三相异步电动机的降压起动控制教学设计中职专业课-电机与拖动-智能设备运行与维护-装备制造大类

三相异步电动机的降压起动控制教学设计中职专业课-电机与拖动-智能设备运行与维护-装备制造大类课程基本信息1.课程名称：三相异步电动机的降压起动控制

2.教学年级和班级：中职业学校电机与拖动专业二年级

3.授课时间：2023年10月27日（星期五）下午第三节课

4.教学时数：1课时核心素养目标1.培养学生分析电动机控制电路的能力，提高电路设计思维。

2.增强学生动手实践能力，通过实际操作掌握降压起动控制方法。

3.培养学生严谨的科学态度和团队合作精神，提升职业素养。学情分析本节课的教学对象为中职业学校电机与拖动专业二年级的学生。学生在知识层面，已具备基础的电工电子知识，对电动机的基本原理和电路有一定的了解。然而，对于三相异步电动机的降压起动控制这一专题，学生可能存在以下情况：

1.理论知识掌握程度：部分学生对电动机的起动原理和降压起动控制的理论知识掌握较好，能够理解降压起动的基本概念和原理；但仍有部分学生对此理解不够深入，需要在教学过程中加强理论讲解和实践操作的结合。

2.实践操作能力：学生在实际操作方面，部分学生能够熟练操作实验设备，动手能力较强；而另一部分学生可能由于操作经验不足，对实验设备的操作不够熟练，需要教师在实验过程中给予更多指导和帮助。

3.行为习惯：学生在课堂学习过程中，部分学生能够认真听讲、积极参与讨论，表现出良好的学习态度；但也有一些学生存在注意力不集中、参与度不高的问题，需要教师在教学过程中关注并引导。

4.团队合作精神：在实验操作过程中，部分学生能够主动与他人合作，共同完成任务；但也有一些学生缺乏团队合作意识，需要教师在教学中培养学生的团队协作能力。

针对以上学情，本节课的教学设计将注重理论与实践相结合，通过实验操作和案例分析，帮助学生深入理解三相异步电动机的降压起动控制原理，提高学生的动手实践能力和团队协作精神。同时，教师将关注学生的个体差异，因材施教，确保每位学生都能在课程学习中有所收获。教学方法与策略1.采用讲授法与实验法相结合的教学方法，首先通过讲授法讲解三相异步电动机降压起动的理论知识，随后进行实验操作，让学生在实践中巩固理论知识。

2.设计实验环节，让学生分组进行降压起动控制电路的搭建和调试，通过实际操作加深对理论知识的理解。

3.利用多媒体教学手段，展示降压起动控制电路的原理图和实验操作步骤，提高学生的学习兴趣和参与度。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台发布PPT和视频资料，要求学生预习三相异步电动机降压起动的原理和电路图，并明确指出预习时要关注的关键点。

设计预习问题：提出问题如“降压起动有哪些优点和缺点？”、“如何设计一个安全的降压起动电路？”等，引导学生思考。

监控预习进度：通过平台查看学生的预习进度，并通过课堂提问了解预习情况。

学生活动：

自主阅读预习资料：学生根据预习任务阅读资料，理解降压起动的概念和基本原理。

思考预习问题：学生针对预习问题进行思考，记录自己的疑问和初步理解。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：学生通过自主阅读和思考，培养独立解决问题的能力。

信息技术手段：利用在线平台进行预习资源的共享和进度监控。

作用与目的：

帮助学生提前了解课程内容，为课堂学习打下基础。

培养学生的自主学习能力和问题解决能力。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示实际降压起动控制的应用案例，如电梯或起重机，激发学生的兴趣。

讲解知识点：详细讲解降压起动的工作原理、电路设计要点和安全注意事项。

组织课堂活动：分组进行降压起动电路的搭建和调试实验，让学生在实践中学习。

学生活动：

听讲并思考：学生认真听讲，对讲解的内容进行思考。

参与课堂活动：学生积极参与实验，观察现象，记录数据。

教学方法/手段/资源：

讲授法：教师通过讲解，确保学生理解关键知识点。

实践活动法：通过实验活动，让学生动手操作，加深理解。

合作学习法：分组实验鼓励学生合作，培养团队协作能力。

作用与目的：

帮助学生深入理解降压起动的原理和设计要点。

通过小组合作，培养学生的团队协作和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：要求学生设计一个简单的降压起动电路，并分析其优缺点。

提供拓展资源：推荐相关书籍和在线课程，供学生深入学习。

学生活动：

完成作业：学生根据作业要求，设计电路图，并撰写分析报告。

拓展学习：学生利用拓展资源，对降压起动进行更深入的学习。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：学生通过自主完成作业和拓展学习，巩固知识。

反思总结法：学生通过反思作业和分析报告，提升自我评估能力。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的知识，提高应用能力。教师随笔教学资源拓展1.拓展资源

（1）电动机基础知识

-电动机的类型与原理：介绍各类电动机（如直流电动机、异步电动机、同步电动机）的基本类型、工作原理和应用领域。

-电动机的构造与工作原理图：详细讲解电动机的内部构造，包括转子、定子、电刷、磁场等组成部分，以及工作原理图的分析。

-电动机的选用与安装：指导学生如何根据实际需求选择合适的电动机，以及电动机的安装方法和注意事项。

（2）三相异步电动机降压起动

-降压起动的原理与种类：讲解降压起动的基本原理，如星角启动、自耦变压器启动等，并介绍不同种类的降压起动电路。

-降压起动电路的设计与计算：分析降压起动电路的设计要点，如电压、电流、功率等参数的计算方法，以及电路的接线方式。

-降压起动电路的故障分析与排除：介绍降压起动电路常见的故障现象和原因，以及相应的排除方法。

（3）电动机控制电路

-控制电路的组成与工作原理：讲解控制电路的组成部分，如接触器、继电器、按钮等，以及它们在电路中的作用和工作原理。

-控制电路的设计与绘制：指导学生如何设计简单的电动机控制电路，包括电路的绘制、元件的选择和接线方法。

-控制电路的故障分析与排除：分析控制电路常见的故障现象和原因，以及相应的排除方法。

2.拓展建议

（1）电动机基础知识

-鼓励学生查阅相关资料，了解电动机的发展历程和应用现状。

-引导学生通过实验验证电动机的工作原理，加深对知识的理解。

-组织学生参观电动机生产工厂，了解电动机的生产过程。

（2）三相异步电动机降压起动

-鼓励学生设计不同的降压起动电路，比较它们的优缺点，提高设计能力。

-组织学生进行降压起动电路的搭建与调试，提高动手能力。

-引导学生分析降压起动电路的故障原因，提高故障排除能力。

（3）电动机控制电路

-鼓励学生设计复杂的电动机控制电路，提高电路设计能力。

-组织学生进行电动机控制电路的搭建与调试，提高实践能力。

-引导学生分析控制电路的故障原因，提高故障排除能力。教师随笔典型例题讲解1.例题：某三相异步电动机的额定功率为10kW，额定电压为380V，额定电流为20A。试计算该电动机的额定转速。

解答：根据电动机的额定功率、电压和电流，可以使用以下公式计算额定转速：

\[n=\frac{60\timesP}{2\times\pi\timesT}\]

其中，\(P\)为功率（单位：W），\(T\)为转矩（单位：N·m）。

首先，将功率转换为瓦特（W）：

\[P=10\times10^3\text{W}\]

然后，根据额定电压和电流计算额定转矩：

\[T=\frac{P\times10^3}{9.55\timesI}\]

\[T=\frac{10\times10^3\times10^3}{9.55\times20}\]

\[T\approx5263.16\text{N·m}\]

最后，计算额定转速：

\[n=\frac{60\times10\times10^3}{2\times\pi\times5263.16}\]

\[n\approx2927\text{rpm}\]

2.例题：设计一个降压起动电路，要求电动机的起动电流不超过额定电流的2倍。

解答：可以使用星角启动（Y-Δ启动）电路来实现降压起动。以下是电路设计的关键步骤：

-确定电动机的额定电压和电流。

-选择合适的降压变压器，使得起动时的电压为额定电压的1/√3。

-设计电路图，包括接触器、降压变压器、电动机等元件的连接方式。

-计算降压变压器的额定功率。

3.例题：某三相异步电动机的额定功率为7.5kW，额定电压为380V，额定电流为15A。已知电动机的效率为85%，试计算电动机的输入功率。

解答：电动机的输入功率可以通过以下公式计算：

\[P_{\text{in}}=\frac{P_{\text{out}}}{\eta}\]

其中，\(P_{\text{out}}\)为输出功率，\(\eta\)为效率。

首先，将功率转换为瓦特（W）：

\[P_{\text{out}}=7.5\times10^3\text{W}\]

然后，计算输入功率：

\[P_{\text{in}}=\frac{7.5\times10^3}{0.85}\]

\[P_{\text{in}}\approx8823.53\text{W}\]

4.例题：设计一个电动机控制电路，要求能够实现电动机的正反转控制。

解答：可以使用两个接触器来实现电动机的正反转控制。以下是电路设计的关键步骤：

-确定电动机的额定电压和电流。

-设计电路图，包括接触器、按钮、电动机等元件的连接方式。

-确保正反转控制电路的安全性和可靠性。

5.例题：某三相异步电动机的额定功率为5kW，额定电压为220V，额定电流为25A。已知电动机的功率因数为0.8，试计算电动机的输入视在功率。

解答：电动机的输入视在功率可以通过以下公式计算：

\[S=\frac{P}{\cos\phi}\]

其中，\(P\)为有功功率，\(\cos\phi\)为功率因数。

首先，将功率转换为瓦特（W）：

\[P=5\times10^3\text{W}\]

然后，计算输入视在功率：

\[S=\frac{5\times10^3}{0.8}\]

\[S\approx