学互动设计

教师活动内容

学生活动内容

时间

课程介绍:

课堂：20%作业（课堂笔记）：20%考试：60%

学习目标：

1.能知道直流电机的基本结构与工作原理；

2.能够理解直流电机的转速控制原理工；

3.能够知道直流电机在新能源汽车上的应用。

4.能够正确使用直流电机控制实训板、直流电机转速控制实训板；

5.能够通过直流电机控制实训板、直流电机转速控制实训板实操掌握其原理。

6.能够通过实训使用示波器测量直流电机控制电路波形变化，做出正确分析。析。

学习任务描述：

新能源汽车一般采用电子助力转向装置，该装置的动力源是直流电机。根据驾驶员的驾驶意图，并且收集转向、车速、扭矩等信息，由控制模块完成直流电机的转向控制和转速控制，保证汽车在低速转向行驶时轻便灵活，高速转向行驶时稳定可靠。

本实训通过搭建电路，学习直流电机的转速控制方式和转向控制方式，并通过规范的操作，养成良好的职业素养。

知识讲授：

知识链接1：直流电机的结构

直流电机的结构主要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，其主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。

运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩，是直流电机进行能量转换的机构，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。

知识链接2：直流电机的工作原理

由于转子两侧有一对磁极产生磁场，直流电源通过电刷向转子供电。当转子中的线圈通有电流时，两侧导线就会受到磁场的作用力，方向依左手定则判断。转子受到磁场的作用力从而会旋转，当旋转90度后，换向器改变了转子内线圈的电流方向，于是导线框会持续旋转下去。

知识链接3：直流电机的特点

直流电机具有良好的调速特性、转矩比较大而且受电磁干扰影响的小。但是其复杂的机械结构限制了电机体积进一步的缩小，尤其内部电刷和换向器的滑动接触极容易造成机械磨损和火花，使直流电动机的可靠性下降、寿命短和保养维护工作量大。

知识链接4：直流电机的转速控制原理

控制电源周期性地通断，给电机提供一个脉冲电源。脉冲宽度越大，提供给电机的平均电压越大，电机转速就越高。反之亦然，脉冲宽度越小，提供给电机的平均电压越小，电机转速就越低。因此，通过改变脉冲的宽度，从而间接控制电机的转速。

知识链接5：直流电机在新能源汽车上的应用

直流电机有非常广泛的应用，例如电动车窗升降、电动雨刮和电动座椅等等，都是由直流电机实现的功能。现今新能源汽车来都使用电子助力转向，该转向系统通过控制电机输出相应大小的扭矩和方向，从而产生辅助动力，使转向系统更加轻便，响应速度更加快捷。

技能训练：

一、技能训练项目

本次的实训项目为直流电机控制电路原理与应用实训

二、实训组织

1、6-7人一组

2、实习、学习指导（教师分工）

教师负责实训室进行操作示范，指导完成相关学习任务

三、使用设备

直流电机控制实训板、直流电机转速控制实训板、可调电压锂电池模块、三通道示波器、直流电压表、连接导线等

四、实施步骤

实训一：直流电机控制原理实训

1、实训积木板的认知

2、实训设备检查与准备

3、识读电路图

4、电路搭建及验证

（1）探究电机正转状态下，电机两端电压的特点。

（2）探究电机反转状态下，电机两端电压的特点。

（3）探究电机正转状态下，控制信号的特点

（4）探究电机反转状态下，控制信号的特点。

实训二：直流电机转速控制原理实训

1、实训积木板的认知

2、实训设备检查与准备

3、识读电路图

4、电路搭建及验证

（1）使用示波器测量UCA；UBC;和UAB端子，调节可调电阻控制电机转速，观察现象

（2）使用示波器测量转速脉冲信号，调节可调电阻控制电机转速，观察现象

五、安全和纪律要求

1、穿好工作