《电力拖动》教案

1、 # 教案编号：版本：流水号:课程名称电力拖动授课班级高技机电专业课题并励直流电动机的启动控制线路章节第二单元课题授课方式任务驱动、直观教学、理实一体授课时间第一周课时授课教师教学目标掌握并励直流电动机启动控制线路的构成和工作原理。内容分析本课题通过讲授并励直流电动机启动控制线路的构成和工作原理供学生学习。教学重点手动启动控制线路工作原理；电枢回路串电阻二级启动控制线路组成和工作原理；教学难点电枢回路串电阻二级启动控制线路工作原理；教学过程1、组织教学（教学常规检查）。2、复习旧课。3、导课：同学们观看图片资料，结合日常生活和实际生产活动展开新课。4、教学内容与重点难点讲解：通过分步分析并励直

2、流电动机启动控制线路的工作原理，并在黑板上上板书或PPT播放控制线路工作原理并让学生复述检验学习效果。5、课堂练习（约10分钟）6、总结：总结两节课学习的内容，让学生对知识有一系统认识。使学生明确所学内容，加深记忆与理解。7、布置作业课后纪要学生对实操的掌握很快，但对理论知识的学习不是很感兴趣，掌握不够。授课教师：审阅签名：提交时间：审阅日期教学内容教学内容 #组织教学：师生相互问候，点名，管理课堂纪律。复习旧课：双速电机时间继电器控制线路安装与检修要求教解:一、直流电动机3.直流电动机的工作原理1.与交流电动机比较电源类别启动转矩调速范围调速精度能否实现无级平滑调速能否频繁启动交流电动机交流

3、电源大广高能能直流电动机直流电源小小低否否所以对需要在大范围内实现无级平滑调速，或需要大启动转矩的生产机械，常用直流电动机来拖动。如高精度金属切削机床、轧钢机、造纸机、龙门刨床、电力机车等生产机械。2.直流电动机的构成直流电动机由定子、转子（电枢）和机座等部分构成上图表示一台最简单的两极直流电机模型，它的固定部分（定子）上，装设了一对直流励磁的静止的主磁极和，在旋转部分（转子）上装设电枢铁心。定子与转子之间有一气隙。在电枢铁心上放置了由和两根导体连成的电枢线圈，线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上，此铜片称为换向片。换向片之间互相绝缘，由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上，换

4、向片与转轴之间亦互相绝缘。在换向片上放置着一对固定不动的电刷和，当电枢旋转时，电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。工作原理：将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电枢导体有电流流过。电机内部有磁场存 在。载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力f的作用f=Blia（左手定则）所有导体产生的电磁力作用于转子，使转子以n（转/分）旋转，以便拖动机械负载。4.直流电动机的分类按照主磁极绕组与电枢绕组接线方式的不同，可以分为他励式和自励式，自励式又可以分为并励、串励和复励等几种。他励电动机：励磁线圈与转子电枢的电源分开。并励电动机：励磁线圈与转子电枢并联导同一电源上。串励电动机：励磁线圈与转子电枢串联接到同

5、一电源上。复励电动机：励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同一电源上。BQ3直流电动机启动变阻器外形图2.并励直流电动机手动启动控制线路电路图并励直流电动机手动启动控制线路电路图05-分段静触头6-电磁铁7-弧形铜条8-手轮9-衔铁10恢复弹簧工作原理：启动前：启动变阻器的手轮置于0位启动：合上电源开关QF，慢慢转动手轮8,使手轮从0位转到静触头1,接通励磁绕组电路，同时将变阻器RS的全部启动电阻接入电枢电路，电动机开始旋转。正常运转：随着转速的升高，手轮依次转到静触头2、3、4等位置，使启动电阻逐级切除，当手轮转到最后一个静触头5时，电磁铁6吸住手轮衔铁9,此时启动电阻全部切除，直流电动机

6、启动完毕。停止工作：电磁铁6由于线圈失电吸力消失，在恢复弹簧10的作用下，手轮自动返回0位，以备下次启动。电磁铁6还具有失压和欠压的保护作用。三、电枢回路串电阻二级启动控制线路1.电路图组成：KA1欠电流继电器，作为励磁KA2过电流继电器，对电动机路保护电阻R电动机停转时励磁绕组的放电电阻V续流二极管，使励磁然组正常工作时电阻R上2.工作原理KNL-a没有电合上断路器QF-r*励磁身铤A得电励磁一火电流爆电器KA】线图得电一匕】常开触头闭合为角动作准备L时间型电籍m*KT2线圈得电-KTI、KT2延时闭合的常闭触族瞬时断开一接触器KM2、KM3线厢处于断电被恚，以保证电阻RI*R2全尊串入电枢

7、回路启动KM1辅助常开触更闭合.为KM2、KM?褊电作准备按下画一曲线网得电_一8】主做头闭合电动机M用IU和R2启动-K&H自锁触头闭合自锁一N1W1辅助常闭触头分断-KT1-,KT2线圈失电-经KT1整定时间.KT1常用触头恢复闭合一-KM2线圈得电KM2主触头闭合短接R1一电动机M申接R2型续月动一经KT2整定时间，KT2常用触头恢篁闭合一KM3线圉博电KM3主触去闭合短接电阻R3一电动机用扇动结束进入正常运拷需停止时.按下SB2即可o3.注意点并励直流电动机在启动时，励磁绕组两端电压必须保证为额定电压，否则即使启动电流很大，启动转矩也可能很小，甚至不能启动。四、布置实训任务：电枢回路串

8、电阻二级启动控制线路安装与检修现场施工遵守安全操作规程断路器的检测方法控制线路的安装调试电路检测方法简单故障的检修方法清理现场的方法和内容巡回指导：指导学生进行按照要求安装；指导学生进行直观检查及通电测试;指导学生清理现场；结束指导：施工项目验收检查、验收。工作总结与评价学生对工作成果的展示、评价，教师点评学生语言表达的规范性、评价学生的工作成果。小结：电枢回路串电阻二级启动控制线路的安装与检修要求。作业：完成实训内容教案编号：版本：流水号:课程名称电力拖动授课班级高技机电专业课题并励直流电动机的正反转和制动控制线路章节第二单元课题授课方式任务驱动、直观教学、理实一体授课时间第二周课时授课教师

9、教学目标1掌握理解直流电机正反转的实现过程。2掌握并励直流电动机正反转的工作原理。3通过引导学生分析工作原理、培养和训练学生综合分析电路的能力。4培养学生的识图能力以及比较分析和归纳总结的能力内容分析并励直流电动机的正反转和制动控制线路构成、工作原理，安装与检修方法教学重点并励直流电动机的正反转和制动控制线路工作原理教学难点并励直流电动机的正反转和制动控制线路工作原理、安装与检修方法教学过程1组织教学2复习旧课3课堂导入：我们学过三相异步电动机的正反转和制动的方式，那么直流电机的正反转和制动力是否一样呢？、教授新课：通过分步分析并励直流电动机的正反转和制动控制线路的工作原理，并在黑板上上板书或

10、PPT播放控制线路工作原理并让学生复述检验学习效果。5课堂练习、小结7布置作业课后纪要学生通过理论与实操的学习，对并励直流电动机的正反转和制动控制线路有所了解和”，但对理论知识的理解够到位。授课教师：审阅签名：提交时间：审阅日期教学内容教学内容组织教学：师生相互问候，点名，管理课堂纪律。复习旧课：并励直流电动机的启动控制线路的安装与检修方法教解:一、正反转控制线路直流电动机实现反转方式电枢绕组反接法、励磁绕组反接法采用电枢绕组反接法的原因（）由于励磁绕组匝数多，电感大，在进行反接时因电流突变，会产生很大的自感电动势，危及电动机及电器的绝缘安全。（）同时励磁绕组在断开时，由于失磁造成很大电枢电流

11、，易引起“飞车”事故。（）在将电枢绕组反接的同时必须连同换向极绕组一起反接，以达到改善换向的目的。并励直流电动机电枢反接法正反转控制线路电路图跳I作原聊下:光合上解播QFT*琳螺生L得情懂f欠电献麟KM盹一山翱触头始f时谶悔口线嬲电一KT撕胎的常服娴册断接触器KM3处于失朗漆一保证电蒯IM串接电目R后现；：就酬酬I蒯鹏螂阿一帆胡驰 辅助常开触立闭合.为KM3得电作施备:或KMI)电动机M串接电阻R正转I或反转它功或KMN)或KM2)（,或处0联锁线头分断，对KM2（或KM1）联锁f或KM2)KMI停止时，投FS出即可,二、制动控制线路（）工作原理能耗制动控制线路（）含义保持直流电动机的励磁电流

12、不变，将电枢绕组的电源切除后，立即使其与制动电阻连接成闭合电路，电枢凭惯性处于发电运行状态，将动能转化为电能并消耗在电枢回路中，同时获得制动力矩，迫使电动机迅速停转。（）并励直流电动机单向启动能耗制动控制电路图4经过KT整定时阿KT线隈失电一一KT常闭触头恢复闭合一线圈程电一KM3主触头闭合一电电艮被短搂_电动机M进人正常运转一，uw打加工啊也时纨痛的均_L作部j主触头闭合f自钺触头闭合自锁一1辅助常闭触头分断一f目296折值触射惮掂幻籁制豌触朋能耗制动停转;按工SB：-KAIJ浅购失电-KM1辅助常开触头分断一*-KM3XKM&失电,触头复位KMi主触头分断-电抠网路断电-KM1自锁触头分断

13、解除自锁KM1两对辅助常闭触头恢复闭合-KT1.KT2线圈得电-KTLKT2延时闭合的常闭触头瞬时分断由于惯性运转的电枢切割磁感线而在电枢绕组中产生感应电动势一使并接在电枢两端的欠电压维电器KV的绕圈得电一KV常开触头闭合一KM2绕圈得电一KM2常开触头闭合一制动电温接入电枢回路进行能耗制动一当电动机转速减小到一定值时，电枢缝里的感应电动再也随之减小到篌小一使欠电压继电器KV释放一KV触头芨位一&M2断电释放，斯开刷动回路,能耗制对定1反接制动控制线路（）反接制动控制方式通常是通过改变电枢两端的电压极性或改变励磁电流的方向来改变电磁转矩的方向，形成制动力矩，从而迫使电动机迅速停转。（）并励直流

14、电动机双向启动反接制动控制电路图LTV2T7瓶就税M螭飙;糊购跚线路工作原理如下：正向后勤运转：合上断路器QFp励磁绕组L得电励磁1火电流器电器KA线圈得电KA常开触头闭合，为周动做准备一时间继电舞k门、KR线圈得电-KT1,KT2延时闭合的常闭触头瞬时断开一一接触耨KM6、KM7线圈处F断电状态，以保证电定RL4全部串入电推回路启动按下ES】q-58常闭触头先分断对KM2联锁L一弓印常开触头后闭合一一KM】蛙圈得电丁-KM1主靓头闭合KM1自锁触央闭合自锁-KM1的3对辅助常用触头分断-KM1辅助常开触头闭段为KM4得电做准备一电动机m串R1和R2启动一|M寸KM2,KM3孑无锁L*KII.

15、KT?线画关e把一经KT1.K,门整定时间KT1和KI2的常闭触头先后闭合一-KM6,KM7续的先后得电一KM6bKM7主触头先后用合一逐级切除电听R1和R2-电动疝M启动结束进入正常运转反接制动椎管：电动机用；用动时，电枢中反电动势后口，电压继电器KV不动作，接触器KM3,KM4,KM5埼姓于新电状态？随着电动机转速升高建立房后，KV得电动作，其常开触头闺合，接触器KM&得电动作,为电动机的反接制动做好.准备反接制访埠转KM1解头复位.此时电机仍惯性运动、汽TH；一-SB3常困耗头先分断-KM线图失电一且仍较高KV仍住持得电.故KM3得电动作S03常开触头后闭合LKM2线图得电-KM2的触头

16、动作一-一电项机的电枢统组里人电阻反接制动待转建接近于零时，E0ICV断电释放一KM3,KM4和KM2也断电释放，反接制动完毕三、并励直流电动机的正反转和制动控制线路的安装、调试与检修布置实训任务：并励直流电动机的正反转和制动控制线路的安装、调试与检修现场施工遵守安全操作规程断路器的检测方法控制线路的安装调试电路检测方法简单故障的检修方法清理现场的方法和内容巡回指导：指导学生进行按照要求安装；指导学生进行直观检查及通电测试；指导学生清理现场；结束指导：施工项目验收检查、验收。工作总结与评价学生对工作成果的展示、评价，教师点评学生语言表达的规范性、评价学生的工作成果。小结：并励直流电动机的正反转

17、和制动控制线路的安装、调试与检修要求。作业：完成实训内容教案课程名称电力拖动授课班级机电课题并励直流电动机的调速控制线路章节第二单元课题授课方式任务驱动、讲练结合、理实一体授课时间第三周课时授课教师教学目标掌握并励直流电动机的调速方法及其原理。内容分析电枢回路串电阻调速；改变主磁通调速；改变电枢电压调速。教学重点电枢回路串电阻调速；改变电枢电压调速。教学难点改变电枢电压调速。教学过程1、组织教学（教学常规检查）。2、复习旧课：并励直流电动机的正反转和制动控制线路工作原理3、导课：通过给出要绘制的图形导入命令的讲解。4、教学内容与重点难点讲解：通过分步分析并励直流电动机的调速控制线路的工作原理，

18、并在黑板上上板书或PPT播放控制线路工作原理并让学生复述检验学习效果。5、课堂练习6、总结：总结两节课学习的内容，让学生对知识有一系统认识。使学生明确所学内容，加深记忆与理解。7、布置作业课后纪要通过分步分析并励直流电动机的调速控制线路的工作原理，学生对理论知识基本上掌握；通过实操学习更加巩固所学的知识，但还需要多加练习和看书学习。编号：QD-751b-19版本：A/0流水号：授课教师：提交时间：审阅签名：审阅日期教学内容教学内容 # 组织教学：师生相互问候，点名，管理课堂纪律。复习旧课:并励直流电动机的正反转和制动控制线路工作原理教解:由直流电动机的转速公式nCe变主磁通和改变电枢电压三种方

19、法来实现。uLR可知，直流电动机的调速可通过电枢回路串电阻、改、电枢回路串电阻调速L+RP并励直流电动机串接电阻调速原理图图所示为并励直流电动机电枢回路串接电阻调速原理图。这种调速方法是通过在直流电动机的电枢回路中串接调速变阻器来实现的。一般为另外这种调速稳定性也较差，能量损耗较大。但由于这种调速方法所用的设备简单，操作较方便，所以在短期工作、容量较小且机械特性硬度要求不太高的场合使用广泛。如蓄电池搬运车、无轨电车、吊车等生产机械上仍广泛采用此种方法调速。、改变主磁通调速 图所示为并励直流电动机改变主磁通调速的原理图。这种调速方法通过调节附加电阻器。来改变励磁电流If的大小，从而改变主磁通的大

20、小，实现电动机的调速。值得一提的是，由于直流电动机在额定运行时，磁路已稍有饱和，此调速方法只能通过减弱励磁实现调速，因此也叫弱磁调速，即只能在额定转速以上范围内调速。为避免电动机振动过大，换向条件恶化，甚至出现“飞车”事故，转速不能调节得过高，用这种方法调速时，其最高转速一般在以下。3改变电枢电压调速由于电网电压一般是不变的，所以这种调速方法必须配置专用的直流调压设备，适用于他励直流电动机的调速控制。C)调速系统调速系统是直流发电机直流电动机调速系统的简称，其电路图如课本图所示，其各元件的作用和控制原理见课本表他励直流发电机，为他励直流电动机提供电枢电压并励直流发电机，为他励直流电动机和他励直

21、流发电机提供励磁电压，同时为控制电路提供直流电源2三相笼型异步电动机，用来拖动同轴连接的他励直流发电机和并励直流发电机、和一一分别、和的励磁绕组、和一调节变阻器，分别用来调节1和的励磁电流过电流继电器，用于电动机的过载和短路保护、组成正转控制电路、组成反转控制电路控制原理：励磁一启动异步电动机一拖动直流发电机和同速旋转一发电机切割剩磁磁感线产生感应电动势一输出直流电压U2，除提供本身励磁电压外还供给G-M机组励磁电压和控制电路电压启动按下启动按钮SB1（或SB2）一接触器（或）线圈得电一（或）常开触头闭合一发电机的励磁绕组接入电压U2开始励磁一电动机启动因发电机的励磁绕组的电感较大，所以励磁电

22、流逐渐增大，使产生的感应电动势和输出电压从零逐渐增大，这样就避免了直流电动机在启动时有较大的电流冲击。因此，在电动机启动时，不需要在电枢电路中串入启动电阻就可以很平滑地进行启动调速一启动前，应将调节变阻器调到零，调到最大，目的是使直流电压逐步上升，直流电动机则从最低速逐渐上升到额定转速当运转后需调速时一将的阻值调小一使的励磁电流增大一的输出电压增大-电动机转速升高可见，调节的阻值能升降直流发电机的输出电压，即可达到调节直流电动机转速的目的。不过加在直流电动机电枢上的电压不能超过其额定电压值。所以在一般情况下，调节电阻只能使电动机在低于额定转速情况下进行平滑调速当需要电动机在额定转速以上进行调速

23、时，则应先调节，使电动机电枢电压保持在额定值不变，然后将电阻的阻值调大，使直流电动机的励磁电流减小，其主磁通也减小，电动机M1的转速升高制动按下停止按钮SB3一接触器(或)线圈失电一其触头复位一使直流发电机的励磁绕组失电一的输出电压即直流电动机的电枢电压下降为零。但此时电动机仍沿原方向惯性运转，由于切割磁感线因仍有励磁，在电枢绕组中产生与原电流方向相反的感应电流，从而产生制动力矩，迫使电动机迅速停转系统的调速平滑性好，可实现无级调速，具有较好的启动、调速、正反转、制动控制性能，因此曾被广泛用于龙门刨床、重型镗床、轧钢机、矿井提升机设备等生产机械上。但由于系统存在设备费用大、机组多、占地面积大、

24、效率较低、过渡过程的时间较长等不足，所以，目前正广泛地使用晶闸管整流装置作为直流电动机的可调电源，组成晶闸管直流电动机调速系统。()晶闸管直流电动机调速系统图所示为带有速度负反馈的晶闸管直流电动机调速系统，它用晶闸管整流装置代替了调速系统的直流发电机。这种系统具有效率高、功率增益大、快速性和控制性好及噪声小等优点，正在逐渐取代其他的直流调速系统。中，输施入电压U由电位器R调节，速发电机的电卿压与转速后，产生电压U晶闸管，从而5晶闸管整二转速检测。工作中测为测g成正比，电枢电压的一部分UI反馈到系统的输入端，与U比较g送入放大器。经放大器放大后,1，发器产生移相脉冲，触发流电路的输出，使电动机m

25、的蛆枢电压改变，实现电动机转速的变化。当电动机的转速达到某一值，使M0时，触发相，晶闸管整流电路输出就稳定在某一值，使电动机在这一转速下稳定运转。由于反馈信号U/与被控对象的转速n成正比，因此这一系统称为转速负反馈闭环调速系统。布置实训任务：完成接线内容巡回指导：指导学生进行按照要求安装；指导学生进行直观检查及通电测试；指导学生清理现场；结束指导：施工项目验收检查、验收。工作总结与评价学生对工作成果的展示、评价，教师点评学生语言表达的规范性、评价学生的工作成果。小结：1电枢回路串电阻调速2改变主磁通调速3改变电枢电压调速作业：完成课堂作业 #教案课程名称电力拖动授课班级机电课题电动机的控制、保

26、护与选择章节第二单元课题授课方式任务驱动、理实一体授课时间第四周课时授课教师教学目标掌握电动机的各种控制原则、保护措施及选择内容分析电动机的各种控制原则、保护措施及选择教学重点电动机的各种控制原则教学难点电动机的各种控制原则教学过程1、组织教学（教学常规检查）。2、复习旧课3、导课4、教学内容与重点难点讲解5、课堂练习6、总结：总结两节课学习的内容，让学生对知识有一系统认识。使学生明确所学内容，加深记忆与理解。7、布置作业课后纪要学生对理论知识基本上掌握；通过课堂练习更加巩固所学的知识，但还需要多加练习和看书学习。编号：QD-751b-19版本：A/0流水号：审阅签名:审阅日期授课教师:提交时

27、间：教学内容教学内容 组织教学：师生相互问候，点名，管理课堂纪律。教解：一、复习导入1电枢回路串电阻调速2改变主磁通调速3改变电枢电压调速二、新课讲解电动机的控制原则行程开关一用来实现对运动部件的位置和行程控制；速度继电器一用来根据电动机的转速实现反接制动控制；时间继电器一通过其触头的延时动作可实现线路按时间控制的要求；电流继电器一用于实现按线路电流大小进行控制的要求。对电动机控制的一般原则，归纳起来有以下几种：行程控制原则、时间控制原则、速度控制原则和电流控制原则。1行程控制原则根据生产机械运动部件的行程或位置，利用行程开关来控制电动机工作状态的原则称为行程控制原则。行程控制原则是生产机械电

28、气自动化中应用最多和作用原理最简单的一种方式。位置控制线路和工作台自动往返控制线路都是按行程原则控制的。2时间控制原则利用时间继电器按一定时间间隔来控制电动机工作状态的原则称为时间控制原则。如在电动机的降压启动、制动以及变速过程中，利用时间继电器按一定的时间间隔改变线路的接线方式来自动完成电动机的各种控制要求。在这里，换接时间的控制信号由时间继电器发出，换接时间的长短则根据生产工艺要求或者电动机启动、制动和变速过程的持续时间来整定时间继电器的动作时间。3速度控制原则根据电动机的速度变化，利用速度继电器等电器来控制电动机工作状态的原则称为速度控 制原则。反映速度变化的电器有多种，直接测量速度的电

29、器有速度继电器、小型测速发电机；间接测量电动机速度的电器有电压继电器和频率继电器，对于直流电动机用其感应电动势来反映其速度，通过电压继电器来控制；对于交流绕线转子异步电动机可用转子频率来反映其速度，通过频率继电器来控制。4电流控制原则根据电动机主回路电流的大小，利用电流继电器来控制电动机工作状态的原则称为电流控制原则。电动机保护为了避免因系统发生故障或不正常工作而引起事故，在电气控制系统的设计与运行中，都必须考虑提高电气控制系统运行的可靠性和安全性。例如，电动机在运行过程中，除按生产机械的工艺要求完成各种正常运转外，还必须在线路出现短路、过载、过电流、欠电压、失压及弱磁等现象时，能自动切断电源

30、停转，以防止和避免电气设备和机械设备的损坏事故，保证操作人员的人身安全。因此，在生产机械的电气控制线路中，采取了对电动机的各种保护措施。常用的保护环节有短路保护、过载保护、过电流保护、过压保护、欠压保护、断相保护等。见表选择和设置保护装置在使电动机免受损坏的同时，还应使电动机得到充分的利用。因此，一个正确的保护方案应该是：在免于损坏的情况下使电动机充分发挥过载能力（即过载的承受能力），使其在工作过程中功率被充分利用，温升达到国家标准规定的数值，同时还能提高电力拖动系统的可靠性和生产的连续性。表电动机的保护短路保护：故障危害：线路出现短路现象时，会产生很大的短路电流，使电动机、电器及导线等电气设

31、备严重损坏，甚至引发火灾。常用保护电器：熔断器和低压断路器工作原理：熔断器的熔体与被保护的电路串联。当电路正常工作时，熔断器的熔体不起作用，相当于一根导线，其上面的压降很小，可忽略不计。当电路短路时，很大的短路电流流过熔体，使熔体立即熔断，切断电动机电源，电动机停转。同样，若电路中接入低压断路器，当出现短路现象时，低压断路器会立即动作，切断电源使电动机停转。过载保护：故障危害：电动机负载过大、启动操作频繁或缺相运行，会使电动机的工作电流长时间超过其额定电流，电动机绕组过热，温升超过其允许值，导致电动机的绝缘材料变脆，寿命缩短，严重时会使电动机损坏常用保护电器：热继电器工作原理：当电动机的工作电

32、流等于额定电流时，热继电器不动作；当电动机短时过载或过载电流较小时，热继电器不动作，或经过较长时间才动作；当电动机过载电流较大时，串接在控制电路中的常闭触头断开，先后切断控制电路和主电路的电源，使电动机停转欠压保护：故障危害：电动机欠压下运行，负载没有改变，欠压下电动机转速下降，定子绕组的电流增加。此时电流增加的幅度尚不足以使熔断器和热继电器动作，如长时间不采取措施，会使电动机过热损坏。欠压还会引起一些电器释放，使线路不能正常工作，可能危害人身安全或导致设备事故常用保护电器：接触器和电磁式电压继电器工作原理：大多数机床电气控制线路中，接触器兼有欠压保护功能，少数线路需专门装设电磁式电压继电器起

33、欠压保护作用。一般当电网电压降低到额定电压的以下时，接触器（或电压继电器）线圈产生的电磁吸力将小于复位弹簧的拉力，动铁心被迫释放，其主触头和自锁触头同时断开，切断主电路和控制电路电源，使电动机停转失压保护零压保护：故障危害：生产机械在工作时，由于某种原因导致电网突然停电后，电源电压下降为零，电动机停转，生产机械的运动部件也随之停止运转。一般情况下，操作人员不可能及时拉开电源开关，如不采取措施，当电源电压恢复正常时，电动机便会自行启动运转，很可能造成人身和设备事故，并引起电网过电流和瞬间网络电压下降。常用保护器：接触器和中间继电器工作原理：当电网停电时，接触器和中间继电器线圈中的电流消失，电磁吸

34、引力减小为零，动铁心释放，触头复位，切断了主电路和控制电路电源。当电网恢复供电时，若不重新按下启动按钮，则电动机就不会自行启动过载保护：故障危害：为了限制电动机的启动或制动电流，在直流电动机的电枢绕组中或在交流绕线转子异步电动机的转子绕组中需要串入附加的限流电阻。如果在启动或制动时，附加电阻被短接，将会造成很大的启动或制动电流，使电动机或机械设备损坏常用保护电器：电磁式过流继电器工作原理：当电动机电流值达到过电流继电器的动作值时，继电器动作，使串接在控制电路中的常闭触头断开，切断控制电路，电动机随之脱离电源停转，达到了过流保护的目的弱磁保护：故障危害：若直流电动机启动时电动机的励磁电流太小，产

35、生的磁场太弱，将会使电动机的启动电流很大；若电动机在正常运转过程中，磁场突然减弱或消失，电动机的转速将会迅速升高，甚至发生“飞车”。常用保护电器：弱磁继电器（即欠电流继电器）工作原理：弱磁继电器串入励磁回路。在电动机启动运行过程中，当励磁电流值达到弱磁继电器的动作值时，继电器吸合，使串接在控制电路中的常开触头闭合，允许电动机启动或维持正常运转；当励磁电流减小很多或消失时，弱磁继电器释放，其常开触头断开，切断控制电路，接触器线圈失电，电动机断电停转对电动机的保护问题，现代技术正在提供更加广阔的途径。例如，研制发热时间常数小的新型热敏电阻，增加电动机绕组对热敏电阻的热传导；发展高性能和多功能综合保

36、护装置，其主要方向是采用固态集成电路和微处理器作为电流、电压、时间、频率、相位和功率等方面的检测和逻辑单元以取代电动原则。对于频繁或反复启动、制动和重载启动的笼型电动机以及大容量电动机，由于它们的转子温升比定子绕组温升高，所以较好的办法是检测转子的温度。国外已有红外线保护装置的实际应用，它用红外线温度计从外部检测转子温度并加以保护。在电气控制线路设计中，经常对生产过程中的温度、压力、流量、运动速度等设置必要的控制和保护，将以上各物理量限制在一定的范围以内，以保证整个系统的安全运行。为此，需要采用各种专用的温度、压力、流量、速度传感器或继电器，它们的基本原理都是在控制回路中串联一些受这些参数控制

37、的常开触头或常闭触头，通过逻辑组合、连锁控制等实现保护功能。电动机的选择在电力拖动系统中，正确选择拖动生产机械的电动机是系统安全、经济、可靠和合理运行的重要保证。而衡量电动机的选择合理与否，要看选择电动机时是否遵循了以下基本原则：第一，电动机能够完全满足生产机械在机械特性方面的要求。如生产机械所需要的工作速度、调速指标、加速度以及启动、制动时间等。第二，电动机在工作过程中，其功率能被充分利用，即温升应达到国家标准规定的数值。第三，电动机的结构形式应适合周围环境的条件。如防止外界灰尘、水滴等物质进入电动机内部；防止绕组绝缘受有害气体的侵蚀；在有爆炸危险的环境中应把电动机的导电部位和有火花的部位封

38、闭起来，不使它们影响外部等。电动机的选择主要包括以下内容：电动机的额定功率（即额定容量）、额定电压、额定转速、种类、结构形式等。其中以电动机额定功率的选择最为重要。1电动机额定功率的选择正确合理地选择电动机的功率是很重要的。因为如果电动机的功率选得过小，电动机将过载运行，使温度超过允许值，缩短电动机的使用寿命，甚至烧坏电动机；如果选得过大，虽然能保证设备正常工作，但由于电动机不在满载下运行，其用电效率和功率因数过低，电动机的容量得不到充分利用，造成电力浪费，并且设备投资大，运行费用高，很不经济。电动机的工作方式有连续工作制、短期工作制和周期性断续工作制三种。（）连续工作制电动机额定功率的选择在

39、这种工作方式下，电动机连续工作时间很长，可使其温升达到规定的稳定值，如通风机、泵等机械的拖动运转。连续工作制电动机的负载可分为恒定负载和变化负载两类。、恒定负载下电动机额定功率的选择在工业生产中，相当多的生产机械是在长期恒定的或变化很小的负载下运转，为这一类机械选择电动机的功率比较简单，只要电动机的额定功率等于或略大于生产机械所需要的功率即可。若负载功率为匕，电动机的额定功率为P，则应满足下式：PPLNNL电机制造厂生产的电动机，一般都是按照恒定负载连续运转设计，并进行形式试验和出厂试验的，完全可以保证电动机在额定功率工作时，电动机的温升不会超过允许值。通常电动机的容量是按周围环境温度为而确定

40、的。绝缘材料最高允许温度与0的差值称为允许温升，各级绝缘材料的最高允许温度和允许温升见表应该指出，我国幅员辽阔，地域之间的温度较大，就是在同一地区，一年四季的气温变化也较大，因此电动机运行时周围环境的温度不可能正好是，一般是小于。为了充分利用电动机，可以对电动机能够应用的容量进行修正，不同环境温度下电动机功率的修正值见表b变化负载下电动机额定功率的选择在变化负载下使用的电动机，一般是为恒定负载工作而设计的，因此，使用时必须进行发热校验。所谓发热校验，就是看电动机在整个运行过程中所达到的最高温升是否接近并低于允许温升。因为只有这样，电动机的绝缘材料才能充分利用而又不致过热。（）短期工作制电动机额

41、定功率的选择在这种工作方式下，电动机的工作时间较短，在运行期间温度未升到规定的稳定值，而停止运转期间，温度则可能降到周围环境的温度值，如吊桥、水闸、车床的夹紧装置的拖动运转。为了满足某些生产机械短期工作的需要，电机生产厂家专门制造了一些具有较大过载能力的短期工作制电动机，其标准工作时间有m、四种。因此，当电动机的实际工作时间符合标准工作时间时，选择电动机的额定功率P只要小于负载功率P即NL可，即满足PP。NL（）周期性断续工作制电动机额定功率的选择这种工作方式的电动机的工作与停止交替进行。在工作期间内，温度未升到稳定值，而在停止期间，温度也来不及降到周围温度值，如很多起重设备以及某些金属切削机

42、床的拖动运转。电机制造厂专门设计生产的周期性连续工作制的交流电动机有和系列。标准负载持续率（负载工作时间与整个周期之比称为负载持续率）有、和四种，一个周期的时间规定不大于、周期性断续工作制电动机功率的选择方法和连续工作制变化负载下的功率选择相类似，在此不再叙述。但需指出的是，当负载持续率FC10%时，应按短期工作制选择；当负载持续率FC70%时，可按长期工作制选择。2电动机额定电压的选择电动机额定电压要与现场供电电网电压等级相符。否则，若选择的额定电压低于供电电源电压，电动机将由于电流过大而被烧毁；若选择的额定电压高于供电电源电压，电动机有可能因电压过低不能启动，或虽能启动但因电流过大而减少其

43、使用寿命甚至烧毁。中小型交流电动机的额定电压一般为，大型交流电动机的额定电压一般为、等。直流电动机的额定电压一般为00等，最常用的直流电压等级为0直流电动机一般是由车间交流供电电压经整流器整流后的直流电压供电。选择电动机的额定电压时，要与供电电网的交流电压及不同形式的整流电路相配合。当交流电压为0寸，若采用晶闸管整流装置直接供电，电动机的额定电压应选用0配合三相桥式整流电路）或0配合单相整流电路），电动机采用改进的型。3电动机额定转速的选择电动机额定转速选择得合理与否，将直接影响到电动机的价格、能量损耗及生产机械的生产效率等各项技术指标和经济指标。额定功率相同的电动机，转速高的电动机尺寸小，所

44、用材料少，因而体积小，质量轻，价格低，所以选用高额定转速的电动机比较经济。但由于生产机械的工作速度一定且较低（），因此，电动机转速越高，传动机构的传动比越大，传动机构越复杂。所以，选择电动机的额定转速时，必须全面考虑，在电动机性能满足生产机械要求的前提下，力求电能损耗少，设备投资少，维护费用少。通常，电动机的额定转速选在比较合适。4电动机种类的选择选择电动机的种类时，在考虑电动机的性能必须满足生产机械的要求下，优先选用结构简单、价格便宜、运行可靠、维修方便的电动机。在这方面，交流电动机优于直流电动机，笼型电动机优于绕线转子电动机，异步电动机优于同步电动机。电动机种类的选择方法见表随着技术的发展

45、，各种电动机的应用范围也在逐渐扩大，如变频调速技术的发展，使三相笼型异步电动机越来越多地应用在要求无级调速的生产机械上；使用晶闸管串级调速，可扩展绕线转子异步电动机的应用范围，如水泵、风机的节能调速；近年来，在大功率的生产机械上，还广泛采用晶闸管励磁的直流发电机电动机组或晶闸管直流电动机组。5电动机形式的选择原则上，电动机与生产机械的工作方式应该一致，在连续工作制、短期工作制和周期性断续工作制三种方式中选取，但也可选用连续工作制的电动机来代替。电动机种类的选择a三相笼型异步电动机特点：采用最普遍的动力电源三相交流电源，结构简单、价格便宜、运行可靠、维修方便，但启动和调速性能差。适用场合：调速和

46、启动性能要求不高的场合一一各种机床、水泵、通风机等。要求大启动转矩的生产机械一一某些纺织机械、空气压缩机、带运输机等。需要有级调速的生产机械一一某些机床和电梯等。b三相绕组转子异步电动机特点：一般采用转子串接电阻（或电抗器）的方法实现启动和调速，调速范围有限适用场合：启动、制动比较频繁，启动、制动转矩较大，而且有一定调速要求的生产机械一一桥式起重机、矿井提升机等。c三相同步电动机特点：高电压、大容量，转速恒定，无启动转矩，可改变功率因数适用场合：要求大功率、恒转速和改善功率因数的场合一一大功率水泵、压缩机、通风机等。d直流电动机特点：启动性能好，可以实现无级平滑调速，且调速范围广、精度高适用场

47、合：要求在大范围内平滑调速和需要准确地位置控制的生产机械一一高精度的数控机床、龙门刨床、可逆轧钢机、造纸机、矿井卷场机等。要求启动转矩大、机械特性较软的生产机械一一电车、重型起重机等。电动机按其安装方式不同可分为卧式和立式两种。由于立式电动机的价格较贵，所以一般情况下应选用卧式电动机。只有当需要简化传动装置时，如深井水泵和钻床等，才使用立式电动机。电动机按轴伸个数分为单轴伸和双轴伸两种。一般情况下，选用单轴伸电动机；特殊情况下才选用双轴伸电动机。如需要一边安装测速发电机，另一边需要拖动生产机械时，则必须选用双轴伸电动机。电动机按防护形式分为开启式、防护式、封闭式和防爆式四种。为防止周围的媒介质

48、对电动机的损坏以及因电动机本身故障而引起的危害，电动机必须根据不同环境选择适当的防护形式。开启式电动机价格便宜，散热好，但灰尘、铁屑、水滴及油垢等容易进入其内部，影响电动机的正常工作和寿命，因此，只能在干燥、清洁的环境中使用。防护式电动机的通风孔在机壳的下部，通风冷却条件较好，并能防止水滴、铁屑等杂物落入电动机内部，但不能防止潮气和灰尘侵入，因此只能用于比较干燥、灰尘不多、无腐蚀性气体和爆炸性气体的环境。封闭式电动机分为自扇冷式、他扇冷式和密闭式三种。前两种用于潮湿、尘土多、有腐蚀行气体、易引起火灾和易受风雨侵蚀的环境中，如纺织厂、水泥厂等。密闭式电动机则用于浸入水中的机械，如潜水泵电动机。防

49、爆式电动机主要用于易燃、易爆气体的危险环境中，如煤气站、油库及矿井等场所。总之，选择电动机时，应从额定功率、额定转速、种类和形式几方面综合考虑，做到既经济又合理。小结：电动机的控制原则电动机保护电动机的选择作业：复习本节课内容教案课程名称电力拖动授课班级机电课题电气控制线路设计基础章节第二单元课题授课方式任务驱动、理实一体授课时间第四周课时授课教师教学目标掌握电气控制线路设计的基本原则、经验设计方法及应注意的问题内容分析电气控制线路设计的基本原则；经验设计方法及应注意的问题。教学重点电气控制线路设计的基本原则教学难点电气控制线路设计的基本原则教学过程1、组织教学（教学常规检查）。2、复习旧课：

50、上节课主要教学内容3、导课4、教学内容与重点难点讲解5、课堂练习6、总结：总结两节课学习的内容，让学生对知识有一系统认识。使学生明确所学内容，加深记忆与理解。7、布置作业课后纪要学生对理论知识基本上掌握；通过课堂练习更加巩固所学的知识，但还需要多加练习和看书学习。编号：QD-751b-19版本：A/0流水号：授课教师：审阅签名：提交时间：审阅日期教学内容组织教学：师生相互问候，点名，管理课堂纪律。教解：一、复习导入电动机的控制原则电动机保护电动机的选择二、新课讲解在工业生产中，所用的机械设备种类繁多，对电动机提出的控制要求各不相同，从而构成的电气控制线路也不一样。那么，如何根据生产机械的控制要

51、求来正确合理地设计电气控制线路呢？本课题将作一简单介绍。设计电气控制线路的基本原则由于电气控制线路是为整个机械设备和工艺过程服务的，所以在设计前要深入现场收集有关资料，进行必要的调查研究。电气控制线路的设计应遵循以下基本原则：1应最大限度地满足机械设备对电气控制线路的控制要求和保护要求。2在满足生产工艺要求的前提下，应力求使控制线路简单、经济、合理、3保证控制的可靠性和安全性。4操作和维修方便。设计电气控制线路举例设计电气控制线路可采用经验设计法。所谓经验设计法就是根据生产机械的工艺要求选择适当的基本控制线路，再把它们综合地组合在一起。下面举例说明这种设计方法。现用某专用机床给一箱体加工两侧平

52、面。加工方法是将箱体加紧在可前后移动的滑台上，两侧平面用左右动力头铣削加工。其要求如下：第一，加工前滑台应快速移动到加工位置，然后改为慢速进给。快进速度为慢进速度的倍，滑台速度的改变是由齿轮变速机构和电磁铁来实现的，即电磁铁吸合时为快速，电磁铁释放时为慢进。第二，滑台从快速移动到慢速进给应自动变换，铣削完毕要自动停车，然后由人工操作滑台快速退回原位后自动停车。第三，具有短路、过载、欠压及失压保护。本专用机床共有三台笼型异步电动机，滑台电动机的功率为1需正反转；两台动力头电动机和的功率为5只需要单相运转。试设计该机床的电气控制线路。选择基本控制线路根据滑台电动机需正反转，左右动力头电动机、只需单

53、向运转的控制要求，选择接触器联锁正反转控制线路和接触器自锁正转控制线路，并进行有机地组合，设计画出控制线路草图，如图所示。、修改完善线路修改完善后的控制线路如图所示。说明如下：()根据加工前滑台应快移到加工位置，且电磁铁吸合时为快进，说明得电时，电磁铁应得电吸合，故应在电磁铁线圈回路中串入的辅助常开触头，如图中；()滑台由快速移动自动变换为慢速进给，所以在线圈回路中串接行程开关的长臂触头，如图中；()滑台慢速进给终止(切削完毕)应自动停车，所以应在接触器控制回路中串接行程开关的常闭触头，如图中；()人工操作滑台快速退回，故在辅助常开触头和常闭触头电路的两端并接辅助常开触头，如图中；()滑台快速

54、返回到原位后自动停车，所以应在接触器控制回路中串接行程开关的常闭触头，如图中；()由于动力头电动机、随滑台电动机的慢速工作而工作，所以可把的线圈串接常开触头后与线圈并接，如图中；()线路需要短路、过载、欠压和失压保护，所以在线路中接入熔断器U、和热继电器H、，如图中和；、校核完成线路控制线路初步设计完成后，可能还有不合理、不可靠、不安全的地方，应当根据经验和控制要求对线路进行认真仔细地校核，以保证线路的正确性和实用性。如上述线路中，由于电磁铁电感大，会产生大的冲击电流，有可能引起线路工作不可靠，故选择中间继电器以组成电磁铁的控制回路，如图所示。设计电气控制线路应注意的问题用经验设计法设计线路时

55、，除应牢固掌握各种基本控制线路的构成和原理外，还应注意了解机械设备的控制要求以及设计、使用和维修人员在长期实践中总结出的经验，这对于安全、可靠、经济、合理地设计控制线路是十分重要的，这些经验概括起来有以下几点。1尽量缩减电器的数量，采用标准件和尽可能选用相同型号的电器设计线路时，应减少不必要的触头以简化线路，提高线路的可靠性。若把图所示线路改接成图所示线路，就可以减少一个触头。、尽量短缩连接导线的数量和长度设计线路时，应考虑到各电器元件之间的实际接线，特别要注意电器柜、操作台和行程开关之间的连接线。例如，图所示的接线就不合理，因为按钮通常是安装在操作台上，而接触器则安装在电气柜内，所以若按此线

56、路安装时，由电器柜内引出的连接线势必要两次引接到操作台上的按钮处。合理的接法应当是把启动按钮和停止按钮直接连接，而不经过接触器线圈，如图所示，这样就减少了一次引出线。3正确连接电器的线圈在交流控制电路的一条支路中不能串联两个电器的线圈，如图所示。即使外加电压是两个线圈额定电压之和，也是不允许的。因为每个线圈在所分配到的电压与线圈阻抗成正比。两个电器需要同时动作时，其线圈应该并接。4正确连接电器的触头同一个电器的辅助常开和常闭触头靠得很近，如果连接不当，将会造成线路工作不正常。如图所示接线，行程开关的常开触头和常闭触头由于不是等电位，当触头断开产生电弧时，很可能在两对触头间形成飞弧而造成电源短路

57、。因此，在一般情况下，对于共用同一电源的所有接触器、继电器以及执行电器，将线圈的一端均接在电源的一侧，控制触头接在电源的另一侧，如图所示。5在满足控制要求的情况下，应尽量减少电器通电的数量现以三相异步电动机串电阻降压启动的控制线路为例进行分析。在图所示电路中，电动机启动后，接触器和时间继电器就失去了作用，但仍然需要长期通电，从而使能耗增加，电器寿命缩短。而采用图所示线路，就可以在电动机启动后切除和的电源，既节约了电能，又延长了电器的使用寿命。6应尽量避免采用许多电器依次动作才能接通另一个电器的控制线路在如图、所示线路中，中间继电器得电动作后，才动作，而后才能得电动作。的得电动作要通过和两个电器

58、的动作。若接成图所示线路，的动作只需电器动作，而且只需经过一对触头，工作更为可靠。7在控制线路中应避免出现寄生回路在控制线路的动作过程中，非正常接通的线路叫寄生回路。寄生回路会破坏电器元件和控制线路的动作顺序，在设计线路时要避免。图所示线路是一个具有指示灯和过载保护的正反转控制线路。在正常工作时，能完成正反转启动、停止和信号指示。但当热继电器动作时，线路就出现了寄生回路。这时虽然的常闭触头E断开，由于存在寄生回路，仍有电流沿图中虚线所示的路径流过线圈，使正转接触器不能可靠释放，可能起不到过载保护的作用。8保证控制线路工作可靠和安全保证控制线路工作可靠，最主要的是选用可靠的电器元件，尽量选用机械

59、和电气寿命长、机构合理、动作可靠、抗干扰性能好的电器。在线路中采用小容量继电器的触头断开和接通大容量接触器的线圈时，要计算继电器触头断开和接通容量是否足够。若不够，必须加大继电器容量或增加中间继电器，否则工作不可靠。9线路应具备必要的保护环节线路应具有必要的保护环节，保证即使在误操作情况下也不致造成事故。一般应根据线路的需要选用过载、短路、过流、过压、失压、弱磁等保护环节，必要时还应考虑设置合闸、断开、事故、安全等指示信号。小结：设计电气控制线路的基本原则设计电气控制线路举例设计电气控制线路应注意的问题作业：复习本节课内容教案课程名称电力拖动授课班级机电课题型车床电气控制线路章节第三单元课题授

60、课方式任务驱动、理实一体授课时间第周课时授课教师冯水连教学目标1.了解CA6140型车床的主要结构和运动形式，掌握CA6140型车床电气控制线路的构成和工作原理；.能分析CA6140型车床电气原理图、电气位置图及接线图；.掌握工业机械电气设备维修的一般方法及注意事项。内容分析CA6140型车床的主要结构和运动形式；CA6140型车床电气控制线路的构成和工作原理；CA6140型车床电气原理图、电气位置图及接线图；短接法。教学重点CA6140型车床电气控制线路的构成和工作原理；CA6140型车床电气原理图、电气位置图及接线图；短接法教学难点CA6140型车床电气控制线路的构成和工作原理；CA614