电机电气控制全册教案.doc

2012/ 2013学年度第二学期教 案 审批签字： 2013年02月28日课程名称直流电动机的起动授课教师及职称李老师（高级讲师）授课班级电控11-1班授课日期2013.03.06授课项目一、直流电动机学习任务（一）直流电动机学习活动2. 直流电动机的工作特性教学资源1. 2. 3. 授课方法1. 讲授法2. 3. 教学目标1. 了解直流电动机起动的原理及方法。 2. 培养学生独立思考问题的能力。教学重点1. 直流电动机起动原理 教学难点1. 直流电动机起动原理新课导入及复习提问1. 说出直流电机的电动势、转矩的含义及表达式？2. 什么是直流电动机的工作特性？教学过程及内容：学习活动2 直流电动机的工作特性一、直流电动机（一）直流电动机1. 直流电动机的起动1.1 直流电动机的起动直流电动机由静止状态达到正常运转的过程称为起动过程，直流电动机在起动过程中不但转速发生变化、转矩、电流等也在变化。对直流电动机起动的要求是应有足够大的起动转矩以缩短起动时间，提高生产率，同时电动机的起动电流又不能过大。1.1.1全压起动即直流电动机起动时，给电动机加额定电压U直接起动电动机。过大的起动电流将带来不良影响：（1）电动机电刷与换向器之间产生强烈的火花而导致电刷与换向器表面烧损。（2）产生很大的转矩使传动机构和生产机械受到强烈的冲击而损坏。（3）使电网电压波动，影响供电的稳定性。由于以上原因，除小容量的电动机以外，一般不允许从全压直接起动。通常采用的起动方法有两种，即降低电源电压起动和电枢回路串电阻起动。直接起动的优点是所需设备简单，操作方便。缺点是起动电流大。1.1.2降低电源电压起动（降压起动）可以采用由晶闸管构成的可控整流电路作为直流电动机的可调电压电源。在直流电动机起动瞬间为其供给较低的直流电压，以后随着电动机的转速升高逐步增加直流电压的数值，直到电动机起动完毕正常运行时，加在电动机上的电压即是电动机的额定电压。用降低电源电压的方法起动并励电动机时必须注意：起动时必须加额定的励磁电压使磁通保持额定值，否则电动机起动电流虽然比较大，但起动转矩却很小，电动机可能无法起动。例32 有一台并励直流电动机，电枢绕组电阻Ra0.4，额定电压UN110V，设磁通恒定不变，当时，Ea100V。求：（1）额定电流IN；（2）直接起动时的起动电流Ist；（3）使电动机起动瞬时电流I1限制在2倍额定电流之内的起动电压U1 解：教学过程及内容：（1） （2）（3）1.1.3电枢回路串电阻起动为了保持一定的加速转矩，应将起动电阻逐渐切除。电枢回路串电阻起动方法所需设备较简单，但在起动过程中起动电阻上有能量损耗。而降低电源电压起动则所需设备较复杂，价格较贵，但在起动过程中基本不损耗能量。对于小功率电动机一般采用串电阻起动；容量稍大但但不需经常起动的电动机也可采用串电阻起动。课后小结1. 直流电动机的起动方法及原理布置作业1.什么是直流电动机的起动？2.直流电动机的降压起动有哪几种？实施情况与教学分析1. 本次课按计划完成，学生学习兴趣高。2. 参与教学活动积极。3. 对所学内容接受良好，达到教学目标要求。注：教案内容用宋体小四号字。2012/ 2013学年度第二学期教 案 审批签字： 2013年02月28日课程名称电机与电气控制技术授课教师及职称李老师（高级讲师）授课班级电控11-1班授课日期2013.03.08授课项目一、直流电动机学习任务（一）直流电动机学习活动2 直流电动机调速、反转与制动教学资源1. 2. 3. 授课方法1. 讲授法2. 3. 教学目标1. 了解直流电动机的调速与制动的方法及原理。2. 培养学生分析问题的能力。教学重点1. 调速与制动方法及原理教学难点1. 调速与制动原理新课导入及复习提问1. 什么是起动？起动电流过大有什么影响？2. 起动有哪几种方法？教学过程及内容：学习活动2 直流电动机调速、反转与制动 一、直流电动机（一）直流电动机2. 直流电动机调速、反转与制动 2.1 直流电动机的调速电动机的调速是指用人为的方法调节电动机的转速。有以下三种方法： （1）改变电源电压U （2）减小主磁通 （3）改变电枢回路的电压降RaIa（电枢回路串电阻调速）。1、改变电源电压U调速采用晶闸管整流装置作为一个输出电压可调的直流电源给直流电动机供电。其主要特点：（1）调速范围宽广，可以从低度速一直调到额定转速，速度变化平滑，通常称为无级调速。（2）调速过程中没有能量损耗，且调速的稳定性较好。（3）转速只能由额定转速往低度调，不能超过额定转速。（4）所需设备较复杂，成本较高。2、减小主磁通调速 减小主磁通，则电动机的转速就相应地升高。这种调速方法的特点：（1）由于调速在励磁回路中进行，功率小，故能量损耗小，控制方便。（2）转速只能从额定转速向上调，且调速范围一般比较窄，只能辅助调速之用。（3）所需设备较简单3、电枢回路串电阻调速其特点：（1）所需设备较简单，成本较低度。（2）电动机转速只能调低，而且为有级调速。（3）在调速电阻上有较大的能量损耗，即经济性能较差。3.1直流电动机的反转 一是改变主磁场方向，即将励磁绕组与直流电源的接线对调。称励磁绕组反接教学过程及内容：法；另一种是改变电枢绕组电流方向，称为电枢反接法。4.1直流电动机的制动1、再生制动（回馈制动）是指电机此时处于发电机状态下运行，将发出的电能反送回电网。2、电阻制动（又称能耗制动）将电动机的电枢绕组从电源上切除，电动机靠惯性将继续转动。此时电动已处于发电机状态运行，但并不是将电能反送回电网，而是消耗在专用电阻的发热上。3、反接制动反接制动利用改变加电枢绕组上的电压方向或改变励磁电流的方向，从而使电磁转矩T反向成为制动转矩。反接制动一般用于要求强烈制动或要求迅速反转的场合，通常只在小功率直流电动机上采用。课后小结1. 直流电动机的制动2. 直流电动机的调速布置作业1.什么是电动机的调速？调速和起动本质上的区别？2.什么是直流电动机的制动？实施情况与教学分析1. 本次课按计划完成，学生学习兴趣高。2. 参与教学活动积极。3. 对所学内容接受良好，达到教学目标要求。注：教案内容用宋体小四号字。2012/ 2013学年度第二学期教 案 审批签字： 2013年02月28日课程名称 三相异步电动机直接起动控制线路授课教师及职称李老师（高级讲师）授课班级电控11-1班授课日期2013.03.08授课项目二、常用低压电器构成的电气控制电路学习任务（二）继电器接触器控制电路学习活动1.三相异步电动机直接起动、正反转控制线路教学资源1. 2. 3. 授课方法1. 讲授法2. 3. 教学目标1. 了解电气控制电路图的基本构成。2. 掌握三相异步电动机直接起动控制电路的工作原理。3. 通过实训练习后能较熟练的接线操作。教学重点1. 直接起动的工作原理教学难点1. 实际接线新课导入及复习提问1. 说出时间继电器的组成及工作原理？2. 说出中间继电器的作用？教学过程及内容：学习活动1 三相异步电动机直接起动、正反转控制线路2、 常用低压电器构成的电气控制电路 （二）继电器接触器控制电路 1.三相异步电动机直接起动、正反转控制线路 1.1三相异步电动机的电气控制 为了使电动机能够按照设备的要求运转，需要对电动机进行擦身。传统的控制系统主要由各种低压电器组成，称为继电器接触器控制系统。 1.2电气控制电路和简介电气控制系统图包括电气原理图、电器布置图及电气安装图。 电气原理电路图是用图形符号和文字符号表示电路各个电器元件连接关系和电气工作原理。 电气控制原理电路按通过电流的大小分为主电路和控制电路。主电路包括从电源到电动机的电路，是强电流通过的部分，画在原理图的左边；控制电路通过的电流较小，由按钮、电器元件线圈、接触器辅助触点、继电器触点等组成，画在原理图右边。 1.3三相异步电动机直接起动控制电路三相异步电动机的起动方法有直接起动和降压起动两种。直接起动是指电动机直接在额定电压下进行起动。常用的直接起动控制电路有手动控制和自动控制两类。 1)手动控制直接起动所谓手动控制是指用手动电器进行电动机直接起动操作。可心使用的手动电器有刀开关、断路器、转换开关和组合开关等。手动电器直接控制电动机起动时，操作人员通过手动电器直接对主电路进行接通和断开操作，安全性能和保护性能较差，操作频率也受到限制，因此当电动机容量较在和操作频繁时就应该考虑采用接触器控制。2)接触器控制的直接起动电路接触器具有电流通断能力大、操作频率高以及可实现远距离控制等特点。在自动控制系统中，它主要承担接通和断开主电路的任务。 1.4电动机单向直接起动控制电路（略） （1）电路原理图分为主电路、控制电路和辅助电路。主电路为从三相电源经刀开关QS、熔断器、FU1、接触器KM的主触点、热继电器FR的发热元件到三相异电动机的电路；控制教学过程及内容：电路则为接触器KM电磁线圈的回路；辅助电路包括信号指示、检测等电路。（2）在电气原理图中，电器的元件按功能而不是按结构画在一起。接触器KM的主触点、辅助动合触点和电磁线圈就分别画在主电路和控制电路中，热继电器FR的热元件和动断触点也是如此。但应注意同一电器的所有部件必须用相同的文字符号标注。（3）一般主电路画在左侧；控制电路和其他辅助电路画在右侧，且电路按动作顺序和信号流程自左至右排列。（4）图中各电器应是未通电时的状态，二进制逻辑元件应为置零状态，机械开关位置应是循环开始前的状态，即按电路的常态画出。（5）电路的工作原理和操作过程如下：（6）电路的保护功能：短路保护、过载保护、失压保护、欠压保护课后小结1. 概述 2. 三相异步电动机直接起动控制电路布置作业1. 电气控制电路的系统图有几种2. 既然在电动机的主电路中装有熔断器,为什么还要装热继电器?它们的作用是什么?实施情况与教学分析1. 本次课按计划完成，学生学习兴趣高。2. 参与教学活动积极。3. 对所学内容接受良好，达到教学目标要求。注：教案内容用宋体小四号字。2012/ 2013学年度第二学期教 案 审批签字： 2013年02月28日课程名称三相异步电动机正反转控制电路 授课教师及职称李老师（高级讲师）授课班级电控11-1班授课日期2013.03.08授课项目二、常用低压电器构成的电气控制电路学习任务（二）继电器接触器控制电路学习活动1.三相异步电动机正反转控制电路教学资源1. 2. 3. 授课方法1. 讲授法2. 3. 教学目标1. 掌握三相异步电动机直接起动控制电路的工作原理。2. 通过实训练习后能较熟练地接线操作。教学重点1. 工作原理教学难点1. 接线操作新课导入及复习提问1. 电气控制系统图主要包括哪几部分？2. 手动控制直接起动有哪几种方法？各是原理是什么？教学过程及内容：学习活动1 三相异步电动机正反转控制电路 二、常用低压电器构成的电气控制电路 （二）继电器接触器控制电路 2 三相异步电动机正反转控制电路 2.1电动机正、反向直接起动控制电路 下图为接触器互锁电动机正、反向运行的控制电路。该电路由于进行了接触器互锁，避免了由于误操作和接触器触点熔焊而可能引发的相间适短路事故，使电路的可靠性大大增加。 上述电路不能对电动机进行直接正、反转操作。它主要用于无需直接正、反转换接的场合。图66为按钮电动机正、反转控制电路工作原理：按下反向起动按钮SB3SB3动断触点先断开接触器线圈KM1，而后其动合触点接能KM2KM1主触点断开正向电源，KM2主触点接通反向电源电动机经短时反接制动后反向起动并转入正常运行。该电路没有进行接触器互锁，一旦运行时接触器主触点熔焊，而这种故障又无法在电教学过程及内容：机运行时判断出来，将会引起主电路电源短路。 图66 按钮互锁电动机正、反转控制电路2.2点动控制和两地控制点动控制：是指按下按钮时电动机通电运行，松开按钮时电动机断电的操作功能。两地控制：为操作方便在机床的不同位置各安装了一套起动和停机按钮，称为两地控制。2.3自动往返控制电路利用行程开关发出工作状态改变信号的控制方法称为按行程原则控制。课后小结1. 电机正、反转直接控制电路2. 点动控制、两地控制、自动往返控制电路布置作业1. 在电动机正、反转直接起动控制电路中，为什么正反向接触器必须互锁？2. 在按钮和接触器双重联锁的控制电路中，为什么不要过于频繁进行正、反向直接换接？实施情况与教学分析1. 本次课按计划完成，学生学习兴趣高。2. 参与教学活动积极。3. 对所学内容接受良好，达到教学目标要求。注：教案内容用宋体小四号字。2012/ 2013学年度第二学期教 案 审批签字： 2013年02月28日课程名称三相异步电动机降压起动控制电路授课教师及职称XXX（高级讲师）授课班级电控11-1班授课日期2013.03.15授课项目二、常用低压电器构成的电气控制电路学习任务（二）继电器接触器控制电路学习活动2.电动机降压起动控制电路教学资源1. 2. 3. 授课方法1. 讲授法2. 3. 教学目标1. 掌握三相异步电动机各种降压起动控制电路的组成和工作原理。 2. 能较熟练地进行各种控制电路的接线。教学重点1. 组成和工作原理教学难点1. 实际接线新课导入及复习提问1. 说出电动机正、反转工作原理？2. 什么是点动控制、两地控制？教学过程及内容：学习活动2 三相异步电动机降压起动控制电路 二、常用低压电器构成的电气控制电路 （二）继电器接触器控制电路 1 三相异步电动机降压起动控制电路 三相笼型异步电动机的降压起动方法主要有星形三角形降压起动、定子串电阻（或串电抗）降压起动、自耦变压器降压起动和延边三角形降压起动等。 1.1笼型电动机星形、三角形降压起动星形三角形降压起动的基本原理是利用电动机定子绕组连接方法的改变来达到降压起动目的：如果三相异步电动机在正常运行时定子绕组为三角形联结，则可以在起动时先将定子绕组接成星形，待起动后再接回三角形。常用的有手动星形三角形起动器控制和自动星形三角形起动器控制两种方法。1）、手动星形三角形起动器手动控制星形三角形降压起动器具有结构简单，操作方便，价格低等优点，当电动机容量较小时，应优先考虑采用。2）、自动星形三角形起动器如图612（略）自动星形三角形起动器由三个交流接触器、一个热继电器、23个按钮开关和一个时间继电器组成，起动控制过程为：按下起动按钮SB2KM1通电自锁 KM3通电电动机作星形联结降压起动 KT通电KT动断触点延时断开KM3断电 KT动断触点延时闭合KM2通电电动机三角形联结全压运行。没有星形三角形起动器时可自行设计电动机星形三角形换接控制电路。图613（略） 电路主要有以下特点：热继电器通过电流互感器变流后接入主电路；考虑到重载起时起动时间过长，可能会引起热继电器误码动作，因此，在起动时用中间继电器短接发热元件，主电路采用断路器进行保护。 电动机采用星形三角降压起动，具有电路结构简单，教学过程及内容：成本低等特点。但使用时必须清楚，起动时的起动电流降低为直接起动电流的三分之一，起动转矩也降低为直接起动转矩的三分之一。因此这种方法仅适用于电动机轻载起动的场合。 1.2笼型电动机定子串电阻降压起动 笼型电动机定子串电阻通常有两种控制方法，即手动切除电阻和按时间原则自动切除电阻。 1）、手动切除电阻的控制电路当电动机起动过程可以很观察到时，可采用手动切除电阻的方法起动电机。该电路主要有两个缺点，其一是一旦接触器KM2工作时发生熔焊事故，在下一次起动时将变为直接起动，其二是由于某种原因导致接致接触器KM2不能动作时，电阻不能被短接，使电动机长期在低度电压下运行，造成电动机电流增加，工作不正常，甚至烧毁电动机。课后小结1. 笼型电动机星形三角形降压起动2. 笼型电动机定子串电阻降压起动布置作业1. 试分析电动机星形三角形降压起动控制电路实施情况与教学分析1、 本次课按计划完成，学生学习兴趣高，参与教学活动积极。2、 对所学内容接受良好，达到教学目标要求。注：教案内容用宋体小四号字。2012/ 2013学年度第二学期教 案 审批签字： 2013年02月28日课程名称 三相异步电动机降压起动控制电路授课教师及职称李老师（高级讲师）授课班级电控11-1班授课日期2013.03.15授课项目二、常用低压电器构成的电气控制电路学习任务（二）继电器接触器控制电路学习活动2.电动机降压起动控制电路教学资源1. 2. 3. 授课方法1. 讲授法2. 3. 教学目标1. 掌握三相异步电动机各种降压起动控制电路的组成和工作原理。2. 能较熟练地进行各种控制电路的接线。教学重点1. 组成和工作原理教学难点1. 实际接线新课导入及复习提问1. 说出自动星形三角形起动的控制原理？2. 手动切除电阻的控制电路控制原理教学过程及内容：学习活动2 电动机降压起动控制电路 二、常用低压电器构成的电气控制电路 （二）继电器接触器控制电路 1 三相异步电动机降压起动控制电路 1.3笼型电动机定子串电阻降压起动2）、用时间继电器按时间原则自动切除电阻的控制电路 图616所示电路的操作过程和工作原理如下：合上电源开关QS，按下起动按钮SB2线圈KM1、KT同时通电KM1辅助触点自锁，主触点接通电源，电动机串电阻开始起动时间继电器KT延时结束延时闭合，动合触点闭合接触器KM2线圈通电KM2动合辅助触自锁，动断触点切断KM1线圈，同时主触点闭合切除起动电阻R，电动机转入正常运行。 时间继电器的延时时间由起动时间的长短决定，起动时间的长短与负载大小有关，负载越大，起动时间越长。对于负载经常变化的电动机，若对起动时间有较高要求，就需要经常调整时间继电器的整定值，这就显得很方便。该电路在电动机正常运行时只保留KM2通电，使电路的可靠性增加，能量损耗减少。笼型电动机定子串电阻起动不受电动机绕组接法的限制，起动过程平滑，控制电路结构简单，但存在起动转矩小，电阻体积和能量消耗大等缺点。所以，对于较大容量电动机一般采用串电抗降压起动的办法来减少起动时的能量损耗。 2.1自耦变压器降压起动 采用自耦变压器降压起动时，由于用于电动机起动的自耦变压器通常有三个不同的中间抽头，使用不同的中间抽头，可以获得不同的限流效果和起动转矩等级，因此有较大的选择余地。自耦变压器降压起动控制电路已经形成定型产品，称为自耦减压起动器（或称补偿器）。自耦减压起动器有手动式和自动式两种。 1）、手动控制（图617略） 电路的工作原理是：当手柄置于停机位置时，起动器的所须触点都断开，电动机断电。开始起动时，将手柄向上扳至起动位置，图中左、右两组（各三个）触点闭合，教学过程及内容：电动机三相定子绕组接入自耦变压降压起动。转速接近额定转速时，可将手柄向下扳至运行位置，左、右两组触点断开，将自耦变压器从三相电路中切除；中间一组触点闭合时，电动机全压运行。要停机时，只须按下停机按钮SB。2）、自动控制（图618略）工作原理：合上电源开关QS，按下起动按钮SB2线圈KM2、KM3通电并通过KM2、KM3辅助触点构成自锁电动机带自耦变压器开始起动，同时时间继电器KT通电并自锁，延时开始KT延时结束，延时触点动作KM2、KM3线圈断电，KM1线圈通电电动机转入正常运行，KM1的动断触点切断KT线圈。自耦变压器降压起动方法常用于大容量电动机。课后小结1. 笼型电动机定子串电阻降压起动。2. 自耦变压器降压起动布置作业1. 试分析电动机星形三角形降压起动控制电路的原理图。2. 试分析自耦变压器降压起动控制电路的工作原理。实施情况与教学分析1. 本次课按计划完成，学生学习兴趣高，参与教学活动积极。2. 对所学内容接受良好，达到教学目标要求。注：教案内容用宋体小四号字。2012/ 2013学年度第二学期教 案 审批签字： 2013年02月28日课程名称三相异步电动机控制电路授课教师及职称李老师（）授课班级电控11-1班授课日期2013.03.15授课项目二、常用低压电器构成的电气控制电路学习任务（二）继电器接触器控制电路学习活动3.三相异步电动机控制电路教学资源1. 2. 3. 授课方法1. 讲授法2. 3. 教学目标1. 掌握三相异步电动机各种降压起动控制电路的组成和工作原理。2. 能较熟练地进行各种控制电路的接线。教学重点1. 组成和工作原理教学难点1. 实际接线新课导入及复习提问1、简述三相异步电动机降压起动的工作原理？2、简述三相异步电动机自耦变压器降压起动的工作原理？教学过程及内容：学习活动2 电动机降压起动控制电路 二、常用低压电器构成的电气控制电路 （二）继电器接触器控制电路 3.三相异步电动机控制电路 3.1 三相异步电动机电源反接制动电源反接制动是通过改变电动机电源的相序，使定子产生的旋转磁场方向与转子的旋转方向相反，从而产生制动力矩的一种制动方法。当电动机的转速接近于零时必须及时切断电源，否则会引起电动机反转。电源反接制动主要采用速度继电器控制。这种利用速度继电器发出工作状态改变命令的控制方式称为按速度原则控制。 工作原理：（图619略）合上电源开关，按下起动按钮SB2主接器KM1线圈通电并自锁KM1主触点接通电源电动机直接起动转入正常运行，同时速度继电器KV动合触点闭合，为电源反接制动停车做好准备。 停车时按下停车按钮SB1复合按钮SB1先切断线圈KM1，再接通线圈KM2并自锁电动机改变相序进入反接制动状态，当电动机转速下降到速度继电器的释放值时速度继电器KV触点释放，切断线圈KM2电动机结束反接制动。3.2三相异步电动机能耗制动 能耗制动是电动机脱离三相交流电源后，给定子绕组加一直流电源以产生静止的磁场，电动机旋转时，转子导体切割该静止磁场产生与其旋转方向相反的力矩，从而达到制动目的的制动方法。能耗制动有两种控制方案，即按时间原则控制和按速度原则控制。1）、按时间原则控制的单向运行能耗制动控制电路时间原则控制是指用时间继电器控制制动时间，制动结束时时间继电器发出制动结束信号，通过控制电路切断直流电源的控制方法。工作原理：（图620略）电动机正常运行后，需要停车时按下停车按钮SB1KM1线圈断电，KM2、KT线圈通电并自锁电动机脱离三相交流电源，同时接通直流电源，能耗制动教学过程及内容：开始时间继电器KT延时结束动作电动机脱离直流电源，能耗制动结束。 在控制电路中，时间继电器的动合触点与KM2动合触点串联后构成自锁是为了防止因时间继电器故障不能动作而造成无法切除直流电源的事故。 时间继电器的整定时间由制动所需时间确定。为使整个停车过程都具有制动，整定时间可稍长些。2）、按速度原则控制的可逆运行能耗制动控制电路 速度原则控制是指用速度继电器来控制制动过程，由速度继电器发出制动结束信号，通过控制电路切断直流电源的控制方法。 能耗制动具有制动平稳，能量损耗较反接制动小等优点，但制动效果较反接制动差，低速时这一缺点尤为突出。 能耗制动主要用于容量较大的电动机或制动较频繁的场合，但不适合用于紧急制动停车。课后小结1. 三相异步电动机电源反接制动。2. 三相异步电动机能耗制动布置作业1.实施情况与教学分析1.注：教案内容用宋体小四号字。2012/ 2013学年度第二学期教 案 审批签字： 2013年02月28日课程名称三相异步电动机制动控制电路授课教师及职称XXX（高级讲师）授课班级电控11-1班授课日期2013.03.15授课项目二、常用低压电器构成的电气控制电路学习任务（二）继电器接触器控制电路学习活动3.三相异步电动机、变极电动机的控制电路教学资源1. 2. 3. 授课方法1. 讲授法2. 3. 教学目标1. 理解三相异步电动机各种制动方法的控制电路和组成原理。2. 能对照电路图进行正确接线。教学重点1. 直接起动的工作原理。教学难点1. 实际接线新课导入及复习提问1. 简述三相异步电动机降压起动的工作原理？2. 简述三相异步电动机自耦变压器降压起动的工作原理？教学过程及内容：学习活动3 三相异步电动机、变极电动机的控制电路 二、常用低压电器构成的电气控制电路 （二）继电器接触器控制电路 1. 三相异步电动机控制电路 1.1 三相异步电动机制动控制电路 1）、三相异步电动机电源反接制动电源反接制动是通过改变电动机电源的相序，使定子产生的旋转磁场方向与转子的旋转方向相反，从而产生制动力矩的一种制动方法。当电动机的转速接近于零时必须及时切断电源，否则会引起电动机反转。 电源反接制动主要采用速度继电器控制。这种利用速度继电器发出工作状态改变命令的控制方式称为按速度原则控制。 工作原理：（图619略）合上电源开关，按下起动按钮SB2主接器KM1线圈通电并自锁KM1主触点接通电源电动机直接起动转入正常运行，同时速度继电器KV动合触点闭合，为电源反接制动停车做好准备。 停车时按下停车按钮SB1复合按钮SB1先切断线圈KM1，再接通线圈KM2并自锁电动机改变相序进入反接制动状态，当电动机转速下降到速度继电器的释放值时速度继电器KV触点释放，切断线圈KM2电动机结束反接制动。 2）三相异步电动机能耗制动 能耗制动是电动机脱离三相交流电源后，给定子绕组加一直流电源以产生静止的磁场，电动机旋转时，转子导体切割该静止磁场产生与其旋转方向相反的力矩，从而达到制动目的的制动方法。 能耗制动有两种控制方案，即按时间原则控制和按速度原则控制。 （1）按时间原则控制的单向运行能耗制动控制电路 时间原则控制是指用时间继电器控制制动时间，制动结束时时间继电器发出制动结束信号，通过控制电路切断直流电源的控制方法。 工作原理：（图620略）电动机正常运行后，需要停车时按下停车按钮SB1KM1线圈断电，KM2、KT线圈通电并自锁电动机脱离三相交流电源，同时接通直流电源，能耗制动开始时间继电器KT延时结束动作电动机脱离直流电源，能耗制动结束。 在控制电路中，时间继电器的动合触点与KM2动合触点串联后构成自锁是为了防止因教学过程及内容： 时间继电器故障不能动作而造成无法切除直流电源的事故。 时间继电器的整定时间由制动所需时间确定。为使整个停车过程都具有制动，整定时间可稍长些。 （2）按速度原则控制的可逆运行能耗制动控制电路 速度原则控制是指用速度继电器来控制制动过程，由速度继电器发出制动结束信号，通过控制电路切断直流电源的控制方法。 能耗制动具有制动平稳，能量损耗较反接制动小等优点，但制动效果较反接制动差，低速时这一缺点尤为突出。 能耗制动主要用于容量较大的电动机或制动较频繁的场合，但不适合用于紧急制动停车。课后小结1. 三相异步电动机电源反接制动。2. 三相异步电动机能耗制动。布置作业1.设计一个按速度原则控制的电动机能耗制动控制电路。实施情况与教学分析1. 本次课按计划完成，学生学习兴趣高，参与教学活动积极。2. 对所学内容接受良好，达到教学目标要求。注：教案内容用宋体小四号字。2012/ 2013学年度第二学期教 案 审批签字： 2013年02月28日课程名称三相变极电动机的控制电路授课教师及职称李老师（高级讲师）授课班级电控11-1班授课日期2013.03.06授课项目二、常用低压电器构成的电气控制电路学习任务（二）继电器接触器控制电路学习活动3.三相异步电动机、变极电动机的控制电路教学资源1. 2. 3. 授课方法1. 讲授法2. 3. 教学目标1. 能正确地进行三相双速及三相三速异步电动机的接线及操作。 2. 培养学生认识问题，解决问题的能力。教学重点1. 工作原理及接线教学难点1. 实际接线新课导入及复习提问1. 简述电源反接制动的工作原理及特点？2. 简述能耗制动的工作原理及特点？教学过程及内容：学习活动3 三相异步电动机、变极电动机的控制电路 二、常用低压电器构成的电气控制电路 （二）继电器接触器控制电路 2 三相变极电动机的控制电路 双速电动机通过改变电动机绕组的连接方式获得不同的极对数，使电动机同步转速发生变化，从机时达到电动机调速的目的。 2.1双速笼型电动机的控制 1）按钮控制直接起动的双速电动机控制电路（图623略）电路的操作过程和工作原理简单分析如下：合上电源QS后，按下低度速起动按钮SB2KM1线圈通电辅助触点闭合自锁，同时主触点闭合接通电源电动机以三角形联结低速运行，低速信号指示灯HL1亮。按下高速起动按钮SB3KM2、KM3线圈通电并自锁KM3主触点将电动机接成双星形，同时KM2主触点接通电源电动机高速运行，高速信号指示灯HL2亮。图中KM2和KM3动合辅助触点串联后形成线圈的自锁电路，保证两接触器只有在可靠工作的情况下才能高速运行；电路中还采用了按钮陪练锁，使高速低速或低速高速换接时可以直接操作而无需按停车按钮。2）低速直接起动、高速自动加速控制电路（图624略）电路的操作过程和工作原理简单分析如下：低度速控制时，转换开关SA置断开位置，此时时间继电器未接入电路，接触器KM2、KM3无法接通，按下起动按钮SB2接触器KM1通电辅助触点闭合自锁，主触点接通三相电源电动机低速运行。当SA置闭合位置时，选择高速运行，按下起动按钮SB2接触器KM1、时间继电器KT通电电动机低速起动运行，当时间继电器延时结束时，其延时触点动作切断KM1，同时接通KM2、KM3线圈电动机由三角形运行转入双星运行。 电动机在低速运行时可用转换开关直接切换到高速运行，但不能从高速运行直接用转换开关切换到低速运行，必须先按停车按钮后，再进行低速操作。2.2三速笼型电动机的控制1）变极调速原理教学过程及内容：大部分变极三极三速异步电动机都是在定子铁心槽内嵌放两套独立的绕组，利用改变其接法来获得三种不同的速度。 （1）低速运行 （2）中速运行 （3）高速运行2）三速异步电动机按钮控制电路 图626略课后小结1. 双速笼型电动机的控制。2. 三速笼型电动机的控制布置作业1. 双速电动机高速运行时通常需先低速起动而后转入高速运行，这是为什么？2. 试采用按钮、刀开关、接触器和断路器画出异步电动机点动、连续运行的正反转控制电路。实施情况与教学分析1. 本次课按计划完成，学生学习兴趣高。2. 参与教学活动积极。3. 对所学内容接受良好，达到教学目标要求。注：教案内容用宋体小四号字。2012/ 2013学年度第二学期教 案 审批签字： 2013年02月28日课程名称电机与电气控制技术授课教师及职称李老师（高级讲师）授课班级电控11-1班授课日期2013.03.06授课项目二、常用低压电器构成的电气控制电路学习任务（二）继电器接触器控制电路学习活动3.三相异步电动机、变极电动机的控制电路（习题与测验）教学资源1. 2. 3. 授课方法1. 讲授法2. 3. 教学目标1. 复习本章内容，检查学生对本章内容掌握情况。 2. 培养学生综合分析能力。教学重点1. 各控制电路的工作原理教学难点1. 原理分析新课导入及复习提问1. 对前面所学知识进行复习及测试？教学过程及内容： 习题与测验一、学习指导1、控制电路的阅读方法。2、正确区分主电路、控制电路和辅助电路。3、正确区分各电器元器件。4、电气控制电路图要画得合理、正确。二、三相异步电动机的直接起动控制电路 这是三相异步电动机最常用也是最基本的控制环节，它又分正转电路、正、反转电路、点动电路、两地控制电路、自动往返控制电路等 。三、三相异步电动机的降压起动控制电路及制动控制电路 必须掌握各种降压起动的原理和要求的基础上阅读计各种满足要求的电路。其中降压起动控制电路中使用最广的是星形三角形降压起动电路。制动控制电路在被控制电动机容量较小，一般可采用电源反接制动，容量较大时则采用能耗制动。四、三相变极电动机控制电路 必须在清楚双速或三速异步电动机变速原理的基础上阅读其控制电路图，并进行正确接线。五、常用控制电路的故障检查 必须在清楚控制电路工作原理的基础上才能查找电路故障。进行故障查找时必须了解故障现象，然后进行分析和查找。 1、用万用表电阻挡。 2、用万用表交流电压挡。 3、用验电笔 测验一、问答题：1、什么是互锁？在控制电路中互锁起什么作用？2、既然在电动机的主电路中装有熔断器，为什么还装热继电器？它们的作用有什么不同？如只装热继电器不装熔断器，可以吗？为什么？3、双速电动机高速运行时通常需先低速起动而后转入高速运行，这是为什么？ 4、电气控制电路常用的保护环节有哪些？各采用什么电器元件？二、设计题教学过程及内容：有两台电动机M1和M2，要求：（1）M1先起动，M1起动20S后M2才能起动；（2）若M1停转，M2立即停转。试画出其控制电路。课后小结1. 总结本章2. 内容测验布置作业实施情况与教学分析1. 本次课按计划完成，学生学习兴趣高。2. 参与教学活动积极。3. 对所学内容接受良好，达到教学目标要求。注：教案内容用宋体小四号字。2012/ 2013学年度第二学期教 案 审批签字： 2013年02月28日课程名称电机与电气控制技术授课教师及职称李老师（高级讲师）授课班级电控11-1班授课日期2013.03.06授课项目三、常用机床的电气控制学习任务（三）普通车床、立式钻床等的电气控制学习活动1.普通车床的电气控制电路教学资源1. 2. 3. 授课方法1. 讲授法2. 3. 教学目标1. 掌握生产机械设备电气控制系统图的构成规则和读图方法。2. 掌握常用普通机床电气控制电路的基本原理。 3. 培养学生爱岗敬业的理念。教学重点1. 机床基本原理教学难点1. 基本原理分析新课导入及复习提问1. 分析电路只起点动功能的故障原因？2. 分析接触器线圈不吸合的故障原因？教学过程及内容：学习活动1 普通车床的电气控制电路 三、常用机床的电气控制 （二）继电器接触器控制电路 1.普通车床的电气控制电路 1.1、电气控制系统图的构成规则和绘图的基本方法 1）电气控制系统图中常用的图形符号和文字符号2）电气控制系统图绘制的基本原则和基本方法3）电气安装接线图电气安装接线图反映电气设备各控制单元内部元件之间的接线关系。 1.2、生产机械设备电气控制电路图的读图方法1）首先应了解设备的基本结构、运动情况、工艺要求、操作方法及设备对电力拖动的要求、电气控制和保护的具体要求。2）阅读电气原理图中的主电路，了解电力拖动系统由几台拖动电动机组成，并结合工艺了解电动机的运行状况及各用什么电器实行控制和保护。3）阅读电气原理图的控制电路。 4）根据设备电气控制和保护的要求，结合设备机械、电气、液压系统的配合情况，分析各环节之间的联系、工作程序和联锁关系。5）统观整个电路，看有哪些保护环节。有些电器的工作情况可结合电气安装接线图来进行分析。 6）再看电气原理图的其他辅助电路。 2 6140型普通车床的电气控制电路 2.1 CA6140型普通车床的主要结构和运动形式 车床的主运动是主轴的旋转运动，进给运动就是溜板箱带动刀架的直线运行，而辅助运动则包括九架的快速移动和工件的严和放松。基本结构：主要由床身、主轴变速箱、主轴（主轴上带有用于夹持工件的卡盘）、挂轮箱、进给箱、溜板箱、溜板与刀架、尾架、丝杠与光杆等组成。 2.2车床的电力拖动形式和控制要求 1）车床的主轴运动和进给运动采用笼型异步电动机拖动。车床采用机械方法调速，对电动机没有调速的要求；一般采用机械方法反转，但有的车床也要求主轴电动机能够反转；主轴电动机直接起动。教学过程及内容： 2）在车削加工时，为防止刀具和工件温度过高，需要由一台冷却泵电动机来提供冷却液。一般要求冷却泵电动机在主轴电动机起动后才能起动，主轴电动机停机，冷却泵电动机也同时停机。3）有的车床还配有一台刀架快速移动电动机。4）具有必要的电气保护环节，如各电路的短路保护和电动机的过载保护。护。5）具有安全的局部照明装置。 3. CA6140型普通车床电气控制电路分析图76略1）主电路机床的电源采用三相380V交流电源，由漏电保护断路器QF引入，总熔断器FU由用户提供。主轴电动机M1的短路保护由QF的电磁脱扣器来2）控制电路 3）照明与信号指示电路4）电气保护环节课后小结1. 电气控制系统图的构成规则和绘图的基本方法。2. 6140型普通车床的电气控制电路。布置作业1. 设备的电气图可分为哪几种？各自的构图规律和读图要点是什么？2. CA6140型普通车床控制电路中，要求主电动机能够反转的是什么电路？实施情况与教学分析1. 本次课按计划完成，学生学习兴趣高。2. 参与教学活动积极，对所学内容接受良好，达到教学目标要求。注：教案内容用宋体小四号字。2012/ 2013学年度第二学期教 案 审批签字： 2013年02月28日课程名称电机与电气控