电气控制与PLC技术应用教学教案

《电气控制与PLC技术应用》教学设计项目1三相异步电动机单向旋转控制电路★教材导读课程名称《电气控制与PLC技术应用》课程类型理论课（）/实践课（）课程定位本课程是是高等职业院校自动化、机电类等专业开设的一门专业核心课程。该课程将继电器-接触器控制、PLC编程控制融合到一起,与实际生产生活紧密结合,是高等职业学校学生加强实践能力和培养创新能力的一门重要课程。思政理念习近平总书记指出:“要用好课堂教学这个主渠道，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待。”将思政元素融入课程内容是当前高校教师的责任和义务，更是教书育人的领航标。专业课程蕴含着丰富的思政元素，一方面，专业知识蕴含价值倾向、家国情怀，通过学习培养学生的责任与担当，教会学生如何做人；另一方面，专业知识本身具有正确的科学观，通过学习培养学生正确的认识论和方法论，教会学生如何做事。因此教学过程中教师积极找寻思政理念渗透点，巧用方法，精心设计，用自己对教育的情怀感染学生，用赞美的语言激励学生，使学生在接受知识信息的同时获得愉悦的情感体验。项目介绍本项目以4个主要任务为载体,主要讲解了三相异步电动机的工作原理、三相异步电动机的启动控制等,使学生学会电气控制电路中低压电器结构、工作原理、电气符号及其选型,能识读、绘制相关基本电气控制电路的原理图、安装图和接线图。通过具体实践操作任务,掌握电气接线方法、电路保护措施应用、操作调试及其典型故障的排除方法等电气控制基本技能,也为后续分析和安装复杂的控制电路打下坚实的基础。★教案设计项目课题三相异步电动机单向旋转控制电路授课时间授课对象教学目标知识目标1.熟悉按钮、熔断器、接触器、低压断路器和热继电器等低压电器的结构作用、电气符号及工作原理;2.理解三相异步电动机的组成结构及单向旋转电气控制电路的组成和控制特点;3.能读懂单向旋转电气控制原理图,掌握电气系统原理图的识图方法和步骤。技能目标1.会设计出简单电气原理图,能绘制出三相异步电动机单向旋转基本控制电气布置图和电气接线图;2.能对电气元件的基本部件故障进行维修;3.能按单向旋转控制电气原理图或接线图正确安装、接线,完成调试,能对一般的故障予以排除。素质目标1.培养节约意识和团队合作意识;2.具有环境保护意识和卫生习惯,具有良好的职业道德和社会责任心;3.能够独立思考、团队协作,做到安全操作、文明生产。学情分析本课程是学生在学习电机学，电气一次设备后开设的课程，具有学习本课程一定的知识储备。教学方法将普通的讲授课设计成教师主导，学生主体，师生互动的新型课堂。教师根据学生的认知水平可以采用讲授法、讨论法、直观演示法、案例分析法、练习法等方法组织教学。教师通过鼓励学生自主学习、自由表达，充分激发学生的问题意识，培养主动探究、团结合作、勇于创新、敢于实践的精神。学习方法学生通过课前预习、查阅资料，课上小组讨论、班级汇报，课后练习提升、反思总结等方法，掌握常用的教学策略，并能根据不同课型选择恰当的教学策略完成教学任务，落实教学目标。重难点重点·熟悉按钮、熔断器、接触器、低压断路器和热继电器等低压电器的结构作用、电气符号及工作原理·理解三相异步电动机的组成结构及单向旋转电气控制电路的组成和控制特点·能读懂单向旋转电气控制原理图,掌握电气系统原理图的识图方法和步骤难点·会设计出简单电气原理图,能绘制出三相异步电动机单向旋转基本控制电气布置图和电气接线图·能对电气元件的基本部件故障进行维修·能按单向旋转控制电气原理图或接线图正确安装、接线,完成调试,能对一般的故障予以排除教学媒体教材及配套的课件、教案、微课，投影仪，计算机（挂图、模型……）教学流程☞任务1.1初始三相异步电动机任务描述由于三相异步电动机结构简单、制造容易、使用效率高、经济耐用及维护成本低等诸多优点,所以三相异步电动机应用最为广泛。三相异步电动机在生产生活中,由于操作不当、拖动不匹配、频繁正反转等易造成电动机故障。本任务通过学习三相异步电动机的相关基础知识及维修保养技能,有利于职业工作人员更好地掌握电动机生产技能、维护和管理好生产设备,从而降低损耗和提高企业产出效益。本任务通过讲解三相异步电动机的结构及其工作原理,要求学生掌握中、小型三相异步电动机的拆装步骤和动作要领,利用相关仪器仪表掌握三相异步电动机同名端判断方法,便于在生产中对电动机维修应用。具体任务如下:(1)利用相关工具完成三相异步电动机的拆卸。(2)利用相关工具完成三相异步电动机的装配。(3)利用相关仪器仪表完成三相异步电动机同名端的判断。任务分析学习三相异步电动机,首先要熟悉三相异步电动机的结构,然后要掌握其工作原理,最后在看懂电动机铭牌的基础上按电动机工艺要求进行拆卸、装配和测试。拆卸、装配和测试流程如下:打开端盖,抽出笼型转子;观察定子和转子的结构;组装三相异步电动机;用仪器仪表测试三相异步电动机相关数据判别三相绕组同名端。在拆卸和装配三相异步电动机的过程中要保证定子绕组线圈的绝缘,在组装电动机的过程中要注意零部件的装配顺序。教学环节师生互动情境导入（案例、情境、音乐、故事、问题、直接导入……）【教师】问题导入【学生】小组讨论并回答问题。【教师】归纳学生提出的主要想法，发现小组之间意见不一，引起学生好奇心，激发学习新知的兴趣。【教师】介绍该任务，讲解该任务的目标【学生】讨论分析该任务要如何完成教授新知【教师】运用PPT讲授知识点，并在讲授过程中提问1.电动机的分类按工作电源可以分为直流电动机和交流电动机,其中交流电动机可分为单相电动机和三相电动机。按结构和工作原理可以分为异步电动机、同步电动机。异步电动机可分为感应式电动机和交流换向式电动机。按启动与运行方式可以分为电容启动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容启动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。按用途可以分为驱动用电动机和控制用电动机。驱动用电动机又分为电动工具、家电用电动机及其他通用小型机械设备用电动机。控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。按转子的结构可以分为笼型感应电动机和绕线转子感应电动机。按运转速度可以分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机和调速电动机。2.三相异步电动机结构三相异步电动机是应用最广泛的一种电动机，具有结构简单,制造、使用及维修方便,运行可靠,质量较小,成本较低等优点。三相交流异步电动机主要由定子部分和转子部分组成，三相异步电动机的结构图如图所示。1)定子部分定子部分是异步电动机静止不动的部分,主要包括定子铁芯、定子绕组和机座。定子铁芯是电动机主磁路的一部分；定子绕组是电动机的电路部分；机座用于固定和支撑定子铁芯与端盖。2)转子部分转子部分是电动机的旋转部分,主要由转子铁芯、转子绕组和转轴组成。转子铁芯是电动机主磁路的一部分,转子铁芯外圆上有分布均匀的槽,用以嵌放转子绕组。转子绕组是转子的电路部分,用以产生转子电动势和转矩。转子绕组有笼型和绕线式两种。转轴一般由中碳钢或合金钢制作而成。它是连接产品零部件必须用到的,在转动工作中承受弯矩和扭矩的轴。3.三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的定子线圈绕组接通三相交流电后,电动机内便形成圆形旋转磁场。当旋转磁场向顺时针方向旋转时,相对于磁极,转子导条向逆时针方向旋转并切割磁感线,导条中就感应出电动势。在电动势的作用下,闭合的导条中产生电流;电流与旋转磁场相互作用,使转子导条受到电磁力F,并由此产生电磁转矩而使转子转动,转子转动的方向和磁极旋转的方向相同。4.电动机铭牌1）型号三相异步电动机的型号主要包括产品代号、设计序号、规格代号和特殊环境代号等。Y-112M-4系列三相异步电动机的型号意义如图所示。2）额定值(1)额定功率PN:电动机在额定状态运行时,电动机转轴上输出的机械功率,单位为kW。(2)额定电压UN:额定运行状态下加在电动机定子绕组上的线电压,单位为V。(3)额定电流IN:电动机在定子绕组上施加额定电压、电动机转轴上输出额定功率时的线电流,单位为A。(4)额定频率fN:我国规定工业用电的频率是50Hz,有些国家采用60Hz。(5)额定转速n:电动机定子加额定频率的额定电压、转轴端输出额定功率时电动机的转速,单位为r/min。3）绝缘等级绝缘等级与电动机内部的绝缘材料有关,也与电动机允许工作的最高温度有关,共分A、B、D、F、H5种等级。4）连接方法三相异步电动机绕组连接有Y联结和△联结两种方式。5）防护等级IP为防护代号,第一位数字(0~6)规定了电动机防护体的等级标准。第二位数字(0~8)规定了电动机防水的等级标准。5.三相异步电动机的维修三相异步电动机的故障分为机械故障和电气故障两类。检查电动机故障的一般步骤是调查与察看。【学生】回答老师的提问【教师】呈现知识链接，使学生能更好地了解三相异步电动机【学生】观看并笔记任务实施【教师】提出任务，讲解任务实施的方法步骤（观看视频，演示等），指导学生完成任务的实施1.三相异步电动机的拆卸1)拆卸前的准备工作(1)准备好拆卸场地及拆卸电动机的专用工具,电动机拆卸常用工具如图所示。(2)做好记录或标记。2)电动机的拆卸步骤(1)切断电源,拆卸电动机与电源的连接线,并对电源线头做好绝缘处理。(2)卸下传送带、地脚螺栓,将各螺母、垫片等小零件用一个小盒装好,以免丢失。(3)卸下带轮(或联轴器)。(4)卸下前轴承外盖和端盖(绕线转子异步电动机要先提起和拆除电刷、电刷架和引出线)。(5)卸下风罩和风扇。(6)卸下后轴承外盖和后端盖。(7)抽出或吊出转子(绕线转子异步电动机注意不要损伤滑环面和刷架)。3)带轮(或联轴器)的拆卸4)轴承盖和端盖的拆卸(1)在端盖与机座体之间做好记号(前后端盖的记号应有区别),便于装配时复位。(2)松开端盖上的紧固螺栓,用一个大小适宜的旋槽插入螺钉孔的根部,将端盖按对角线一先一后地向外扳撬,也可用紫铜棒均匀敲打端盖上有脐的部位,把端盖取下。6)轴承的拆卸与检查(1)轴承的拆卸。电动机解体后,对轴承应认真检查,了解其型号、结构特点、类型及内外尺寸。(2)轴承拆卸常用方法。①用拉具拆卸。②放在圆桶上拆卸。③加热拆卸。(3)轴承的清洗、检查与测量。2.电动机的装配1)轴承的装配(1)敲打法。(2)热装法。2)转子的安装安装时转子要对准定子的中心,小心往里送放,端盖要对准机座的标记,旋上后盖的螺栓,但不要拧紧。3)端盖的安装(1)将端盖洗净、吹干,清除端盖口和机座口的脏污。(2)将前端盖对准机座标记,用手捶轻轻敲击端盖四周。套上螺栓,按对角线一前一后把螺栓拧紧,切不可有松有紧,以免损坏端盖。(3)装前轴承外盖。4)刷架风扇叶、风罩的安装5)带轮(或联轴器)的安装(1)将抛光布卷在圆木上,把带轮(或联轴器)的轴孔打磨光滑。(2)用抛光布把转轴的表面打磨光滑。(3)对准键槽把带轮(或联轴器)套在转轴上。(4)调整好带轮(或联轴器)与键槽的位置后,将木板垫在键的一端,轻轻敲打,使键慢慢进入槽内。6)装配后的检验3.判断三相异步电动机同名端1)判断各相绕组的两个端子电动机内部有三相绕组,每相绕组有两个接线端子,判断各相绕组的接线端子可使用万用表欧姆挡。2)判断各相绕组的首尾端电动机可不用区分U相、V相、W相,但各相绕组的首尾端必须区分出来。判断各相绕组首尾端常用3种判断方法,即直流法、交流法和剩磁法。【学生】倾听老师讲解，观看视频及教师演示，并分小组完成任务【教师】在学生做任务时给学生提供帮助【学生】任务完成后，根据“初识三相异步电动机考核要求和考核标准明细表”进行学生自评和小组互评【教师】评价【教师】【学生】总结☞任务1.2三相异步电动机点动控制电路安装与调试任务描述三相异步电动机点动控制多用于机床刀架、横梁、立柱等快速移动和机床对刀、微调等场合,在行车、电动葫芦设备上小车上下、大车左右运动中也得到应用。使用交流接触器控制三相异步电动机的直接启动,使三相异步电动机通过手动操作控制按钮,实现电动机点动旋转运行。电路控制任务要求如下:(1)点动控制,按下启动按钮SB,电动机旋转运动。(2)松开启动按钮SB,电动机断开电源,停止旋转运动。(3)系统具有必要的保护措施。任务分析本任务为三相电源作用于异步电动机作输出动力源,通过点动力矩去控制各种生产机械。实现三相异步电动机的点动控制,需要相关电气元件按照控制要求进行电路连接,完成控制要求,达到控制目的。首先理解相关器件如三相异步电动机、交流接触器、熔断器、控制按钮、低压断路器等的控制原理;其次实施三相异步电动机点动安装调试过程。调试过程需要通过三大电气控制系统图完成,即电气原理图→电气布置图→电气接线图;最后按图施工→运行调试。教学环节师生互动情境导入（案例、情境、音乐、故事、问题、直接导入……）【教师】问题导入【学生】小组讨论并回答问题。【教师】归纳学生提出的主要想法，发现小组之间意见不一，引起学生好奇心，激发学习新知的兴趣。【教师】介绍该任务，讲解该任务的目标【学生】讨论分析该任务要如何完成教授新知【教师】运用PPT讲授知识点，并在讲授过程中提问1.接触器接触器能依靠电磁力的作用使触点闭合或分离来接通或分断交直流主电路和大容量控制电路,并能实现远距离自动控制和频繁操作,具有欠(零)电压保护作用,是自动控制系统和电力拖动系统中一种应用广泛的电磁式低压控制电器,接触器分交流和直流两类。1)电磁式电器从结构上看,电磁式低压电器一般都有两个基本组成部分,即感受部分和执行部分。感受部分接收从外界输入的信号,并通过转换、放大、判断,做出相应反应使执行部分动作,实现控制目的。电磁式电器的感受部分为电磁机构,执行部分为触头系统。为防止触点处产生的电弧烧蚀电器内各部件,还安装了灭弧系统。(1)电磁机构。电磁机构为电磁式电器的感测机构。它的作用是将电磁能量转换为带动触头动作的机械能量,从而实现触头状态的改变,完成电路通、断的控制。电磁机构由吸引线圈、铁芯、衔铁等组成。(2)触头系统。触头作为电路的执行机构,起着接通和分断电路的重要作用。触头系统的结构可分为桥式、指式两种。其中桥式触头可分为点式接触和面式接触。(3)灭弧系统。电弧产生的条件:当被分断电路的电流超过0.25~1A,分断后加在触头间隙两端的电压超过12~20V(根据触头材质的不同取值)时,在触头间隙中会产生电弧。电弧的实质:电弧是一种气体放电现象,即触头间气体在强电场作用下产生自由电子,正、负离子呈游离状态,使气体由绝缘状态转变为导电状态并伴有高温、强光。灭弧的主要措施有机械性拉弧、窄缝灭弧和栅片灭弧3种2)交流接触器基本结构及工作原理交流接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置及辅助部件等组成。工作原理：电磁线圈通电→静铁芯吸引衔铁→带动传动杠杆→触点作用(常闭触点断开,常开触点闭合);电磁线圈断电→电磁吸力消失→衔铁释放→触点复位(常开触点断开,常闭触点闭合)电气符号：特点：具有控制容量大、工作可靠、操作频率高、使用寿命长等优点,在电力拖动系统中得到了广泛应用。3)直流接触器直流接触器的结构和工作原理基本上与交流接触器相同,在结构上也是由电磁机构、触点系统和灭弧装置等部分组成。由于直流电弧比交流电弧难以熄灭,直流接触器常采用磁吹式灭弧装置灭弧。4)接触器主要技术参数(1)额定电压:指接触器主触点上允许通过的最大电压。电压等级通常有以下几种。交流接触器:127V、220V、380V、500V等。直流接触器:110V、220V、440V、660V等。(2)额定电流:指接触器主触点上允许通过的最大电流。电流等级通常有以下几种。交流接触器:10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A等。直流接触器:25A、40A、60A、100A、250A等。(3)线圈额定电压:指接触器线圈两端允许所加最大电压。电压等级通常有以下几种。交流线圈电压:12V、24V、36V、127V、220V、380V。直流线圈电压:12V、24V、48V、220V、440V。(4)接通与分断能力:指接触器的主触点在规定的条件下能可靠地接通和分断的电流值,在接通和分断的过程中不应该发生熔焊、飞弧和过分磨损等现象。5)接触器型号意义常用接触器型号意义如图所示。6)接触器的选用2.熔断器熔断器是一种最常用且简单有效的短路保护电器,使用时将熔断器串联在被保护的电路中。当电路发生短路或严重过载故障时,便有较大的电流流过熔断器,熔断器中的熔体(熔丝或熔片)产生较大的热量而熔断,从而自动分断电路,起到保护作用。1)熔断器的分类熔断器按其结构形式有插入式(瓷插式)、螺旋式、封闭式等,品种规格很多。2)熔断器基本结构及工作原理熔断器主要由熔体(俗称熔丝)、安装箔体的熔管和熔座3部分组成。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,熔体允许通过一定大小的电流而不熔断。当电路发生短路或严重过载时,熔体中流过很大的故障电流,当电流产生的热量达到熔体的熔点时,熔体熔断切断电路,从而达到保护目的。通过熔体的电流越大,熔体熔断的时间越短,这一特性称为熔断器的保护特性(安秒特性)电气符号：特点：熔断器具有结构简单、体积小、重量轻、使用维护方便、价格低廉等优点,广泛应用于低压配电系统及用电设备中作短路和过电流保护。3)熔断器的型号含义4)熔断器主要技术参数(1)额定电压。(2)额定电流。(3)分断能力。(4)时间-电流特性。5)熔断器的选用3.控制按钮控制按钮是一种典型的主令电器。其作用通常是用来发出启动或停止指令,短时间接通或断开小电流(不大于5A)的控制电路,与接触器或继电器配合,可以对电动机或其他电器实现远距离的自动控制,也用于实现控制电路的电气互锁。1)控制按钮的分类按钮结构主要分为点按式(用手进行点动操作)、旋钮式(用手进行旋转操作)、指示灯式(在按钮内装入信号灯显示信号)、钥匙操作式(为使用安全插入钥匙才能旋转操作)、蘑菇帽紧急式。2)控制按钮基本结构及工作原理控制按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触点和外壳等组成。通常红色表示停止按钮,绿色表示启动按钮。电气符号：特点：按钮是人机交互的主令电器,将人为指令信号通过按钮转换成电器运行的电信号。3)控制按钮型号含义4)控制按钮使用说明4.低压断路器低压断路器又名自动空气开关。按其结构和性能,低压断路器可分为框架式、塑料外壳式和漏电保护式3类。它是一种既能作开关用,又具有电路自动保护功能的低压电器。其用于电动机或其他用电设备做不频繁通断操作的电路转换。1)低压断路器分类序号分类形式种类1极数单极、两极、三极和四极2保护形式电磁脱扣式、热脱扣式、复式脱扣式和无脱扣式3分段时间一般式和快速式4结构形式塑料壳式、框架式和漏电保护式5安装方式固定式、插入式和抽屉式2)低压断路器基本结构及工作原理低压断路器由触点系统、灭弧装置、操作机构、热脱扣器、电磁脱扣器及绝缘外壳组成。电气符号：特点：低压断路器具有操作安全、安装使用方便、工作可靠、动作值可调、分断能力较强、兼顾多种保护、动作后不需要更换元件等优点,因此得到广泛应用。3)低压断路器型号含义4)低压断路器选用选择低压断路器时主要从以下几个方面考虑:(1)断路器额定电压、额定电流应不小于控制电路或设备的正常工作电压、工作电流。(2)断路器极限通断能力不小于控制电路的最大短路电流。(3)欠电压脱扣器额定电压等于控制电路的额定电压。(4)过电流脱扣器的额定电流应不小于控制电路的最大负载电流。【学生】回答老师的提问【教师】呈现知识链接，使学生能更好地了解三相异步电动机【学生】观看并笔记任务实施【教师】提出任务，讲解任务实施的方法步骤（观看视频，演示等），指导学生完成任务的实施1.读图与绘图基本规则用导线将电动机、电器、仪表等元件按照一定规律连接起来并能实现规定控制要求的电路图统称为电气控制系统图。电气系统图包括电气原理图、电气布置图和电气接线图。电气原理图是用图形符号、文字符号和项目代号表示各个电气元件连接关系和电气工作原理的图形。电气原理图是为了便于阅读与分析控制电路,根据简单、清晰的原则,采用电气元件符号绘制而成的图样。2.三相异步电动机点动控制电路原理图分析点动控制电路是用按钮和接触器控制电动机的最简单控制电路,分为主电路和控制电路两部分。3.三相异步电动机点动控制电路元件布置图绘制原则4.三相异步电动机点动控制电路接线图绘制5.三相异步电动机点动控制电路安装连接1)电气元件选用2)安装工艺及步骤(1)电气元件安装:在给定的安装板上安装所需的电气元件。(2)布线:按照原理图进行板前明线布线和套号码管。6.通电试车(1)电路检查。先检查主电路,再检查控制电路,分别用万用表测量各电器与电路是否正常。(2)控制电路操作试车。经上述检查无误后,检查三相电源,接通主电路,按下对应的启动按钮,各接触器应有相应的动作。(3)试车运行。【学生】倾听老师讲解，观看视频及教师演示，并分小组完成任务【教师】在学生做任务时给学生提供帮助【学生】任务完成后，根据“三相异步电动机点动控制电路安装与调试考核要求和考核标准明细表”进行学生自评和小组互评【教师】评价【教师】【学生】总结☞任务1.3三相异步电动机长动控制电路安装与调试任务描述使用接触器、继电器控制三相异步电动机的直接启动,使三相异步电动机实现长动。长动控制多用于控制电动机长期连续运行,适用于需要长时间单向运行的机械设备等场合。例如港口运输机、鼓风机、普通车床的主轴电动机控制等。任务分析熟悉热继电器的作用及工作原理。能够识别三相异步电动机长动控制的电气原理图,并根据电气控制原理图进行实体电路连接。能开展三相异步电动机长动控制的基本操作方法和故障处理。电动机长动控制是指在按下按钮后,接触器线圈得电,接触器的主触点吸合后,接触器的辅助触点也同时吸合,即使按钮松开后接触器的线圈还因辅助触点自锁始终处于吸合状态而得电,只有按下停止按钮后触点才会断开,使电动机停转。教学环节师生互动情境导入（案例、情境、音乐、故事、问题、直接导入……）【教师】问题导入【学生】小组讨论并回答问题。【教师】归纳学生提出的主要想法，发现小组之间意见不一，引起学生好奇心，激发学习新知的兴趣。【教师】介绍该任务，讲解该任务的目标【学生】讨论分析该任务要如何完成教授新知【教师】运用PPT讲授知识点，并在讲授过程中提问继电器是一种根据外界输入信号(电信号或非电信号)来控制电路接通或断开的自动电器,主要用于控制、电路保护或信号转换。继电器的种类很多,分类方法也较多。按用途可分为控制继电器和保护继电器;按反映的信号可分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、热继电器和速度继电器等;按动作原理可分为电磁式继电器、电子式继电器和电动式继电器等。1.热继电器的分类常用的热继电器类型有以下3种。(1)双金属片式。利用膨胀系数不同的双金属片(如锰镍和铜片)受热弯曲这一作用去推动杠杆而使触头动作。(2)热敏电阻式。利用金属的电阻值随温度变化而变化这一特性制成的热继电器。(3)易熔合金式。利用过载电流发热使易熔合金达到某一温度值时就熔化这一特性,而使继电器动作。2.热继电器基本结构及工作原理热继电器主要用来对三相异步电动机进行过载保护,它的工作原理是过载电流通过热元件后,使双金属片加热弯曲去推动动作机构来带动触点动作,从而将电动机控制电路断开实现电动机断电停车,起到过载保护的作用。电气符号：功能：主要用于控制电路,通过继电器可实现用一路控制信号控制另一路或几路信号的功能,完成启动、停止、联动等控制,主要控制对象是接触器。3.热继电器的型号含义4.热继电器的主要参数(1)额定电压:热继电器能够正常工作的最高电压值,一般为交流220V、380V、600V。(2)额定电流:热继电器的额定电流主要是指通过热继电器的电流。(3)额定频率:一般而言,热继电器的额定频率按照45~62Hz设计。(4)整定电流范围:整定电流的范围由本身特性来决定。它描述的是在一定电流条件下,热继电器的动作时间和电流的平方成反比。5.热继电器选用的基本要求热继电器选用主要依据电动机的使用场合和额定电流来确定其型号和热元件的额定电流等级。通常热继电器的整定电流等于或稍大于电动机的额定电流。6.安装和使用的注意事项【学生】回答老师的提问【教师】呈现知识链接，使学生能更好地了解三相异步电动机【学生】观看并笔记任务实施【教师】提出任务，讲解任务实施的方法步骤（观看视频，演示等），指导学生完成任务的实施1.三相异步电动机长动控制电路电气原理分析1)三相异步电动机长动控制电路电路图由电源电路、主电路、控制电路3部分组成。电源电路画成水平线,电源开关为QS。主电路由熔断器FU1、交流接触器KM的主触头、热继电器FR的热元件、电动机M组成。控制电路由热继电器FR的动断(常闭)触头、动断(常闭)按钮SB1、动合(常开)按钮SB2、交流接触器KM的辅助触头、交流接触器KM的线圈组成。2)三相异步电动机长动控制电路工作原理2.电气元件选用3.绘制三相异步电动机长动控制电路元件布置图与接线图三相异步电动机安装工艺及步骤如下。(1)电气元件安装:在给定的安装板上安装所需的电气元件。(2)布线:按照原理图进行板前明线布线和套号码管。4.通电试车【学生】倾听老师讲解，观看视频和教师演示，并分小组完成任务【教师】在学生做任务时给学生提供帮助【学生】任务完成后，根据“三相异步电动机长动控制电路安装与调试考核要求和考核标准明细表”进行学生自评和小组互评【教师】评价【教师】【学生】总结☞任务1.4三相异步电动机点、长动控制电路安装与调试任务描述三相异步电动机点、长动控制电路既能控制机床刀架、横梁、立柱等快速移动和机床对刀等点动操作;又能控制电动机需要长时间连续运行的港口运输机、鼓风机、普通车床的主轴电动机动作。任务分析掌握三相异步电动机控制电路的安装、调试与操作技能,首先应该熟悉该控制电路所使用的器件功能,区分哪些是控制电器,哪些是保护电器,如何选择和使用这些电气元件。其次是看懂电气控制原理图,掌握分析电气控制原理图的方法,并在装调前绘制出电路元件布置图和接线图,并按接线图进行安装和调试。最后进行通电操作,检查电动机是否按控制要求运行或停止。教学环节师生互动情境导入（案例、情境、音乐、故事、问题、直接导入……）【教师】问题导入【学生】小组讨论并回答问题。【教师】归纳学生提出的主要想法，发现小组之间意见不一，引起学生好奇心，激发学习新知的兴趣。【教师】介绍该任务，讲解该任务的目标【学生】讨论分析该任务要如何完成教授新知【教师】运用PPT讲授知识点，并在讲授过程中提问转换开关SA是一种可供两路或两路以上电源或负载转换用的开关电器。转换开关由多节触头组合而成,在电气设备中,多用于非频繁地接通和分断电路,接通电源和负载,测量三相电压及控制小容量三相异步电动机的正反转和星形或三角形启动等,这些部件通过螺栓紧固为一个整体。整体结构图：工作原理：静触片一端固定在胶木盒内,另一端伸出盒外,与电源或负载相连。动触片套在绝缘杆上,绝缘方轴每次作90°正或反方向的转动,带动静触头通电。电气符号：功能：电源的引入开关;通断小电流电路;控制5kW以下电动机。特点：结构紧凑,安装面积小,操作方便。【学生】回答老师的提问【教师】呈现知识链接，使学生能更好地了解三相异步电动机【学生】观看并笔记任务实施【教师】提出任务，讲解任务实施的方法步骤（观看视频，演示等），指导学生完成任务的实施1.三相异步电动机开关切换的点、长动控制电路安装与调试1)三相异步电动机开关切换点、长动控制电路组成如图所示为三相异步电动机长动控制电路原理图，其由电源电路、主电路、控制电路等部分组成。2)三相异步电动机开关切换长动控制电路工作原理(1)点动。(2)长动。(3)开关切换的点、长动混合控制电路元件布置图如图所示。2.按钮切换的点、长动混合控制电路安装与调试1)按钮切换的点、长动混合控制电路图2)按钮切换的点、长动混合控制电路工作原理【学生】倾听老师讲解，观看视频和教师演示，并分小组完成任务【教师】在学生做任务时给学生提供帮助【学生】任务完成后，根据“三相异步电动机点、长动控制电路安装与调试考核要求和考核标准明细表”进行学生自评和小组互评【教师】评价【教师】【学生】总结问题解决【教师】询问学生是否有尚未理解的地方【学生】提出疑问【教师】【学生】共同探讨解决整体回顾【教师】带领学生复习本项目的知识脉络【学生】简要复述本项目的知识框架布置作业【教师】请学生完成本项目的[思考与练习]]【学生】课后练习与核对答案进行自我检测教学反思

《电气控制与PLC技术应用》教学设计项目2三相异步电动机正反转控制电路安装与调试★教材导读课程名称《电气控制与PLC技术应用》课程类型理论课（）/实践课（）课程定位本课程是是高等职业院校自动化、机电类等专业开设的一门专业核心课程。该课程将继电器-接触器控制、PLC编程控制融合到一起,与实际生产生活紧密结合,是高等职业学校学生加强实践能力和培养创新能力的一门重要课程。思政理念习近平总书记指出:“要用好课堂教学这个主渠道，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待。”将思政元素融入课程内容是当前高校教师的责任和义务，更是教书育人的领航标。专业课程蕴含着丰富的思政元素，一方面，专业知识蕴含价值倾向、家国情怀，通过学习培养学生的责任与担当，教会学生如何做人；另一方面，专业知识本身具有正确的科学观，通过学习培养学生正确的认识论和方法论，教会学生如何做事。因此教学过程中教师积极找寻思政理念渗透点，巧用方法，精心设计，用自己对教育的情怀感染学生，用赞美的语言激励学生，使学生在接受知识信息的同时获得愉悦的情感体验。项目介绍本项目划分为3个主要任务载体,讲解三相异步电动机正反转控制电气互锁、机械互锁及双重互锁电路的结构、工作原理、安装及调试方法,让学生能识读、绘制相关电气控制电路的原理图、安装图、接线图。通过具体实践操作任务,掌握电气接线方法、电路保护措施应用、操作调试及其典型故障的排除方法等电气控制基本技能,也为后续分析和安装复杂的控制电路打下坚实的基础。★教案设计项目课题三相异步电动机正反转控制电路安装与调试授课时间授课对象教学目标知识目标1.了解三相异步电动机正反转控制电路的结构;2.掌握三相异步电动机正反转控制电路工作原理;3.掌握三相异步电动机正反转控制电路电气系统图的识图方法和绘制步骤。技能目标1.能设计出三相异步电动机正反转控制电路电气布置图、电气接线图;2.能按电气布置图、电气接线图对三相异步电动机正反转控制电路进行安装接线,完成调试;3.能对三相异步电动机正反转控制电路故障进行维修。素质目标1.培养节约意识和团队合作意识;2.培养职业规范意识和安全意识;3.提升自主学习能力和共同协调能力。学情分析本课程是学生在学习电机学，电气一次设备后开设的课程，具有学习本课程一定的知识储备。本节内容在上节学习的知识基础上进行学习。教学方法将普通的讲授课设计成教师主导，学生主体，师生互动的新型课堂。教师根据学生的认知水平可以采用讲授法、讨论法、直观演示法、案例分析法、练习法等方法组织教学。教师通过鼓励学生自主学习、自由表达，充分激发学生的问题意识，培养主动探究、团结合作、勇于创新、敢于实践的精神。学习方法学生通过课前预习、查阅资料，课上小组讨论、班级汇报，课后练习提升、反思总结等方法，掌握常用的教学策略，并能根据不同课型选择恰当的教学策略完成教学任务，落实教学目标。重难点重点·了解三相异步电动机正反转控制电路的结构;·掌握三相异步电动机正反转控制电路工作原理;·掌握三相异步电动机正反转控制电路电气系统图的识图方法和绘制步骤难点·能设计出三相异步电动机正反转控制电路电气布置图、电气接线图;·能按电气布置图、电气接线图对三相异步电动机正反转控制电路进行安装接线,完成调试;·能对三相异步电动机正反转控制电路故障进行维修。教学媒体教材及配套的课件、教案、微课，投影仪，计算机（挂图、模型……）教学流程☞任务2.1三相异步电动机正反转控制电气互锁电路安装与调试任务描述使用两个交流接触器控制三相异步电动机的正、反向旋转,使三相异步电动机通过手动操作控制按钮,实现电动机正、反向旋转运行。电路控制要求如下:(1)正转控制。按下正向旋转按钮SB1,正转接触器KM1接通,电动机正向旋转运动。(2)按下停止按钮SB3,电动机断开电源,正向旋转运动停止。(3)反转控制。按下反向旋转按钮SB2,反转接触器KM2接通,电动机反向旋转运动。(4)按下停止按钮SB3,电动机断开电源,反向旋转运动停止。(5)系统具有必要的保护措施。任务分析本任务为三相电源作用于三相异步电动机作输出动力源,通过交流接触器、按钮配合去控制各种生产机械。实现三相异步电动机的正反转控制电气互锁,需要相关电气元件按照控制要求进行电路连接,完成控制要求,达到控制目的。首先需要学习电动机旋转方向的改变、电气互锁;其次实施三相异步电动机正反转控制电气互锁安装调试过程,需要通过三大电气控制系统图完成,即电气原理图→电气布置图→电气接线图;最后按图施工→检查调试。教学环节师生互动情境导入（案例、情境、音乐、故事、问题、直接导入……）【教师】复习导入(1)交流电动机具有哪些结构?各自起什么作用?(2)简述三相异步电动机的工作原理。(3)简述三相异步电动机的拆装步骤。(4)什么是电气控制电路接线图?(5)什么是热继电器的整定电流?如何调节整定电流?【学生】回答【教师】评价【教师】提出本节相关问题【学生】小组讨论并回答问题。【教师】归纳学生提出的主要想法，发现小组之间意见不一，引起学生好奇心，激发学习新知的兴趣。【教师】介绍该任务，讲解该任务的目标【学生】讨论分析该任务要如何完成教授新知【教师】运用PPT讲授知识点，并在讲授过程中提问1.三相异步电动机旋转方向的改变电动机转子转动的方向和磁场的旋转方向是相同的,若要电动机反转,就必须改变磁场的旋转方向。在三相电流中,电流出现正幅值的顺序为U1→V1→W1,因此磁场的旋转方向与这个顺序是一致的,即磁场的转向与通入绕组的三相电流的相序有关。2.三相异步电动机正反转控制电气互锁电路3.三相异步电动机正反转控制电气互锁电路工作原理(1)闭合断路器QF。(2)按下正转按钮SB1,接触器KM1线圈得电,主触头闭合、自锁常开触点闭合、互锁常闭触点断开,电动机正转。(3)按下停止按钮SB3,接触器KM1线圈不得电,主触头断开、自锁常开触点断开、互锁常闭触点闭合,电动机停止转动。(4)按下反转按钮SB2,接触器KM2线圈得电,主触头闭合、自锁常开触点闭合、互锁常闭触点断开,电动机反转。(5)按下停止按钮SB3,接触器KM2线圈不得电,主触头断开、自锁常开触点断开、互锁常闭触点闭合,电动机停止转动。该电路优点是工作安全可靠,但是操作不便。因为电动机正反转之间的切换时,必须要先按下停止按钮,才能进行正反转之间的切换,否则接触器互锁作用使其不能正反转切换。【学生】回答老师的提问【教师】呈现知识链接【学生】观看并笔记任务实施【教师】提出任务，讲解任务实施的方法步骤（观看视频，演示等），指导学生完成任务的实施1.三相异步电动机正反转控制电气互锁电路元件布置图绘制2.三相异步电动机正反转控制电气互锁电路接线图绘制3.三相异步电动机正反转控制电气互锁电路安装连接1)电气元件选用2)安装工艺及步骤(1)电气元件安装:在给定的安装板上安装所需的电气元件。(2)布线:按照图2-1进行板前明线布线和套号码管。【学生】倾听老师讲解，观看视频及教师演示，并分小组完成任务【教师】在学生做任务时给学生提供帮助【学生】任务完成后，根据“三相异步电动机正反转控制电气互锁电路安装与调试考核要求和考核标准明细表”进行学生自评和小组互评【教师】评价【教师】【学生】总结☞任务2.2三相异步电动机点动控制电路安装与调试任务描述使用两个交流接触器控制三相异步电动机的正、反向旋转,使三相异步电动机通过手动操作控制按钮,实现电动机正、反向旋转运行。电路控制要求如下:(1)正转控制。按下正向旋转按钮SB1,正转接触器KM1接通,电动机正向旋转运动。(2)按下停止按钮SB3,电动机断开电源,正向旋转运动停止。(3)反转控制。按下反向旋转按钮SB2,反转接触器KM2接通,电动机反向旋转运动。(4)按下停止按钮SB3,电动机断开电源,反向旋转运动停止。(5)系统具有必要的保护措施。任务分析本任务为三相电源作用于三相异步电动机作输出动力源,通过交流接触器、按钮配合去控制拖动各种生产机械。实现三相异步电动机的正反转控制机械互锁,需要相关电气元件按照控制要求进行电路连接,完成控制要求,达到控制目的。首先需要学习机械互锁;其次实施三相异步电动机正反转机械互锁控制安装调试过程,需要通过三大电气控制系统图完成,即电气原理图→电气布置图→电气接线图;最后按图施工→检查调试。教学环节师生互动情境导入（案例、情境、音乐、故事、问题、直接导入……）【教师】提出问题【学生】小组讨论并回答问题。【教师】归纳学生提出的主要想法，发现小组之间意见不一，引起学生好奇心，激发学习新知的兴趣。【教师】介绍该任务，讲解该任务的目标【学生】讨论分析该任务要如何完成教授新知【教师】运用PPT讲授知识点，并在讲授过程中提问1.三相异步电动机正反转控制机械互锁电路三相异步电动机正反转控制机械互锁电路原理图如图所示。控制电路中的SB1控制电动机正转,SB2控制电动机反转。为了尽量缩短操作辅助时间,将接触器互锁正反转控制电路中接触器KM1、KM2的动断触头更换为按钮SB1、SB2的常闭触点,同样可以起到防止线圈KM1、KM2同时得电的作用。这种将按钮常闭触点串接于对方电路,保证线圈不能同时得电的相互制约关系称为按钮互锁,即“机械互锁”。2.三相异步电动机正反转控制机械互锁电路工作原理(1)闭合断路器QF。(2)按下正转按钮SB1,接触器KM1线圈得电,主触头闭合、自锁常开触点闭合、SB1的互锁常闭触点断开,电动机正转。(3)按下反转按钮SB2,接触器KM1线圈不得电,主触头断开、自锁常开触点断开解除自锁,电动机停止正转。接触器KM2线圈得电,主触头闭合、自锁动合触点闭合、SB2互锁常闭触点断开,电动机反转。(4)按下停止按钮SB3,整个控制电路断电,接触器KM1、KM2线圈都不得电,电动机停止转动。【学生】回答老师的提问【教师】呈现知识链接【学生】观看并笔记任务实施【教师】提出任务，讲解任务实施的方法步骤（观看视频，演示等），指导学生完成任务的实施1.三相异步电动机正反转控制机械互锁电路元件布置图绘制2.三相异步电动机正反转控制机械互锁电路接线图绘制3.三相异步电动机正反转控制机械互锁电路安装连接1)电气元件选用2)安装工艺及步骤(1)电气元件安装:在给定的安装板上安装所需的电气元件。(2)布线:按照图2-4进行板前明线布线和套号码管。4.通电试车(1)电路检查。(2)控制电路操作试车。(3)试车运行。【学生】倾听老师讲解，观看视频及教师演示，并分小组完成任务【教师】在学生做任务时给学生提供帮助【学生】任务完成后，根据“三相异步电动机正反转控制机械互锁电路安装与调试考核要求和考核标准明细表”进行学生自评和小组互评【教师】评价【教师】【学生】总结☞任务2.3三相异步电动机正反转控制双重互锁电路安装与调试任务描述使用两个交流接触器控制三相异步电动机的正、反向旋转,使三相异步电动机通过手动操作控制按钮,实现电动机正、反向旋转运行。电路控制要求如下:(1)正转控制。按下正向旋转按钮SB1,正转接触器KM1接通,电动机正向旋转运动。(2)按下停止按钮SB3,电动机断开电源,正向旋转运动停止。(3)反转控制。按下反向旋转按钮SB2,反转接触器KM2接通,电动机反向旋转运动。(4)按下停止按钮SB3,电动机断开电源,反向旋转运动停止。(5)系统具有必要的保护措施。任务分析本任务为三相电源作用于三相异步电动机作输出动力源,通过交流接触器、按钮配合去控制拖动各种生产机械。实现三相异步电动机的正反转控制双重互锁,需要相关电气元件按照控制要求进行电路连接,完成控制要求,达到控制目的。首先需要学习双重互锁控制原理;其次实施三相异步电动机正反转控制双重互锁安装调试过程,需要通过三大电气控制系统图完成,即电气原理图→电气布置图→电气接线图;最后按图施工→检查调试。教学环节师生互动情境导入（案例、情境、音乐、故事、问题、直接导入……）【教师】提出问题【学生】小组讨论并回答问题。【教师】归纳学生提出的主要想法，发现小组之间意见不一，引起学生好奇心，激发学习新知的兴趣。【教师】介绍该任务，讲解该任务的目标【学生】讨论分析该任务要如何完成教授新知【教师】运用PPT讲授知识点，并在讲授过程中提问1.三相异步电动机正反转控制双重互锁电路三相异步电动机正反转控制双重互锁电路原理图如图所示,其结合了按钮互锁正反转控制电路和接触器互锁正反转控制电路的结构,将两个电路组合起来,既满足了按钮互锁正反转控制电路的优点操作简单,又满足了接触器互锁正反转控制电路的优点安全可靠,是目前最常用的一种正反转控制电路。2.三相异步电动机正反转控制双重互锁电路工作原理(1)闭合断路器QF。(2)按下正转按钮SB1,SB1常闭触点先断开,对接触器KM2线圈形成第一重互锁。SB1常开触点后闭合,接触器KM1线圈得电,主触头闭合、KM1自锁常开触点闭合、KM1常闭触头对KM2线圈形成第二重互锁,此时按钮SB1复位,第一重互锁断开,电动机正转。(3)按下反转按钮SB2,SB2常闭触点先断开,接触器KM1线圈不得电,主触头断开、自锁常开触点断开解除自锁,电动机逐渐停止正转。SB2常开触点后闭合,KM1动断触头因失电而闭合,解除对KM2线圈的互锁,接触器KM2线圈得电,主触头闭合、自锁常开触点闭合、KM2互锁常闭触点断开,对KM1线圈互锁,电动机反转。(4)按下停止按钮SB3,整个控制电路断电,接触器KM1、KM2线圈都不得电,电动机停止转动。【学生】回答老师的提问【教师】呈现知识链接【学生】观看并笔记任务实施【教师】提出任务，讲解任务实施的方法步骤（观看视频，演示等），指导学生完成任务的实施1.三相异步电动机正反转控制双重互锁电路元件布置图绘制2.三相异步电动机正反转控制双重互锁电路元件接线图绘制3.三相异步电动机正反转控制双重互锁电路安装连接1)电气元件选用序号分类名称规格型号单位数量1工具常用电工工具套12万用表个13器件电动机Y-100L2-43kW6.8A台14交流接触器CJ20-10线圈380V25控制按钮LAY37-1136低压断路器DZ47-63/317熔断器RL1-15/1048热继电器JR36-1019端子排、导轨、线槽、安装木板10耗材控制导线BVR-0.75mm2m511电源导线BV-1.5mm2m2(三色)12主电路导线BV-1.5mm2m4(三色)13U形、针形端子个若干14号码管个若干2)安装工艺及步骤(1)电气元件安装:在给定的安装板上安装所需的电气元件。(2)布线:按照图2-7进行板前明线布线和套号码管。4.通电试车(1)电路检查。(2)控制电路操作试车。(3)试车运行。【学生】倾听老师讲解，观看视频和教师演示，并分小组完成任务【教师】在学生做任务时给学生提供帮助【学生】任务完成后，根据“三相异步电动机正反转控制双重互锁电路安装与调试考核要求和考核标准明细表”进行学生自评和小组互评【教师】评价【教师】【学生】总结问题解决【教师】询问学生是否有尚未理解的地方【学生】提出疑问【教师】【学生】共同探讨解决整体回顾【教师】带领学生复习本项目的知识脉络【学生】简要复述本项目的知识框架布置作业【教师】请学生完成本项目的[思考与练习]【学生】课后练习与核对答案进行自我检测教学反思

《电气控制与PLC技术应用》教学设计项目3三相异步电动机降压启动控制电路安装与调试★教材导读课程名称《电气控制与PLC技术应用》课程类型理论课（）/实践课（）课程定位本课程是是高等职业院校自动化、机电类等专业开设的一门专业核心课程。该课程将继电器-接触器控制、PLC编程控制融合到一起,与实际生产生活紧密结合,是高等职业学校学生加强实践能力和培养创新能力的一门重要课程。思政理念习近平总书记指出:“要用好课堂教学这个主渠道，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待。”将思政元素融入课程内容是当前高校教师的责任和义务，更是教书育人的领航标。专业课程蕴含着丰富的思政元素，一方面，专业知识蕴含价值倾向、家国情怀，通过学习培养学生的责任与担当，教会学生如何做人；另一方面，专业知识本身具有正确的科学观，通过学习培养学生正确的认识论和方法论，教会学生如何做事。因此教学过程中教师积极找寻思政理念渗透点，巧用方法，精心设计，用自己对教育的情怀感染学生，用赞美的语言激励学生，使学生在接受知识信息的同时获得愉悦的情感体验。项目介绍定子侧降压启动常用的方法有定子串电阻降压启动、Y-△降压启动及自耦变压器降压启动等。本项目主要学习其中的电动机Y-△降压启动,让学生通过识读、绘制相关电气控制电路的原理图、布置图、接线图。通过具体实践操作任务,掌握电气接线方法、电路保护措施应用、操作调试及其典型故障的排除方法等电气控制基本技能,也为后续分析和安装复杂的控制电路打下坚实的基础。★教案设计项目课题三相异步电动机降压启动控制电路安装与调试授课时间授课对象教学目标知识目标1.了解空气阻尼式时间继电器的结构、原理和使用方法;2.熟悉三相异步电动机的联结方法;3.进一步熟悉电路的接线方法,故障分析方法。技能目标1.能够识读三相异步电动机Y-△降压启动控制的电气原理图;2.能绘制出三相异步电动机Y-△降压启动控制的电气布置图、电气接线图;3.能按三相异步电动机Y-△降压启动控制的电气原理图或接线图正确安装、接线,完成调试,能对一般的故障予以排除。素质目标1.培养团队合作精神;2.遵守工作时间及按时完成工作任务;3.培养从事低压维修电工岗位的安全工作意识。学情分析本课程是学生在学习电机学，电气一次设备后开设的课程，具有学习本课程一定的知识储备。本节内容在上节学习的知识基础上进行学习。教学方法将普通的讲授课设计成教师主导，学生主体，师生互动的新型课堂。教师根据学生的认知水平可以采用讲授法、讨论法、直观演示法、案例分析法、练习法等方法组织教学。教师通过鼓励学生自主学习、自由表达，充分激发学生的问题意识，培养主动探究、团结合作、勇于创新、敢于实践的精神。学习方法学生通过课前预习、查阅资料，课上小组讨论、班级汇报，课后练习提升、反思总结等方法，掌握常用的教学策略，并能根据不同课型选择恰当的教学策略完成教学任务，落实教学目标。重难点重点·了解空气阻尼式时间继电器的结构、原理和使用方法·熟悉三相异步电动机的联结方法·进一步熟悉电路的接线方法,故障分析方法难点·能够识读三相异步电动机Y-△降压启动控制的电气原理图·能绘制出三相异步电动机Y-△降压启动控制的电气布置图、电气接线图·能按三相异步电动机Y-△降压启动控制的电气原理图或接线图正确安装、接线,完成调试,能对一般的故障予以排除教学媒体教材及配套的课件、教案、微课，投影仪，计算机（挂图、模型……）教学流程☞任务3.1三相异步电动机(手动)Y-△降压启动控制电路安装与调试任务描述正常运行时定子绕组接成三角形的笼型异步电动机,可采用Y-△降压启动。启动时将定子绕组作星形联结,以限制启动电流,待转速接近额定转速时再换接成三角形,使电动机全压运行。采用这种启动方法,启动电流较小,启动转矩也较小,所以一般适用于正常运行为三角形接法的、容量较小的电动机作空载或轻载启动,也可频繁启动,如消防水泵中的电动机。采用手动方式完成一台三相异步电动机Y-△降压启动,当按下启动按钮时,电动机的定子绕组接成星形,降压启动运行;当电动机运行一段时间后,按下切换按钮,切换到正常电压运行。具体电路控制要求如下:(1)按下启动按钮,电动机定子绕组作星形联结,低速启动。(2)按下转换按钮,电动机定子绕组作三角形联结,全压运行。(3)按下停止按钮,电动机停止转动。(4)系统具有必要的保护措施。任务分析要实现一台电动机先完成降压启动,再切换为全压运行,期间需改变电动机定子绕组的接线方式,则主电路必须要用3个交流接触器来进行切换,完成两种运行状态控制。控制电路需要实现启动、切换和停止功能,因此需要3个按钮。在运行过程中,为了避免电动机过载和断相,要有热继电器保护。当电路通电时,为了避免发生短路故障,造成电路损坏,还需要装有熔断器。为了完成电路中电源的控制,还需配备合适的断路器。任务的开展:首先对控制原理进行分析、理解;然后完成三大电气控制系统图,即电气原理图→电气布置图→电气接线图;最后按图施工→运行调试。教学环节师生互动情境导入（案例、情境、音乐、故事、问题、直接导入……）【教师】复习导入(1)如何实现三相异步电动机反向控制?(2)三相异步电动机正反转控制电路常见的控制形式有哪些?(3)什么叫互锁控制?【学生】回答【教师】评价【教师】提出本节相关问题【学生】小组讨论并回答问题。【教师】归纳学生提出的主要想法，发现小组之间意见不一，引起学生好奇心，激发学习新知的兴趣。【教师】介绍该任务，讲解该任务的目标【学生】讨论分析该任务要如何完成教授新知【教师】运用PPT讲授知识点，并在讲授过程中提问1.常见降压启动方式(1)定子串电阻或电抗器降压启动控制。(2)Y-△降压启动控制。(3)自耦变压器降压启动控制。2.电动机定子绕组的两种连接方式定子绕组有三对,定子绕组的连接包括Y联结和△联结。3.三相异步电动机(手动)Y-△降压启动控制电路原理图分析该电路由3个接触器、1个热继电器和3个按钮组成。首先闭合电源开关QF,然后电动机按如下方式启动。(1)电动机星形联结降压启动。(2)电动机三角形联结全压运行。【学生】回答老师的提问【教师】呈现知识链接【学生】观看并笔记任务实施【教师】提出任务，讲解任务实施的方法步骤（观看视频，演示等），指导学生完成任务的实施1.识读电路图明确电路中所用元件及其作用,熟悉电路的工作原理。2.器材、工具、材料的准备序号分类名称规格型号单位数量1工具常用电工工具套12万用表个13器件电动机Y-100L2-43kW6.8A台14接触器CJ20-10线圈380V个35热继电器JR16-20/3D个16控制按钮LAY37-11个37低压断路器DZ47-63/3个18熔断器RL1-15/10个39熔断器RT18-32个210端子排、导轨、线槽、安装木板11耗材控制导线BVR-0.75mm2m512电源导线BV-1.5mm2m2(三色)13主电路导线BV-1.5mm2m4(三色)14U形、针形端子个若干15号码管个若干3.安装与接线1)绘制元件布置图和安装接线图2)安装工艺及步骤(1)电气元件安装:在给定的安装板上安装所需的电气元件。(2)布线:按照图3-2进行板前明线布线和套号码管。4.通电试车(1)电路检查。(2)控制电路操作试车。(3)试车运行。(4)故障排除。【学生】倾听老师讲解，观看视频及教师演示，并分小组完成任务【教师】在学生做任务时给学生提供帮助【学生】任务完成后，根据“三相异步电动机(手动)Y-△降压启动控制电路安装与调试考核要求和考核标准明细表”进行学生自评和小组互评【教师】评价【教师】【学生】总结☞任务3.2三相异步电动机(自动)Y-△降压启动控制电路安装与调试任务描述采用自动方式完成一台三相异步电动机Y-△降压启动,当按下启动按钮时,电动机的定子绕组接成星形,降压启动运行,当电动机运行一段时间后,自动切换到正常电压运行。具体电路控制要求如下:(1)按下启动按钮,电动机定子绕组作星形联结,降压启动。(2)一定时间后,电动机定子绕组自动转换为三角形联结,全压运行。(3)按下停止按钮,电动机停止转动。(4)系统具有必要的保护措施。任务分析要实现一台电动机先完成降压启动,再切换为全压运行,期间需改变电动机定子绕组的接线方式,则主电路必须要用3个交流接触器来进行切换,完成两种运行状态控制。电动机在运行中的两种运行状态需要间隔一定时间再进行切换,所以需要一个时间继电器。控制电路需要实现启动和停止功能,因此需要两个按钮。在运行过程中,为了避免电动机过载和断相,需要有热继电器保护。当电路通电时,为了避免发生短路故障,造成电路损坏,还需要装有熔断器。为了完成电路中电源的控制,还需配备合适的断路器。任务的开展:首先对控制原理进行分析、理解;然后完成三大电气控制系统图,即电气原理图→电气布置图→电气接线图;最后按图施工→运行调试。教学环节师生互动情境导入（案例、情境、音乐、故事、问题、直接导入……）【教师】提出问题【学生】小组讨论并回答问题。【教师】归纳学生提出的主要想法，发现小组之间意见不一，引起学生好奇心，激发学习新知的兴趣。【教师】介绍该任务，讲解该任务的目标【学生】讨论分析该任务要如何完成教授新知【教师】运用PPT讲授知识点，并在讲授过程中提问1.时间继电器时间继电器是一种按时间原则动作的继电器,它在电路中起到一个对控制信号延时的作用。1)时间继电器的分类时间继电器的种类很多,按工作原理分有电磁式、电动式、空气阻尼式、晶体管式、数字式等。时间继电器按延时方式可分为通电延时型和断电延时型两种。2)空气阻尼式时间继电器的结构和工作原理空气阻尼式时间继电器也叫气囊式时间继电器,是利用空气阻尼的原理获得延时的,由电磁系统、延时机构和工作触头3部分组成。电气符号：功能：时间继电器是当加入(或去掉)输入的动作信号后,其输出电路须经过规定的准确时间才产生跳跃式变化(或触头动作)的一种继电器。其广泛用于生产过程自动化装置、电力系统保护装置、各类运动、遥控和通信装置,是现代自动控制系统中最基础的电气元件之一。3)时间继电器的型号含义4)时间继电器的选择和使用(1)延时方式的选择:根据控制电路的要求选择通电延时型和断电延时型。(2)类型选择:当要求的延时准确度低和延时时间较短时,可以选用空气阻尼式;当要求的延时准确度较高、延时时间较长时,可以选用晶体管式;当晶体管式不能满足要求时,再考虑使用电动式。电动式优点为精度高,延时范围大;缺点为体积大,成本高。(3)吸引线圈电压的选择:根据控制电路选择。2.三相异步电动机(自动)Y-△降压启动控制电路原理图分析该电路由3个接触器、1个热继电器、1个时间继电器和两个按钮组成。【学生】回答老师的提问【教师】呈现知识链接【学生】观看并笔记任务实施【教师】提出任务，讲解任务实施的方法步骤（观看视频，演示等），指导学生完成任务的实施1.识读电路图明确电路中所用元件及其作用,熟悉电路的工作原理。2.器材、工具、材料的准备序号分类名称规格型号单位数量1工具常用电工工具套12万用表个13器件电动机Y-100L2-43kW6.8A台14接触器CJ20-10线圈380V个35热继电器JR16-20/3D个16时间继电器JS7-2A个17控制按钮LAY37-11个28低压断路器DZ47-63/3个19熔断器RL1-15/10个310熔断器RT18-32个211端子排、导轨、线槽、安装木板12耗材控制导线BVR-0.75mm2m513电源导线BV-1.5mm2m2(三色)14主电路导线BV-1.5mm2m4(三色)15U形、针形端子个若干16号码管个若干3.安装与接线1)绘制元件布置图和安装接线图2)安装工艺及步骤(1)电气元件安装:在给定的安装板上安装所需的电气元件,各电气元件的位置应安装整齐、匀称、间距合理,便于元件的更换。紧固各元件时要用力均匀,紧固程度适当。(2)布线:按照图3-9进行板前明线布线和套号码管。4.通电试车(1)电路检查。(2)控制电路操作试车。(3)试车运行。(4)故障排除。【学生】倾听老师讲解，观看视频及教师演示，并分小组完成任务【教师】在学生做任务时给学生提供帮助【学生】任务完成后，根据“三相异步电动机(自动)Y-△降压启动控制电路安装与调试考核要求和考核标准明细表”进行学生自评和小组互评【教师】评价【教师】【学生】总结☞任务3.3三相异步电动机(复合)Y-△降压启动控制电路安装与调试任务描述采用复合方式完成一台三相异步电动机Y-△降压启动,当按下启动按钮时,电动机的定子绕组接成星形,降压启动运行,按下切换按钮或电动机运行一段时间后自动切换到正常电压运行。具体电路控制要求如下:(1)按下启动按钮,电动机定子绕组作星形联结,降压启动。(2)按下转换按钮,电动机定子绕组作三角形联结,全压运行。(3)若不按切换按钮,一定时间后,电动机定子绕组自动转换为三角形联结,全压运行。(4)按下停止按钮,电动机停止转动。(5)系统具有必要的保护措施。任务分析要实现一台电动机先完成降压启动,再切换为全压运行,期间需改变电动机定子绕组的接线方式,则主电路必须要用3个交流接触器来进行切换,完成两种运行状态控制。控制电路需要实现启动、切换和停止功能,因此需要3个按钮。电动机也可在运行中的两种运行状态间隔一定时间后自动进行切换,所以需要一个时间继电器。运行过程中,为了避免电动机过载和断相,要有热继电器保护。电路通电时,为了避免发生短路故障,造成电路损坏,还需要装有熔断器。为了完成电路中电源的控制,还需配备合适的断路器。任务的开展:首先对控制原理进行分析、理解,然后完成三大电气控制系统图,即电气原理图→电气布置图→电气接线图;最后按图施工→运行调试。教学环节师生互动情境导入（案例、情境、音乐、故事、问题、直接导入……）【教师】提出问题【学生】小组讨论并回答问题。【教师】归纳学生提出的主要想法，发现小组之间意见不一，引起学生好奇心，激发学习新知的兴趣。【教师】介绍该任务，讲解该任务的目标【学生】讨论分析该任务要如何完成教授新知【教师】运用PPT讲授知识点，并在讲授过程中提问三相异步电动机(复合)Y-△降压启动控制电路由1个转换开关、3个接触器、1个热继电器、1个时间继电器和3个按钮组成。闭合电源开关QF,按下启动按钮SB2,电动机运行图如图所示。按下停止按钮SB3,电动机停止。旋转转换开关SA时,按下启动按钮SB2,电动机运行图如图所示。按下停止按钮SB1→所有交流接触器、时间继电器线圈失电→所有触头复位→电动机失电停转。【学生】回答老师的提问【教师】呈现知识链接【学生】观看并笔记任务实施【教师】提出任务，讲解任务实施的方法步骤（观看视频，演示等），指导学生完成任务的实施1.识读电路图明确电路中所用元件及其作用,熟悉电路的工作原理。2.器材、工具、材料的准备序号分类名称规格型号单位数量1工具常用电工工具套12万用表个13器件电动机Y-100L2-43kW6.8A台14接触器CJ20-10线圈380V个35热继电器JR16-20/3D个16时间继电器JS7-2A个17控制按钮LAY37-11个38低压断路器DZ47-63/3个19熔断器RL1-15/10个310熔断器RT18-32个211端子排、导轨、线槽、安装木板12耗材控制导线BVR-0.75mm2m513电源导线BV-1.5mm2m2(三色)14主电路导线BV-1.5mm2m4(三色)15U形、针形端子个若干16号码管个若干3.安装与接线1)绘制元件布置图和安装接线图2)安装工艺及步骤(1)电气元件安装:在给定的安装板上安装所需的电气元件。(2)布线:按照图3-13进行板前明线布线和套号码管。4.通电试车(1)电路检查。(2)控制电路操作试车。(3)试车运行。5.故障排除检修步骤如下:(1)用通电试验法观察故障现象。观察电动机、各电气元件及电路工作是否正常,如发现异常现象,应立即断电检查。(2)用逻辑分析法缩小故障范围,并在电路图上用虚线标出故障部位的最小范围。(3)用测量法正确、迅速地找出故障点。(4)根据故障点的不同情况,采取正确的方法迅速排除故障。(5)故障排除后再通电试车。【学生】倾听老师讲解，观看视频和教师演示，并分小组完成任务【教师】在学生做任务时给学生提供帮助【学生】任务完成后，根据“三相异步电动机(复合)Y-△降压启动控制电路安装与调试考核要求和考核标准明细表”进行学生自评和小组互评【教师】评价【教师】【学生】总结问题解决【教师】询问学生是否有尚未理解的地方【学生】提出疑问【教师】【学生】共同探讨解决整体回顾【教师】带领学生复习本项目的知识脉络【学生】简要复述本项目的知识框架布置作业【教师】请学生完成本项目的[思考与练习]【学生】课后练习与核对答案进行自我检测教学反思

《电气控制与PLC技术应用》教学设计项目4三相异步电动机制动控制电路安装与调试★教材导读课程名称《电气控制与PLC技术应用》课程类型理论课（）/实践课（）课程定位本课程是是高等职业院校自动化、机电类等专业开设的一门专业核心课程。该课程将继电器-接触器控制、PLC编程控制融合到一起,与实际生产生活紧密结合,是高等职业学校学生加强实践能力和培养创新能力的一门重要课程。思政理念习近平总书记指出:“要用好课堂教学这个主渠道，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待。”将思政元素融入课程内容是当前高校教师的责任和义务，更是教书育人的领航标。专业课程蕴含着丰富的思政元素，一方面，专业知识蕴含价值倾向、家国情怀，通过学习培养学生的责任与担当，教会学生如何做人；另一方面，专业知识本身具有正确的科学观，通过学习培养学生正确的认识论和方法论，教会学生如何做事。因此教学过程中教师积极找寻思政理念渗透点，巧用方法，精心设计，用自己对教育的情怀感染学生，用赞美的语言激励学生，使学生在接受知识信息的同时获得愉悦的情感体验。项目介绍制动方法可分为机械制动和电气制动。本项目划分为3个主要任务载体,首先从三相异步电动机机械制动控制电路安装与调试入手,然后分析与讲解三相异步电动机制动控制电路中最常见的三相异步电动机反接制动控制电路安装与调试和三相异步电动机能耗制动控制电路安装与调试。最后,通过具体实践操作任务,让学生理解电磁式电器的结构与工作原理,掌握三相异步电动机制动的原理和控制方法;能识读、分析、绘制相关电气控制电路的原理图、布置图和接线图。此外,学生需在完成任务过程中进一步熟练掌握电气接线方法、操作调试及其典型故障的排除方法与技巧等电气控制基本技能。★教案设计项目课题三相异步电动机制动控制电路安装与调试授课时间授课对象教学目标知识目标1.理解速度继电器、电磁抱闸装置、电磁离合器等器件的结构作用、电气符号及工作原理;2.理解三相异步电动机制动的原理,不同制动方式的适用场合;3.理解和掌握三相异步电动机各种制动方法的分析过程。技能目标1.能分析三相异步电动机制动控制电路的工作原理;2.能绘制出三相异步电动机制动控制电路原理图、布置图、接线图;3.能正确完成三相异步电动机制动控制电路的安装、接线、调试,能对任务过程中出现的故障予以排除。素质目标1.培养学生自学的学习习惯;2.培养学生安全用电与自我保护能力;3.培养学生自我认知能力和对他人评价的心理承受能力。学情分析本课程是学生在学习电机学，电气一次设备后开设的课程，具有学习本课程一定的知识储备。本节内容在之前学习的知识基础上进行学习。教学方法将普通的讲授课设计成教师主导，学生主体，师生互动的新型课堂。教师根据学生的认知水平可以采用讲授法、讨论法、直观演示法、案例分析法、练习法等方法组织教学。教师通过鼓励学生自主学习、自由表达，充分激发学生的问题意识，培养主动探究、团结合作、勇于创新、敢于实践的精神。学习方法学生通过课前预习、查阅资料，课上小组讨论、班级汇报，课后练习提升、反思总结等方法，掌握常用的教学策略，并能根据不同课型选择恰当的教学策略完成教学任务，落实教学目标。重难点重点·理解速度继电器、电磁抱闸装置、电磁离合器等器件的结构作用、电气符号及工作原理;·理解三相异步电动机制动的原理,不同制动方式的适用场合;·理解和掌握三相异步电动机各种制动方法的分析过程难点·能分析三相异步电动机制动控制电路的工作原理;·能绘制出三相异步电动机制动控制电路原理图、布置图、接线图;·能正确完成三相异步电动机制动控制电路的安装、接线、调试,能对任务过程中出现的故障予以排除教学媒体教材及配套的课件、教案、微课，投影仪，计算机（挂图、模型……）教学流程☞任务4.1三相异步电动机机械制动控制电路安装与调试任务描述