《电机与电气控制》实训课程教案

1 电机与电气控制技术 2 教学 构思 教材分析： 本书是教育部中等职业教育示范专业规划教材 电一体化、电器及有关专业类似课程的教材 。涉及的主要内容有 变压器、三相异步电动机、直流电机、常用控制电机、常用低压电器、电气控制电路基本环节、典型设备的电气控制、组合机床的电气控制、电气控制系统设计等。 从教学难度上来讲，变压器及其相关计算、直流电动机原理及控制、 PLC 控制技术难度比较大，且使用实习不多。常用低压电气、 电动机 控制技术、 组合车床电气控制使用率较 高，难度相当较低，且我校的实验实习能够满足其实习需要。 教学对象： 本书主要针对的是 09 春风电（ 1）班、 09 春风电（ 2）班三年级的学生和 09机电二年级的学生。 09 机电班级有 31 名学生，大部分来自外地（兰州东面），学习兴趣较浓，且暂时不牵扯就业，本书为两学期教学任务。上一学期已经完成一部分。但该班级整周实习较多，本学期主要侧重上机模拟实习和实习室操作台操作。 09 春风电（ 1）班、 09 春风电（ 2）三年级的学生共计 70 余人，很可能本学期内就面临就业，以前没有上过该课程 ，且学生对学习相对松懈，计划本书教学一学期。 主要平时侧重习惯的养成，理论侧重完成作业和绘图任务，实习主要侧重电动机控制部分的操作。 教学安排： 1、 09 春风电（ 1）班、（ 2）班、 09 机电教学进度统一。 2、前四周侧重理论学习，以后以实验实习为主，中间穿插上机模拟操作练习。 3、 09 春风电（ 1）班、（ 2）班需要补充上一学期的部分重点内容。 教学 大纲 ： 1、 了解中间继电器、时间继电器、行程开关、万能转换开关等低压电器的结构、工作原理及接线要求； 2、 理解用时间继电器控制的电动机 Y降压起动电路的结构与工作原理； 3、 理解用速度继电器控制电动机反接 制动电路的结构与工作原理； 4、 了解三相笼型异步电动机变极调速控制电路的结构与工作原理； 5、 了解 6140 车床电气控制电路结构与工作原理，并能分析其典型故障。 6、会正确拆卸和装配常用开关类电器、熔断器、接触器、启动器、继电器和主令电器，会检查和排除其常见故障。 7、会在电路板上安装三相笼型异步电动机用接触器辅助触点作联锁且带过载保护的单相运转控制电路，并能排除典型故障。 8、会在电路板上安装用接触器辅助触点作联锁和按钮转换的笼型电动机可逆运转控制电路，并能排除典型故障。 3 电机与电气控制 实训室 规章制 度 一、 学生必须按规定的时间参加实训课，不得迟到早退或无故缺课。 二、 实训前必须认真预习实训内容，明确实训目的、原理、方法和步骤。 三、 学生进入实训室必须衣着整洁，保持安静，遵守实训室各项规章制度，严禁高声喧哗、吸烟、随地吐痰或吃零食，禁止将小说、扑克、 MP3 等与实训无关的东西带进实训室，不得随意动用与本实训项目无关的仪器。 四、 进入实训室后，找到位置对号入座，按照仪器仪表工具的编号对号使用，不得随意调换，每次操作完成后，由每组的小组长检查无损坏后，统一在指定 的位置放好，方便下次使用。 五、 先听指导教师讲解实训目的、原理、方法、步骤以及注意事项，学生明白后方可进行实训。实训中应严格遵守仪器设备操作规程，认真观察和分析现象，如实记录实验数据，独立分析实验结果，认真完成实验报告。 六、 实训中要爱护实训仪器设备，注意安全，节约水、电、元件等消耗材料，凡违反操作规程或不听从指挥而造成事故、损坏仪器设备者，必须写出书面检讨，并按学校有关规定赔偿损失。 七、 实训中若发生仪器故障或其他事故，应立即切断相关电源、水源等，停止操作，保持现场，报告指 导教师，待查明原因或排除故障后，方可继续进行实验。 八、 实训完毕后，应及时关闭总电源、打扫卫生、关好门窗，将所用仪器设备、工具等进行清理和归还，经指导教师同意后，方可离开实训室。 九、 凡实训项目成绩考核不及格者，需重做实训项目，直到该项目成绩考核合格，才能进入下一个项目的实训 十、 在仪器设备管理中，禁止任何形式的私自转让、丢弃等行为。不得将实训室的仪器仪表、电子元件、工具等私自带出实训室，若有特别需要应向指导老师申请登记后方可借出。 十一、 借出的仪器设备如出现损坏、遗失等 问题，要按照学校的标准赔偿损失。收取的费用用于补偿仪器设备损坏、遗失的损失。 十二 、实习人员要有 有高度的安全意识，注意人身安全，防止触电事故的发生。 4 电机与电气控制技术实训室 “六禁止”： 1、 禁止 在实习室内追逐打闹。 2、 禁止偷拿实习导线及器材。 3、 禁止串组，乱坐座位。 4、 禁止将实验导线乱甩，打人。 5、 禁止不按要求乱接导线，未经教师许可开启电源。 6、 禁止两人坐一椅子或多人挤坐。 学生进实训室 “四 必备 ” ： 1、 必备课本、笔、直尺、作业、图纸。 2、 必备凳子，每人一个。 3、 值日生必备抹布、扫把、桶子等清洁 工具。 4、 各实训台必备抹布、万用表。 学生实训过程要求： 1、 教师讲解过程：要求认真听讲，做好笔记。 2、 学生共同讨论过程：积极发言，群策群力。 3、 学生个人练习过程：接线人员声音宏亮，表达清楚，接线准确，其余学生退后一米安静观望，禁止议论指点。 4、 教师考核过程：考核人员等待指令，限时接线。其余学生预习准备 ，禁止走动 。 学生综合成绩评价标准： 1、 综合成绩由四部分构成： （ 1）、期中成绩 20% （ 2）、期末成绩 30% （ 3）、平时成绩 30% （ 4）、作业成绩 20% 2、平时成绩一学期安四次计算，每次 10 分制。 3、作业成绩按优、良、中、差、不做五个层次积分，分值依次为 +1、 +0.5、 0、-0.5、 -1、 -2 计算。 5 教学计划表 每周授课 4 课时，全学期以 15周计划共计 60 课时 课 题 计划课时 预计周时 起止时间 备注 1、 变压器基础知识 4 1 2.28 3、 4 2、三相异步电动机 4 2 3、 7 3、 11 3、 刀开关、低压断路器 4 3 3.14 3.18 4、 熔断器、接触器 4 4 3.21 3.25 5、 继电器 4 5 3.28 4、 1 机动 4 6 4、 4 4、 8 6、 并励 直流电动机起动调速控制 4 7 4.11 4.15 7、测定 变压器的参数和外特性 4 8 4.18 4.22 8、 测定电动机的参数和工作特性 4 9 4.25 4.29 机动 4 10 5、 2 5、 6 9、 测定电动机的参数和工作特性 4 11 5、 9 5.13 10、 三相电动机的负载特性测试 4 12 5.16 5.20 11、 电动机点动、长动控制线路 4 13 5.23 5.27 机动 4 14 5.30 6、 3 12、 电动机正反转控制线路的应用 4 15 6、 7 6.10 13、 顺序控制和时间控制线路 4 16 6.14 6.17 14、 电动机 Y- 启动控制线路 4 17 6.21 6.24 15、 C 620 型车床的电气控制线路 4 18 6.28 7、 1 期末考试 4 19 7、 4 7、 8 放假 4 20 7.11 7.15 6 理论教学教案一： 变压器基 础知识 教学 目标： 1、了解变压器的工作原理及分类； 2、了解电源变压器的特性参数和特殊变压器的特性参数； 3、掌握变压器基本结构，及各部分的作用； 4、了解变压器的运行特性。 教学重点： 变压器结构及各部分的作用 教学难点： 变压器原理及运行特性分析。 教学过程： 一 、导入新课：变压器是当代社会不可或缺的变电设备，在现代经济建设中起着发电到用电的中间桥梁作用。 二 、 变压器的工作原理 ： 变压器 -利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件 。 变压器 可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能 电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。 与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组 与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组 一次绕组的 二次绕组的 电压相量 U1 电压相量 U2 电流相量 I1 电流相量 I2 电动势相量 E1 电动势 相量 E2 匝数 N1 匝数 N2 同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为 m , 该磁通量称为主磁通 三、 变压器的结构简介 1、 铁心 铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，厚度为 0.35 或 0.5 mm， 表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成 铁心分为铁心柱和铁轭俩部分，铁心柱套有绕组；铁轭闭合磁路之用 。 铁心结构的基本形式有心式和壳式两种 2、 绕组 绕组是变压器的电路部分， 它是用纸包的绝缘扁线或圆线绕成 。 四 、变 压器的 分类： 变压器是一种静止电机，它可以将一种电压的电能转换为另一种电压的电能。 7 变压器分类及用途 （ 1）、按用途分类： 电力变压器：电力系统传输电能的升压变压器 /降压变压器 /配电变压器等。 电炉变压器 (专用 ) ： 给电炉 (如炼钢炉 )供电 电焊变压器 (专用 ) ： 给电焊机供电。 整流变压器 (专用 )： 给直流电力机车供电。 仪用变压器：用在测量设备中。 电子变压器：用在电子线路中。 （ 2）、按 类型 分类： 按相数分：单相 /三相 /多相等 按绕组数：双绕组 /自耦 /三绕组 /多绕组 铁心形式：心 式 /壳式 冷却方式：干式 /油浸式等 五 、 电源变压器的特性参数 1、 工作频率 变压器铁 芯 损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。 2、 额定功率 在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。 3、 额定电压 指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。 4、 电压比 指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。 5、 空载电流 变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电 流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。对于 50Hz 电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。 6、 空载损耗 指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗（铜损），这部分损耗很小。 7、 效率 指次级功率 P2 与初级功率 P1 比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大，效率就愈高。 8、 绝缘电阻 表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。 教师小结 ： 作业布置： 1、阐述 变压器的工作原理？ 2、 变压器由哪几部分构成，各有何作用？ 3、 什么是变压器的运行特性？ 8 理论教学教案 二 ： 三相异步电动机 教学目标： 1、 掌握 三相异步电动机的工作原理； 2、 认识三相异步电动机的结构级各部分的作用； 3、掌握 三相异步电动机电动机的启动、调速、制动知识。 教学重点： 三相异步电动机的启动、调速、制动 教学难点： 三相异步电动机的启动、调速、制动原理的理解。 教学过程： 前提测评： 1、变压器由哪几部分构成，各有何作用？ 2、变压器的主要参数有哪些？ 3、作业点评：作业优秀人员，差的人员，未能及时上交作 业的人员？ 教学过程： 一 、导入新课： 异步电机主要用作电动机，去拖动各种生产机械。例如，在工业方面，用于拖动中小型轧钢设备、各种金属切削机床、轻工机械、矿山机械等；在农业方面，用于拖动水泵、脱粒机、粉碎机以及其它农副产品的加工机械等；在民用电器方面的电扇、洗衣机、电冰箱、空调机等也都是用异步电动机拖动的。 二 、新授： 1、三相异步电动机电动机的工作原理： 当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速 n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以 n1转速旋转，转子导 体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。 通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三相定子绕组（各相差 120 度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应 电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。 2、结构及各部分的作用： 定子 （ 1） 、定子铁心 作用：电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。 构造：定子铁心一般由 0.350.5 毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁心的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组。 (2)、定子绕组 作用：是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。 构造：由三个 在空间互隔 120 电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接 9 而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。 定子绕组的主要绝缘项目有以下三种： A、 对地绝缘：定子绕组整体与定子铁心间的绝缘。 B、 相间绝缘：各相定子绕组间的绝缘。 C、 匝间绝缘：每相定子绕组各线匝间的绝缘。 （ 3） 、机座 作用：固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用。 构造：机座通常为铸铁件，大型异步电动机机座一般用钢板焊成，微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增 加散热面积，防护式电机的机座两端端盖开有通风孔，使电动机内外的空气可直接对流，以利于散热。 转子（旋转部分） （ 1） 、三相异步电动机的转子铁心： 作用：作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。 （ 2） 、三相异步电动机的转子绕组 作用：切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。 构造：分为鼠笼式转子和绕线式转子。 三相异步电动机的其它附件 （ 1） 、端盖：支撑作用。 （ 2） 、轴承：连接转动部分与不动部分。 （ 3） 、轴承端盖：保护轴承。 （ 4） 、风扇：冷却电动机。 3、电动机的启动： 电动机启动方式包括：全压直接启动、自耦减压起动、 y- 起动、软起动器、变频器。其中软启动器和变频器启动为潮流。 （ 1）、 全压直接起动： 用于小功率电动机的起动， 适用于小于 11kw 的电动机。 （ 2） 、 自耦减压起动：利用自耦变压器的多抽头减压。 （ 3）、 y- 起动：在起动时将定子绕组接成星形，待起动完毕后再接成三角形，这样的起动方式称为星三角减压起动，或简称为星三角起动。 （ 4）、 软起动器：这是利用了可控硅的移相调压原理来实现电动机的调压起动。 （ 5）、 变频 器：通过改变电网的频率来调节电动机的转速和转矩 4、电动机的制动和调速：（自学） 教师小结：总结本节课重点、难点以及在课堂教学中存在的问题，并提出注意事项整改方法。 四、作业： 1、电动机由哪几部分构成，各有何作用？ 2、简述电动机的工作原理？ 3、电动机常见的启动方式有哪些，各有何特点？ 10 理论教学教案 三 ： 常用低压电气 教学目标： 1、 掌握 低压电气的分类依据及分类 ； 2、 认识 刀开关，掌握刀开关的作用、结构及图形符号 ； 3、认识低压断路器开关，掌握低压断路器的作用、结构及图形符号。 教学重点： 常用 低压电气的图形符号、用途及工作原理 教学难点： 低压断路器的工作原理 。 教学过程： 前提测评： 1、变压器由哪几部分构成，各有何作用？ 2、变压器的主要参数有哪些？ 3、作业点评：作业优秀人员，差的人员，未能及时上交作业的人员？ 教学过程： 一、 低压电器 的分类： 1按用途或控制对象分类 （ 1）配电电器：主要用于低压配电系统中。 （ 2）控制电器：主要用于电气传动系统中。 2按动作方式分类 （ 1）自动电器：外来信号的作用，自动完成接通或分断等动作。 （ 2）手动电器：用手动操作来进行切换的电器。 3按触点类型 分类 （ 1）有触点电器：利用触点的接通和分断来切换电路 。 （ 2）无触点电器：无可分离的触点。 4按工作原理分类 （ 1）电磁式电器：根据电磁感应原理动作的电器。 （ 2）非电量控制电器：依靠外力或非电量信号（如速度、压力、温度等）的变化而动作的电器。 二、 刀开关 又称闸刀开关或隔离开关，它是手控电器中最简单而使用又较广泛的一种低压电器 。 1、作用： 刀开关在电路中的作用是：隔离电源，以确保电路和设备维修的安全；分断负载，如不频繁地接通和分断容量不大的低压电路或直接启动小容量电机。 2、 结构及图形符号： 由静插座 、 手柄、 动触刀、 铰链支座和绝缘底板组成。 刀开关在低压电路中用于不频繁接通和分断电路， 或用来将电路与电源隔离。按极数不同刀开关分单极（单刀）、 双极（双刀）和三极（三刀）三种。 QS QS 单刀 三刀 3、组合开关： 组合开关又称转换开关， 是手动控制电器。 它是一种凸轮式的作旋转运动手柄静插座动触刀铰链支座绝缘底板单刀 三刀QS(a) (b)手柄静插座动触刀铰链支座绝缘底板三刀QS(a) (b) 11 的刀开关。 组合开关主要用于电源引入或 5.5 kW 以下电动机的直接起动、 停止、 反转、 调速等场合。 三 、低压断路器： 低压断路器又称自动空气开关、 自动空气断路器或自动开关， 它是一种半自动开关电器。 当电路发生严重过载、 短路以及失压等故障时， 低压断路器能自动切断故障电路， 有效保护串接在它后面的电气设备。 在正常情况下， 低压断路器也可用于不频繁接通和断开的电路及控制电动机。 1、塑料外壳式低压断路器又称装置式低压断路器或塑壳式低压断路器， 一般用作配电线路的保护开关、 电动机及照明线路的控制开关等。它主要由触头系统、 灭弧装置、 自动与 手动操作机构、 外壳、 脱扣器等部分组成。 根据功能的不同， 低压断路器所装脱扣器主要有电磁脱扣器（用于短路保护）、 热脱扣器（用于过载保护）、 失压脱扣器、 过励脱扣器以及由电磁和热脱扣器组合的复式脱扣器等。 脱扣器是低压断路器的重要部分， 可人为整定其动作电流。 2、塑壳式低压断路器工作原理： 其中， 触头 2 合闸时， 与转轴相连的锁扣扣住跳扣 4， 使弹簧 1 受力而处于储能状态。 正常工作时， 热脱扣器的发热元件 10 温升不高， 不会使双金属片弯曲到顶动 6 的程度； 电磁脱扣器 13的线圈磁力不大， 不能吸住 12 去拔动 6， 开关处于正常供电状态。 如果主电路发生过载或短路， 电流超过热脱扣器或电磁脱扣器动作电流时， 双金属片11 或衔铁 12 将拨动连杆 6， 使跳扣 4 被顶离锁扣 3， 弹簧 1 的拉力使触头 2分离切断主电路。 当电压失压和低于动作值时， 线圈 9 的磁力减弱， 衔铁 8受弹簧 7 拉力向上移动， 顶起 6 使跳扣 4 与锁扣 3 分开切断回路， 起到失压保护作用。 3、框架式低压断路器 框架式低压断路器又叫万能式低压断路器， 主要用于 40 100 kW 电动机回路的不频繁全压起动， 并起短路、 过载、 失压保护作用。 其操作方式有 手动、 杠杆、 电磁铁和电动机操作四种， 额定电压一般为 380 V， 额定电流有 204000 A 若干种。 常用的框架式低压断路器有 DW 系列等， 其所有零部件都安装在框架上， 它的热脱扣器、 电磁脱扣器和失压脱扣器等保护原理与塑壳式相同。 低压断路器 教师小结：总结本节课重点、难点以及在课堂教学中存在的问题，并提出注意事项整改方法。 四、作业： 1、 绘制单刀、三刀开关 ？ 2、 绘制低压断路器，并说明低压断路器是如何实现过载、过流、以及电流不平衡保护的 ？ 3、 刀开关、组合开关有何区别，简要说明它们的 用途用 ？ ( a ) ( b )动触头自 由 脱 扣 器电 磁 脱 扣 器按钮热脱扣器 接线柱静触头( c )QF( d ) 12 理论教学教案 四 ： 熔断器、 控制按钮、 接触器 教学目标： 1、 掌握 熔断器的组成、选用原则、理解工作原理 ； 2、 掌握控制按钮的作用、工作特点 ； 3、 掌握接触器的工作原理、图形符号 。 教学重点： 熔断器、控制按钮、接触器的工作原理 教学难点： 控制按钮、接触器触点的状态转变 。 教学过程： 前提测评： 1、变压器由哪几部分构成，各有何作用？ 2、变压器的主要参数有哪些？ 3、作业点评：作业优秀人员，差的人员，未能及时上交作业的人员？ 教学过程： 一、熔断器： 1、熔断器的构成：是一种最简单有效的保护电器。 在使用时， 熔断器串接在所保护的电路中， 作为电路及用电设备的短路和严重过载保护， 主要用作短路保护。 熔断器主要由熔体（俗称保险丝）和安装熔体的熔管（或熔座）两部分组成。 熔体由易熔金属材料铅、 锌、 锡、 银、 铜及其合金制成， 通常制成丝状和片状。 熔管是装熔体的外壳， 由陶瓷、 绝缘钢纸制成， 在熔体熔断时兼有灭弧作用。 2、熔断器的工作原理：熔断器的熔体与被保护的电路串联， 当电路正常工作时， 熔体允许通过正常大小的电流而不熔断。 短路或严重过载时， 熔体中流过很大的故障电流， 产生的热量达 到熔体的熔点时， 熔体熔断并切断电路， 从而达到保护电路的目的。 FU 熔断器 3、熔断器的选用原则：在照明和电热电路中选用的熔体额定电流应等于或略大于保护设备的额定电流， 而保护电动机的熔体为了防止在起动时被熔断， 又能在短路时尽快熔断， 一般可选用熔体的额定电流约等于电动机额定电流的（ 1.5 2.5）倍 二、按钮： 1、控制按钮的作用及工作原理： 又称控制按钮， 也是一种简单的手动开关， 通常用于发出操作信号， 接通或断开电流较小的控制电路， 以控制电流 较大的电动机或其他电气设备的运行。它由按钮帽、 动触点、 静触点和复位弹簧等构成。 将按钮帽按下时， 下面一对原来断开的静触点被桥式动触点接通， 以接通某一控制电路； 而上面一对原来接通的静触点则被断开， 以断开另一控制回路。手指放开后， 在弹簧的作用下触点立即恢复原态。 原来接通的触点称为常闭触点， 原来断开的触点称为常开触点。 因此， 当按下按钮时， 常闭触点先断， 常开触点后通； 而松开按钮时， 常开触点先断， 常闭触点后通。 2、控制按钮的区分及图形符号： 为了标明各个按钮的作用， 避免误操作， 通常将按钮帽做成不同的颜色， (b)(a)(c) (d)(e)v 13 以示区别。 按钮帽的颜色有红、 绿、 黑、 黄、 蓝等， 一般用红色表示停止按钮， 绿色表示起动按钮。 SB SB 三、交流接触器： 1、交流接触器的定义及图形符号： 交流接触器是利用电磁吸力来接通和断开电动机或电源到负载的主电路的自动电器。图形符号如下： 2、交流接触器的组成： 交流接触器主要由电磁铁和触点两部分组 成， 当电磁铁线圈通电后， 吸住动铁心（也称衔铁）， 使常开触点闭合， 因而把主电路接通。 电磁铁断电后， 靠弹簧反作用力使动铁心释放， 切断主电路。 3、接触器的触点系统： 交流接触器的触点分为两类， 一类接在电动机的主电路中， 通过的电流较大， 称作主触点； 另一类接在控制电路中， 通过的电流较小， 称为辅助触点。主触点断开瞬间， 触点间会产生电弧烧坏触点， 因此交流接触器的动触点都做成桥式， 有两个断点， 以降低当触点断开时加在断点上的电压， 使电弧容易熄灭。 在电流较大的接触器的主触点上还专门装有 灭弧罩， 其外壳由绝缘材料制成， 里面的平行薄片使三对主触点相互隔开， 其作用是将电弧分割成小段， 使之容易熄灭。 4、 接触器的选用： 在选用接触器时， 应注意它的额定电流、 线圈电压及触点数量等。 接触器的额定电压是指吸引线圈的额定电压， 额定电流是指主触点的额定电流。 教师小结：总结本节课重点、难点以及在课堂教学中存在的问题，并提出注意事项整改方法。 四、作业： 1、 如何计算熔断器的容量 ？ 2、 绘制控制按钮、接触器的图形符号 ？ 3、 接触器的触点系统由那几部分构成，各有何作用 ？ 按钮帽弹簧静触点桥式动触点常开触点常闭触点SB( a ) ( b )按钮帽弹簧静触点桥式动触点常开触点常闭触点SB( a ) ( b )( a ) ( b )线圈弹簧线圈常闭触头常开触头( c )KM主触点辅助触点 14 理论教学教案 五 ： 继电器 教学目标： 1、 认识继电器的种类及工作方法； 2、 掌握 各类 继电器的图形符号， 工作原理。 教学重点： 继电器的图形符号及 工作原理 教学难点： 继电器 触点的状态转变 及工作原理的理解 。 教学过程： 前提测评： 1、 控制照明电路选用的熔断器规格如何确定 ？ 2、 绘制接触器的图形符号，标明各部分的名称及作用 ？ 3、作业点评：作业优秀人员，差的人员，未能及时上交作业的人员？ 教学过程： 一、 热继电器 ： 1、热继电器的作用： 电动机在工作时， 当负载过大、 电压过低或发生一相断路故障时， 电动机的电流都要增大， 其值往往 超过额定电流。 如果超过不多， 电路中熔断器的熔体不会熔断， 但时间长了会影响电动机的寿命， 甚至烧毁电动机， 因此需要有过载保护。 热继电器用于电动机的过载保护， 它是利用电流热效应使双金属片受热后弯曲， 通过联动机构使触点动作的自动电器。 2、热继电器的结构： 它由发热元件、 双金属片、 触点及一套传动和调整机构组成。 发热元件是一段阻值不大的电阻丝， 串接在被保护电动机的主电路中。 双金属片由两种不同热膨胀系数的金属片辗压而成。 图中所示的双金属片， 下层一片的热膨胀系数大， 上层的小。 当电动机过载时 ， 通过发热元件的电流超过整定电流， 双金属片受热向上弯曲脱离扣板， 使常闭触点断开。 由于常闭触点是接在电动机的控制电路中的， 它的断开会使得与其相接的接触器线圈断电， 从而接触器主触点断开， 电动机的主电路断电， 实现了过载保护。 热继电器 3、热继电器的选用： 热继电器动作后， 双金属片经过一段时间冷却， 按下复位按钮即可复位。 热继电器的主要技术数据是整定电流。 整定电流是指长期通过发热元件而不致使热继电器动作的最大电流。 当发热元件 中通过的电流超过整定电流值的 20时， 热继电器应在 20 分钟内动作。 热继电器的整定电流大小可通过整定电流旋钮来改变。 选用和整定热继电器时一定要使整定电流值与电动机的额定电流一致。 二、 时间继电器 ： I I发热元件双金属片常闭触点复位按钮弹簧扣板发热元件常开触点常闭触点( a ) ( b )FR 15 在生产中， 经常需要按一定的时间间隔来对生产机械进行控制。这类自动控制称为时间控制。 时间控制通常是利用时间继电器来实现的 。 时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理实现触头延时接通或断开的自动控制电器， 其种类很多， 常用的有电磁式、 空气阻尼式、 电动式和晶体管式等。 这里仅介绍通电延时的空气阻尼式时间 继电器和晶体管式时间继电器。 1 空气阻尼式时间继电器 ： 空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼原理获得延时的， 它由电磁机构、 延时机构、 触头三部分组成。 时间继电器 2 晶体管式时间继电器 ： 晶体管式时间继电器也称为半导体式时间继电器， 它主要利用电容对电压变化的阻尼作用作为延时环节而构成。 其特点是延时范围广， 精度高， 体积小， 便调节， 寿命长， 是目前发展最快、 最有前途的电子器件。 三、 速度继电器 1、速度继电器的组成： 速度 继电器主要用作笼型异步电动机的反接制动控制， 所以也称反接制动继电器。它主要由转子、 定子和触头三部分组成。 转子是一个圆柱形永久磁铁， 定子是一个笼形空心圆环， 由硅钢片叠成， 并装有笼型绕组。 2、 速度继电器工作原理： 速度继电器转子的轴与被控电动机的轴相连接， 而定子空套在转子上。 当电动机转动时， 速度继电器的转子随之转动， 定子内的短路导体便切割磁场， 产生感应电动势， 从而产生电流。 此电流与旋转的转子磁场作用产生转矩， 于是定子开始转动。 当转到一定角度时， 装在定子轴上的摆锤推动 簧片动作， 使常闭触头分断， 常开触头闭合。 当电动机转速低于某一值时， 定子产生的转矩减小， 触头在弹簧作用下复位 教师小结：总结本节课重点、难点以及在课堂教学中存在的问题，并提出注意事项整改方法。 四、作业： 1、 绘制时间继电器的图形符号，并说明其工作类型 ？ 2、 通用继电器的图形符号，说明与接触器的区别 ？ 3、 绘制热继电器、速度继电器的图形符号，说明热继电器的工作原理 ？ ( a ) ( b )或通电延时常开触头或常闭触头或断电延时或瞬时动作 通 电 延 时 线 圈 断 电 延 时 线 圈( c )KT123456 78 91011121 线圈；2 反 作 用 弹 簧 ；3 衔铁；4 铁心；5 弹簧片；6 瞬时触头；7 杠杆；8 延时触点；9 调节螺钉；10 推板；11 推杆；1 2 宝塔弹簧( a )( b )n n KS( c )1 连接头； 2 端盖；3 定子； 4 转子；5 可 动 支 架 ； 6 触点；7 胶 木 摆 杆 ； 8 簧片；9 静触头； 1 0 绕组；11 轴11410789675 4 3 21 16 试验实训教案 1： 并励 直流电动机起动调速控制 课程 名称 电机与电气控制 技术 学时 4 序号 1 授课 班级 09 级机电、 09 春 风电（ 1）、（ 2）班 日期 任课教师 课题 并励 直流电动机起动调速控制 教学 目标 能力目标： 专业能力： 1、了解电机实验基本要求及安全操作注意事项。 2、了解电机实验室的仪器设备及电源布置。 3、掌握直流电机的基本接线方法和实际操作方法。 关键能力 ： 1.能够向大家介绍简单的 并励 直流电动机 原理性知识，锻炼良好的表达能力 ； 2.能互相配合，具有团队协作能力 ； 3.能养成很好 的自学能力 。 应用性知识目标： 1.熟练掌握基本 电气控制元件 ； 2.掌握 直流电机的基本控制方法 ； 3.熟练掌 握 直流电机启动与调速方法。 训练项目 （任务） 1.通过给出引导性问题，独立查阅相关资料进行问题的解答与学习； 2.阅读直流电机控制电路 图。 教学媒体准备 1.电力拖动训练 装置； 2.多媒体教学设备、教学课件、视频教学资料； 3.实训记录单。 教学 过程 引导性问题： 1、 直流电机的原理 2、 直流电机的调速方法 3、 直流电机控制电路图的绘制方法 4、试验接线图： 试验器材： 1、直流电动机 1 台 2、起动器 1 台 17 3、滑线变阻器 1 只 4、电流表 1 只 5、电压表 1 只 6、转速表 1 只 7、电工工具 若干 时间安排：课时（ 4） 1.准备 10 2.接线与检查 40 3.试验、调试、读数、记录 80 4.填写试验报告，分析数据 20 5.试验小结 10 试验步骤： 1、接线 按上图接线， 2、启动操作 3、操作 反转 4、调速操作 5、记录试验参数，填写试验报告 表 1 n If（ mA） 表 2 n Ua Ra 6、试验总结，同学生们互相交流 18 试验实训教案 2： 测定单相变压器的参数和外特性 课程 名称 电机与电气控制 技术 学时 4 序号 2 授课 班级 09 级机电、 09 春风电（ 1）、（ 2）班 日期 任课教师 课题 测定单相变压器的参数和外特性 教学 目标 能力目标： 专业能力： 1 测试单相变压器的变比。 2 测试单相变压器的空载损耗和励磁参数。 3 测试单相变压器的额定铜损耗和短路参数 4 测试单相变压器的外特性。 。 关键能力： 1.能够向大家介绍简单 相变压器 原理性知识，锻炼良好的表达能力； 2.能互相配合，具有团队协作能力； 3.能养成很好 的自学能力。 应用性知识目标： 1.熟练掌握 单相 变压器的结构 ； 2.掌握 单相 变压器的原理 ； 3.熟练 单相 变压器的试验方法 。 训练项目任务） 1.通过给出引导性问题，独立查阅相关资料进行问题的解答与学习； 2.阅读 单相变压器 控制电路图。 教学媒体准备 1.电力拖动训练装置； 2.多媒体教学设备、教学课件、视频教学资料； 3.实训记录单。 教学 过程 引导性问题： 1、 单相 变压器 的原理 2、 单相 变压器 的调 速方法 3、 单相 变压器试验 电路图的绘制方法 4、试验接线图： 图 1 单相变压器空载试验工作电路 19 图 2 单相变压器短路试验工作电路 图 3 单相变压器负载试验工作电路 试验器材： 1 单相交流可调电源。 2 单相变压器一台。 3 功率表一块。 4 交流电压表和交流电流表各两块 5 万用表一块。 6 导线若干。 时间安排：课时（ 4） 1.准备 10 2.接线与检查 40 3.试验、调试、读数、记录 80 4.填写试验报告，分析数据 20 5.试验小结 10 试验步骤： 1、接线 连接单相变压器空载试验的工作电路 2、 通电测试空载试验数据 3、 单相变压器空载试验数据 表 1：单相变压器空载试验 4、单相变压器短路试验工作电路 。按上图 2 接线并在表中记录参数 20 表 2：单相变压器短路试验工作电路 5、单相变压器负载试验 表 3：单相变压器电阻性负载的外特性 UI=_V 6、注意事项 ： 1）变压器必须接人可调交流电源，不可直接施加额定电 源电压。 2 ）在实训过程中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。空载试验与短路试验时，电压表与电流表的相对位置是不同的，功率表的接法也不同。 3）短路试验通电前，一定要检查电源电压是否调到零位。调节电压要缓慢，以防电路出现过流的危险。 4）短路试验测量要快，否则线圈发热会引起电阻变化，影响测量精度。 5 测试电阻性负载的外特性时，要严格保持电源输人电压不变。每次负载改变时都要调节电源输人电压，使 u , = UIN 。 7、技能训练考核评分记录表 8、试验总结，同学生们互相交流 21 试验实训教案 3： 测定三相异步电动机的参数和工作特性 课程 名称 电机与电气控制 技术 学时 4 序号 3 授课 班级 09 级机电、 09 春风电（ 1）、（ 2）班 日期 任课教师 课题 测定三相异步电动机的参数 测试 教学 目标 能力目标： 专业能力： 1 测定三相异步电动机的参数。 2 用直接负载法测取三相异步电动机的工作特性。 关键能力： 1.能够向大家介绍简 三相异步电动机 原理性知识，锻炼良好的表达能力； 2.能互相配合，具有团队协作能力； 3.能养成很好 的自学能力。 应用性知识目标： 1.熟练掌握 三相异步电动机 的结构； 2.掌握 三相异步电动机 的原理； 3.熟练 三相异步电动机 的试验方法。 训练项目 （任务） 1.通过给出引导性问题，独立查阅相关资料进行问题的解答与学习； 2.阅读直流电机控制电路图。 教学媒体准备 1.电力拖动训练装置； 2.多媒体教学设备、教学课件、视频教学资料； 3.实训记录单。 教学 过程 引导性问题： 1、 三相异步电动机 的原理 2、 三相异步电动机 的调速方法 3、 三相异步电动机 试验电路图的绘制方法 4、 三相异步电动机的参数和工作特性试验接线 图 ： 三相异步电动机试验参考电路 22 试验器材： 1 三相调压交流电源和直流励磁电源各一套。 2 三相笼形转子异步电动机一台。 3 校正直流发电机一台。 4 功率表两块、交流电压表和电流表各一块。 5 直流电流表两块。 6 万用表和转速表各一块。 7 导线若干。 时间安排：课时（ 4） 1.准备 10 2.接线与检查 40 3.试验、调试、读数、记录 80 4.填写试验报告，分析数据 20 5.试验小结 10 试验步骤： 1.空载试验 l ）按上图接线。异步电动机绕组为 接法（ UN=220V ) ，直接与测速发电机同轴连接，负载电机 MG 不接。 2 ）把交流调压器调至电压最小位置，接通电源开关 S1，逐渐升高电压，使电动机启动旋转，观察电动机旋转方向。如转向不符合要求，则切断电源，调整相序，使电机旋转方向符合要求。 3 ）保持电动机在额定电压下空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。 4 ）调节电压由 1 .2 倍额定电压开始逐渐降低电压，直至电流显著增大为止。在此范围内读取空载电压 U0、空载电流 I0 和空载功 率 P0共取 5-6 组数据记录于表 1 中。 表 1：异步电动机空载试脸 2. 短路试验 l ）将上图中负载电机 MG 不接。用制动工具把三相异步电动机堵住。 2 ）调压器退至零，合上交流电源开关 S1，调节调压器使之逐渐升压，直至短路电流为额定电流，再逐渐降低电压至 0 . 3 倍额定电流为止。 3 ）在这范围内读取短路电压 u0、短路电流 I0 、和短路功率 PK。共读取 5- 6 组数据记录于表 2 中。 表 2：异步电动机短路试验 23 3、测取异步电动机的工作特性 l ）测试接线同上图，同轴连接负载发 电机 MG,RPf和 RL均调到最大值 2 ）合上交流电源开关 S，调节调压器使之逐渐上升至额定电压并保持不变。 3 ）合上校正过的直流电机的励磁电源开关 S2,调节励磁电流至 100mA 并保持不变。 4 ) 闭合负载开关 S3，减小负载电阻 Rf 使异步电动机的定子电流逐渐上升，直至电流上升到额定电流。 5 ）从这负载开始，逐渐增大负载电阻，直至空载，断开开关 S3 ，在这范围内读取电动机的定子电流 I1 ，、输人功率 P1、转速 n 、直流电机的负载电流 IF 等数据。共读取 6-7 组数据记录于表 3 中。 表 3：异步电动机的工作特性 UN=2 20V （ ） It 100 mA 6、注意事项 ： 1 )空载试验时异步电动机直接与测速发电机同轴连接，负载电机 MG 不接。 2 )短路试验时，用制动工具把三相异步电动机堵住。特别注意慢慢增大电压，短路电流不要超过额定值。 3) 注意各个调节电阻中的电流不能超过允许值。必要时两路并联使用。 7、技能训练考核评分记录表 技能训练考核评分记录表 24 8、填写试验报告并总结，同学生们互相交流 25 试验实训教案 4： 测定三相异步电动机的参数和工作特性 课程名称 电机与电气控制技术 学时 4 序号 4 授课班级 09 级机电、 09 春风电（ 1）、（ 2）班 日期 任课教师 课题 电流继电器、热继电器返回系数的测量及动作值整定 教学 目标 能力目标： 专业能力： 1、熟悉电流、电压返回系数的计算及测量。 2、熟悉电流、电压继电器及热继电器动作值的整定方法。 关键能力： 1.能够向大家介绍简 电流继电器、热继电器 原理性知识，锻炼良好的表达能力； 2.能互相配合，具有团队协作能力； 3.能养成很好 的自学能力。 应用性知识目标： 电流继电器、热继电器返回系数的测量及动作值整定方法 。 训练项目 （任务） 电流继电器、热继电器返回系数的测量及动作值整定试验分析 。 教学媒体准备 1.电力拖动训练装置； 2.多媒体