江苏省淮安信息职业技术学院电机与电气控制教案

《电机与电气控制》

教

案

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第1周星期二

一、章节：

绪论

§1.1直流电机的基本工作原理

二、教学目的：

1、了解课程的主要研究内容

2、掌握直流电机的基本工作原理

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

1、电机的基本分类

2、直流电机的基本工作原理

五、教学难点:

直流电机的基本工作原理

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

补简述直流电机的基本工作原理

1-1

八、课后小结：

刚开始，由于本书简化了工作原理中的反电动势和阻转矩等

内容，掌握起来学生还较为轻松，易接受。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第一周星期三

一、章节：

§1、2直流电机的结构及铭牌

§1、5电枢绕组的感应电动势与电磁转矩

二、教学目的：

1、熟悉电机结构及铭牌

2、掌握电枢电动势Ea、电磁转矩T的含义及公式

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

1、电机结构

2、铭牌计算

3、公式Ea=Ce<I>Il、T=CrOIa

五、教学难点：

1、铭牌中PN的含义

2、Ea、T在直流发电机和直流电动机中的作用

六、使用教具：

粉笔、直流电机的实际模型

七、课后作业：

1-2、6

八、课后小结：

对直流电动机中的电枢电动势与直流发电机中的电磁转矩的

概念与作用学生学起来易混，特列成表格对比，方便记忆，效果

好。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第一周星期四

一、章节：

§1、7直流电动机的分类

§3、1电力拖动系统的运动方程

二、教学目的：

1、掌握直流电动机分类

2、掌握直流电动机三大平衡方程

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

1、直流电动机分类

2、直流电动机三大平衡方程

五、教学难点：

平衡方程

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

1-163-3、15

八、课后小结：

三大平衡方程的推导学生能够接受，讲授较轻松。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第二周星期二

一、章节：

§3、1电力拖动系统的运动方程

§3、2负载的机械特性

二、教学目的：

1、掌握功率平衡方程

2、了解负载的机械特性

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

功率平衡方程

恒转矩负载和恒功率负载

五、教学难点：

功率平衡方程

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

3-4

八、课后小结：

对于负载机械特性通过各种特例（起重机、电车、

切削金属等）让学生更容易明白负载机械特点。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第二周星期三

一、章节：

§3、3他励直流电动机的机械特性

二、教学目的：

掌握他励直流电动机的固有机械特性

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

他励直流电动机的固有机械特性

五、教学难点：

他励直流电动机的固有机械特性方程及曲线特点

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

3-5

八、课后小结：

将固有机械特性方程与简单的一次函数相对应讲解n。和硬度

B,学生容易理解。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第二周星期四

一、章节：

§3、6他励直流电动机调速

二、教学目的：

掌握调速方法与原理

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

调速原理及特点

五、教学难点：

调速过程及特点、性能比较

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

3-16

八、课后小结：

调速的过程对学生不作很高要求，只让起注意调速方法使用

与最终调速结果就可以。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第三周星期二

一、章节：

§3、4他励直流电动机的起动与反转

二、教学目的：

1、掌握起动要求和方法

2、熟悉起动过程

3、掌握反转方法

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

1、起动要求和方法

2、起动过程

3、反转方法

五、教学难点：

1、起动要求和方法

2、起动过程中的注意点

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

3-6、13

八、课后小结：

起动原理简单，方法好记，学生易接受，课堂气氛好。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第三周星期三

一、早不：

§3、5他励直流电动机制动

二、教学目的：

掌握他励直流电动机制动方法和结果

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

他励直流电动机制动方法和结果

五、教学难点：

倒拉反接制动和回馈制动

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

3-9、17

八、课后小结：

对于制动的细节（机械特性曲线、工作点的变化）

不做太高要求，只要能理解制动过程，记住方法和结果就可以，

学生（高职）课堂反应有点迟钝。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第三周星期四

一、早不：

实验一、直流电动机的调速

二、教学目的：

理论联系实际加深对调速方法与结果的掌握

三、教学方法：

实验

四、教学重点：

实验线路和数据

五、教学难点：

如何区分直流电机的电枢绕组与励磁绕组

六、使用教具：

实验器材

七、课后作业：

实验报告

八、课后小结：

实验较顺利，大多数学生都能完成实验数据的填写，并及时

的加深学生对直流电动机调速方法的掌握。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第四周星期二

一、章节：

习题课

一、教学目的：

巩固已学的专业知识

二、教学方法：

结合习题讲授

三、教学重点：

直流电动机的起动、反转、制动、调速等

四、教学难点：

计算题的解题技巧

五、使用教具：

粉笔

六、课后作业：

补充

八、课后小结：

通过习题课的练习，进一步了解学生的学习状况，

基本上对基本知识点都能掌握住。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第四周星期三

一、章节：

§2、3并励直流发电机

二、教学目的：

1、了解并励直流发电机的自励过程

2、掌握并励直流发电机的自励条件

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

并励直流发电机的自励条件的推出

五、教学难点：

并励直流发电机的自励的讲解

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

2-3、5

八、课后小结：

对于自励过程，通过曲线了解，学生分析能力较差,

理论描述起来学生易理解，课堂气氛也较好。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第四周星期四

一、章节：

§1、3直流电机的电枢绕组

§1、4直流电机的磁场

二、教学目的：

1、了解直流电机的电枢绕组的基本知识

2、掌握电枢反应

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

直流电机的空载和有载时的磁场

五、教学难点：

电枢反应的影响

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

补

八、课后小结：

这部分内容较为枯燥，尤其是对电枢绕组的进一步认识

只能通过书上的图，较为抽象，学生不容易理解。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第五周星期二

一、章节：

§1、6直流电机中的换向

§3、7直流电机的故障分析及维护

二、教学目的：

1、理解换向极的作用

2、掌握直流电机的常见故障分析及维护方法

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

1、换向极的作用

2、直流电机的常见故障分析及维护方法

五、教学难点：

直流电机的常见故障分析及维护方法

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

补

八、课后小结：

对于换向极改善换向的作用不深入阐述，主要以直流电

动机运行时出现的常见故障进行分析，找出问题并寻找解决方法。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第五周星期三

一、章节：

§4、1变压器的结构及其分类

§4、2单相变压器

二、教学目的：

1、了解变压器的结构及其分类

2、掌握单相变压器的基本工作原理

3、掌握单相变压器的空载运行特性

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

1、单相变压器的基本工作原理

2、单相变压器的空载运行特性

五、教学难点：

单相变压器的空载运行特性

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

4-2、3、4

八、课后小结：

变压器学生对它比较了解，学习起来兴趣较浓，除了在单相变

压器的空载运行特性中用到相量表示比较难一点，其他都易接受，课堂气氛

活跃。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第五周星期四

一、章节：

§4、2单相变压器

§4、3三相变压器

二、教学目的：

1、掌握单相变压器负载运行的磁势平衡方程式

2、掌握三相变压器和三相心式变压器的磁路特点

3、掌握变压器绕组的极性

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

1、单相变压器的负载运行

2、三相变压器和三相心式变压器的磁路特点

3、变压器绕组的极性

五、教学难点：

1、单相变压器负载运行的磁势平衡方程式

2、变压器绕组的极性

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

4-7、8

八、课后小结：

用相同的思路分析单相变压器负载运行，学生学起来还

能接受，对于三相变压器，分析磁路特点，用时钟法表示联结组,

学生很感兴趣，课堂气氛活跃。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第六周星期二

一、章节：

§4、3、5变压器的并联运行

§4、4变压器参数的测定

二、教学目的：

1、掌握变压器的并联运行基本条件

2、掌握参数测定的两个实验及所测参数

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

1、变压器的并联运行基本条件

2、变压器参数的测定的两个基本实验

五、教学难点：

变压器参数的测定的两个基本实验

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

4-10、12、13

八、课后小结：

课上对变压器的空载实验与短路实验的讲解，学生学

的很吃力，对前面的基本知识似乎掌握不牢，课堂效果不太好，

今后还要进一步提高他们的学习兴趣。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第六周星期三

一、章节：

§4、6特殊变压器

二、教学目的：

掌握特殊变压器的用途和使用注意点

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

电压互感器和电流互感器的结构、作用、使用注意点

五、教学难点：

电压互感器和电流互感器的使用注意点

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

4-15>16

八、课后小结：

此节的内容较为简单，在讲授时牢牢地抓住变压器改变

电压和电流的特点讲述电压和电流互感器的作用及其注意点，学

生容易接受，并且能主动思考，效果不错。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第六周星期四

一、章节：

复习第四章

二、教学目的：

加深对相关变压器知识的熟练程度

三、教学方法：

结合习题讲授

四、教学重点：

变压器中的重点知识点

五、教学难点：

对磁势平衡、运行特性等难点知识的掌握

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

练习

八、课后小结：

课上做一些紧扣重点内容的题目把握学生的掌握情况，

同时也给他们练习的机会，课堂气氛还可以，大多数同学均能掌

握。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第七周星期二

一、章节：

CH5三相异步电动机的基本理论及结构

§5-1三相异步电动机的基本理论

§5-2三相异步电动机的结构与铭牌

二、教学目的：

1、掌握三相异步电动机的工作原理

2、熟悉三相异步电动机的基本结构

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

三相异步电动机旋转磁场的形成

五、教学难点：

三相异步电动机的工作原理

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

5-2、3

八、课后小结：

结合三相异步电动机的剖面图讲解其工作原理，既形象，帮

助学生理解，又能帮学生更加牢固掌握它的基本结构，课堂效果

不错。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第七周星期三

一、章节：

§5-2三相异步电动机的结构与铭牌

§5-3三相异步电动机的定子绕组

§5—4绕组的感应电动势

二、教学目的：

1、掌握三相异步电动机的铭牌含义

2、掌握绕组的感应电动势

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

三相异步电动机的铭牌含义及其绕组的感应电动势

五、教学难点：

三相异步电动机的绕组感应电动势

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

5-4、5

八、课后小结:

对于三相异步电动机的定子绕组由于知识点零碎、复杂，故

只让学生做相关了解，重要的是对绕组感应电动势公式的理解，

学生较能接受。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第七周星期四

一、章节：

§5-5三相异步电动机的空载运行

§5-6三相感应电动机的负载运行

二、教学目的：

1、掌握三相异步电动机的空载运行时的特点

2、掌握三相感应电动机的负载运行的磁势平衡

和折算

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

在建立与变压器相似的三相异步电动机的模型上分析空载

与负载运行

五、教学难点：

三相感应电动机的负载运行的折算

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

5-8、9、10

八、课后小结：

尽量的调动学生的学习积极性，让他们自己想到三相异步电

动机的工作原理与变压器相似，建立在此基础上分析问题迎刃而

解，由于内容较难，学生反应没有前几节快。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第八周星期二

一、章节：

§5-7功率和转矩

§5—8三相感应电动机的工作特性

二、教学目的：

掌握三相异步电动机的功率和转矩平衡方程

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

三相异步电动机的功率和转矩平衡方程

五、教学难点：

1、三相异步电动机的功率

2、分析相关的三相感应电动机的工作特性

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

补1

八、课后小结:

在讲三相异步电动机的功率时，从输入到输出，结合它的工

作原理，更容易理解。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第八周星期三

一、章节：

习题课

二、教学目的：

巩固有关三相异步电动机的基本知识

三、教学方法：

结合习题讲授

四、教学重点：

总结所学的三相异步电动机的知识

五、教学难点：

三相感应电动机的空载和带负载运行

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

练习

八、课后小结：

习题课上的练习基本上是基本的知识点，主要帮学生把所学知识

整理一下，思路清晰，整堂课学生的反应不错，基本上都能理解

和掌握三相异步电动机的基本理论。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第八周星期四

一、章节：

CH6三相感应电动机的电力拖动

§6-1三相异步电动机的电磁转矩

§6—2三相感应电动机的机械特性

二、教学目的：

1、掌握三相异步电动机的机械特性

2、理解三相异步电动机的两种人为机械特性

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

三相异步电动机的机械特性

五、教学难点：

1、三相异步电动机的机械特性曲线推出

2、三相异步电动机的两种人为机械特性曲线

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

6-1、4、5

八、课后小结：

不断地启发学生，推出机械特性曲线和另两种人为机械特性,

反复强调重点内容，接受起来还可以。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第十周星期二

一、章节：

§6—3三相感应电动机的起动

二、教学目的：

1、掌握三相异步电动机的起动要求

2、掌握三相异步电动机的起动的方法

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

三相异步电动机的起动的方法

五、教学难点：

1、笼型异步电动机的降压起动

2、绕线型异步电动机的起动

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

6-7、8、10

八、课后小结：

三相异步电动机的起动与直流电动机相似，关键在笼型异步

电动机的降压起动有点难，讲解较困难，学生三相电知识基础较

差，线值与相值之间的关系记不住，分析到相关问题还必须先复

习相关知识，学生学起来较吃力。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第十周星期三

一、章节：

§6—4感应电动机的调速

二、教学目的：

掌握三相异步电动机调速方法和原理

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

三相异步电动机的调速方法

五、教学难点：

1、变极调速

2、改变转差率调速

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

补

八、课后小结：

调速方法较简单，只需记住一个公式，就记住三种方法，对

于调速过程中不过细研究。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第十周星期四

一、章节：

§6—5感应电动机的反转与制动

§6—6故障与分析

二、教学目的：

1、掌握三相异步电动机的反转方法

2、掌握三相异步电动机的制动方法

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

三相异步电动机的反转与制动

五、教学难点：

三相异步电动机的制动原理

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

6-16

八、课后小结：

不断地启发学生，与直流电动机相似，制动中不对其过程过

细研究，要求学生掌握的知识点反复强调，加深印象。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第十一周星期二

一、章节：

§7—1单相感应电动机

§7一2三相同步电机

二、教学目的：

1、掌握单相感应电动机的工作原理和特点

2、掌握单相感应电动机的起动

3、了解三相同步电机的工作特点

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

1、单相感应电动机的工作原理和特点

2、单相感应电动机的起动

3、三相同步电机的工作特点

五、教学难点：

1、单相感应电动机的工作原理

2、单相感应电动机的起动

3、三相同步电机的工作原理

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

7-1、2

八、课后小结：

充分利用所学知识，分析单相异步电动机的工作原理，发挥

学生学习主动性，给他们一定的时间去思考，课堂气氛不错。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第十一周星期三

一、章节：

CH11低压电器及控制电路

§11-1低压电器概述

二、教学目的：

1、掌握低压电器的基本结构

2、认识低压电器

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

低压电器的基本结构和一些低压电器

五、教学难点：

低压电器结构与使用

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

11-1、2

八、课后小结：

由于以前曾经接触过低压电器，学生对于这部分知识容易接

受，授课较轻松。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第十一周星期四

一、章节：

§11-1低压电器概述

§11—2电气控制系统图

二、教学目的：

1、掌握接触器、继电器的工作原理

2、了解电气原理图的绘制原则、阅读方法

三、教学方法：

录象教学

四、教学重点：

接触器、继电器的工作原理

五、教学难点：

1、接触器的控制特点

2、热继电器的保护原理

3、时间继电器触头的判别

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

11-4、5、6、7

八、课后小结：

结合录象教学，使学生对抽象理论的理解更加透彻，对常用

低压电器的外观、工作原理、使用注意点等有了更全面的认识，

教学效果不错。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第十三周星期四

一、章节：

§11—3全压起动控制电路

§11-4三相笼型异步电动机减压起动控制电路

二、教学目的：

1、读懂控制原理

2、理解“自锁”和“互锁”的设计

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

1、三相异步电动机点、连动控制

2、三相异步电动机的正、反转控制

五、教学难点：

“自锁”和“互锁”含义和作用

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

11-9、12、15

八、课后小结：

学生曾经接触过电气控制的实验，对于控制原理图的学习较

轻松，在讲完主要内容之后，让学生做一些通过实验现象排除线

路故障的习题，不仅锻炼了他们的思考能力，而且进一步加深了

对控制电路的理解和掌握。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第十四周星期二

一、章节：

§11-4三相笼型异步电动机减压起动控制电路

二、教学目的：

1、看懂控制原理图

2、进一步理解时间继电器的工作原理

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

Y-△减压起动

五、教学难点：

对控制原理图中相关环节的设计原因的分析

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

11-17

八、课后小结：

学生对控制原理图的分析提高的很快，基本上可以独自看懂

原理图，课堂反应较快，对时间继电器的掌握也不错。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第十四周星期三

一、章节：

§11-5绕线型电机起动控制电路

§11—6三相异步电动机制动控制线路

二、教学目的：

1、完成部分控制原理图的讲解

2、让学生理解控制原理的设计技巧

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

1、转子绕组串电阻起动控制电路

2、能耗制动和反接制动电路

五、教学难点：

1、转子绕组串电阻起动控制中的分断切除电阻的设计

2、制动中比较用时间原则控制和速度原则控制

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

11-19

八、课后小结：

由于前几次课的基础，这次课的控制原理差不多是让学生自

己来完成的，基本上能读懂控制原理，对时间继电器和速度继电

器的控制把握的也不错。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第十四周星期四

一、章节：

§11一7三相异步电动机的调速控制线路

二、教学目的：

让学生理解控制原理的设计技巧

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

双速异步电动机控制电路

五、教学难点：

双速电动机控制中主电路识别几个交流接触器的控制

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

补1

八、课后小结：

在学习控制原理的同时，正好可以复习以前第六章三相异步

电动机拖动的知识，在理解了调速的理论知识后，在进行控制，

加深学生的学习印象。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第十八周星期二

一、章节：

CH8微特电机

§8-1伺服电动机

§8-2测速发电机

二、教学目的：

1、掌握伺服电动机、测速发电机的主要用途

2、掌握交流伺服电动机性能要求、控制方式

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

交流伺服电动机的工作原理

五、教学难点：

交流伺服电动机如何消除“自转”

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

8-1、4

八、课后小结：

事先让学生在实习阶段自习，完成预先给出的简单题目，课

堂检查，作为平时成绩。检查结果，学生的自觉性不高，对于本

章知识点结合对单相异步电动机的复习，掌握重点知识。

江苏省淮安信息职业技术学院教案首页

第十八周星期三

一、章节：

§8-3步进电机

§8—4自整角机

二、教学目的：

1、理解步进电机的工作原理和运行方式

2、了解自整角机的工作原理

三、教学方法：

讲授

四、教学重点：

步进电机的运行方式

五、教学难点：

步进电机的工作原理和步距角的含义

六、使用教具：

粉笔

七、课后作业：

8-10、11

八、课后小结：

对于步进电机和自整角机，并不深入学习，只有要求学生把

握住主要方面，步进电机有单三拍、六拍、双三拍的学习学生很

感兴趣，讲授较轻松。

绪论

一、了解电机在国民经济的应用

1、电能一一现代最常用的一种二次能源。

优点：a.在生产、传输、分配、使用、控制等方面很方便

b.效率高

2、电机一一与电能的生产、传输、分配、使用有着密切关系的电

磁机械。

例：a.发电机是电厂的主要电气设备

b.变压器是电力系统中的主要电气设备

二、课程的性质、内容和任务：

性质：专业基础课

内容：电机原理、拖动理论和电气控制三部分组成

任务：1、培养学生掌握相关的基本理论

2、学会分析运算的基本方法与维修的技巧，加强实践

和理论的结合

3、能借助计算机进行及其相关软件来帮助该课程的学习

重要性：是必须学好的一门课程，没有这个基础，后续课程的

学习将会无的放矢，从而陷入盲目。

三、电机的主要类型：

1、按电流种类分：直流电机、交流电机

2、直流电机可分：直流电动机、直流发电机

3、交流电机可分：异步电机、同步电机、单相电机、三相电

机等

4、按电机用途分：控制电机、用于能量转换的电机

CHAP1电气控制的基本知识

1、1常用低压电器

定义：通常是指交流1000V及以下与直流1200V及以下电路中起

通断、控制、保护和调节作用的电气设备

主要作用：接通或断开电路中的电流

1、1、1低压电器概述

1、分类：

1）按控制作用分：执行电器、控制电器、主令电器、保护电器

2）按动作方式分：自动切换电器、非自动切换电器

2、低压电器的基本结构：

1）电磁机构：

组成：线圈、铁心、衔铁

工作原理：当线圈通电，产生磁场，对衔铁产生吸引，吸引力足够大

把衔铁吸合，衔铁动作；当线圈失电，磁场消失，对衔铁

的吸引力消失，衔铁将在弹簧的作用复位。

按励磁电流可分：

”直流电磁铁：铁心没有磁滞损耗和涡流损耗（铁心有整块钢材或

V工程纯铁制成）

、交流电磁铁：磁通是交变的，为了减小噪音和振动，在铁心上要

安装短路环。

2、触点系统：

按功能不同可分：

J主触头，由于接通和分断主电路；

t辅助触头，由于接通和分断二次电路，还能起到互锁和联锁作用；

按形状不同可分为：桥式触点和指形触点

按用途可分为：常闭（动断）触点、常开（动合）触点

3、灭弧装置

1、1、2开关电器及主令电器

1、开关类电器

1）刀开关（闸刀开关）

作用：不频繁地接通和分断小容量的低压线路

注意点：1、瓷底应与地面垂直，闸刀的手柄一定要向上安装

2、它的上端接电源线，下端接负载

符号：Q

2）转换开关（组合开关）

作用：控制小容量异步电动机的不频繁起动和正反转、星三角起动等

符号：SA

3）自动开关（自动空气断路器）

功能：多种保护功能，出现短路，三相立即切断

符号：QF

4）漏电保护器（漏电保护自动开关）

功能：主要用于当发生人身触电或漏电时，能迅速切断电源，还兼有

过载、短路保护，用于不频繁起、停电动机。

2、主令电器

1）按钮

类型：是一种手动的可以自动复位的主令电器

结构：常闭（动断）触点、常开（动合）触点、复位弹簧、按钮帽

注意：红色是制动按钮，绿色是起动按钮

符号：SB

2）行程开关（限位开关）

原理：利用生产机械运动部件的碰撞，使其内部触点动作，分断和切

换电路

符号：SQ

3）万能转换开关

结构：有多层凸轮及与之对应的触点底座叠装而成。

使用：操作时，手柄带动转轴与凸轮同步转动，凸轮的转动即可驱动

触点系统的分断与闭合

注意：手柄位于同一位置时，有的触点闭合，有的则处于分断

1、1、3接触器

作用：用于远距离频繁地接通与断开脚直流主电路及大容量控制电路

的一种自动切换电器。

1、结构：线圈、铁心、衔铁、触头、灭弧装置

触头数目：

常开主触头（三个）——用来控制大电流的主电路的通断；

一对常闭辅助触头和一对常开辅助触头---用来控制小电流的控

制电路的通断

2、工作原理：当线圈通电，产生磁场，对衔铁产生吸引，吸引力足够

大把衔铁吸合，衔铁动作，带动动触头动作，使常闭触头

断开，常开触头闭合；当线圈失电，磁场消失，对衔铁的

吸引力消失，衔铁将在弹簧的作用复位，所有触头随之复

位。

3、符号：KM

4、特点：1、以小控大

2、具有远距离控制

3、具有欠压和失压保护

5、接触器的选择

1、1、4继电器

1、电磁式继电器

工作原理：电磁原理（与交流接触器相似）

类型：

A、电流继电器（KD：反映电路中电流的变化，串联在电路中，

内阻小

r过电流继电器：电路正常时衔铁不动作，一旦电流超过整

<定值时，衔铁吸合

、欠电流继电器：电路正常时衔铁吸合，一旦电流小于整

定值时，衔铁释放（注意动作）

B、电压继电器（KV）：反映电路中电压的变化，并联在电路中，

内阻大

〃过电压继电器：电路正常时衔铁不动作，一旦电压超过整

<定值时，衔铁吸合

、欠电电继电器：电路正常时衔铁吸合，一旦电压小于整

定值时，衔铁释放（注意动作）

C、中间继电器：实质是电压继电器

作用：增加触头的数量和容量，起到中间信号的转换和放大作

用

2、时间继电器（KT）

空气阻尼式时间继电器：利用空气阻尼的作用

类型：通电延时、断电延时

3、热继电器（FR）

作用：过载保护

结构：三个热元件（由双金属片作成）、常闭、常开触头

原理：利用电流热效应。当电动机过载时，电路中电流过大，电流通

过热继电器的热元件，双金属片发热弯曲，推动推竿使常闭触

头动作，切断控制电路

连接：三个热元件接入主电路中，将常闭触头接入控制电路中

问题：为什么不能做短路保护？

因为短路保护，需要电路一旦短路立即切断电路，而热继电器,

由工作原理可知是利用热元件受热这一过程，有一定的热惯性,

不能对短路马上做出反应。

4、速度继电器（KS）

速度继电器：当转速达到规定值时动作的继电器。

动作：一般当转速大于动作转速120r/min,触头动作；当转速在100

r/min以下，触头复位

结构：转子（与电动机同轴）、常闭、常开触头

1、1、5熔断器

作用：短路保护

原理：电流的热效应。当电流达到额定电流的1.3—2倍，熔体开始熔

断，电路短路时，电流很大，熔体迅速熔断

符号：FU

1、1、6常用起动器

1、磁力起动器（全压起动器）

组成：交流接触器、热继电器、按钮

分类：可逆和不可逆

2、Y-△起动器

适用场所：钉子绕组作三角形联结的笼形电动机的降压起动

1、2电气控制图的基本知识

1、电气图的符号：见附录

2、电气图的分类：

1）电气系统图和框图

2）电气原理图

3）电器布置图

4）电器安装接线图

5）功能图

6）电器元件明细表

3、电气原理图的绘制原则：

1）原理图一般分为主电路和辅助电路两部分。主电路是电气控制

线路中强电流通过的部分，一般用粗线绘制；辅助电路包括控制

电路、照明电路、信号电路和保护电路，是小电流通过部分，应

用细线绘制，通常将主电路画在控制电路的上方或左方。

2）无论是主电路还是辅助电路，各电气元件一般应按动作顺序从

上到下，从左到右依次排列，电路可采用水平布置或垂直布置。

3）同一电器的各个部件（如接触器的线圈和触点），分别画在各

自所属的电路中，为了便于识别，同一电器的各个不见均编以相

同的文字符号。

4）同一原理图中，作用相同的电气元件有若干个时，可在文字符

号后加注数字序号来区分。

5）原理图中，有直接电联系的十字交叉导线连接点必须用黑圆点

表示。

4、电气图阅图的基本方法

阅读原则：从主电路着眼，从控制电路着手

解释：“从主电路着眼”是先看清楚主电路中用到的交流接触器的

作用；“从控制电路着手”是看懂控制电路中的控制按钮的

作用，它们的动作控制交流接触器线圈得失电，从而控制主

电路中交流接触器的主触头。

看图顺序：从上到下，从左到右依次阅读

1、3电气控制的基本规律

1、自锁控制

作用：1）只要按下起动按钮，保证线圈一直有电，无论是否

松开控制按钮，电动机可以连续运行

2）实现欠压和失压控制

2、互锁控制

作用：保证两个接触器不能同时工作

第二章直流电机

2.1直流电机的基本知识

2.1.1直流电机的基本工作原理

学前准备直流电机是建立在电磁感应定律和电磁力定律的基

础上工作的。电磁感应定律的内容是导体在磁场中做切割磁力线

的运动会产生感应电动势，形成感应电流；电磁力定律的内容是

通电导体在磁场中会受到电磁力（或安培力）的作用。

一、直流发电机的基本工作原理

1、简单模型简介：

N,S一一静止磁场，产生磁通（定子）

电枢绕组----线圈abed

换向器一一固定在转轴上且与转轴绝缘的两个铜质的半

圆环（电枢又叫转子，它包括电枢铁心、绕

组、换向器）

电刷一一与换向片滑动接触，是旋转的线圈与外界静止

的电路相连接。

2、基本工作原理：

a.电磁感应定律的应用（右手定则）

b.换向器的作用：保证流出的电流方向不变（直流电）

c.简述基本工作原理：（核心：机械能转换成电能）

当原动机以某一转速拖动转子（电枢）旋转起来，在磁场

中电枢绕组切割磁力线，产生感应电动势，形成感应电流,

通过电刷流过负载，实现机械能转换成电能

二、直流电动机的基本工作原理

1、工作模型：内部结构与直流发电机一样，外部串接直流电

源

2、基本工作原理：

a.利用电磁力定律（左手定则）

b.换向器的作用：保证转子旋转方向不变

c.简述基本工作原理：（核心：电能转换成机械能）

当电流经过电刷流入电枢绕组，通电导体在磁场中会受

到电磁力的作用，形成电磁转矩驱动转子旋转起来，实

现了电能转换成机械能

三、电机的特点：

可逆性一一既可作发电机又可作电动机使用

主要原因：内部结构一样

辨别方法：查看外部条件，发电机一般接负载；电动机一般

接电源

课前复习：

一、电机分类

二、直流电机的基本工作原理（电机组成、工作原理）

直流电动机工作原理：当电流经过电刷流入电枢绕组，通电导体

在磁场中会受到电磁力的作用，形成电磁转矩T（称为驱动转矩）

驱动转子旋转起来，实现了电能转换成机械能

补充：转子旋转起来会切割磁力线，产生感应电动势，这被称为

电枢电动势Ea,判断它的方向与电源输入的电流方向相反，称为

反电动势

直流发电机工作原理：当原动机以某一转速拖动转子（电枢）旋

转起来，在磁场中电枢绕组切割磁力线，产生感应电动势（即电

枢电动势Ea）,形成感应电流，通过电刷流过负载，实现机械能转

换成电能

补充：电枢绕组中有了感应电流，在磁场中又会受到电磁力的作

用，电磁力所形成的电磁转矩T与转子的运动方向相反，阻碍运

动，被称为制动转矩（或阻转矩）

在工作原理中重要的两个参数的不同作用：

直流电动机直流发电机

T驱动转矩阻转矩

Ea反电动势相当于直流电源

三、电机的可逆性

2、2、1直流电机的结构与分类

一、定子一一电机中静止不动的部分。机座、主磁极、换向极、

端盖、轴承、和电刷等。

主要作用：产生磁场、支撑作用

1、主磁极

组成：由主板铁心、励磁绕组组成

作用：产生工作磁场

2、换向极（一般容量在1KW以上都会安装）

组成：由铁心、绕组组成

作用：改善电机的换向性能，防止产生电弧火花

3、实物教学：看清电刷、励磁绕组等接线

二、转子（电枢）一一电机中转动的部分。包括电枢铁心、绕组、

换向器和转轴等

1、电枢铁心：由0.35—0.5mm厚的硅钢片叠制而成。

2、电枢绕组：由绝缘导线绕制的电枢线圈组成

3、换向器：作用重大（在发电机中，能使电枢线圈红的交变

电动势转换成电刷间的直流电动势；在电动机中将外面通入电刷

的直流电流转换成电枢线圈中所需的交变电流。）

三、直流电动机的分类

按励磁方式分为他励、并励、串励、复励

1、他励

结构：电枢绕组与励磁绕组单独分开，有——@—

两个直流电源提供电能如右图------

2、并励

结构：电枢绕组与励磁绕组并联联结，公用|

一个直流电源，如右图——O

1——nnnnn

3、串励

结构：电枢绕组与励磁绕组串联联结，公用

一个直流电源

4、复励

结构：电枢绕组与励磁绕组既有串联又有并联，只有一个直

流电源提供电能

2、1、3直流电机的铭牌数据

1、额定容量（功率）PN（单位：KW）

含义：指输出功率

表达式：直流电动机PN=UNIN»9N（输出机械能）

直流发电机PN=UNIN（输出电能）

2、额定电压UN（单位：V）

3、额定电流IN（单位：A）

4、额定转速nN（单位：r/min）

5、额定励磁电流Im（单位：A）

6、铭牌上没有的额定值：额定转矩TN、额定效率9N

其中TN=9.55PN/BN

9N：在带额定负载运行是，输出机械功率与输入功

率之比。

选择电机：根据负载要求，尽可能工作在额定状态下

选择不好会造成以下两种情况：

欠载：负载小于额定容量，会使负载过热而损坏

过载：负载大于额定容量，运行效率不高，浪费容量

7、铭牌计算（结合例题讲解）

课前复习

1、直流电机结构、分类

2、工作原理中的电磁转矩T、电枢电动势Ea在直流电动机、

直流发电机的作用

3、铭牌

2、1、4直流电机的电枢电势与电磁转矩

电枢电动势公式Ea=Ce<t）n（V）（推导过程略）

Ce-电动势常数

①一一气隙每极磁通（Wb）

H--电机的转速（r/min）

电磁转矩的公式T=CT小la（推导过程略）

CT一转矩常数

①一-气隙每极磁通（Wb）

la-—电枢电流（A）

2、1、5直流电机的磁场与换向问题

1、直流电机的磁场

一般地，直流电机运行时除了主磁极外，若电枢绕组有电流

流过，还将产生电枢磁场。这两个磁场相互叠加，合成了气隙磁

场。

1）直流电机的空载磁场

电机空载--一电机不输出功率，此时电枢电流近似等于0,所

以电枢磁势几乎可以忽略。

空载磁场一一空载时气隙磁场可以看作是定子产生的主磁

场。

空载磁场的磁通密度B基本上按梯形波分布。

2）直流电机负载时的磁场及电枢反应

直流电机负载一电机有输出功率，此时电枢电流不为0,有了

电枢磁势。

直流电机负载磁场一气隙磁场是由定子产生的主磁场和电枢

磁场合成的。

电枢反应一负载时电枢磁势对主磁场的影响

磁通情况：

1）气隙磁场发生畸变；

2）对主磁场有去磁作用

二、直流电机的换向及其改善方法

1、换向--电机旋转时，电枢绕组元件从一条支路，经过电刷短

路，进入另一条支路，其电流方向改变的过程。

2,出现问题

1）在电刷和换向器表面产生火花，火花范围过大，比较强烈，

对电机会有危害。

2）电刷下的火花将产生电磁波，对附近无线电的接收和通讯电

路会产生干扰。

3、改善换向方法：

1）安装换向极

2）正确选用电刷

2、2直流电机的基本方程

直流电动机的基本方程：

㈠电压平衡方程式

U=Ea+IaRa（U>Ea,处于电动机运行状态）

㈡转矩平衡方程式

T=Tfl+T2（T：电磁转矩；T。：空载转矩；L：所带机械转矩）

㈢功率平衡方程式

由电压平衡方程式得UIa=EaIa+Ia2Ra

P|=PM+PaCu

P,：输入功率

PM：电磁功率

PaCu：电枢铜耗

P尸P2+EP损耗

P2：输出功率

EP损耗=Po+Pcu

2、3电动机的机械特性

一、他励直流电动机的机械特性

电动机的机械特性：指电动机的转速n与电磁转矩T之间的

关系n=f(T)o

1、机械特性方程

根据电压平衡方程U=Ea+Ia(Ra+R)

Ea=U-Ia(Ra+R)

CeSn=U-la(Ra+R)

n=U/Ced)-Ia(Ra+R)/CeS又因为la=T/CT小

所以n=U/Ce8-(Ra+R)T/CeCrS?

=Do-pT

式中no=u/Ce6理想空载转速

p=(Ra+R)/CeCT---机械特性的斜率

2、固有机械特性

条件：当U=UN,"=SN,R=0时的机械特性

固有机械特性方程为：

n=UN/Ce巾N-(Ra+R)T/CCCTN'

他励直流电动机固有机械特性曲线如下:

特点：

1、随着电磁转矩T的增大，转速n降

低，其特性是略卜斜的直线；

2、机械特性的斜率忏Ra/CeCT*N2,

其值很小，特性较平，习惯上称之为硬特性

3、AnN=no-nN,为额定转速差

4、当T=0时，n=no=UN/Ce巾N,为理想空载转速，因为T是

不可能为0的，电动机要旋转起来，T必须要克服一定的摩擦力,

所以no是理想化的状态;

2、3、2直流电动机的人为机械特性