課題三電磁基礎知識教案編號26模塊四步進電動機的原理與應用課時數2教學目標【知識目標】理解步進電動機的工作原理與應用【技能目標】能識別汽車常用電機的類型【情感目標】具有對科學的求知欲，樂于探究求真，不畏困難的耐勞精神，善于觀察，勤于分析的科學精神，具有創新、樂于實踐精神教學重點步進電動機的工作原理與應用難點步進電動機的工作原理課前準備教師準備步進電機學生預習步進電動機的原理與應用教學方法①講授法②比較分析、發現法③視頻演示法作業布置教學反思教學內容或教學過程教學設計意圖一、課程思政三分鐘二、新課導入步進電動機是將電脈沖激勵信號轉換成相應的角位移或線位移的離散值控制電動機，這種電動機每當輸入一個電脈沖就動一步，所以又稱脈沖電動機三、新課講授1、什么是步進電機？步進電動機將輸入的脈沖電信號變換為階躍的角位移或直線位移，給一個脈沖信號，電動機前進一步，因此稱為步進電動機。1、控制系統的基本要求①在電脈沖的控制下，步進電動機能迅速起動、正反轉、制動和停車；②調速范圍寬廣；③步進電動機的步距角要小，步距精度要高，不丟步不越步；④工作頻率高、響應速度快。2、步進電動機的分類①按其工作方式不同：可分為功率步進電動機和伺服步進電動機兩類。②按勵磁方式的不同：可分為反應式、永磁式和感應子式三類。2、步進電動機的組成？反應式步進電動機的結構，如圖4-37所示。分別由定心、控制繞組、轉子組成。定心：定子鐵心為凸極結構，由硅鋼片迭壓而成。在面向氣隙的定子鐵心表面有齒距相等的小齒。控制繞組：定子每極上套有一個集中繞組，相對兩極的繞組串聯構成一相。步進電動機可以做成二相、三相、四相、五相、六相、八相等。轉子：轉子上只有齒槽沒有繞組，系統工作要求不同，轉子齒數也不同。圖4-37反應式步進電動機的結構3、步進電動機是如何工作的？單段三相反應式步進電動機的工作原理可以由圖4-38三相單三拍反應式步進電動機的工作原理圖來分析說明。圖4-38三相單三拍反應式步進電動機的工作原理圖在步進電動機的三相繞組中以A→B→C→A的順序輪流通入直流電流，下面分析通電情況下轉子的運動情況。1、當A相繞組通電時，氣隙中生成以A—A為軸線的磁場。在磁阻轉矩的作用下，轉子轉到使1、3兩轉子齒與磁極A—A對齊的位置上。如果A相繞組不斷電，1、3兩轉子齒就一直被磁極A—A吸引住而不改變其位置，即轉子具有自鎖能力。如圖4-38（A）所示。2、當A相繞組斷電、B繞組通電時，氣隙中生成以B—B為軸線的磁場。在磁阻轉矩的作用下，轉子又會轉動，使距離磁極B—B最近的2、4兩轉子齒轉到與磁極B—B對齊的位置上（此時所需轉矩最小）。如圖4-38（B）所示。轉子轉過的角度為：式中：指步距角，即控制繞組改變一次通電狀態后轉子轉過的角度；指拍數,即通電狀態循環一周需要改變的次數；指轉子齒數。3、當B相繞組斷電、C相繞組通電時，會使3、1兩轉子齒與磁極C—C對齊，轉子轉過的角度也為30°。如圖4-38（C）所示。可見，當步進電動機的3個控制繞組以A→B→C→A的順序不斷地輪流通電時，步進電動機的轉子就會沿ABC的方向一步一步地轉動。改變控制繞組的通電順序，如改為A→C→B→A的通電順序，則轉子轉向相反。以上通電方式中，通電狀態循環一周需要改變3次，每次只有單獨一相控制繞組通電，稱之為三相單三拍運行方式。四、練習與檢測1、什么是步進電動機？步進電動機由哪些部分組成？2、汽車上哪些地方用到步進電動機