电力拖动下教案.docx
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电力拖动下教案
第二单元电动机的基本控制线路及其安装、调试与维修
课题七多速异步电动机的控制线路
授课班级
一
教学类型
讲授
二
教学目标
1、掌握双速异步电动机控制线路的组成和工作原理，并学会正确安装与检修双速异步电动机控制线路。
2、掌握三速异步电动机控制线路的组成和工作原理，学会正确安装与检修三速异步电动机控制线路。
三
教学重点
双速、三速异步电动机控制线路分析
四
教学难点
多速异步电动机定子绕组接线图
五
教具准备
双速电动机
六
教学方法
讲授、多媒体教学
七
课时安排
2学时（80分钟）
教学过程
辅助手段
及说明
【引入新课】
很多工作机械由于生产工艺的不同，对电动机有调速要求。
引导学生思考：
改变三相异步电动机转速的方法有同种
引导学生讨论思考三相异步电动机的调速方法。
【新课讲解】
变异步电动机转速可通过三种方法来实现：
一是改变电源频率；二是改变转差率；三是改变磁极对数。
改变异步电动机磁极对数调速称为变极调速。
变极调速是通过改变定子绕组的连接方法来实现的，它是有级调速，只适用于笼型异步电动机。
一、双速异步电动机的控制线路
1.双速异步电动机定子绕组的连接
2.按钮和接触器控制双速电动机
电路分析：
合上QS，按下SB1，KM1线圈得电，KM1触头动作电动机作三角形联接,低速启动，按下SB2，KM1线圈失电KM2,KM3线圈得电联接,低速启动，KM2,KM3触头动作，电动机YY联接,电动机高速运行，松开SB2，电动机继续高速运行
3.时间继电器控制双速电动机
电路组成分析：
低速起动低速运行：
合上QS，按下SB1，KM1线圈得电，KM1触头动作
电动机三角形联接低速起动，松开SB1继续低速运行，停:
按下SB3或过载
低速起动高速运行：
按下SB2，KM1线圈得电，KT线圈得电，KM1，KT各触头动作电动机低速起动，松开SB2，经KT整定时间，KT延时触头动作,KM1线圈断电，KM2,KM3线圈得电动作，电动机高速运行，停:
按下SB3或过载
二、三速异步电动机的控制线路
1、三速异步电动机定子绕组的连接
三速电动机的两套定子绕组低速—△接法
中速—Y接法高速—YY接法
2、三速电动机的控制线路
⑴接触器控制三速电动机的控制线路：
△形低速；Y形中速；YY形高速
电路组成分析：
△形低速：
合上电源开关QS，按下SB1，KM1线圈得电电动机接成△低速启动，松开SB1，电动机继续低速启动运行，
Y形中速：
先按SB4，KM1线圈失电，电动机断电，再按SB2，KM2线圈得电，电动机Y联接,中速运行，松开SB2，电动机Y联接,继续中速运行
YY形高速：
先按SB4，KM2线圈失电，电动机断电，再按SB3，KM3、KM4线圈得电，电动机YY联接,高速运行，
⑵时间继电器自动控制三速电动机的控制线路
电路组成分析：
△低速启动运转:
按下SB1，KM1线圈得电，△低速启动运转，松开SB1，电动机继续低速运行
△形低速启动Y形中速运转：
合上QS,按下SB2，KT1线圈得电，时间继电器瞬时闭合触头闭合，KM1线圈得电，KM1触头动作，电动机低速启动，松开SB2，经KT1整定时间，KT1延时断开触头分断,KM1线圈失电，KT1延时闭合触头闭合,KM2线圈得电，KM2触头动作电动机Y形联接,中速运行
△形低速启动Y形中速运转过渡YY形高速运转：
按下SB3，KT2线圈得电，KT2瞬时闭合触头闭合，KT1线圈得电，KT1瞬时闭合触头闭合，KM1线圈得电，KM1触头动作，△形低速启动，松开SB3，经KT1整定时间，KT1延时断开触头分断,KM1线圈失电，KT1延时闭合触头闭合,KM2线圈得电，KM2触头动作,电动机接成Y形,中速过渡，经KT2整定时间KT2延时断开触头分断,KM2线圈失电，KT2延时闭合触头闭合,KM3,KM4线圈得电，KM3,KM4触头动作，电动机YY形联接高速运转，KT1,KT2线圈失电，触头复位，停:
按下SB4
【课后小结】
本次课主要讲述了二速和三速异步电动机控制线路的组成和工作原理分析
1、双速异步电动机定子绕组有二种接法，低速—△接法，高速—YY接法，分别用接触器和时间断电器控制双速异步电动机启动运行。
2、三速异步电动机定子绕组有二套绕组，低速—△接法，中速—Y接法，高速—YY接法，可分别用接触器和时间断电器控制三速异步电动机的启动运行
教师启发学生共同总结本节内容
【作业布置】
P2031、2、3
教学后记
第二单元电动机的基本控制线路及其安装、调试与维修
课题八绕线转子异步电动机的控制线路
授课班级
一
教学类型
讲授
二
教学目标
熟悉绕线转子异步电动机控制线路的构成和工作原理，能正确安装与检修凸轮控制器控制线路
三
教学重点
控制线路的组成和工作原理分析
四
教学难点
工作原理分析
五
教具准备
六
教学方法
讲授、多媒体教学
七
课时安排
2学时（80分钟）
教学过程
辅助手段
及说明
【引入新课】
绕线转子三相异步电动机，可以通过滑环在转子绕组中串接电阻来改善电动机的机械特性，从而达到减小启动电流、增大启动转矩以及调节转速的目的。
2在要求启动转矩较大且有一定调速要求的场合，如起重机、卷扬机等，常常采用三相绕线转子异步电动机拖动。
【新课讲解】
绕线转子异步电动机的符号
一、转子绕组串接电阻启动控制线路
1.转子串接三相电阻启动原理
启动时，在转子回路串入作Y形连接、分级切换的三相启动电阻器，以减小启动电流、增加启动转矩。
随着电动机转速的升高，逐级减小可变电阻。
启动完毕后，切除可变电阻器，转子绕组被直接短接，电动机便在额定状态下运行。
转子绕组串电阻启动分为二种情况：
转子串接三相对称电阻器，转子串接三相不对称电阻器
2.按钮操作控制线路
电路组成分析：
合上QS，按下SB1，绕线转子串联全部电阻启动，按下SB2，KM1线圈得电，KM1触头闭合，绕线转子串联R2,R3启动，按下SB3，KM2线圈得电，KM2触头闭合，绕线转子串联R3启动，按下SB4，KM3线圈得电，KM3触头闭合，绕线转子切除全部电阻运行，松开SB4，电动机继续运行按，停：
按SB5
3.时间继电器自动控制线路
电路组成分析：
合上QS，按下SB1，KM线圈得电，KM触头闭合，绕线转子串联全部电阻启动，KT1线圈得电，KT1延时闭合触头闭合，KM1线圈得电，KM1触头闭合，绕线转子串联R2,R3启动，KT2线圈得电，KT2延时闭合触头闭合，KM2线圈得电，KM2触头闭合，绕线转子串联R3启动，KT3线圈得电，KT3延时闭合触头闭合，KM3线圈得电，KM3触头闭合，绕线转子切除全部电阻运行，KM3动断触头断开，KT1线圈失电，KT1触头断开，KM1线圈失电，KM1触头断开，KT2线圈失电，KT2触头断开，电动机继续运转。
4.电流继电器自动控制电路
电路组成分析
合上QS，按下SB1，KM线圈得电，KM触头闭合，绕线转子串联全部电阻启动，KＡ线圈得电，KA动合触头闭合，因启动电流大,KA1,KA2.KA3的动断触头断开,继续串联全部电阻启动，因速度加快，电流减小，KA1欠电流动断触头闭合，KM1线圈得电，KM1触头闭合串联R2,R3继续启动，因速度再加快电流继续减小，KA2欠电流,动断触头闭合，KM2线圈得电，KM2触头闭合串联R3继续启动，因速度再加快电流继续减小，KA3欠电流,动断触头闭合，KM3线圈得电，KM3触头闭合切除全部电阻全速运行
二、转子绕组串联频敏变阻器启动控制线路
频敏变阻器是一种阻抗值随频率明显变化、静止的无触点电磁元件。
它实质上是一个铁心损耗非常大的三相电抗器。
在电动机启动时，将频敏变阻器串接在转子绕组中，启动完毕短接切除频敏变阻器
电路组成分析：
合上QS，按下SB1，KM1线圈得电，KT线圈得电，KM1触头闭合，电动机串联频敏电阻启动，KT延时闭合触头闭合，KM2线圈得电KM2触头闭合，切除频敏电阻电动机全速运行，KT线圈失电KT延时闭合触头复位，电动机继续全速运行。
三、凸轮控制器控制线路
中、小容量绕线转子异步电动机的启动、调速及正反转控制，常常采用凸轮控制器来实现，以简化操作，如桥式起重机上大部分采用这种控制线路。
电路组成分析：
正转：
合上QS,按下SB1，KM触头闭合，手轮转到“正”１位置，手轮转到“正”２位置，手轮转到“正”３位置，手轮转到“正”４位置，手轮转到“正”5位置
反转：
合上QS,按下SB1，KM触头闭合，手轮转到“反”１位置，手轮转到“反”２位置，手轮转到“反”３位置，手轮转到“反”４位置，手轮转到“反”5位置
【课后小结】
本次课主要讲述了绕线转子异步电动机控制线路的构成和工作原理
1、转子绕组串接电阻启动控制线路：
按钮操作控制线路、时间继电器自动控制线路、电流继电器控制线路
2、转子绕组串接频敏变阻器启动控制线路
3、凸轮控制器控制线路
教师启发学生共同总结本节内容
【作业布置】
P2131、2
教学后记
第二单元电动机的基本控制线路及其安装、调试与维修
课题十二电动机的控制、保护与选择
授课班级
一
教学类型
讲授
二
教学目标
熟悉电动机的各种控制原则、保护措施及选择
三
教学重点
控制原则与保护措施
四
教学难点
电动机的选择
五
教具准备
六
教学方法
讲授、多媒体教学
七
课时安排
2学时（80分钟）
教学过程
辅助手段
及说明
【引入新课】
观察各种低压电器，说明他们在电气控制线路中能实现什么控制或保护功能
引导学生观察提问
【新课讲解】
一、电动机的控制原则
1.行程控制原则
根据生产机械运动部件的行程或位置，利用行程开关来控制电动机的工作状态。
2.时间控制原则
利用时间继电器按一定时间间隔来控制电动机的工作状态。
3.速度控制原则
根据电动机的速度变化，利用速度继电器等电器来控制电动机的工作状态。
4.电流控制原则
根据电动机主回路电流的大小，利用电流继电器来控制电动机的工作状态。
二、电动机的保护
故障危害
常用保护电器
短路保护
短路电流，使电动机、电器及导线等电气设备严重损坏，甚至引发火灾
熔断器
低压断路器
过载保护
温升超过其允许值，导致电动机的绝缘材料变脆，寿命缩短
热继电器
欠压保护
电动机欠压下运行，负载没有改变，欠压下电动机转速下降，定子绕组的电流增加
接触器
电磁式电压继电器
失压保护/零压保护
发生电网突然停电后，当电源电压恢复正常时，电动机便会自行启动运转
接触器
中间继电器
过流保护
限制电动机的启动或制动电流过大
电磁式过电流继电器
弱磁保护
若直流电动机启动时电动机的励磁电流太小，产生的磁场太弱，将会使电动机的启动电流很大
弱磁继电器（即欠电流继电器）
三、电动机的选择
基本原则：
第一：
电动机能够完全满足生产机械在机械特性方面的要求。
第二：
电动机在工作过程中，其功率能被充分利用。
第三：
电动机的结构形式应适合周围环境的条件。
1.电动机额定功率的选择
（1）连续工作制电动机额定功率的选择
1）恒定负载下电动机额定功率的选择
PN≥PL
PN——负载功率
PL——电动机的额定功率
【课后小结】
本次课主要讲述了电动机的控制原则以及电动机的保护和选用。
1、电动机的控制原则：
行程控制原则；时间控制原则，速度控制原则；电流控制原则。
2、电动机的保护：
短路、过载、失压、欠压、过流和弱磁保护。
教师启发学生共同总结本节内容
【作业布置】
P2131、2
教学后记
第二单元电动机的基本控制线路及其安装、调试与维修
课题十二电气控制线路设计基础
授课班级
一
教学类型
讲授
二
教学目标
熟悉电气控制线路设计的基本原则、经验设计方法及应注意的问题
三
教学重点
经验设计方法
四
教学难点
电气控制线路的设计
五
教具准备
六
教学方法
讲授、多媒体教学
七
课时安排
2学时（80分钟）
教学过程
辅助手段
及说明
【引入新课】
在工业生产中，机械设备种类繁多功能，对电动机提出的控制要求各不相同，因此电气控制线路也不一样，那么如何根据生产机械的控制要求来正确合理设计电气控制线路呢
【新课讲解】
一、设计电气控制线路的基本原则
1.应最大限度地满足机械设备对电气控制线路的控制要求和保护要求。
2.在满足生产工艺要求的前提下，应力求使控制线路简单、经济、合理。
3.保证控制的可靠性和安全性。
4.操作和维修方便。
二、设计电气控制线路举例
现用某专用机床给一箱体加工两侧平面。
加工方法是将箱体夹紧在可前后移动的滑台上，两侧平面用左右动力头铣削加工。
其要求如下：
第一，加工前滑台应快速移动到加工位置，然后改为慢速进给。
第二，滑台从快速移动到慢速进给应自动变换，铣削完毕要
自动停车，然后由人工操作滑台快速退回原位后自动停车。
第三，具有短路、过载、欠压及失压保护。
1.选择基本控制线路
根据滑台电动机Ml需正反转，左右动力头电动机M2、M3只需单向运转的控制要求，选择接触器联锁正反转控制线路和接触器自锁正转控制线路，并进行有机地组合。
2.修改完善线路
3.校核完成线路
三、设计电气控制线路应注意的问题
1.尽量缩减电器的数量，采用标准件和尽可能选用相同型号的电器
多一个触头减少一个触头
2.尽量缩短连接导线的数量和长度
不合理合理
3.正确连接电器的线圈
4.正确连接电器的触头
不适当适当
5.在满足控制要求的情况下，应尽量减少电器通电的数量
电动机启动，KM1和KT失去作用后仍需长期通电电动机启动，KM1和KT失去作用后即断电
6.应尽量避免采用许多电器依次动作才能接通另一个电器的控制线路
7.在控制线路中应避免出现寄生回路
【课后小结】
本次课主要讲述了设计电气控制线路的基本原则，通过设计举例，总结电气控制线路设计的基本方法：
1、选择基本控制线路；
2、修改完善线路；
3、校核完成线路。
教师启发学生共同总结本节内容
【作业布置】
P2131、2
教学后记
第三单元常用生产机械的电气控制线路
及其安装、调试与维修
课题一工业机械电气设备维修的一般要求和方法
授课班级
一
教学类型
讲授
二
教学目标
1、熟悉工业机械电气设备维修的一般要求，掌握工业机械电气设备维修的一般方法及注意事项。
三
教学重点
电气设备维修的一般方法
四
教学难点
查找故障点的常用方法
五
教具准备
六
教学方法
讲授、多媒体教学
七
课时安排
2学时（80分钟）
教学过程
辅助手段
及说明
【引入新课】
工业机械电气设备在运行过程中产生故障，使设备不能正常工作，不但影响生产效率，严重时还会造成人身或设备事故。
电气设备发生故障后，维修人员必须及时、熟练、准确、迅速、安全地查出故障并加以排除，尽快恢复其正常运行。
【新课讲解】
一、工业机械电气设备维修的一般要求
1．采取的维修步骤和方法必须正确，切实可行。
2．不可损坏完好的电器元件。
3．不可随意更换电器元件及连接导线的型号规格。
4．不可擅自改动线路。
5．损坏的电气装置应尽量修复使用，但不能降低其固有的性能。
6．电气设备的各种保护性能必须满足使用要求。
7．绝缘电阻合格，通电试车能满足电路的各种功能，控制环节的动作程序符合要求。
8．修理后的电器装置必须满足其质量标准要求。
电器装置的检修质量标准：
（1）外观整洁，无破损和炭化现象。
（2）所有的触头均应完整、光洁、接触良好。
（3）压力弹簧和反作用力弹簧应具备有足够的弹力。
（4）操纵、复位机构都必须灵活可靠。
（5）各种衔铁运动灵活，无卡阻现象。
（6）灭弧罩完整、清洁，安装牢固。
（7）整定数值大小应符合电路使用要求。
（8）指示装置能正常发出信号。
二、工业机械电气设备维修的一般方法
1．电气设备的日常维护保养
（1）控制设备的日常维护保养
1）电气柜（配电箱）的门、盖、锁耐油密封垫均应良好。
2）操纵台上的所有操纵按钮、主令开关的手柄清洁完好。
3）检查接触器、继电器等电器的触头系统吸合是否良好。
4）试验门开关能否起保护作用。
5）检查各电器的操作机构是否灵活可靠。
6）检查各线路接头与端子板的接头是否牢靠。
7）检查电气柜及导线通道的散热情况是否良好。
8）检查各类指示信号装置和照明装置是否完好。
9）检查电气设备和生产机械上所有裸露导体是否保护接地
（2）电气设备的维护保养周期
保养级别
保养周期
机床作业时间
电气设备保养内容
一级保养
一季度左右
6～12h
（1）清扫配电箱内的积灰异物
（2）修复或更换即将损坏的电器元件
（3）整理内部接线，使之整齐美观。
特别是在平时应急修理处，应尽量复原成正规状态
（4）紧固熔断器的可动部分，使之接触良好
（5）紧固接线端子和电器元件上的压线螺钉，使所有压接线头牢固可靠，以减小接触电阻
（6）对电动机进行小修和中修检查
（7）通电试车，使电器元件的动作程序正确可靠
保养级别
保养周期
机床作业时间
电气设备保养内容
二级保养
一年左右
3～6d
（1）机床一级保养时，对机床电器所进行的各项维护保养工作
（2）检修动作频繁且电流较大的接触器、继电器触头
（3）检修有明显噪声的接触器和继电器
（4）校验热继电器，看其是否能正常工作。
校验结果应符合热继电器的动作特性（5）校验时间继电器，看其延时时间是否符合要求
2.电气故障检修的一般步骤和方法
（1）电气故障检修的一般步骤
1）检修前的故障调查
2）确定故障范围
3）查找故障点
4）排除故障
5）通电试车
（2）查找故障点的常用方法
局部短接法
长短接法
观看多媒体图片
【课后小结】
本次课主要讲述了工业机械设备维修的一般要求和方法。
1、电气故障检修的一般步骤：
①检修前的故障检查②确定故障范围③配搭故障点④排除故障⑤通电试车
教师启发学生共同总结本节内容
【作业布置】
P2621、2
教学后记
第三单元常用生产机械的电气控制线路
及其安装、调试与维修
课题二CA6140车床电气控制线路
授课班级
一
教学类型
讲授
二
教学目标
熟悉CA6140车床电气控制线路构成，掌握CA6140车床电气控制线路的分析方法及其安装、调试与维修。
三
教学重点
电气故障分析与检修方法
四
教学难点
用测量法确定故障点
五
教具准备
万用表
六
教学方法
讲授、多媒体教学
七
课时安排
2学时（80分钟）
教学过程
辅助手段
及说明
【引入新课】
车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、端面、螺纹、切断及割槽等，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等加工。
【新课讲解】
一、CA6140车床的主要结构及型号意义
车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、切断及割槽等，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等加工而成。
二、CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求
运动种类
运动形式
控制要求
主运动
主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动
（1）主轴电动机选用三相笼型异步电动机，不进行调速，主轴采用齿轮箱进行机械有级调速
（2）车削螺纹时要求主轴有正反转，一般由机械方法实现，主轴电动机只作单向旋转
（3）主轴电动机的容量不大，可采用直接启动
进给运动
刀架带动刀具的直线运动
进给运动也由主轴电动机拖动，主轴电动机的动力通过挂轮箱传递给进给箱来实现刀具的纵向和横向进给。
加工螺纹时，要求刀具移动和主轴转动有固定的比例关系
辅助运动
刀架的快速移动
由刀架快速移动电动机拖动，该电动机可直接启动，也不需要正反转和调速
尾架的纵向移动
由手动操作控制
工件的夹紧与放松
由手动操作控制
加工过程的冷却
冷却泵电动机和主轴电动机要实现顺序控制，冷却泵电动机也不需要正反转和调速
三、CA6140车床电气控制线路分析
接触器触头在电路图中位置的标记
栏目
左栏
中栏
右栏
触头类型
主触头所处的图区号
辅助常开触头所处的图区号
辅助常闭触头所处的图区号
举例
KM
28X
210X
2
表示3对主触头均在图区2
表示一对辅助常开触头在图区8，另一对常开触头在图区10
表示2对辅助常闭触头未用
四、CA6140车床常见电气故障分析与检修方法
用电压测量法检修电路故障
故障现象
测量线路及状态
5-6
6-7
7-0
故障点
排除方法
按下SB2，KM不吸合，按下SB3时，KA2吸合
按下SB2不放
110V
0
0
SB1接触不良或接线脱落
更换SB1或将脱落线接好
0
110V
0
SB2接触不良或接线脱落
更换SB2或将脱落线接好
0
0
110V
KM线圈开路或接线脱落
更换线圈或将脱落线接好
CA6140车床其他常见电气故障的检修
故障现象
故障原因
处理方法
主轴电动机M1启动后不能自锁，即按下SB2，M1启动运转，松开SB2，M1随之停止
接触器KM的自锁触头接触不良或连接导线松脱
合上QF，测KM自锁触头（6－7）两端的电压，若电压正常，故障是自锁触头接触不良，若无电压，故障是连线（6、7）断线或松脱
主轴电动机M1不能停止
KM主触头熔焊；停止按钮SB1被击穿或线路中5、6两点连接导线短路；KM铁心端面被油垢粘牢不能脱开
断开QF，若KM释放，说明故障是停止按钮SB1被击穿或导线短路；若KM过一段时间释放，则故障为铁心端面被油垢粘牢
主轴电动机运行中停车
热继电器KH1动作
找出KH1动作的原因，排除后使其复位
照明灯EL不亮
灯泡损坏；FU4熔断；SA触头接触不良；TC二次绕组断线或接头松脱；灯泡和灯头接触不良等
可根据具体情况采取相应的措施修复
观看多媒体图片
【课后小结】
本次课主要讲述了CA6140车床结构、电气控制线路的构成及分析方法，详细分析了车床常见电气故障分析与检修方法。
教师启发学生共同总结本节内容
【作业布置】
P2731、2、3
教学后记
第三单元常用生产机械的电气控制线路
及其安装、调试与维修
课题三Z37和Z3050型摇臂钻床电气控制线路
授课班级
一
教学类型
讲授
二
教学目标
熟悉Z37、Z3050摇臂钻
升级会员 