电机与变压器教案

课题名称 《电机与变压器》绪论 授课章节   授课日期   授课班级 13机电5 授课时数 2 教学 启发式、头脑风暴法等 教学目标 知识目标 1、通过教学使学生掌握电机在国民经济中的地位；电机的主要类型；我国电机工业发展概况 2、了解学习本课程的方法及需要的基础知识 能力目标 方法能力： 多举例，帮助学生触类旁通 社会能力：小组合作锻炼团结协作的能力 教学对象 学习基础比较差，学习主动性不强。 教材分析及处理 本门课程比较深，大胆的尝试多引用，以类比的方式改变同学们的认识层面。 教学重点与难点 重点：电机在国民经济中的地位 难点：学习本课程所需要的基础知识 教学准备                   教学环节 教学内容与过程 师生活动 教学方法 意图   一、电机在国民经济中的作用 电能是现代主要的能源，而电机是与电能的生产、传输和使用紧密相关的能量转换装置，它不仅是工业、农业、交通运输业、国防工业、IT技术产业的重要设备，而且在日常生活中的应用也越来越广泛。 人类早期使用的原动力是畜力、水力和风力，后来发明了蒸汽机、柴油机、汽油机，十九世纪发明了电动机 电动机有以下优点： （1）电机的效率高，运行经济； （2）电能的传输和分配比较方便； （3）电能容易控制。 二、电机的主要类型 电机的型式和种类很多，但其工作原理都是基于电磁感应定律和电磁力定律，电机的分类方法很多，按功能进行分类，可分为： （1）发电机 将电能转换为机械能 （2）电动机 将机械能转换为电能 （3）变压器 将电能变换为不同等级的电能 （4）控制电机 作为控制系统中的元件                 教学环节 教学内容与过程 师生活动 教学方法 设计意图   三、课程性质、任务和内容 性质：是一门专业基础课。它是将“电机学”、“电力拖动”和“控制电机”等课程有机结合而成的一门课。 任务：掌握各电机的基本结构和工作原理以及电力拖动系统的运行性能、基本分析计算、电机选择方法。 内容：直流电机、直流电动机的电力拖动、变压器、三相交流异步电动机、三相交流异步电动机的电力拖动、单相异步电动机、同步电机、电动机的选择控制电机等。 四、课程特点 课程特点：理论性强，应用性强。涉及的基础理论和实际知识面广，是电学、磁学、动力学、热学等学科知识的综合，所以理论性较强。而用理论分析各种电机及拖动的实际问题时，必须结合电机的具体结构、采用工程观点和工程分析方法。在掌握基本理论的同时，还要注意培养学生的实验操作技能和计算能力，因此实践性也较强。       教学环节 教学内容与过程 师生活动 教学方法 设计意图   五、学习方法 学习时应注意以下几点： 1）抓主要矛盾，抓本质，忽略次要因素。 2）抓基本概念、原理和主要特性。 3）良好的学习方法，如对比学习，找出各种电机的共性和特点，加深理解。 4）理论联系实际，重视实验和到工厂实践。 5）把电机视为拖动系统中的一个器件来学习，不宜过多地耗时于电机的内部电磁关系。                 教学组织 引入自动化程度较高的军事尖端应用及日常生活常见的设备工作状况，分析电机的应用，结合我们的专业，启发学生的学习热情，开发学生的学习兴趣。     课后记 学生现、不足、今后改进等     课题名称 变压器的结构及其分类 授课章节 1.1 授课日期   授课班级 13电5 授课时数 2 教学方法 启发式、头脑风暴法、归纳法、小组合作学习法等 教学目标 知识 目标 变压器的定义、用途和分类 能力目标 方法能力：培养学生的观察能力 社会能力：培养团结协作能力 教学对象分析   教材分析及处理 了解变压器的结构及分类 教学重点与难点 重点：变压器结构 难点： 教学准备 小型变压器一个，改锥钳子各一把。                 教学环节 教学内容与过程 师生活动 教学方法 设计意图   一、变压器结构 1、铁心------铁柱和铁軛 按铁心结构分心式变压器、壳式变压器。 2、绕组 材质：铜线或铝线材质。 绕制方式：同心式绕组，交叠式绕组。 3、附件 （1）油箱和冷却装置 （2）储油柜 （3）安全气道 （4）气体继电器 （5）吸湿器 （6）调压分接开关 （7）绝缘套管 （8）测温装置 二、变压器分类 变压器有很多类型，可按其用途、绕组结构、铁心结构、相数、调压方式、冷却方式、容量等进行分类。 结构见课件图片               教学组织流程 拆开小型变压器看结构 ↓ 核心结构：铁心、绕组 ↓ 打开课件看电力变压器结构 ↓ 了解变压器分类 课后记 学生表现、不足、今后改进等 课题名称 变压器的基本工作原理 授课章节 1.2 授课日期   授课班级 13机电5 授课时数 2 教学方法 启发式、头脑风暴法、归纳法等 教学目标 知识目标 1、变压器的结构 2、变压器的工作原理 能力目标 方法能力：培养学生分析能力 社会能力：团结协作能力，归纳总结能力 教学对象分析   教材分析及处理 观察结构，看工作视频，分析讨论工作原理 教学重点与难点 重点：变压器的工作原理 难点：变压器的工作原理 教学准备                   教学环节 教学内容与过程 师生活动 教学方法 设计意图   一、变压器工作原理 变压器以原、副绕组能同时链过铁心中同一变化磁通的特有结构，利用电磁感应原理，将原绕组吸收电源的电能传送给副绕组所连接的负载——实现能量的传送，使匝数不同的原、副绕组中感应出大小不等的电动势——实现电压等级变换，这就是变压器的基本工作原理。 二、变压器的空载运行 1、变压比： 通过选用不同于原绕组匝数N1的副绕组匝数N 2，便可使副绕组的电压u2不等于原绕组的电压u1，k称为变压器的变压比，其大小是由变压器的结构参数N1, N2所决定的。                 教学环节 教学内容与过程 师生活动 教学方法 设计意图   2、变流比 3、变阻抗 三、变压器的作用 变压、变流、变阻抗                 教学组织流程   课后记 学生表现、不足、今后改进等     课题名称 变压器的外特性和电压调整率 授课章节 1.3 授课日期   授课班级 13电5 授课时数 2 教学方法 启发式、头脑风暴法、归纳法、小组合作学习法等 教学目标 知识目标 变压器的外特性； 变压器的电压调整率。 能力目标 方法能力：培养学生的分析能力 社会能力： 教学对象分析   教材分析及处理   教学重点与难点 重点：变压器的外特性 难点： 教学准备                   教学环节 教学内容与过程 师生活动 教学方法 设计意图   一、 变压器的外特性 1、 =1，纯电阻电路 2、 >1，纯电感电路 3、 <1，纯电容电路 二、变压器的电压调整率 电压调整率是表征电网电压的稳定性，是变压器的主要性能指标之一。一定程度上反映了供电的质量，他与变压器参数及负载性质有关。                 教学组织流程   课后记 学生表现、不足、今后改进等     课题名称 变压器的空载试验和短路试验 授课章节 1.4 授课日期   授课班级 13电5 授课时数   教学方法 启发式、头脑风暴法、归纳法、小组合作学习法等 教学目标 知识目标 1、 变压器空载试验测参数 2、 变压器的短路试验 能力目标 方法能力：培养学生分析能力 社会能力： 教学对象分析   教材分析及处理   教学重点与难点 重点： 难点： 教学准备                   教学环节 教学内容与过程 师生活动 教学方法 设计意图   一、空载试验 试验目的：确定变压器的变比k、铁损耗pFe和励磁阻抗zm。 为便于测量仪表的选用、确保试验安全，空载试验在低压边进行。将高压边开路，在低压边加电压为额定值U2N、频率为额定值的正弦交变电源，测出开路电压U10、空载电流I20、空载损耗p0。                 教学环节 教学内容与过程 师生活动 教学方法 设计意图   二、短路试验 目的：是确定变压器的铜损耗 、短路阻抗 。 短路试验在高压边进行，将低压端短接，高压边交流电源，缓慢升压至I1＝I1N时停止，测出短路电压U1s、短路电流I1s、短路损耗ps。短路电压U1s相对于额定电压U1N来说很小，故磁通 很小，铁损pFe很小，有有 铜损为原、副铜损之和                 教学组织流程   课后记 学生表现、不足、今后改进等     课题名称 变压器的损耗和效率 授课章节 1.5 授课日期   授课班级 13机电5 授课时数 2 教学方法 小组合作学习法、竞赛激励法、任务法等 教学目标 知识目标 1、理解变压器的损耗 2、掌握变压器的效率含义 能力目标 方法能力：培养学生分析问题的能力 社会能力：锻炼学生的团队协作能力 教学对象分析 学习兴趣不浓，缺乏积极探究的主动性 教材分析及处理 变压器损耗和效率是变压器经常讨论的，结合浅显的案例帮助同学们理解是教学关键。 教学重点与难点 重点：掌握两种损耗 难点：效率的意义 教学准备                   教学环节 教学内容与过程 师生活动 教学方法 设计意图 提问 新课 1、变压器的组成主要是那两部分？？ 绕组 铁心 2、绕组和铁心都是什么材质的？ 绕组-----铜线 铁心-----铁材质 一、变压器的损耗 1、铁损耗PFe、 PFe=P0=常数 2、铜损耗PCu 来自绕组，损耗由一、二次绕组损耗组成。 二、变压器的效率 1、效率意义 因为有损耗，能量不能完全传输，会出现损耗，功率就有了有功功率P1和输出有功功率P2 2、效率的公式 η= ×100% 师质疑 竞赛激励法 任务法讨论法 小组合作学习 培养学生归纳总结 奖励分吸引学生 调动学生参与           教学组织流程   课后记   课题名称 变压器的铭牌 授课章节 1.6 授课日期   授课班级 13机电5 授课时数 2 教学方法 小组合作学习法、展示法、任务法等 教学目标 知识目标 3、了解变压器意义参数 4、掌握变压器的铭牌意义 能力目标 方法能力：培养学生的分析能力，观察能力 社会能力：锻炼学生的团队协作能力 教学对象分析 学习兴趣不浓 教材分析及处理 联系手机所贴标识，引入新课，提炼变压器的几个重要工作指标，确定铭牌应具备标识。 教学重点与难点 重点： 难点： 教学准备 手机铭牌的照片，展示变压器，几个变压器铭牌的照片                   教学环节 教学内容与过程 师生活动 教学方法 设计意图 引入 新课 重要内容 一、引入 展示自己的手机，打开后盖，看铭牌标识，讨论标识含义。 同学们展示自己的手机，看铭牌标识，看参数。 二、展示变压器 1、变压器展示，看铭牌 分组讨论，总结标出参数 标出参数的意义 标出参数的意义 （1） 型号及系列 S 9 - 80 / 10 （2）额定容量SN （3）额定电压U1N、 U2N （4）额定电流I1N、 I2N （5）额定频率fN （6）短路电压UK （7）温升 三、看变压器铭牌照片，总结标识参数 师生讨论 合作学习 任务法 展示法 小组合作学习 培养学生归纳能力 吸引学生 调动学生参与           教学组织流程 以手机铭牌引入教学 展示变压器，观察讨论其标注铭牌 展示更多的变压器铭牌照片，总结参数意义 课后记       课题名称 三相变压器的磁路结构 授课章节 2.1 授课日期   授课班级 13机电5 授课时数   教学方法 小组合作学习法、展示法、任务法等 教学目标 知识目标 三相变压器组的磁路； 三相心式变压器的磁路； 三相五柱式铁心结构。 能力目标 方法能力：培养学生的观察能力 社会能力：锻炼学生的团队协作能力 教学对象分析 学习兴趣不浓 教材分析及处理 教材本节课内容枯燥，教师以竞赛形式调动学生的积极性 教学重点与难点 重点： 难点： 教学准备                 教学环节 教学内容与过程 师生活动 教学方法 设计意图 引入 新课 三相交流电无论在经济、技术上都有极大的优越性，所以现代电力系统都采用三相交流电，为此三相交流变压器被广泛应用。它可以由三个单相变压器连接组成，称为三相组式变压器。但大多数均采用三相合为一体的三相芯式变压器，因为它体积小，经济性也好。 一、三相变压器的磁路结构 1．三相组式变压器的磁路 它的三个单相变压器铁心磁路是各自独立的，只要三相电压平衡，则磁路也是对称一样的，每只变压器可作为单相变压器来分析。 2．三相芯式变压器的磁路 三相芯式变压器有三个铁心柱，供三相磁通Φ 、Φv、Φw分别通过。在三相电压平衡时，磁路也是对称的，总磁通Φ =Φ +Φv +Φw=0，所以就不需要另外的铁心来供参总通过。类似于三相对称电路中省去中线一样，这样就大量节省了铁心的材料。但由于中间铁心磁路短一些，造成三相磁路不平衡，使三相空载电流也略有不平衡，但大变压器的空载电流Io很小，影响不大。由于三相芯式变压器体积小，经济性好，所以被广泛使用。 师生讨论 合作学习 任务法 展示法 小组合作学习 培养学生归纳能力 吸引学生 调动学生参与