电机与电气控制实训课程教案.docx
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电机与电气控制实训课程教案
试验实训教案1：
并励直流电动机起动调速控制
课程名称
《电机与电气控制》
学时
4
序号
1
授课班级
日期
任课教师
课题
并励直流电动机起动调速控制
教学
目标
能力目标：
专业能力：
1、了解电机实验基本要求及安全操作注意事项。
2、了解电机实验室的仪器设备及电源布置。
3、掌握直流电机的基本接线方法和实际操作方法。
关键能力：
1.能够向大家介绍简单的并励直流电动机原理性知识，锻炼良好的表达能力；
2.能互相配合，具有团队协作能力；
3.能养成很好的自学能力。
应用性知识目标：
1.熟练掌握基本电气控制元件；
2.掌握直流电机的基本控制方法；
3.熟练掌握直流电机启动与调速方法。
训练项目
（任务）
1.通过给出引导性问题，独立查阅相关资料进行问题的解答与学习；
2.阅读直流电机控制电路图。
教学媒体准备
1.电力拖动训练装置；
2.多媒体教学设备、教学课件、视频教学资料；
3.实训记录单。
教学
过程
引导性问题：
1、直流电机的原理
2、直流电机的调速方法
3、直流电机控制电路图的绘制方法
4、试验接线图：
试验器材：
1、直流电动机1台
2、起动器1台
3、滑线变阻器1只
4、电流表1只
5、电压表1只
6、转速表1只
7、电工工具若干
时间安排：
课时（4）
1.准备20′
2.接线与检查50′
3.试验、调试、读数、记录100′
4.填写试验报告，分析数据20′
5.试验小结10′
试验步骤：
1、接线
按上图接线，
2、启动操作
3、操作反转
4、调速操作
5、记录试验参数，填写试验报告
表1
n
If（mA）
表2
n
Ua
Ra
6、试验总结，同学生们互相交流
试验实训教案2：
测定单相变压器的参数和外特性
课程
名称
《电机与电气控制》
学时
4
序号
2
授课
班级
日期
任课教师
课题
测定单相变压器的参数和外特性
教学
目标
能力目标：
专业能力：
1．测试单相变压器的变比。
2．测试单相变压器的空载损耗和励磁参数。
3．测试单相变压器的额定铜损耗和短路参数
4．测试单相变压器的外特性。
。
关键能力：
1.能够向大家介绍简单相变压器原理性知识，锻炼良好的表达能力；
2.能互相配合，具有团队协作能力；
3.能养成很好的自学能力。
应用性知识目标：
1.熟练掌握单相变压器的结构；
2.掌握单相变压器的原理；
3.熟练单相变压器的试验方法。
训练项目任务）
1.通过给出引导性问题，独立查阅相关资料进行问题的解答与学习；
2.阅读单相变压器控制电路图。
教学媒体准备
1.电力拖动训练装置；
2.多媒体教学设备、教学课件、视频教学资料；
3.实训记录单。
教学
过程
引导性问题：
1、单相变压器的原理
2、单相变压器的调速方法
3、单相变压器试验电路图的绘制方法
4、试验接线图：
图1 单相变压器空载试验工作电路
图2 单相变压器短路试验工作电路
图3 单相变压器负载试验工作电路
试验器材：
1．单相交流可调电源。
2．单相变压器一台。
3．功率表一块。
4．交流电压表和交流电流表各两块
5．万用表一块。
6．导线若干。
时间安排：
课时（4）
1.准备20′
2.接线与检查50′
3.试验、调试、读数、记录100′
4.填写试验报告，分析数据20′
5.试验小结10′
试验步骤：
1、接线连接单相变压器空载试验的工作电路
2、通电测试空载试验数据
3、单相变压器空载试验数据
表1：
单相变压器空载试验
4、单相变压器短路试验工作电路。
按上图2接线并在表中记录参数
表2：
单相变压器短路试验工作电路
5、单相变压器负载试验
表3：
单相变压器电阻性负载的外特性UI=______V
6、注意事项：
1）变压器必须接人可调交流电源，不可直接施加额定电源电压。
2）在实训过程中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。
空载试验与短路试验时，电压表与电流表的相对位置是不同的，功率表的接法也不同。
3）短路试验通电前，一定要检查电源电压是否调到零位。
调节电压要缓慢，以防电路出现过流的危险。
4）短路试验测量要快，否则线圈发热会引起电阻变化，影响测量精度。
5．测试电阻性负载的外特性时，要严格保持电源输人电压不变。
每次负载改变时都要调节电源输人电压，使u,=UIN。
7、技能训练考核评分记录表
8、试验总结，同学生们互相交流
试验实训教案3：
测定三相异步电动机的参数和工作特性
课程
名称
《电机与电气控制》
学时
4
序号
3
授课
班级
日期
任课教师
课题
测定三相异步电动机的参数测试
教学
目标
能力目标：
专业能力：
1．测定三相异步电动机的参数。
2．用直接负载法测取三相异步电动机的工作特性。
关键能力：
1.能够向大家介绍简三相异步电动机原理性知识，锻炼良好的表达能力；
2.能互相配合，具有团队协作能力；
3.能养成很好的自学能力。
应用性知识目标：
1.熟练掌握三相异步电动机的结构；
2.掌握三相异步电动机的原理；
3.熟练三相异步电动机的试验方法。
训练项目
（任务）
1.通过给出引导性问题，独立查阅相关资料进行问题的解答与学习；
2.阅读直流电机控制电路图。
教学媒体准备
1.电力拖动训练装置；
2.多媒体教学设备、教学课件、视频教学资料；
3.实训记录单。
教学
过程
引导性问题：
1、三相异步电动机的原理
2、三相异步电动机的调速方法
3、三相异步电动机试验电路图的绘制方法
4、三相异步电动机的参数和工作特性试验接线图：
三相异步电动机试验参考电路
试验器材：
1．三相调压交流电源和直流励磁电源各一套。
2．三相笼形转子异步电动机一台。
3．校正直流发电机一台。
4．功率表两块、交流电压表和电流表各一块。
5．直流电流表两块。
6．万用表和转速表各一块。
7．导线若干。
时间安排：
课时（4）
1.准备20′
2.接线与检查50′
3.试验、调试、读数、记录100′
4.填写试验报告，分析数据20′
5.试验小结10′
试验步骤：
1.空载试验
l）按上图接线。
异步电动机绕组为△接法（UN=220V），直接与测速发电机同轴连接，负载电机MG不接。
2）把交流调压器调至电压最小位置，接通电源开关S1，逐渐升高电压，使电动机启动旋转，观察电动机旋转方向。
如转向不符合要求，则切断电源，调整相序，使电机旋转方向符合要求。
3）保持电动机在额定电压下空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。
4）调节电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低电压，直至电流显著增大为止。
在此范围内读取空载电压U0、空载电流I0和空载功率P0共取5-6组数据记录于表1中。
表1：
异步电动机空载试脸
2.短路试验
l）将上图中负载电机MG不接。
用制动工具把三相异步电动机堵住。
2）调压器退至零，合上交流电源开关S1，调节调压器使之逐渐升压，直至短路电流为额定电流，再逐渐降低电压至0.3倍额定电流为止。
3）在这范围内读取短路电压u0、短路电流I0、和短路功率PK。
共读取5-6组数据记录于表2中。
表2：
异步电动机短路试验
3、测取异步电动机的工作特性
l）测试接线同上图，同轴连接负载发电机MG,RPf和RL均调到最大值
2）合上交流电源开关S，调节调压器使之逐渐上升至额定电压并保持不变。
3）合上校正过的直流电机的励磁电源开关S2,调节励磁电流至100mA并保持不变。
4） 闭合负载开关S3，减小负载电阻Rf使异步电动机的定子电流逐渐上升，直至电流上升到额定电流。
5）从这负载开始，逐渐增大负载电阻，直至空载，断开开关S3，在这范围内读取电动机的定子电流I1，、输人功率P1、转速n、直流电机的负载电流IF等数据。
共读取6-7组数据记录于表3中。
表3：
异步电动机的工作特性UN=220V（△）It＝100mA
6、注意事项：
1）空载试验时异步电动机直接与测速发电机同轴连接，负载电机MG不接。
2）短路试验时，用制动工具把三相异步电动机堵住。
特别注意慢慢增大电压，短路电流不要超过额定值。
3）注意各个调节电阻中的电流不能超过允许值。
必要时两路并联使用。
7、技能训练考核评分记录表
技能训练考核评分记录表
8、填写试验报告并总结，同学生们互相交流
试验实训教案4：
电流继电器、热继电器返回系数的测量及动作值整定
课程名称
《电机与电气控制》
学时
4
序号
4
授课班级
日期
任课教师
课题
电流继电器、热继电器返回系数的测量及动作值整定
教学
目标
能力目标：
专业能力：
1、熟悉电流、电压返回系数的计算及测量。
2、熟悉电流、电压继电器及热继电器动作值的整定方法。
关键能力：
1.能够向大家介绍简电流继电器、热继电器原理性知识，锻炼良好的表达能力；
2.能互相配合，具有团队协作能力；
3.能养成很好的自学能力。
应用性知识目标：
电流继电器、热继电器返回系数的测量及动作值整定方法。
训练项目
（任务）
电流继电器、热继电器返回系数的测量及动作值整定试验分析。
教学媒体准备
1.电力拖动训练装置；
2.多媒体教学设备、教学课件、视频教学资料；
3.实训记录单。
教学
过程
引导性问题：
1、电流继电器、热继电器的结构与原理
2、电流继电器、热继电器的测试与标调方法
3、电流继电器、热继电器参数和工作特性试验接线图：
图1.电流继电器返回系数测量及动作值整定
图2热继电器整定实验
试验器材：
1、电流继电器（电压继电器）1个
2、调压器1台
3、热继电器1个
4、滑线变阻器2个
5、交流电流表2个（5A量程一个，10A量程一个）
6、试灯1个
7、电工工具若干
时间安排：
课时（4）
1.准备20′
2.接线与检查50′
3.试验、调试、读数、记录100′
4.填写试验报告，分析数据20′
5.试验小结10′
试验步骤：
一、电流继电器返回系数测量及动作值整定
1.电流继电器返回系数测量（设动作值在2A左右）
1）按图5－1接线，将电流继电器指针对准1.8A，电流表量程选择为2.5A。
实验开始前调压器手柄置于0位，滑线变阻器为最大值。
2）调节调压器的输出至合适的值（电流表指示为1.2A左右，此时灯不亮）。
3）调压器不动，使滑线变阻器阻值减小，当指示灯刚刚亮时，读出电流表的读数。
此读数即为电流继电器的动作值。
4）增大电阻值，使回路电流减小，直到灯刚灭时。
读出电流表的读数。
此读数即为电流继电器的释放值。
5）重复三次，按Ki=I释/I吸求得每次返回系数的值，取平均值即为此电流继电器的返回系数。
2.电流继电器动作值整定
1）实验电路图不变，电流继电器指针仍对准1.8A，设电流继电器需要整定为2A，即要求电流达到2A时，电流继电器动作。
1.8A－额定值－灯不亮（正常工作）。
1<1.8A灯亮，不能正常工作
2A－动作（灯亮）起保护作用。
2>2A灯不亮，不能起保护作用
2）根据返回系数测量中的电流继电器动作值的实验数据，分析电流继电器的游丝调节方向：
（1）原有动作值小于2A，即提前动作，应拧紧游丝，增大反力矩。
（2）原有动作值大于2A，即动作滞后，应拧松游丝，减小反力矩。
注意：
每次调节后，都应重新实验（电流从小变大），观察动作值的变化。
不符合要求时，再次根据
（1）
（2）原则进行调节、再实验。
反复实验并观察、调节，直到电流刚好达到2A时，电流继电器动作，试灯亮为止。
技巧：
充分利用滑线变阻器，平滑、方便的调整。
3.热继电器实验
按图2接线。
将热继电器整定值选择为4.5A，调节调压器输出为4.5A，预热两分钟，然后减小电阻，使输出电流为8A，等待，直至指示灯亮。
注意热继电器从过载到动作的时间。
6、注意事项：
1）电流继电器不要让触头长时间处于接触不良的状态。
即不能让电弧将触头灼伤。
2）热继电器的触头是封闭的。
如果时间很长，灯依然不亮，应拆开热继电器的绝缘罩，检查触头系统是否已坏。
3）实验过程中，要时刻注意电流表读数，不能超过规定电流值，以免损坏继电器。
4）实验时应注意安全。
人体不得接触任何带电部位。
5）遇异常情况，立即拉下电源开关，切断电源。
6）实验时应注意保持现场整洁。
7）注意节约器材，爱护设备，工具与仪器仪表，并正确使用与妥善保管。
8）完成实验以后，切除电源，拆除电源线和连接导线，并且整理好实验台。
技能训练考核评分记录表
序号
考核内容
考核要求
配分
得分
1
技能训练的准备
预习技能训练内容
2
仪器、仪表、电流继电器、热继电器的准备
正确使用仪器、仪表、实训装置等
3
试验接线正确性
电路接线正确
4
接线的工艺与安全
操作方法规范，正确，观测速度快，通电一次成功
5
最后结果的合理性
结果正确、合理
6
合计得分
7
否定项
发生重大责任事故、严重违反操作规程0分
8、填写试验报告并总结，同学生们互相交流
试验实训教案5：
三相异步电动机的负载特性测试
课程名称
《电机与电气控制》
学时
4
序号
5
授课班级
日期
任课教师
课题
三相异步电动机的负载特性测试
教学
目标
能力目标：
专业能力：
1、直接负载法测取三相异步电动机的工作特性。
2、观察三相电动机单相运行和起动的情况。
关键能力：
1.能够向大家介绍简三相异步电动机原理性知识，锻炼良好的表达能力；
2.能互相配合，具有团队协作能力；
3.能养成很好的自学能力。
应用性知识目标：
掌握三相异步电动机负载特性测试方法。
训练项目
（任务）
三相异步电动机负载特性测试测试
教学媒体准备
1.电力拖动训练装置；
2.多媒体教学设备、教学课件、视频教学资料；
3.实训记录单。
教学
过程
引导性问题：
1、三相异步电动机的结构与原理
3、三相异步电动机负载特性试验接线图：
图1.三相异步电动机的负载实验接线图
试验器材：
1、三相异步电动机1台
2、功率表2台
3、调压器1只
4、电流表2只
5、电压表1只
6、电工工具若干
时间安排：
课时（4）
1.准备20′
2.接线与检查50′
3.试验、调试、读数、记录100′
4.填写试验报告，分析数据20′
5.试验小结10′
试验步骤：
1、测定工作特性
（1）自己设计并画出实验线路图并接线，仔细检查。
（图1为实验参考图）
（2）自耦调压器调零后接通三相电源，逐步增加电压起动电动机，保持端电压380V不变。
（3）调节励磁电阻Ｒ,使涡流测功机电流为零，合上负载开关Q3,逐渐增加负载使I1=IN读取三相电流、功率、转速和转矩，逐渐减小负载直至空载，测取7-9点，记入表1中。
（4）拉断开关Q1使电动机切断电源，开始停转。
然后再拉开关Q3。
表1工作特性数据
2、测取单相运行时的负载能力
电机空载运行，拉开开关Q3使电动机单相运行，测取断开Q4前、后的功率、电流和转速。
在单相运行时，少量增加负载使I1=IN，测取电流、功率、转矩和转速。
3、观察三相电动机断相的起动情况
（1）自耦调压器调零后，断开Q4，在仪表不接入情况下接通电源，逐渐升高电压（约100多伏）观察电机的转动情况和不正常声响，然后立即切断电源。
验证单相电机没有起动转矩。
（2）使电动机三相正常起动，切断一相电源，观察转向；断电停机后调换相序，使电机三相反向起动，再切断一相电源，观察转向。
验证单相电动机没有固定转向。
表1：
三相异步电动机的负载实验接线图
6、注意事项：
2、合电源之前，必须检查调压顺手柄处于“零”位，变阻器Ｒ处于阻值最大位。
3、实验完毕时，变阻器的位置未处于最大值时，不能先拉断Q3开关，应先拉断Q2，过3-4秒后再拉断Q3以保机组安全。
8）完成实验以后，切除电源，拆除电源线和连接导线，并且整理好实验台。
U=380三相电动机接法
序号
实验值
计算值
I
PⅠ
PⅡ
P1
T2
n
P2
η
Cosφ
1
2
3
4
5
6
7
技能训练考核评分记录表
序号
考核内容
考核要求
配分
得分
1
技能训练的准备
预习技能训练内容
10
2
仪器、仪表、电流继电器、热继电器的准备
正确使用仪器、仪表、实训装置等
20
3
试验接线正确性
电路接线正确
30
4
接线的工艺与安全
操作方法规范，正确，观测速度快，通电一次成功
30
5
最后结果的合理性
结果正确、合理
10
6
合计得分
7
否定项
发生重大责任事故、严重违反操作规程0分
8、填写试验报告并总结，同学生们互相交流
试验实训教案6：
三相异步电动机正反转控制线路的应用
课程名称
《电机与电气控制》
学时
4
序号
6
授课班级
日期
任课教师
课题
三相异步电动机正反转控制线路的应用
教学
目标
能力目标：
专业能力：
1．熟悉三相笼形转子异步电动机正反转控制线路的接线。
2．学会异步电动机正反转控制线路的操作使用及故障分析处理方法。
关键能力：
1.能够向大家介绍简异步电动机正反转原理性知识，锻炼良好的表达能力；
2.能互相配合，具有团队协作能力；
3.能养成很好的自学能力。
应用性知识目标：
掌握异步电动机正反转试验接线与测试方法。
训练项目
（任务）
三相异步电动机正反转控制线路的应用
教学媒体准备
1.电力拖动训练装置；
2.多媒体教学设备、教学课件、视频教学资料；
3.实训记录单。
教学
过程
引导性问题：
1、三相异步电动机的结构与原理
3、三相电动机自动往复运行的控制线路接线图：
图1.三相电动机自动往复运行的控制线路接线图
试验器材：
1．三相交流电源一套。
2．三相笼形转子异步电动机一台。
3．熔断器四个，按钮三个。
4．交流接触器两个，热继电器一个
5．导线若干。
6、电工工具若干
时间安排：
课时（4）
1.准备20′
2.接线与检查50′
3.试验、调试、读数、记录100′
4.填写试验报告，分析数据20′
5.试验小结10′
试验步骤：
1）检查各电器元件的质量情况，了解其使用方法。
2）绘制接触器互锁的异步电动机正反转控制线路，参考电路如图1所示。
3）按图正确连接线路，先接主电路，再接控制电路。
4）检查无误后，通电试验。
接通三相交流电源，按下按钮sBI，观察电动机的转向；直
下按钮SBZ；观察电动机是否反转；按下按钮SB3使电动机停转，再按下按钮SBZ，观电动机是否反转；按下停止按钮SB3停机。
5）重复操作几遍，理解控制电路的工作原理，接触器互锁的作用。
6）绘制按钮和接触器双重互锁的正反转控制线路，参考电路如图1所示。
7）按图正确连接线路，检查无误后，通电试验。
8）先按下按钮SBI，观察电动机的转向；直接按下按钮SBZ，观察电动机是否反转。
9）同时按下按钮SBI和SBZ，观察电动机的工作状态如何。
10）再次按下按钮SBI电动机正转后，很轻地按一下SBZ，看电动机运转状态有什么变
6、分析与思考：
1）接触器互锁的异步电动机正反转控制线路中，按下按钮SBI电动机正转时，为什么按钮SBZ不起作用？
2）按钮和接触器双重互锁的正反转控制线路中，按下按钮SBI电动机正转后，很轻地按一下SBZ，电路中会发生什么现象？
为什么？
3）训练过程中若发现按下反转按钮时，电机转向不变，分析其故障原因？
4）若电动机运行过程中，主电路有一相熔断器熔断，可能会发生什么情况？
5）分析讨论实训过程中发生的故障现象、原因及排除方法。
技能训练考核评分记录表
序号
考核内容
考核要求
配分
得分
1
技能训练的准备
预习技能训练内容
10
2
仪器、仪表、电流继电器、热继电器的准备
正确使用仪器、仪表、实训装置等
20
3
试验接线正确性
电路接线正确
30
4
接线的工艺与安全
操作方法规范，正确，观测速度快，通电一次成功
30
5
最后结果的合理性
结果正确、合理
10
6
合计得分
7
否定项
发生重大责任事故、严重违反操作规程0分
8、填写试验报告并总结，同学生们互相交流
试验实训教案7：
顺序控制和时间控制线路
课程名称
《电机与电气控制》
学时
4
序号
7
授课班级
日期
任课教师
课题
顺序控制和时间控制线路
教学
目标
能力目标：
专业能力：
1．了解顺序控制线路的用途，掌握顺序控制线路的接线和使用技能。
2．了解时间继电器的原理、结构和用途，掌握时间控制线路的使用技能。
关键能力：
1.能够向大家介绍简顺序控制和时间控制线路原理性知识，锻炼良好的表达能力；
2.能互相配合，具有团队协作能力；
3.能养成很好的自学能力。
应用性知识目标：
掌握异步电动机顺序控制和时间控制线路接线方法。
训练项目
（任务）
三相异步电动机顺序控制和时间控制线路接线应用
教学媒体准备
1.电力拖动训练装置；
2.多媒体教学设备、教学课件、视频教学资料；
3.实训记录单。
教学
过程
引导性问题：
1、三相异步电动机顺序控制和时间控制线路接线原理
a.通电延时型时间 b.断电延时型时间
继电器控制
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