電動機的基本控制線路與圖示法

1、課題 電動機的基本控制線路與圖示法 教學 目的 與 要求   目的：通過介紹點動、自鎖和正反轉(zhuǎn)及控制線路圖示法，提高分析電氣線 線路的能力。 要求：掌握點動、自鎖和正反轉(zhuǎn)及電氣線路分析   重點 難點 與 關鍵 重點：掌握點動、自鎖和正反轉(zhuǎn)及電氣線路分析 難點：點動、自鎖和正反轉(zhuǎn)及電氣線路圖示法 關鍵：入門，建立抽象動作概念。 師傅領進門，修行在個人 教學 方法 講解和討論 授課時數(shù) 2 教具 多媒體 教學 過程 主要教學內(nèi)容 教學方法 的運用 組織教學 （約 1 分鐘） 檢查人數(shù) 安頓情緒等 復習提問 （約 3 分鐘） 1 、本課程性質(zhì)、作用、目的 2 、  

2、如何學好本課程 提問題讓學生思考，回答時或個別或集體。 引入新課 （約 1 分鐘） 從簡單到難，入門， 開始進入控制學習：點動 講授新課  合上空氣開關，通過按下按鈕，線圈得電，使線圈的主觸頭閉合，接通電動機電源，電動機啟動。按下停止按鈕，線圈斷電，主觸頭斷開，電機停轉(zhuǎn)。 電機這種工作狀態(tài)稱為 “ 點動 ” （分析） 如果電動機長期工作，顯然點動線路不適用，就可以采用如圖所示的 “ 自鎖 ” 電路這種用接觸器自己的輔助觸頭在保證自己長期通電的方法就叫 “ 自瑣 ” 。 （分析） 在繼電 接觸控制中，當不允許兩個繼電器同時吸合時，往往把一個接觸器的常閉輔助觸頭與另一個接觸器的線圈串聯(lián)，

3、這種方法成為 電氣聯(lián)鎖保護 （分析） 在實際使用中，有時后單有電氣聯(lián)鎖保護還不夠，接觸器的線圈斷電后，其觸頭可能由于熔焊而仍然閉合，如果有人用手推另一個接觸器的銜鐵就會使兩個接觸器都處于吸合狀態(tài)，所以除電氣聯(lián)鎖外還應加裝機械連鎖。 機械連鎖更可靠的保證兩個接觸器不會同時吸合，但是只能在空間位置比較靠近的兩個接觸器間安裝。 電器連鎖可以不受空間位置的限制，但在接觸器觸頭焊住時不能起到保護作用。 在線路中不允許單獨采用機械連鎖， 因為當一個接觸器吸合時，按另一接觸器的按鈕，雖然由于機械連鎖的作用，另一接觸器不會吸合，單它的線圈卻通過所謂的 “ 起動 ” 電流（鐵心未閉合時，交流接觸器線圈的感抗小、

4、電流大），時間過長就會燒會線圈。 實際應用中也有點動與自鎖相結合的線路。點動與自鎖相結合，既有按鈕連鎖又有接觸器連鎖的正反轉(zhuǎn)線路，適用與工作較為復雜的場所。 如果同時換接多個電路、正反轉(zhuǎn)操作頻繁，用按鈕控制很不方便，這時常用主令控制器代替按鈕。 （分析） LK 的 K 0 觸頭，只有手柄在零位時才是閉合的，它是電動機只有在主令控制器 LK 的手柄在零位時才能起動。如果手柄在其他位置，合上電源開關后線路不會開始工作，這可以避免電動機突然啟動而造成人身和生產(chǎn)事故，這就是 零位保護（也是零電壓保護） 。 課 題 電動機的控制原則（ 1 ） 教學目的 與 要求 1 使學生理解對電動機運行狀態(tài)的控制，是

5、根據(jù)行程、轉(zhuǎn)速、時間、溫度、壓力等一個或幾個物理量的變化來實現(xiàn)的 . 2 了解行程開關、電流繼電器的結構，理解它們的原理。 3 熟悉按行程原則、電流原則控制的基本電路。 4 能分析按行程原則、電流原則控制基本電路在實際控制電路中的應用。 重點 難點 與 關鍵 重點：行程開關、電流繼電器的結構、原理。按行程原則、電流原則控制的基本電路。 難點：按電流原則控制逐級切除啟動電阻電流繼電器整定值的確定。 關鍵：行程開關、電流繼電器的原理。 教學方法 講解和討論 授課時數(shù) 2 教 具 教學指示棒、 多媒體課件、行程開關、電流繼電器 教學過程 主要教學內(nèi)容 教學方法 的運用 組織教學 （約 1 分鐘） 檢

6、查人數(shù) 安頓情緒等 復習提問 （約 2 分鐘）   直流電動機串電阻啟動過程的回顧。 由直流電動機串電阻啟動、逐段切除電阻等為例說明為保證拖動系統(tǒng)正確的工作，電動機在啟動、運轉(zhuǎn)、制動、調(diào)速等過程中需在自動控制中控制電路中完成一系列轉(zhuǎn)換，這些轉(zhuǎn)換必須依一定的順序和在適當?shù)臅r間內(nèi)完成。用什么方法來實現(xiàn)，按生產(chǎn)要求、轉(zhuǎn)換控制電路化？ 例：刨床要求工作臺往復運動，根據(jù)行程控制電動機正反轉(zhuǎn)；電動機啟動要求分級切除電阻根據(jù)電流控制接觸器；電動機啟動要求分段切除電阻；根據(jù)時間控制接觸器；電動機反接制動要及時切段電源，根據(jù)轉(zhuǎn)速控制控制接觸器。 提問題讓學生思考，回答時或個別或集體。 引入新課 所謂

7、電動機的控制原則根據(jù)某一個或某幾個物理量（行程、電流、轉(zhuǎn)速、時間、溫度、壓力、等）的變化進行控制。 （板書） 首先，討論根據(jù)行程這一物理量的變化進行控制的控制電路，（引入 2 1 ）刨床工作臺往復運動起重機上升限位和下降限位均屬行程控制 2-1 行程原則控制（板書） 一行程原則控制 ：電動機根據(jù)工作部件的預定行程，對拖動電動機進行控制的方法稱為行程原則控制。（板書） 例如：起重機的限位保護要求工作部件起重機的起重臂、吊鉤等運行到某一最大、最小幅度，或最高最低高度，能自動停止對電動機而言要自動斷電制動。刨床工作臺要求到一定位置改變運動方向，往復運動對電動機而言要求改變電動機轉(zhuǎn)向。 可見： 行程控

8、制基本電器是“限位開關”    程控制的基本電器限位開關 1 行程開關的結構：（板書） 播放課件結構圖 講授新課 講授新課 講授新課     行程開關工作原理 在明確行程開關構造和原理的前提下，進行計算按行程原則控制的控制電路。 三 行程控制的控制電路   行程控制用于往返循環(huán)運動 2 行程控制用于限位保護 四、行程控制應用舉例 小結以上兩種行程控制基礎上進行   課件展示刨床電氣原理圖，找出工作臺往復運動并進行分析   課件展示門機電氣原理圖，找出行走、變幅、起升等機構限位保護的行程控制加以分析 引入：直流電動機

9、電樞回路串電阻啟動過程中隨轉(zhuǎn)速增加電流減小，為保證足夠的啟動轉(zhuǎn)矩，啟動過程中電流不能太小，新的根據(jù)電流的變化逐段切除啟動電阻，以保證啟動過程中電流在某一范圍變化，從而保證啟動轉(zhuǎn)矩的需要。按電流原則控制，當電流減小到某一數(shù)值，不能在減了就切除一級電阻使電流回升。 又例：過流保護 2-2 按電流原則控制 一、電流原則控制 - 當電動機電流變化到某一預定值時，給控制電路換接以改變電動機的運行狀態(tài) 二、電流控制的基本電器 - 電流繼電器   電流繼電器的構造   電流繼電器的工作原理 明確基本電器的基礎的進行討論按電流原則控制；控制電路 三、電流原則控制的控制線路   電

10、動機按電流原則控制的啟動線路   電動機的過電流保護電路 四、應用舉例 1 課件展示門機電器原理圖，找出行走、變幅、起升等機構電流原則控制加以分析  播放課件中原理圖 課件展示原理圖 課件展示刨床電器原理圖 課件展示門機電氣原理圖 播放課件中結構圖 課件展示原理圖 課件展示門機電器原理圖 結課在總結兩種控制原則的基礎上，根據(jù)它們的特點比較兩種控制原則 異同。并說明兩種控制原則。 作業(yè)  分析講義中有關兩種控制原則的控制線路。   分析兩種控制原則在港口裝卸機械電氣控制中的應用 課 題 電動機的控制原則 2 教學目的 與 要求 1 了解速度繼電器

11、、時間繼電器的結構，理解它們的原理。 2 熟悉按速度原則、時間原則控制的基本電路。 3 能分析按速度原則、時間原則控制基本電路在實際控制電路中的應用。 重點 難點 與 關鍵 重點：速度繼電器、時間繼電器的結構行程開關、。按行程原則、電流原則控制的基本電路。 關鍵：速度繼電器、時間繼電器的原理。 教學方法 講解和討論 授課時數(shù) 2 教 具 教學指示棒、 多媒體課件、速度繼電器、時間繼電器 教學過程 主要教學內(nèi)容 教學方法的運用 組織教學 （約 1 分鐘） 檢查人數(shù)，安頓情緒等 復習提問 （約 3 分鐘） 舉例說明 按行程原則、電流原則控制電動機的 運行狀態(tài)的含義。 提問題讓學生思考，回答時或個別

12、或集體。 引入新課 當電動機能耗制動時速度小于一百轉(zhuǎn)每分時需切斷勵磁電流自由停車。 當電動機反接制動時速度接近 0 時需切斷電源及時停車。 以上均屬按速度原則控制電動機的運行狀態(tài)。 講授新課                     2-3 速度原則控制（板書） 一、速度原則控制 根據(jù)電動機的轉(zhuǎn)速變化來轉(zhuǎn)換控制電路而改變電動機的運行狀態(tài)。 二、速度控制的基本電器速度繼電器（板書）   速度

13、繼電器的結構（板書）   速度繼電器的原理（板書） 三、速度控制的控制線路（板書）   電動機按速度原則控制的能耗制動電路 播放課件 結構圖 播放課件 原理圖 課件展示電氣原理圖   電動機按速度原則控制的反接制動電路（板書） 四、應用舉例（板書） 引入：星 - 三角降壓啟動；啟動時按接成星，過一定時間啟動結束接成角。 直流電動機和繞線式異步電動機各級啟動電阻的切除是過一定時間切除一級，過一定時間切除一級 以上同屬按時間原則控制。 2-4 時間原則控制（板書）   按時間原則控制 根據(jù)時間的變化來控制電動機的運行狀態(tài)   時間控制的基本電器 時

14、間繼電器（板書）   時間繼電器結構（板書）   時間繼電器原理（板書） 三、按時間控制的控制電路（板書）   時間控制的星三角啟動   間控制的自耦變壓器降壓啟動 四、 應用舉例  課件展示電氣原理圖 課件展示電氣原理圖 結課在總結兩種控制原則的基礎上，根據(jù)它們的特點比較兩種控制原則 異同。并說明兩種控制原則。  作業(yè)   分析講義中有關兩種控制原則的控制線路。   分析兩種控制原則在港口裝卸機械電氣控制中的應用課 題 電動機保護 教學目的 與 要求  理解電動機保護的目的以及電動機保護的重要意義。 &

15、#160; 掌握熱保護的工作原理及控制電路   掌握過電流保護的工作原理及控制電路   掌握短路保護的工作原理及控制電路 重點難點 與 關鍵 重點：熱繼電器、過流繼電器、熔斷器以及自動空氣開關在電動機保護中的作用，基本控制電路。 難點：過電流繼電器在繞線式電動機保護中與籠型電動機的保護中動作時間的不同。 關鍵：短路保護與熱保護 教學方法講解和討論授課時數(shù)2教 具 教學指示棒、 多媒體課件 教學過程 主要教學內(nèi)容 教學方法的運用 復習提問   電動機運行時，如果繞組溫度過高，會對電動機產(chǎn)生 什么影響？   交流電動機運行時，如果有一相電源斷相，會對電動機產(chǎn)

16、生 什么影響？   如果直流并勵電動機的勵磁回路斷路，會對電動機產(chǎn)生 什么影響？ 提問題讓學生思考，回答時或個別或集體。 引入新課 通過提問，使學生了解電動機在上述各種情況下如果不能及時 采取有效保護措施，而讓電動機繼續(xù)運行下去，均會對電動機 產(chǎn)生不良影響，減少電機使用壽命，甚至損壞電機。因此對電 動機的保護是電動機運行時必不可少的環(huán)節(jié)。 講授新課 機械或電氣方面的故障都能使電動機處在不正常的狀態(tài)，影響電動機的使用壽命甚至在短時間內(nèi)燒毀電機 , 所以對電動機采取有效的保護措施是一個很重要的問題 .   電動機常見的故障有以下幾種 :   長期過載和過熱保護

17、60; 缺相保護   過電流保護   短路保護   零電壓保護   零激磁保護 講授新課   熱保護   介紹造成電機過載過熱的原因：   負載過大。電動機超過額定輸出，電機繞組因電流增加而過熱，特別是在堵轉(zhuǎn)時，電機會在短時間內(nèi)被燒毀   電網(wǎng)電壓過低，引起電機繞組中電流增大   三相電壓不對稱，甚至一相電源中斷   起動和停止的操作過于頻繁   環(huán)境溫度太高   介紹熱保護的方法以及具體電路的原理分析   熱繼電器作熱保護的線路 圖 3-1 熱繼電器的熱保護線路

18、圖 3-1 是用熱繼電器作熱保護的線路。熱繼電器 FR 的發(fā)熱元件串聯(lián)在電動機的主電路中，它的常閉觸頭與接觸器 KM 的線圈相串聯(lián)。電機過載時，流經(jīng) FR 發(fā)熱元件的電流增大，經(jīng)過一定時間，熱繼電器動作，它的常閉觸頭斷開 KM 的線圈電路， KM 釋放，電機停轉(zhuǎn)。在正常情況下，發(fā)熱元件中通過額定電流值，熱繼電器不會動作，保證電動機正常地工作。 如生產(chǎn)中不允許中途停車（停車會造成損失），則用熱繼電器來發(fā)出報警。熱繼電器的報警線路見下圖。 圖 3-2 熱繼電器的報警線路 對于容量較大的電動機，可以采用電流互感器，熱繼電器的發(fā)熱元件接在電流互感器的二次回路中。電機過載時流經(jīng)電流互感器的電流增大，它的

19、二次回路電流也按一定比例增加，這樣熱繼電器可用小規(guī)格的產(chǎn)品。原理圖如下 通過屏幕展示各種保護電器及元件。 圖 3-3 有電流互感器的熱繼電器的熱保護線路 二、用溫度繼電器作熱保護 溫度繼電器可以直接反映電動機的溫度變化，它的測量元件埋在電動機發(fā)熱部位（定子槽內(nèi)及定子繞組的端部）。只要電動機繞組的溫升超過允許值，溫度繼電器就立即動作，使電動機脫離電源。我國生產(chǎn)的溫度繼電器有兩種：雙金屬片式溫度繼電器和熱敏電阻式溫度繼電器。 3-2 過電流保護 對過電流保護的要求是，當電動機產(chǎn)生過電流故障時，過電流繼電器要立即動作，但在電動機起動或反接制動時，過電流繼電器要保證電動機正常工作。   過電

20、流繼電器作過電流保護線路 電路圖見 3-4 圖 3-4 原理分析：過電流繼電器 KA 的線圈串聯(lián)在直流電機 M 的電樞電路中，常閉觸頭與主接觸器 KM 的線圈串聯(lián)。電機正常運轉(zhuǎn)時， KA 不會動作。當產(chǎn)生嚴重過載時，主電路中的電流超過 KA 的電流值， KA 的常閉觸頭斷開， KM 釋放并切斷電機電源。   鼠籠式電動機的堵轉(zhuǎn)保護 鼠籠式電動機處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)時，它的電流等于起動電流，時間一長電動機就會燒毀，所以必須及時切斷電源，但不能用瞬時動作的過電流保護。應與延時繼電器配合，電流繼電器的吸引電流小于電機的起動電流，大于正常運轉(zhuǎn)的最大負載電流，釋放電流大于正常運轉(zhuǎn)的最大負載電流。時間繼

21、電器的延時值要大于電動機的起動時間。過電流繼電器的返回系數(shù)不能太低。電路圖見 3-5 圖 3-5 鼠籠式電動機堵轉(zhuǎn)保護 3- 3 短路保護 短路保護的作用就是在短路電流剛出現(xiàn)時，就立即切斷電路電源，使電路和電器設備免受短路電流的損害。 熔斷器和空氣開關是最重要的保護電器。   熔斷器作短路保護： 線路簡單，斷開電流的任務由熔斷器自己承擔；但熔體容易老化，動作不準確，有時一相熔斷，造成交流電機缺相運行，熔體熔斷后需更換，手續(xù)麻煩。   自動空氣開關作短路保護 保護線路如下： 圖 3-6 · 分析線路工作原理   過電流繼電器作短路保護 短路時，斷開短路電流

22、的任務由接觸器的主觸頭來完成，因此只有當接觸器的分斷電流大于線路的短路電流時，才能用過電流繼電器作短路保護。   總結 熱保護、過電流保護、短路保護的作用、基本方法 作業(yè)   為什么對鼠籠式電動機一般不加瞬時動作的過電流保護？對其延時時間有何要求？為什么電流繼電器的返回系數(shù)不能太低？   畫出用自動空氣開關作短路保護的線路圖。并回答為什么把自動空氣開關 QF 的輔助常開觸頭串聯(lián)在控制線路中？ 3 、用過電流繼電器作短路保護時，對接觸器有何要求？ 課 題 電動機保護 教學目的 與 要求   了解造成電動機缺相的原因以及缺相運行的危害   掌握用熱

23、繼電器作缺相保護的工作原理及控制電路   熟悉用零序電壓繼電器作缺相保護的工作原理及控制電路   熟悉零壓保護、零激磁保護的工作原理及控制電路 重點 難點 重點：熱繼電器作缺相保護 難點： 1 、晶體管保護繼電器 2 、對于星型接法與三角形接法的電動機用零序電壓繼電器作缺相保護時保護線路的區(qū)別。 教學方法 講解和討論 授課時數(shù) 2 教 具 教學指示棒、 多媒體課件 教學過程 主要教學內(nèi)容 教學方法 的運用 復習提問 復習熱保護、過電流保護以及短路保護。并畫出熱繼電器的 報警控制線路，由學生分析，檢查上一節(jié)教學內(nèi)容的掌握情 況。 提問題讓學生思考，回答時或個別或集體。 引入新

24、課 上節(jié)課介紹了電動機共有六種常用的保護措施，并講解了熱保 護、過電流保護、短路保護，本次課將繼續(xù)講解另外三種保護 即缺相保護、零壓保護、零激磁保護。 通過屏幕展示各種保護電器及元件。 新課內(nèi)容 3-4 缺相保護   交流異步電動機的三相電源中有一相斷開稱為缺相（或稱為斷相），電動機在缺相狀況下運行稱為缺相運行。   造成缺相的原因大致有以下幾種：   熔斷器的熔絲一相熔斷；   電源接線頭或接線處松脫；   接觸器主觸頭嚴重燒毛而造成三相中的某一相不能接通；   電動機一相繞組的接線柱松脫或一相繞組斷開。   缺相運行的危

25、害 電動機在額定負載下缺相運行時，非故障相電流升高。對長期工作制下運行的鼠籠式電動機的危害很大，據(jù)統(tǒng)計，此類電機被燒毀的事故中， 60%-70% 是由缺相運行造成的，所以缺相保護是一種很重要的保護。 下面介紹幾種常用的缺相保護線路。 新課內(nèi)容   熱電器作缺相保護的線路   星型接法的電動機，缺相保護線路與熱保護 線路相同   三角形接法的電動機，可采用三相帶斷相保 護的熱繼電器，保護線路與熱保護線路相同；如采用普 通三相熱繼電器，應把熱繼電器的熱元件接在相電路中 見下圖 圖 3-7 、圖 3-8 二、反應電動機零序電壓強變化作缺相保護的線路 三相電壓平衡時， Y

26、 接法電動機定子繞組的星點與地之間的電壓在理論上為零，當缺相時，零序電壓會增加到幾十伏，負載越大，增加得就越多，用零序電壓繼電器來檢測電動機的零序電壓也能起缺相保護作用，線路見圖 3-9 。 圖 3-9 。   分析其工作原理（略） 注意設計時應考慮起動時接觸器主觸頭動作的不同期性 這時，零序電壓繼電器不應動作。 圖 3-10 是三角形接法的電動機，定子繞組沒有沒有星 點，通過一組小型電容器制造了一個人工星點。 圖 3-10 通過屏幕展示各種保護的工作情況錄象 三、 晶體管斷相保護器 圖 3-11 是磁環(huán)式晶體管斷相保護的線路 圖 3-11   分析其工作原理 用 KM 的

27、輔助常開觸點與 L5 串聯(lián)，是為了防止接觸器線圈吸 合后，主觸點閉合過程中（固有動作時間），繼電器動作，導 致接觸器不斷跳動，電機無法正常起動。 圖 3-12 也是晶體管斷相保護的線路   分析其工作原理 這是利用正常工作時三相電壓平衡，缺相時三相電壓不平衡 的原理使繼電器動作，來保護電動機的。 3-5 零電壓保護   在電機運行時，電源電壓突然消失（零壓）會使電機停轉(zhuǎn)，當電壓恢復時，電機有可能突然起動，這會造成生產(chǎn)和人身事故，如有多臺電動機同時起動，還會使線路上產(chǎn)生很大的壓降，所以必須采取防止電機自行起動的措施，即零壓保護。 1、 在用按鈕控制的線路中，接觸器本身就具有零

28、電壓保護作用，所以不必特別設置保護元件。   用主令控制器控制時，用零電壓繼電器作零電壓保護，線路如圖 3-13所示。 圖 3-13   分析其工作原理（略） 36零激磁保護   直流并激和復激電動機零激磁的危害： 直流并激和復激電動機在起動和工作時，激磁電路一定要接通，不能斷開。否則，由于磁路中只有很小的剩磁，就可能發(fā)生下述事故：   若電動機是靜止的，由于轉(zhuǎn)矩太小，它將不能起動，如果把起動電阻切除得太多，會引起電樞電流的劇增和燒毀電樞繞組；   如果電動機有載運轉(zhuǎn)，斷開激磁電路也將立刻使它停止，由于反電動勢急劇下降，也會引起同樣的后果； &

29、#160; 如果電動機空載運轉(zhuǎn)，它的轉(zhuǎn)速可能上升到使機械“飛車”，為了防止電機在零激磁下起動和運轉(zhuǎn)，可以在并激繞組中串聯(lián)零電流繼電器的線圈來檢測激磁電流。在正常激磁電流下，零電流繼電器吸合接通控制電路，當激磁電流減小到危險值時，繼電器釋放，切斷控制電路，使電機停轉(zhuǎn)。 圖 3-14是直流并激電動機零激磁保護的線路。 圖 3-14 ·分析零激磁保護線路的工作原理 圖中 R X 是放電電阻，并激繞組在電流突然消失后會產(chǎn)生很高的感應電勢，現(xiàn)在并接R X 之后，使感應電勢有一閉合回路，讓磁場能量消耗在電阻上，避免由于過高的感應電勢而可能引起的損壞絕緣等事故。整流器GZ使電阻R X 在正常情況下

30、不通過電流，在激磁電流消失時能通過放電電流，減少了電能的損耗。 總結   缺相保護、零壓保護、零激磁保護的作用、基本方法 作業(yè)   分析圖 3-11 中與 L5 串聯(lián)的主接觸器 KM 的常開觸點的作用。   對于三角形接法的電動機如何采用零序電壓繼電器作缺相保護？ 課 題 直流電動機的控制 教學目的 與 要求   熟悉 直流電動機起動控制的基本要求。   了解起動電阻的三種不同的接法以及各種接法的特點。   掌握直流電機的起動控制線路，能熟練分析其工作原理。   了解機械制動時，串激制動電磁鐵與并激制動電磁鐵的制動特點。 &

31、#160; 理解反接制動的工作原理，正確進行線路分析。   理解時間原則以及電勢原則進行能耗制動的工作原理，正確進行線路分析。 重點 難點 與 關鍵 重點：直流電機的起動控制線路分析、制動控制線路分析。 難點：手動與自動相結合的起動線路的分析。按電勢原則進行能耗制動的線路分析。起動與制動的機械特性曲線。 關鍵：起動、制動工作原理與線路分析。 教學方法 講解和討論 授課時數(shù) 4 教 具 教學指示棒、 多媒體課件 教學過程 主要教學內(nèi)容 教學方法的運用 復習提問 直流電動機能否直接起動，直接起動有哪些危害？ 高速運行的電動機停止時，能否直接采取機械制動？對電動機 有何危害？ 提問題讓學生

32、思考，回答時或個別或集體。 引入新課 通過以上問題的問答，使學生了解起動、制動的時間長短不 僅影響著生產(chǎn)效率，而且不恰當?shù)钠饎?、制動會嚴重影響電機的 使用壽命。因此有必要研究電動機的起動與制動。 新課內(nèi)容 新課內(nèi)容   直流電動機的控制 4-1 直流電動機的起動控制   對直流電動機起動控制的基本要求   起動電流必須限制在電動機允許的最大電流之內(nèi)   有足夠的起動轉(zhuǎn)矩   起動時間短   并激和復激電機的并激激磁繞組應先通電，然后起動電 機。   起動電阻的連接方法 起動電阻有三種連接方法，如圖 4-1 。 圖 4-1 它

33、們各自的特點是： 第一種連接方法不會造成無電阻起動；第二種和第三種連接 方法可能會造成無電阻起動，形成很大的沖擊電流。   直流電動機的起動控制線路 直流電動機的起動控制可按時間原則和電勢原則進行，其中 按時間原則的控制方式是比較常用的方式 圖 4-2 是直流電動機按時間原則起動的線路 圖 4-2   線路中的保護：過電流繼電器作過流保護、零電流繼電器 作零激磁保護、零電壓繼電器作零電壓保護、空氣開關作短路 保護。   線路工作原理分析 圖 4-3 是手動和自動相結合的起動電路，可以通過手柄的控制，使電動機運行在某一機械特性曲線上，獲得各種不同的轉(zhuǎn)速，同時滿足 起

34、動和調(diào)速的要求。 圖 4-3   線路工作原理分析   直流電動機的制動控制   機械制動 起重設備中，制動電磁鐵都是與電機同時得電、同時失電。 采用“得電松閘、失電抱閘”的控制方法。   串激電磁鐵與并激電磁鐵的特點 二、反接制動的控制 反接制動：當電動機的 旋轉(zhuǎn)方向與由電源接法決定的旋轉(zhuǎn)方向相反時，電機就處在反接制動狀態(tài)。 反接制動有倒拉反接和電源反接兩種。 如果在電動機運轉(zhuǎn)的時候改變電樞電壓的極性而保持激磁電流的方向不便，則電樞電流的方向改變，轉(zhuǎn)矩的方向也改變而起制動作用，這就是電源反接制動 。 其機械特性見圖 4-6 圖 4-6   對

35、反接制動的要求： 反接制動時 I= （ U+E ） /R ，其電流比起動電流大，因此，除 了起動電阻外，還要串上反接電阻。 圖 4-7 是電動機反接制動控制的主電路 圖 4-7   分析圖 4-7 的工作原理 2 、反接制動線路 圖 4-8 是具有反接制動的直流電機線路 圖 4-8   分析圖 4-8 的工作原理   能耗制動控制 能耗制動：電動機在運轉(zhuǎn)時，用開關斷開電樞電源，并使電 樞與一附加電阻構成閉合回路，保持激磁電流的方向不變。 能耗制動分為他激能耗制動和自激能耗制動兩種。   能耗制動的主電路   并激能耗制動的主電路 圖 4-13

36、是并激電機他激能耗制動的主電路和特性曲線，其 中圖 a) 是電動狀態(tài)，圖 b ）是制動狀態(tài)，圖 c ）是機械特性 曲線 圖 4-13 圖 4-14 是并激電機二機他激能耗制動的主電路和特性曲線。 其中圖 a ）是附加電阻串聯(lián)，制動過程中，逐級短接，圖 b ） 是附加電阻并聯(lián)，制動過程中，逐級短接，圖 c ）是反映制 動過程中電阻變化的特性曲線。 圖 4-14 圖 4-15 是并激電機自激能耗制動的主電路 圖 4-15 2 ）串激電機能耗制動的主電路 圖 4-16 、圖 4-17 分別是串激電機的他激和自激能耗制動的主電路 與并激電機相比，串激電機能耗制動的線路復雜，電器元件 多，價格昂貴，在他

37、激能耗制動中，串聯(lián)電阻大，損耗大 所以能耗制動在串激電機中的應用不如并激電機廣泛。 圖 4-18 是串激電機自激能耗制動的機械特性 圖 4-18   復激電機能耗制動的主電路（ 圖 4-19 是復激電機能耗制動的主電路，是由并激繞組供給 磁通的他激能耗制動線路。 圖 4-19   能耗制動的控制電路 分為時間原則和電勢原則兩種控制方式   用時間原則控制的線路 圖 4-20 是按時間原則控制的能耗制動線路。 圖 4-20 · 分析其工作原理 用時間原則控制能耗制動的缺點是當負載變化時，電機轉(zhuǎn)速 減小到零的時間也在變化，但時間繼電器的延時時間是預先 調(diào)整好

38、的，因而不能保證準確地控制能耗制動的持續(xù)時間。   用電勢原則控制的線路 圖 4-21 是復激電機他激能耗制動線路 · 分析其工作原理 由于制動繼電器的釋放電壓是高于零的某一值，所以電機在能耗制動下轉(zhuǎn)速只能降到接近零的某一值。 通過屏幕展示各種直流電機控制的錄象。 展示啟動過程課件 展示課件 放映幻燈片 總結  對直流電機起動、制動的要求 起動電阻連接方法、起動控制線路 制動控制：機械制動、反接制動、能耗制動 用時間原則的能耗制動控制、用電勢原則的能耗制動控制 作業(yè)    直流電機用時間原則的能耗制動控制和用電勢原則的能耗制動控制各有

39、哪些缺點？   為什么直流電機的能耗制動在串激電機中的應用不如并激電動機廣泛？ 課 題 直流電動機的調(diào)速控制 教學目的 與 要求   掌握并激電動機的三種調(diào)速方法。   熟悉并激電機的調(diào)速控制、串激電機的調(diào)速控制、復激電機的調(diào)速控制   了解 G-M 系統(tǒng)的控制、熟悉可控硅代替勵磁機的 G-M 系統(tǒng)、掌握可控硅控制的直流電動機調(diào)速系統(tǒng) 重點 難點 重點：直流電動機的調(diào)速原理的理解及各種調(diào)速方法的特點 難點：各種調(diào)速方法的機械特性曲線以及可控硅整流原理 教學方法 講解和討論 授課時數(shù) 3 教 具 教學指示棒、 多媒體課件 主要教學內(nèi)容 教學過程 第四章 直

40、流電動機的控制 4-3 直流電動機的調(diào)速控制 在生產(chǎn)中經(jīng)常需要改變生產(chǎn)機械的工作速度，改變方法有機械和電氣兩種。機械方法是通過改變傳動機構的傳動比來實現(xiàn)調(diào)速的。電氣方法是通過改變電動機的參數(shù)、電源的參數(shù)和電動機的接線方式，是電動機運行在不同的人為特性曲線上以得到不同的相對穩(wěn)定轉(zhuǎn)速   并激電機的調(diào)速控制 并激電機調(diào)速的方法有三種：改變電樞回路的電阻、改變磁通和改變供電電壓。前兩種是改變電機參數(shù)的方法，后一種是改變電源參數(shù)的方法。 1 串聯(lián)電阻法 電動機的起動電阻按長期運行的條件來選擇容量的話，就可用來進行調(diào)速?？刂凭€路的分析。 這種方法的缺點是：   穩(wěn)定性差  

41、 電阻損耗大 2 電樞分路法 即分路電阻與電樞繞組并聯(lián)。電樞分路法的主電路。這種方法的特點克服了串聯(lián)電阻法穩(wěn)定性差的缺點，但電阻損耗仍比較大。 教學方法的運用 通過多媒體展示各種調(diào)速裝置的實際動作情況。 新課內(nèi)容 二 串激電動機的調(diào)速控制   調(diào)速方法 串激電動機的調(diào)速方法有以下幾種：電樞串接電阻；電樞并聯(lián)電阻；電樞與串激繞組串聯(lián)后再并聯(lián)電阻；電樞與激磁繞組并聯(lián)；兩臺串激電機串聯(lián)或并聯(lián)；激磁繞組并聯(lián)電阻。 1 ）電樞串聯(lián)電阻 這種方法就是利用起動電阻來調(diào)速的，電阻的容量要按長期工作制選擇。 這種調(diào)速方法的缺點是：電機不能在輕載下運轉(zhuǎn)，因為這使電機的轉(zhuǎn)速太高；電阻上的能量損耗大；調(diào)速的

42、穩(wěn)定性差。   電樞分路法 用電樞并聯(lián)電阻來調(diào)速的方法稱為電樞分路法。   分路電動機 分路電動機是串激繞組與電樞繞組串聯(lián)后再與電阻并聯(lián)。 4) 并接電動機的線路 串激繞組與電阻 Rt 串聯(lián)，電樞與電阻 Rf 串接，然后兩者并聯(lián)后由電阻 Re 串聯(lián)。   串激電機的串、并聯(lián) 這種方法大多用在有兩臺串激電機拖動一個生產(chǎn)機械的場所。需要高速時，將兩者并聯(lián)，需要低速時，將兩者串聯(lián)。 · 分析線路工作過程。   調(diào)速電氣線路分析 起重機提升機構串激電動機的控制電路，提升機構要求能以低速提升輕載，下降空鉤和很輕負載時既要低速也要高速，下降重載時要求穩(wěn)定而

43、可調(diào)的低速。 · 分析該電路的工作原理：   提升   下降   停車 三、 復激電機的調(diào)速控制 復激電機也可以用變換電樞回路中電阻的方法來調(diào)速，線路與串激電機相同。復激電機的另一種調(diào)速的方法是改變并激繞組中的激磁電流。 在正常情況下，并激繞組中通過的是額定激磁電流，所以改變激磁電流實際上就是減少激磁電流，即減少激磁磁通，這時電機的轉(zhuǎn)速（包括理想空載轉(zhuǎn)速）和電樞電流都有所增加，這種調(diào)速方法稱為“弱磁調(diào)速”。減少磁通的方法是在并激繞組回路內(nèi)串入可變電阻，用改變電阻的數(shù)值來改變激磁電流。 該電路的工作原理分析：   全磁通起動   弱磁調(diào)

44、速 3 、在能耗制動下停車 4-4 發(fā)電機電動機系統(tǒng)的控制 發(fā)電機電動機系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)平滑和比較廣闊的調(diào)速。由 一臺交流電動機帶動一臺并激直流發(fā)電機和一臺勵磁機。發(fā)電機是電動機的電源，勵磁機供給發(fā)電機和電動機激磁電流。 電氣控制的步驟：   起動過程   電動機調(diào)速   電機反轉(zhuǎn)   電機制動   自消磁環(huán)節(jié) · 簡要分析以上兩圖的工作原理 用可控硅代替勵磁機組成的 G-M 調(diào)速系統(tǒng)   發(fā)電機勵磁由可控硅控制 集裝箱裝卸橋的大車行走控制采用此種調(diào)速系統(tǒng)。 2 、 G-M 系統(tǒng)的勵磁全由 SCR 控制 集裝箱裝卸橋的起升控制多

45、采用此種調(diào)速系統(tǒng)。 以上兩種控制方法中，第一種方法只有調(diào)壓調(diào)速，第二種方法有調(diào)壓調(diào)速和弱磁調(diào)速兩部分。在額定轉(zhuǎn)矩之內(nèi)電機升高轉(zhuǎn)速由調(diào)壓調(diào)速來實現(xiàn)，當轉(zhuǎn)速等于額定值時，再升高轉(zhuǎn)速就必須由弱磁調(diào)速來實現(xiàn)。 可控硅控制的直流電動機調(diào)速系統(tǒng) 省去了交流電動機、直流電動機和勵磁機的直流電動機調(diào)速系統(tǒng)，直接由可控硅三相全控橋整流供給電動機電樞電流、由可控硅單相半控橋整流供給電動機的勵磁電流。這種調(diào)速系統(tǒng)可以調(diào)壓調(diào)速和調(diào)磁調(diào)速，實現(xiàn)恒功率控制，調(diào)速范圍廣。 播放課件 總結并激電機的調(diào)速控制、串激電機的調(diào)速控制、復激電機的調(diào)速控制 G-M 系統(tǒng)的控制、可控硅代替勵磁機的 G-M 系統(tǒng)、可控硅控制的直流電動機調(diào)

46、速系統(tǒng) 作業(yè)  分析并激電動機調(diào)速方法中串聯(lián)電阻法和電樞分路法的特點。   舉例說明 G-M 系統(tǒng)在港口設備上的應用。 3 、舉例說明可控硅控制的直流電動機調(diào)速系統(tǒng)港口設備上的應用。課 題 鼠籠式異步電動機的啟動控制 教學目的 與 要求   了解直接啟動和降壓啟動的優(yōu)缺點。   知道允許直接啟動的電動機的容量確定的原則。 3 掌握各種降壓啟動的原理、方法、優(yōu)缺點適用場合。 4 能知道各種降壓啟動的基本控制電路的主電路的組成 , 控制電路的組成 , 熟練分析它們的控制原理和各保護環(huán)節(jié)。5.了解各種 降壓啟動的基本控制電路在港口各種大型裝卸機械上的應用。 重

47、點 難點 與 關鍵 重點： 各種 降壓啟動的基本控制原理。 難點： 各種 降壓啟動的基本控制原理。 關鍵：電阻 . 電抗的分壓 , 自耦變壓器的原理等。 教學方法 講授 授課時數(shù) 教 具 多媒體課件 教學指示棒等 教學過程 主要教學內(nèi)容 教學方法的運用 引入新課 直流電動機控制的學習使我們知道，對電動機 進行控制控制電動機的起動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速 等運行狀態(tài)按需要進行轉(zhuǎn)換。今天討論交流電機的 控制。（引入新課） 第五章 異步電動機的控制（板書） 首先討論 鼠籠式異步電動機的起動控制 由直流電機的 控制引入交流 電機的控制 講授新課5-1 鼠籠式異步電動機的起動控制（板書） 一 、直接起動 (

48、全壓起動 ) （板書） 起動時電流大 (4-7)I 1. 全壓起動的優(yōu)點 : 保證足夠的起動轉(zhuǎn)矩 , 設備簡單 ( 盡量采用 ) 2. 全壓起動的缺點 : 起動電流大 , 如起動頻繁 , 導致電機過熱 , 引起電網(wǎng)電 壓下降幅度大 , 影響同電網(wǎng)電氣設備的正常運行。 二 、降壓起動 1 采用降壓起動的幾種情況   經(jīng)常起動的鼠籠式電動機 , 起動時電網(wǎng) 降壓到 U>10%UN 。 不經(jīng)常起動的鼠籠尼式電動機 , 起動時電網(wǎng) 降壓到 U>15%UN 。 為保證足夠的起動轉(zhuǎn)矩 , 在不影響其它設備運 行的條件下允許 U>20% 。   直接起動的電動機功率滿足

49、各地電管部門的 的規(guī)定 上海 <=10kw( 滿載 ) 上海 <=14kw( 空載 ) (3) 用戶有獨立變壓器供電時用以下公式確定能否 直接起動。 起動電流 / 額定電流 <= 3/4 + 電源總容量 (KVA)/4* 電 動機功率 (kw) 例：設一臺鼠籠式電動機 PN=20kw Is/IN=6.5 如變壓器的容量為 560KVA, 問可否直接起動 ? 解： 3/4+560/4*20=7.72<6.5 所以 , 允許直接起動 . 引：如不允許直接起動 , 可采取降壓起動 三、 降壓起動的方法 : 當電動機容量過大造成起動電流過大 , 以致電機本身 過熱或影響同電網(wǎng)設

50、備運行時 , 采取降壓起動。1 、定子繞組串電阻 ( 或電抗 ) 降壓起動的控制電路   主電路組成：   控制電路組成：   控制原理：   保護環(huán)節(jié)：短路、 過載、 欠壓保護等。   應用： 空、輕載起動 ，低壓電動機。 、星形 - 三角形降壓起動的控制電路 （ 1 ）主電路組成： （ 2 ）控制電路組成： （ 3 ）控制原理： （ 4 ）保護環(huán)節(jié)： （ 5 ）應用：空、輕載起動 , 正常運行三角形接法 的電動機。 、自耦變壓器降壓起動控制線路   主電路組成：   控制電路組成：   控制原理： （4）保護環(huán)

51、節(jié)： 短路、 過載 、欠壓保護等。 （5）應用 : 空 , 輕載起動 , 價格貴 , 不允許頻繁起動 4 、延邊三角形降壓起動控制電路   電路組成： （）控制電路組成： （）控制原理： （）保護環(huán)節(jié) ：短路、 過載 、欠壓保護等。 （）應用：接線麻煩、電動機制造復雜、未被 廣泛使用。 5-2 三相繞線式異步電動機起動 三相繞線式電動機起動可以通過滑環(huán)在轉(zhuǎn)子 繞組串電阻來減小起動電流。   轉(zhuǎn)子繞組串電阻起動控制電路   電路組成：   主電路組成：   控制原理：   保護環(huán)節(jié) ：   應用：   轉(zhuǎn)子繞組串頻敏

52、變阻器起動的控制電路 （ 介紹頻敏變阻器）   主電路組成：   控制電路組成：   控制原理： （）保護環(huán)節(jié) ： （）應用：  課件展示公式和例 題 課件展示電路課件展示電路 課件展示電路課件展示電路引入三相繞 線式異步電 動機起動 課件展示電路課件展示電路課件展示電路結課1、總結比較各個減壓起動方法的特點。 2、介紹各種減壓起動方法在港口各種大型 裝卸機械上的應用。  作業(yè)  寫出各種降壓啟動的基本控制電路的控制 過程。   在港口各種大型裝卸機械的電氣控制圖中 找出采用的降壓啟動控制部分并試分析之。教學目的與要求 通過

53、本節(jié)的學習掌握交流異步電動機的各種制動控制的工作原理。 重點、 難點 與關鍵 重點：掌握各種電器制動 難點：能耗制動 關鍵：繞線式電動機反接、能耗、機械制動線路。 教學方法 講解和討論 授課時數(shù) 6 課時 教具 掛圖、錄象片 教學過程 主要教學內(nèi)容 教學方法的運用 組織教學 檢查人數(shù)、安頓情緒等 復習提問   直流電動機的制動方法有哪些？   直流電動機的反接制動的工作原理是什么？ 提問題讓學生思考，回答時或個別或集體 引入新課 與直流電動機相似，交流異步電動機的制動也有機械制動和電器制動兩種。電器制動有反接制動、能耗制動、再生制動、單相制動等方式，它們的原理都是使電動機產(chǎn)

54、生一個與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的電磁轉(zhuǎn)矩（制動轉(zhuǎn)矩），在制動轉(zhuǎn)矩的作用下，電動機迅速停車或穩(wěn)定運行在低速狀態(tài)。 播放各種有關制動的課件。 新課講授 交流異步電動機的制動控制 本節(jié)主要介紹交流異步電動機的各種電器控制。   機械制動 最常見的機械制動裝置是電磁抱閘，它是由驅(qū)動元件和閘瓦式制動器組成。驅(qū)動元件有制動電磁鐵（單相和三相兩種）、電力液壓推動器和液壓電磁鐵。驅(qū)動元件和電動機同時得電或失電，得電松閘，失電抱閘。   用制動電磁鐵制動的工作原理：   單相制動   三相制動   停車時能調(diào)節(jié)主軸的機械制動。   反接制動： 反接制動有電源反接

55、和倒拉反接兩種。   鼠籠式電動機反接制動控制   繞線式電動機的反接制動   在轉(zhuǎn)子中接入反接電阻   在轉(zhuǎn)子中接入頻敏變阻器   能耗制動的控制   鼠籠式電動機的能耗制動線路 2 、繞線式電動機的能耗制動線路   單相制動：   再生制動   各種制動方式在起重機上的應用   各種制動性能的比較：   反接制動   能耗制動   單相制動   再生制動   起重機起升機構電動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)分析：   提升負載   下降負載

56、  強迫下降 運用各種制動掛圖 結課 教師根據(jù)板書要點總結本課 播放課件中板書部分，對照總結 布置作業(yè)   閱讀教材相關內(nèi)容   練習題冊（ 1 ）（ 2 ） 強調(diào)先看書，再作題。 課 題 交流電動機的調(diào)速控制 教學 目的 與 要求 目的：通過介紹交流調(diào)速系統(tǒng)的特點、常用的調(diào)速方案及其性能比較、發(fā)展趨勢及交流變頻調(diào)速在起重機上的應用，使學生對交流調(diào)速有更新的認識 要求：了解交流調(diào)速系統(tǒng)的特點、發(fā)展趨勢及交流變頻調(diào)速在起重機上的應用，掌握常用的調(diào)速方案及其性能比較。   重點 難點 與 關鍵 重點：三種交流調(diào)速方法、矢量控制、脈寬調(diào)制 難點：三種交流調(diào)速方法、矢量控制、脈寬調(diào)制 關鍵：更新觀念，發(fā)展新技術 教學 方法 講解和討論 授課時數(shù) 2 教具 多媒體 教學 過程 主要教學內(nèi)容 教學方法 的運用 組織教學 （約 1 分鐘） 檢查人數(shù) 安頓情緒等 復習提問 （約 3 分鐘） 1 交流制動的