劳动保障版（高二）教学设计中职中职专业课电气设备运行与控制66 装备制造大类

第第页劳动保障版（高二）教学设计中职中职专业课电气设备运行与控制66装备制造大类备课时间年月日第周课时主备人魏老师执教人魏老师教学课题Xxx课型XX教学内容分析1.本节课的主要教学内容。教材第六章“常用低压电器及其控制电路”，主要包括接触器、继电器、按钮、开关等低压电器的结构、工作原理及图形符号；点动、自锁、正反转等基本控制电路的组成、工作原理及安装调试。

2.教学内容与学生已有知识的联系。学生已具备电工基础的电路基本概念、欧姆定律、电磁感应等理论知识，本节课在此基础上将理论知识与实际电气控制结合，为后续复杂控制电路学习及设备维护操作奠定实践基础，是电气设备运行与控制的核心技能内容。核心素养目标二、核心素养目标。掌握常用低压电器结构原理及控制电路分析调试的专业能力，通过实践操作规范提升问题解决与电路搭建方法能力，培养严谨的工作态度与电气安全意识，形成设备维护的职业素养，为后续复杂控制电路学习与电气设备运行控制奠定核心素养基础。学情分析学生为高二电气设备运行与控制专业中职生，已具备电工基础理论知识，但对低压电器实际应用经验不足。知识层面掌握电路基本原理，但缺乏对接触器、继电器等器件结构原理的深度理解；能力层面电路分析能力较强，但安装调试实践技能薄弱，易出现接线错误；素质层面安全意识需强化，操作规范性有待提升；行为习惯上部分学生依赖教师指导，自主探究能力不足，影响电路故障排查效率。需通过实物拆装与模拟训练，将理论知识转化为实操技能，为后续复杂控制电路学习奠定基础。教学方法与手段教学方法：1.讲授法解析接触器、继电器等结构原理及图形符号；2.实验法进行点动、自锁电路安装调试；3.讨论法分析正反转控制电路故障排查。

教学手段：1.多媒体展示低压电器结构动画；2.仿真软件模拟电路连接与故障；3.实物教具拆装演示。教学流程**1.导入新课（5分钟）**

播放工厂车间因电气控制故障导致设备停机的短视频，提问：“故障可能源于哪个环节？”引导学生思考低压电器在安全运行中的核心作用。展示接触器实物，提问其结构名称，回顾电磁感应知识，自然过渡到“常用低压电器及其控制电路”主题。

**2.新课讲授（15分钟）**

（1）**接触器结构原理**：拆解接触器模型，讲解线圈通电后衔铁吸合带动触点通断的机械动作，结合电磁感应原理分析其通断特性，强调灭弧装置作用（重点：结构-功能对应关系）。

（2）**自锁电路工作逻辑**：在仿真软件中演示自锁电路，分析按钮SB1（启动）、SB2（停止）与接触器KM的联动关系，解释“自锁点”如何维持电路持续通电（难点：触点互锁逻辑）。

（3）**正反转控制联锁设计**：对比正反转电路图，分析机械联锁与电气联锁（KM1常闭触点串入KM2线圈）的双重保护原理，强调“先断后通”安全准则（重点：联锁必要性）。

**3.实践活动（15分钟）**

（1）**接触器拆装训练**：分组拆解接触器，识别线圈、主触点、辅助触点，记录动作顺序，教师巡回指导触点间隙调整要点。

（2）**自锁电路接线**：按电路图完成点动-自锁切换电路安装，用万用表检测触点通断状态，排除虚接故障。

（3）**正反转故障排查**：教师预设“正转不停止”故障，学生通过测量接触器电压、检查联锁触点定位故障点（如KM1常闭触点粘连）。

**4.学生小组讨论（8分钟）**

（1）**原理分析**：举例回答“为何自锁电路需并联常开辅助触点？”（答案：形成自保持回路）。

（2）**故障诊断**：举例回答“电机嗡嗡不转可能原因？”（答案：缺相→检查主触点接触；电压不足→测量电源）。

（3）**安全改进**：举例回答“如何防止正转时误按反转按钮？”（答案：增设机械互锁装置）。

**5.总结回顾（2分钟）**

用思维导图梳理低压电器功能（控制/保护）、电路类型（点动/自锁/正反转）及联锁设计原则，强调“安全操作规范”是电气控制核心素养，布置正反转电路优化设计作业。

**重难点体现**：

-**重点**：通过实物拆装与仿真演示突破接触器结构认知；

-**难点**：通过故障案例解析联锁逻辑，深化“安全冗余”设计思想。

**时间控制**：导入5'+讲授15'+实践15'+讨论8'+总结2'=45'。教学资源拓展拓展资源：

1.**低压电器结构与原理深化资源**：深入讲解接触器灭弧系统的栅片灭弧原理（金属栅片分割电弧、冷却灭弧）和磁吹灭弧原理（电磁力驱动电弧进入灭弧室），对比不同负载（阻性、感性）对触点电蚀的影响；详细介绍时间继电器的气囊式（通电延时）、晶体管式（精度高）工作原理及在星三角启动中的延时控制逻辑；热继电器双金属片弯曲特性与整定电流调整方法（旋转电流调节旋钮对应不同电机功率），过载保护与短路保护的配合使用（熔断器+热继电器）。

2.**控制电路逻辑扩展资源**：分析顺序控制电路（如M1启动后M2才能启动的顺序联锁，KM1常开触点串入KM2线圈回路），多地控制电路（甲地启动乙地停止，启动按钮并联、停止按钮串联），星三角降压启动电路（主电路KM1（主接触器）、KM2（星形）、KM3（三角形）触点逻辑，控制电路时间继电器KT延时切换）；补充PLC控制与继电器控制的对比（PLC程序实现逻辑替代硬接线，提高可靠性），举例西门子S7-200SMART实现电机正反转的梯形图编程。

3.**故障诊断与维护技术资源**：总结常见低压电器故障类型（接触器触点粘连、线圈烧毁、铁芯吸合不紧密；热继电器误动作、不动作），诊断方法（万用表测线圈电阻（正常值几十到几百欧）、触点通断（分0Ω、∞）、控制电压（AC220V/380V）；绝缘电阻表测线圈对地绝缘（≥0.5MΩ）；听动作声音（正常“咔嗒”声，异常“嗡嗡”声或无声））；维护周期规范（接触器每季度检查触点磨损（超1/3更换）、铁芯油污（无水酒精擦拭）；热继电器每年校验整定电流；行程触点每月动作灵活性测试）。

4.**行业应用案例分析资源**：以C6140车床电气控制为例，分析主轴电机正反转控制（倒顺开关+接触器联锁）、冷却泵电机点动控制（按钮SB4直接启停KM2）、限位保护（行程开关SQ1、SQ2切断主轴控制电路）；电梯门机控制电路（直流电机PWM调速，接触器控制正反转，开门到位行程开关SQ3自动断电），强调安全触点（双断点）在门锁保护中的应用；自动化生产线传送带控制（传感器检测物料，继电器-接触器实现顺序启停，故障急停串联所有控制回路）。

5.**安全规范与标准资源**：解读GB50054-2011《低压配电设计规范》中低压电器选型要求（接触器AC-3负载类别用于电机，AC-1用于电阻负载）；电气隔离措施（控制电路变压器AC220V/24V安全电压，直流控制电源采用DC24V）；接地保护（PE线黄绿双色，截面积≥相线50%，设备外壳PE端子接地电阻≤4Ω）；急停电路设计（红色蘑菇按钮，直接切断控制电源，自锁式复位，串联于急停回路）。

拓展建议：

1.**实践技能提升建议**：利用实训室设备完成顺序控制电路安装（M1三相电机380V、M2单相电机220V，先接M1主电路再串M2控制电路），通过调压器模拟电压波动（180V~240V）观察接触器吸合状态稳定性；使用故障模拟箱设置典型故障（接触器主触点一相未接通、热继电器常闭触点断路），训练学生用“分段电压法”排查（从电源开始逐级测量电压，定位故障点）；拆解CJX2-1210接触器（线圈AC220V，主触点10A），记录主触点银合金层厚度（约0.5mm）、衔铁弹簧压力（通过弹簧秤测量，正常值5~10N），对比新件与旧件动作差异。

2.**理论学习延伸建议**：绘制Z3040摇臂钻床电气原理图（重点分析摇臂升降控制：SQ1-2限位、SQ2松开联锁、KT时间继电器延时夹紧），标注主电路（M3液压泵电机正反转）、控制电路（十字开关操作），分析“摇臂松开→升降→夹紧”的连锁逻辑；阅读《低压电器产品手册》（如正泰、德力西型号），记录CJX2系列接触器线圈功率（AC220V时约10VA）、机械寿命（1000万次）、电寿命（AC-3负载20万次）；学习电气图制图规范（GB/T4728《电气图用图形符号》），练习绘制带互锁的正反转电路接线图（元器件布局、线号标注、导线颜色区分：A相黄、B相绿、C相红、零线蓝、PE黄绿）。

3.**职业素养培养建议**：参与“电气控制安装与调试”技能竞赛，团队分工完成电路设计（1人画图、1人备料、2人接线），竞赛要求30分钟内完成正反转电路通电试车（评分项：接线工艺、时间、故障率）；建立“电气故障处理日志”，记录实训中遇到的故障（如“自锁电路按下启动按钮后接触器振动，原因：按钮常开触点虚接，处理：重新压接接线端子”），每周总结高频故障类型及预防措施；规范操作习惯：工具使用后放回指定位置（螺丝刀、剥线钳、万用表），导线剥头长度（单股线1.5~2cm，多股线涮锡），接线端子扭矩（M4螺丝0.4N·m，M6螺丝0.7N·m），避免虚接打火。

4.**行业认知拓展建议**：联系本地机械制造企业（如机床厂），参观电气装配车间，观察控制柜内部布局（断路器上方留线槽空间，接触器下方接端子排，强弱电分开走线），记录元器件间距（接触器与热继电器间距≥50mm，避免发热影响）；采访企业电气维护技师，了解日常维护工作内容（班前检查：控制柜温升、指示灯状态；班中巡检：电机运行声音、振动；班后清理：柜内灰尘），学习“看、听、闻、测”四步巡检法（看仪表读数、听异常声音、闻焦糊味、测绝缘电阻）；关注行业新技术，如智能断路器（具备通信功能，可远程监控电流、电压、功率因数），分析其在工厂电气监控系统中的应用（实时报警、能耗分析）。【典型例题讲解】例1：简述接触器的主要组成部分及各部分功能。答案：接触器由电磁机构（线圈、铁芯、衔铁）、触点系统（主触点、辅助触点）、灭弧装置（灭弧罩）组成。电磁机构通电产生电磁力吸合衔铁，带动触点通断；主触点接主电路，辅助触点接控制电路；灭弧装置用于熄灭电弧，保护触点。

例2：分析自锁控制电路中，按下启动按钮SB1后，接触器KM吸合，松开按钮SB1后KM仍保持吸合的原因。答案：SB1并联在KM常开辅助触点两端，KM吸合后其常开辅助触点闭合，形成自保持回路，即使SB1松开，电流仍可通过KM常开触点维持KM线圈通电。

例3：正反转控制电路中，为何必须设置电气联锁？答案：防止主电路电源短路。若KM1（正转）和KM2（反转）同时吸合，将导致电源相间短路，通过KM1常闭触点串入KM2线圈、KM2常闭触点串入KM1线圈，实现互锁，确保两者不会同时得电。

例4：自锁电路中，按下启动按钮SB1后接触器KM不动作，可能的原因有哪些？答案：①控制回路无电源；②SB1常开触点接触不良或损坏；③KM线圈断路；④热继电器FR常闭触点未复位。

例5：设计一个既能点动又能自锁的控制电路，并说明工作原理。答案：在自锁电路基础上，增加一个复合按钮SB3，其常闭触点串联在自锁支路，常开触点并联在SB1两端。点动时按下SB3，常闭触点断开自锁回路，常开触点接通KM线圈，松开SB3后KM断电；自锁时按下SB1，KM吸合并自锁，SB3不动作。XX【板书设计】①低压电器的结构与功能

-接触器：电磁机构（线圈、铁芯、衔铁）、触点系统（主触点、辅助触点）、灭弧装置（灭弧罩）

-继电器：热继电器（过载保护，双金属片）、时间继电器（延时控制，气囊式/晶体管式）

-按钮：常开（启动）、常闭（停止）、复合（点动/自锁切换）

-开关：刀开关（电源隔离）、行程开关（限位保护）

②基本控制电路工作原理

-点动电路：SB1常开触点串联KM线圈，松开即断电

-自锁电路：KM常开辅助触点并联SB1，形成自保持回路

-正反转电路：KM1（正转）、KM2（反转）常闭触点互锁，防止电源短路

-联锁设计：机械联锁（接触器机械结构）+电气联锁（常闭触点串对方线圈）

③电路分析与故障应用

-故障类型：接触器不吸合（线圈断路/按钮接触不良）、自锁失效（KM常开触点损坏）、正转冲突（联锁触点粘连）

-诊断方法：电压测量法（控制电源220V）、电阻测量法（线圈电阻几十到几百欧）、动作声音判断（正常“咔嗒”声）

-安全要点：急停电路直接切断电源、PE线接地（黄绿双色）、过载保护（热继电器整定电流匹配电机功率）【作业布置与反馈】作业布置：

1.基础巩固题：简述接触器灭弧装置的作用及常见类型；绘制自锁控制电路原理图，标注KM、SB1、SB2、FR元件符号。

2.综合应用题：设计一台电机既能点动又能长期运行的控制电路，说明复合按钮SB3在电路中的联锁作用；分析正反转控制中若去掉电气联锁可能导致的后果。

3.实践操作题：在实训台上完成“接触器联锁正反转电路”安装