《三相异步电动机正反转控制线路》教学设计方案(精)

第一篇：《三相异步电动机正反转控制线路》教学设计方案(精)

2014年全国中等职业学校 “创新杯”教师信息化教学设计和说课比赛

省 份： 学 校：

科 目：《电力拖动与自 动控制线路技能训练》 参赛选手：

课题：三相异步电动机正反转控制线路

第二篇：三相异步电动机正反转控制线路说课稿

《三相异步电动机正反转控制线路》说课稿

电气组：董升华

一、教材分析

1、地位与作用

《三相异步电动机的正反转控制线路》是高等教育出版社《电工与电子技术》第六章第二节的内容，是简单电路与复杂电路过渡的重要知识。是《常用低压电器与控制电路》这一章的重点内容。

三相异步电动机的正反转控制线路是在正转控制电路的基础上来讲解的，共学习三种正反转电路，在教材中具有承上启下的作用。学好这一节对学习后面的行程控制和限位控制至关重要。三相异步电动机的三种正反转控制线路各有各的特点，学习起来既难理解，又难区分，但是任何复杂的电路都不是杂乱无章的，都有它的逻辑性和规律性，抓住了这一点我们就会感到难点不难。2．教学目标：

根据教学大纲对知识传授、能力培养、思想教育三者统一要求，加上对教材的分析和对学生的了解，我将本节课的教学目的定为以下三大方面。

知识目标:

1、理解三相异步电动机三种正反转控制线路的一个渐进的过程；

2、掌握三相异步电动机正反转的工作原理。能力目标：

1、通过分析三种控制电路的渐进过程，培养学生的识图能力以及比较分析和归纳总结的能力。

2、通过引导学生分析工作原理、培养和训练学生综合分析电路的能力。思想目标：

培养学生严谨认真的职业工作态度。增强学生用辩证唯物主义观点来发现问题、认识问题、解决问题。

3、重点、难点：

重点：理解三相异步电动机的三种正反转控制线路的工作原理。难点：按钮接触器双重联锁正反转控制线路的工作原理。

设计依据：一是根据教材的知识体系，本节课在这一章中具有承上启下的作用；二是三种正反转控制电路在生产实际中有着广泛的应用；三是在自动控制电路中此电路是重要的控制环节。

4、教材处理

我在处理这节教材时本着两个指导思想：一是注意思路清晰，使教材知识系统化；二是符合普遍认知规律，方便学生记忆。由于本节课的重点和难点是分析和理解三相异步电动机的三种正反转电路的工作原理，而对比三种电路的优缺点是这节课的关键，所以我利用前一种电路的缺点正是后一种电路努力改进的方向来作为一根主线。采用发现问题、提出问题、分析问题、解决问题等四步走的方法来处理每一个相对独立的电路，这样有利于学生循序渐进的接受新知识，变“难点”为“趣点”，变无序为有序，使学生感到难点不难，重点突出。

二、教法设计

总体教学构想突出两点，一是突出知识结构，二是绘图和识图，将以往的读图发展成为识图、绘图、填图和说图，进而形成“启、绘、议、说”的四字教学模式。第一、以激发学生学习动机为主线，充分运用现代化的教学手段，以提问、讨论等多种形式，激发学生的学习兴趣，调动学生的非智力因素。第二、以知识结构为基础，把电动机正反转的三种控制线路采用渐进分析的方法进行讲解，这样就把教师的认知结构轻松转化为学生的认知结构。

三、学法指导

学情分析：学生基础较差，学习积极性、主动性不高。

学法指导：通过教师创设形象生动的教学氛围，放手让学生在疑问和探索中循序渐进的分析三种控制电路。整体授课采用教师讲解与学生练习交替进行的方法，通过教师启发引导使学生第一点会利用前后联系、分析对比的方法寻求一种更加完美的电路；第二点：让学生会利用逻辑分析、图文转换等方法分析电路。

四、教学过程 复习旧知：

请同学复习正转控制线路工作原理。（用多媒体显示电路及每一步的动作过程，以利于全体学生集体复习。）

设计依据：正转控制电路既是前面的复习知识，又是后面知识的前奏，起着桥梁和纽带的作用。同时这部分内容也是导入新课的一部分，所以复习这部分内容比较详细。

创设情景：

屏幕上显示工厂中各种机床都需要三相异步电动机的正反转控制。由此引出我们这节课要讲授的三相异步电动机正反转控制线路的课题。

设计依据：这种导入方法来自生产实际形象生动，激发学生急于要去探求新知识的欲望。

探索新知：

一、接触器联锁正反转控制电路

1、通过正转控制线路引出反转电路

此处通过教师设计问题，然后学生回答，最后教师总结，分别依次引出反转的主电路和控制电路。

设计依据：在这部分知识的层层递进过程中，通过教师刻意设计的几个问题，激活师生的双边活动，引导学生完成从理论到实际的转换：即理论（反转改变相序）→实际（主、控电路的改变）。

教师分析并提醒学生注意：KM1和KM2线圈不能同时通电，易引起主回路电源短路。一旦误操作，危险性就相当大，所以说这是一个不成熟的电路。生产实际中没有这样的正反转电路。所以我们要进一步改进这个电路以符合实际需要。

2、通过教师分析引出新电路

接触器有常闭触点，可以将接触器KM1的辅助常闭触点串入KM2的线圈回路中。同理也可以将接触器KM2的辅助常闭触点串入KM1的线圈回路中。（由电动机正反转电路易引起电源短路引出本节学习的第一个电路接触器联锁正反转控制电路。）设计依据：这部分知识学生以前没有接触，所以，此处设计为以教师启发、分析、总结作为主线，做好学生的领路人。

3、讲解接触器联锁正反转控制电路

（1）教师讲述互锁定义，分析线路的工作原理（此处速度稍慢，并提醒学生注意电路图上每一步的动作。）

①教师主讲，正转启、停的工作原理，②启发学生利用正转分析反转，并给学生1分钟时间讨论。③师生共同分析反转工作原理，并在屏幕上显示出来。（2）教师总体概括本电路，总结电路优缺点并填到表格。

设计依据：接触器联锁正反转控制线路是本节课的学习重点之一，既要让学生掌握本电路图，又要能正确说出其工作原理，而达到此目的的关键是让学生体会“联锁”的含义。因此教师的讲起着“启”的作用，学生的活动则起着“议”和“说”的作用。采用“启、绘、议、说”的四字教学模式，把教师的认知体系转换为学生的认知体系。另外此处还设计了三种控制线路的对比表格，用以总结各种电路的优、缺点。给学生呈现本节课知识的精华，构建其知识框架。

4、教师分析寻求解决方法：

由接触器联锁正反转控制线路操作非常不方便，引出问题。然后通过教师设想把接触器常闭触点换成复合按钮的常闭触点，引出第二个电路按钮联锁正反转控制线路。

二、按钮联锁正反转控制线路。（用多媒体显示电路）

1、分析工作原理

这个电路是把上个电路中的KM2和KM1常闭触点换成SB1、和SB2复合按钮的常闭触点，所以这个电路关键是要演示按钮的动作过程。再通过教师的启发引导，学生分析工作原理。（不用写出工作原理）

2、教师总体概括本电路，学生总结线路优缺点。（教师填到表中）

设计依据：按钮联锁正反转控制线路是本节课的学习重点之二，因为前面已经有接触器联锁作为基础，唯一不同的是此电路把接触器常闭触点换成了复合按钮的常闭触点。此处教师重点强调按钮互锁的工作过程，然后此处以学生为中心，让他们来分析工作原理，真正体现教为主导学为主体的教育理念。同时，在表格中对比总结此电路的优、缺点，以达到逐步完善表格的目的。

3、通过双边活动引出下一个电路

启发学生以上两种电路各有其优缺点，我们做任何事都希望尽量完美，当然设计电路也不例外。启发引导学生根据前面两种电路设计一个没有缺点相对完善的电路来实现正反转。

学生展开讨论，得出可以把两种联锁合在一起就可以完全避免这两个电路的缺点。由此引出我们本节课学习的第三个电路按钮接触器双重联锁正反转控制线路。

三、按钮接触器双重联锁正反转控制线路（用多媒体显示电路）

1、师生共同分析工作原理

（1）教师首先讲述双重互锁的工作过程，并演示其动作过程，然后师生共同分析正转电路工作原理。（强调此处速度稍慢，注意电路图中每一步的动作。）

（2）引导学生分析反转工作原理，并让学生展开讨论。（3）让学生复述反转工作原理，教师辅之以板书。

设计依据：因为前面已经有基础，所以此处师生共同分析后，放手让学生自己去分析反转工作原理。

2、学生总体概括归纳总结本线路特点（教师填表）

设计依据：按钮接触器双重联锁正反转控制线路是正反转电路中最复杂的一个电路，也是最完美的一个电路，它是在分析前两种电路优、缺点的基础上引出的，此时本节新授内容达到了高潮。此处讲解主要分析学生容易混淆的双重互锁部分，重点强调双重互锁部分的工作过程，及时抓住学生的情绪高潮，点燃学生思维的火花，进而完成教学目标。

演练反馈：（屏幕显示）5个判断和4个选择题。

设计依据：因为在整个授课过程中，已经采用了教师讲解与学生练习交替进行的方法，学生对本节课练习时间也比较长。所以最后主要针对三相异步电动机三种正反转控制线路的区别，设计了这样一组综合练习题，目的是让学生进一步巩固所学知识，将抽象知识具体化，将无形理论转化为有形问题。让学生通过堂练，进行有意义的学习，顺利实现新旧知识的迁移。总结提炼：

由电动机正转控制引出正反转控制线路，依次讲解了三种控制电路及三种电路的优缺点对比表。

设计依据：这样通过呈现本节所讲授的三种电路的知识框架，把本节课所讲授的知识系统化，既可以给学生以完整的全局的概念，又突出了重点。课后延伸：

1、习题册37~40页。

2、请预习接触器联锁正反转控制线路的安装。

设计依据：设计此作业目的是让学生进一步巩固本节所讲述的三个电路，区别每一个电路的不同之处，掌握其工作原理，并能画出三个控制线路。同时让学生研究接触器联锁正反转控制线路的安装，为下一节课的技能训练做好准备。板书设计：

板书设计主要呈现三个电路及学习每一个电路的关键点；三种电路的优缺点对比表。

设计依据：采用此板书，清晰在再现了本节课学习的主要内容，以及学习本节课的关键所在，突出了教学重点，增强了学生的记忆力。

第三篇：实验：三相异步电动机正反转控制

实验一 三相异步电动机正反转控制

一、实验目的1．熟悉常用低压电器元件的功能及使用方法

2．掌握自锁、互锁电路的作用

3．掌握三相异步电动机正反转控制电路的工作原理。

4．熟悉电气电路的接线及检查方法

5．培养学生分析和解决实际问题的能力

6．使学生养成科学研究和团队合作的习惯

二、实验基本原理

画出实验电路图

三、实验所需仪器设备

三相异步电动机1台、接触器2个、热继电器1个、按钮盒1个、380V电源、导线若干

四、实验步骤及内容

1．认识各电器元件的结构。

2．完成三相异步电动机正反转控制实验电路图接线，应先接主电路，再接控制电路。（其中，SB1为停止按钮，SB2为正转起动按钮、SB3为反转起动按钮）接线后，经指导教师检查后，方可进行通电操作。

注意：

1．要在断电时进行拆接线

2．正反转切换时，要先按下停止按钮SB1，看到电动机输出轴速度降下来后再按另一方向的起动按钮。

五、实验原始数据记录

自己组织语言描述该电路图的工作原理

六、数据处理与分析

1．正反转切换时，确保一方向控制运行的接触器在触点断开后进行另一方向起动，为什么？

2．如何进行电路改进，可实现直接正反转控制（画出电路图），并进行控制电路分析。

第四篇：三相异步电动机的正反转控制线路论文分解

摘要

三相异步电动机是世界上最常见的电动马达。它的流行是因其坚固耐用，结构简单，易保护，尺寸规范并且成本较低。三相异步电动机的种类很多，但各类三相异步电动机的基本结构是相同的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成，在定子和转子之间具有一定的气隙。其转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。本实验设计运用三相异步电动机实现正反转控制。与单相异步电动机相比，其运行性能更好，并可节省各种材料。且生产中许多机械设备往往要求运动部件能向正反两个方向运动。如机床工作台的前进与后退起重机的上升与下降等, 这些生产机械要求电动机能实现正反转控制。改变通入电动机定子绕组的三相电源相序, 即把接入电动机的三相电源进线中的任意两根对调, 电动机即可反转。

关键词：电动马达；定子；转子；转速；电磁转矩；正反转。

目录

引言………………………………………………………………………………………………1 1 三相异步电动机概述

………………………………………………………………………1 1.1 三相异步电动机的工作原理………………………………………………………………1 1.2 三相异步电动机的分类……………………………………………………………………2 1.3 三相异步电动机的结构……………………………………………………………………2 1.31 三相异步电动机的定子（静止部分）

………………………………………………2 1.32 三相异步电动机的转子（旋转部分）…………………………………………………4 1.33三相异步电动机的其它附件……………………………………………………………4 1.4三相异步电动机的铭牌

…………………………………………………………………4 2 三相异步电动机正反转控制电路的特点与应用……………………………………………5 2.1 三相异步电动机正反转控制电路的特点…………………………………………………5

2.11.三相异步电动机正反转控制电路的主、控制电路…………………………………5 2.12 按钮、接触器联锁的正反转控制电路特点及应用分析……………………………6 2.2 交流接触器的正反转自动控制线路工作过程及分析……………………………………7 3 三相异步电动机常见故障分析………………………………………………………………8 3.1 通电后无法转动，但无异响异味且不冒烟的原因及故障排除…………………………8 3.2 通电后电动机不转，然后熔丝烧断的原因及故障排除…………………………………8 3.3 通电后电动机不转有嗡嗡声的原因及故障排除…………………………………………8 3.4 电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多的原因及故障排除…9 3.5 电动机空载电流不平衡，三相相差大的原因及故障排除………………………………9 3.6 电动机空载，过载时，电流表指针不稳，摆动的原因及故障排除……………………10 3.7 电动机过热甚至冒烟的原因及故障排除………………………………………………10 4 三相异步电机效率提高措施…………………………………………………………………11 4.1 电动机效率与损耗分析…………………………………………………………………11 4.2 减少电机定子绕组铜损耗的方法………………………………………………………11 4.21 增大导线的直径………………………………………………………………………11 4.22 减短定子绕组端部长度………………………………………………………………11 5 三相异步电动机的发展与趋势

…………………………………………………………12 5.1中小型电动机已完整地建立了三相异步电动机y、y2、y3系列………………………12 5.2 推广高效率异步电动机…………………………………………………………………12 5.3 进一步推广变频器供电的三相异步电动机系列………………………………………13 5.4小型三相异步电动机的国际发展趋势……………………………………………………14 6 结论……………………………………………………………………………………………15 附录

…………………………………………………………………………………………16

引言

生产机械往往要求运动部件可以实现正反两个方向的起动，这就要求拖动电动机能作正、反向旋转。由电机原理可知，改变电动机三相电源的相序，就能改变电动机的转向。如机床工作台的前进与后退起重机的上升与下降等, 这些生产机械要求电动机能实现正反转控制。改变通入电动机定子绕组的三相电源相序, 即把接入电动机的三相电源进线中的任意两根对调, 电动机即可反转。三相异步电动机概述

1.1 三相异步电动机的工作原理

三相异步电动机

当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。

通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

1.2 三相异步电动机的分类

1、按三相异步电动机的转子结构形式可分为：

鼠笼式电动机和绕线式电动机。

鼠笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。

绕线式三相异步电机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。

2、按三相异步电动机的防护形式可分为：

开启式（IP11）：价格便宜，散热条件最好，由于转子和绕组 暴露在空气中，只能用于干燥、灰尘很少又无腐蚀性和爆炸性气体的环境。

防护式（IP22及IP23）：通风散热条件也较好，可防止水滴、铁屑等外界杂物落入电动机内部，只适用于较干燥且灰尘不多又无腐蚀性和爆炸性气体的环境。

封闭式（IP44）：适用于潮湿、多尘、易受风雨侵蚀，有腐蚀性气体等较恶劣的工作环境，应用最普遍。

防爆式三相异步电动机

3、按三相异步电动机的通风冷却方式可分为：

自冷式三相异步电动机、自扇冷式三相异步电动机、他扇冷式三相异步电动机、管道通风式三相异步电动机。

4、按三相异步电动机的安装结构形式可分为：

卧式三相异步电动机、立式三相异步电动机、带底脚三相异步电动机、带凸缘三相异步电动机。

5、按三相异步电动机的绝缘等级可分为： E级、B级、F级、H级三相异步电动机。

6、按工作定额可分为：

连续三相异步电动机、断续三相异步电动机、间歇三相异步电动机。

1.3 三相异步电动机的结构

1.31 三相异步电动机的定子（静止部分）

1、定子铁心

作用：电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。

构造：定子铁心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁心的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组。

定子铁心槽型有以下几种：

半闭口型槽：电动机的效率和功率因数较高，但绕组嵌线和绝缘都较困难。一般用于小型低压电机中。

半开口型槽：可嵌放成型绕组，一般用于大型、中型低压电机。所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。

开口型槽：用以嵌放成型绕组，绝缘方法方便，主要用在高压电机中。

2、定子绕组

作用：是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。

构造：由三个在空间互隔120°电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。

定子绕组的主要绝缘项目有以下三种：（保证绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘）。

（1）对地绝缘：定子绕组整体与定子铁心间的绝缘。

（2）相间绝缘：各相定子绕组间的绝缘。

（3）匝间绝缘：每相定子绕组各线匝间的绝缘。

电动机接线盒内的接线：

电动机接线盒内都有一块接线板，三相绕组的六个线头排成上下两排，并规定上排三个接线桩自左至右排列的编号为1（U1）、2（V1）、3（W1），下排三个接线桩自左至右排列的编号为6（W2）、4（U2）、5（V2），.将三相绕组接成星形接法或三角形接法。凡制造和维修时均应按这个序号排列。

3、机座

作用：固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用。

构造：机座通常为铸铁件，大型异步电动机机座一般用钢板焊成，微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积，防护式电机的机座两端端盖开有通风孔，使电动机内外的空气可直接对流，以利于散热。1.32 三相异步电动机的转子（旋转部分）

1、三相异步电动机的转子铁心：

作用：作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。

构造：所用材料与定子一样，由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成，硅钢片外圆冲有均匀分布的孔，用来安置转子绕组。通常用定子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心。一般小型异步电动机的转子铁心直接压装在转轴上，大、中型异步电动机（转子直径在300~400毫米以上）的转子铁心则借助与转子支架压在转轴上。

2、三相异步电动机的转子绕组

作用：切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁 转矩而使电动机旋转。

构造：分为鼠笼式转子和绕线式转子。

（1）鼠笼式转子：转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成。若去掉转子铁心，整个绕组的外形像一个鼠笼，故称笼型绕组。小型笼型电动机采用铸铝转子绕组，对于100KW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成。

（2）绕线式转子：绕线转子绕组与定子绕组相似，也是一个对称的三相绕组，一般接成星形，三个出线头接到转轴的三个集流环上，再通过电刷与外电路联接。

特点：结构较复杂，故绕线式电动机的应用不如鼠笼式电动机广泛。但通过集流环和电刷在转子绕组回路中串入附加电阻等元件，用以改善异步电动机的起、制动性能及调速性能，故在要求一定范围内进行平滑调速的设备，如吊车、电梯、空气压缩机等上面采用。

1.33三相异步电动机的其它附件

1、端盖：将转子固定在定子内腔中心，使转子能够在定子中均匀地旋转。

2、轴承端盖：固定转子，使转子不能轴向移动，另外起存放润滑油和保护轴承的作用。

3、轴承：连接转动部分与不动部分。

4、风扇：冷却电动机。1.4三相异步电动机的铭牌

1、型号

如：Y—112M—4

Y——异步电动机

112——中心高度（毫米）

M——机座类别（L长机座、M 中机座、S短机座）

4——磁极数

2、额定功率PN 指电动机在额定运行状态下运行时电动机轴上输出的机械功率，瓦或千瓦。

UN1、IN1、hN、cosjN分别为电动机额定的线电压、线电流、效率、功率因数。

3、额定电压UN1 指电动机在额定运行状态下运行时定子绕组所加的线电压，单位为V或KV。

4、额定电流IN1 指电动机加额定电压、输出额定功率时，流入定子绕组中的线电流，单位为A。

5、额定转速nN 指电动机在额定运行状态下运行时转子的转速，单位为r/min.6、额定频率fN 规定工频为50HZ。

7、额定功率因数cosjN 指电动机在额定运行状态下运行时定子边的功率因数。

8、接法 指电动机定子三相绕组与交流电源的联接方法。

9、防护等级 指电动机外壳防护的型式。三相异步电动机正反转控制电路的特点与应用

2.1 三相异步电动机正反转控制电路的特点

2.11.三相异步电动机正反转控制电路的主、控制电路

1、主电路 如图1主电路接触器KM1、KM2分别闭合, 完成换相实现电动机正反转。KM1、KM2不能同时闭合, 否则, 会造成主电路两相短路。电路用FR实现过载保护。

2、控制电路 控制电路实质是由两条并联的启动支路组成, 但为了生产、安全的需要又在各支路中辅加了制约触头。

2.12 按钮、接触器联锁的正反转控制电路特点及应用分析

1、接触器联锁正反转控制电路

如图1, 右部分是其控制电路, 它由两条启动支路构成, 且在对方支路中相互串联上彼此的常闭辅助触头, 使一接触器线圈得电吸合后另一个接触器因所串联的常闭辅助触头断开而受到制约无法得电, 保证了KM1, KM2不能同时得电, 从而可靠地避免了两相电源短路事故的发生, 电路安全、可靠。这种在一个接触器得电动作时通过其常闭辅助触头使另一个接触器不能得电动作的作用称为联锁或互锁。该电路要改变电动机的转向必须先按下停止按钮使接触器失电, 各触头断开恢复原状解除联锁, 再按下反转启动按钮, 电动机才能反转。

2、按钮联锁正反转控制电路

如图2, 它将图1中的正、反转控制按钮SB1、SB2换成复合按钮, 用对应的常闭触头代替接触器相应的常闭辅助触头构成联锁完成正反转控制。这样电动机改变转向时, 可直接按下反转相对于另一转向按钮即可, 而不必先按停止按钮, 同时保证了两个接触器KM1、KM2线圈不会同时得电闭合。例如, KM1吸合电动机正转时, 按下反转按钮SB2, 串联在KM1线圈支路中SB2的常闭触头先断开, 使KM1线圈失电, 其主触头、自锁辅助触头断开, 电动机断电但仍惯性运转。SB2按下后经过一定的行程, 其常开触头闭合, 接通反转控制电路, 电动机反转。

3、按钮与接触器联锁的正反转控制电路的应用分析

接触器联锁正反转控制电路适用于重载拖动的机床等不能或不需要由一个转向立即换为另一个转向的机械设备, 以减小换相对设备的机械冲击力和电机绕组受到的反接电流冲击, 起到保护设备, 延长其使用寿命的作用。

而按钮联锁正反转控制电路虽操作方便, 但安全欠佳, 不可靠。例如, 当正转接触器KM1吸合后主触头发生熔焊或动铁芯被杂物卡住等故障时, 即使线圈失电, 主触头也无法分开, 这时若按下反转按钮, SB2, KM2得电动作, 主触头闭合造成电源两相短路。

2.2 交流接触器的正反转自动控制线路工作过程及分析

图4 交流接触器的正反转自动控制线路

当通电以后，按下SB2，KM1接通电动机开始正转，同时KM1常开开关闭合，实现自锁，常闭开关断开，KM1'也闭合，所以KT1开始计时，30秒后，KT1的常开开关闭合，同时KM2吸合，KM2常闭开关断开，KM1停止工作，KM1常开开关断开，KM2常开开关闭合，实现自锁，电动机开始反转，KT2开始计时，当计时到30秒之后，KT2的常开闭合，KM2接通，吸合，如此反复，实现三相异步电动机延时正反转的控制，从而带动机器的正反转。达到延时停车的控制。其操作简便、安全易于控制。三相异步电动机常见故障分析

3.1 通电后无法转动，但无异响异味且不冒烟的原因及故障排除

原因：①电源未通（至少两相未通）。

②熔丝熔断（至少两相熔断）。③过流继电器调得过小。④控制设备接线错误。

故障排除： ①检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断

点，修复。

②检查熔丝型号、熔断原因，换新熔丝。③调节继电器整定值与电动机配合。④改正接线。

3.2 通电后电动机不转，然后熔丝烧断的原因及故障排除 原因：①缺一相电源，或定干线圈一相反接；

②定子绕组相间短路； ③定子绕组接地； ④定子绕组接线错误；

⑤熔丝截面过小，电源线短路或接地。

故障排除：①检查刀闸是否有一相未合好，可电源回路有一

相断线消除反接故障； ②查出短路点，予以修复； ③消除接地；

④查出误接，予以更正； ⑤更换熔丝；

3.3 通电后电动机不转有嗡嗡声的原因及故障排除

原因：①定、转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电；

②绕组引出线始末端接错或绕组内部接反； ③电源回路接点松动，接触电阻大； ④电动机负载过大或转子卡住； ⑤电源电压过低；

⑥小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬； ⑦轴承卡住。

故障排除：①查明断点予以修复；

②检查绕组极性；判断绕组末端是否正确； ③紧固松动的接线螺丝，用万用表判断各接头是否假接，予以修复；

④减载或查出并消除机械故障，⑤检查是还把规定的面接法误接为Y；是否由于电源导线过细使压降过大，予以纠正，⑥重新装配使之灵活；更换合格油脂； ⑦修复轴承。

3.4 电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多的原因及故障排除 原因：①电源电压过低；

②面接法电机误接为Y； ③笼型转子开焊或断裂；

④定转子局部线圈错接、接反； ③修复电机绕组时增加匝数过多； ⑤电机过载。

故障排除： ①测量电源电压，设法改善；

②纠正接法；

③检查开焊和断点并修复； ④查出误接处，予以改正； ⑤恢复正确匝数； ⑥减载。

3.5 电动机空载电流不平衡，三相相差大的原因及故障排除 原因：①重绕时，定子三相绕组匝数不相等；

②绕组首尾端接错； ③电源电压不平衡；

④绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。故障排除：①重新绕制定子绕组；

②检查并纠正；

③测量电源电压，设法消除不平衡； ④消除绕组故障。

3.6 电动机空载，过载时，电流表指针不稳，摆动的原因及故障排除

原因：①笼型转子导条开焊或断条；

②绕线型转子故障（一相断路）或电刷、集电环短路装置接触不良。

故障排除：①查出断条予以修复或更换转子；

②检查绕转子回路并加以修复。

3.7 电动机过热甚至冒烟的原因及故障排除 原因：①电源电压过高，使铁芯发热大大增加； ②电源电压过低，电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热；

③修理拆除绕组时，采用热拆法不当，烧伤铁芯； ④定转子铁芯相擦；

⑤电动机过载或频繁起动； ⑥笼型转子断条；

⑦电动机缺相，两相运行； ⑧重绕后定于绕组浸漆不充分；

⑨环境温度高电动机表面污垢多，或通风道堵塞； ⑩电动机风扇故障，通风不良；定子绕组故障（相间、匝间短路；定子绕组内部连接错误）。

故障排除：①降低电源电压（如调整供电变压器分接头），若是电机Y、Δ 接法错误引起，则应改正接法； ②提高电源电压或换粗供电导线； ③检修铁芯，排除故障；

④消除擦点（调整气隙或挫、车转子）； ⑤减载；按规定次数控制起动； ⑥检查并消除转子绕组故障； ⑦恢复三相运行；

⑧采用二次浸漆及真空浸漆工艺；

⑨清洗电动机，改善环境温度，采用降温措施； ⑩检查并修复风扇，必要时更换；检修定子绕组，消除故障。三相异步电机效率提高措施

4.1 电动机效率与损耗分析

电机效率是衡量电机性能好坏的重要技术经济指标之一。随着电机功率的增大，单位功率损耗相对减小，效率提高。普通大容量电机效率一般为95%-98%，小容量电机一般为80%-92%。计算电机效率通常用以下关系式:

η = [1−Σ P /(P + Σ P)]×100% 或1 1 η =(P −ΣP)/ P ×100%

（1）式中 P —有功功率，Σ P —总损耗，1 P —输入功率。

从上式可以看出,要提高电机效率就要尽量减少总损耗.中小型三相电动机损耗由五种损耗组成,其中风摩损耗约占5%左右,铁心损耗约占20%左右,定子绕组铜耗约占40%左右,转子绕组损耗约占25%左右,杂散损耗约占10%左右。

4.2 减少电机定子绕组铜损耗的方法

由4.1论述可知，定子绕组铜耗占到了电机总损耗的40%以上，本文主要针对这种损耗提出减少措施。

4.21 增大导线的直径

图1 为不同的定子绕组铜线直径下电机的效率随转速变化图。当铜线直径为0.7mm时，计算得到额定运行时刻定子绕组铜耗为110.36W，电机效率为81.22%。当铜线直径为0.75mm 时，定子绕组铜耗为96.85W，电机效率为82.06%。当铜线直径为0.8mm 时，定子绕组铜耗为85.91W，电机效率为82.75%。可见，随着定子绕组铜线直径的增加，定子绕组铜耗有明显的下降，电机的效率有了明显的提升。

4.22 减短定子绕组端部长度

图2 为不同端部长度条件下电机效率随转速变化图。当端部长度为30mm 时，计算得到额定运行时刻定子绕组铜耗为127.84W，电机效率为80.12%。当端部长度为20mm时，定子绕组铜耗为115.84W，电机效率为80.87%。当端部长度为10mm 时，定子绕组铜耗为105.08W，电机效率为81.55%。可见，减少定子绕组端部长度可以降低定子铜损，提高电机效率。但端部长度取的过小会给嵌线带来困难，具体设计时还需要考虑嵌线工艺的要求。

综上，通过采用增大定子绕组导线直径、减短定子绕组端部长度等措施有效的减少了定子绕组铜损耗，从而达到了提高电机效率 的目的。三相异步电动机的发展与趋势

5.1中小型电动机已完整地建立了三相异步电动机y、y2、y3系列

1985年迅速推广了y系列及其派生系列产品，其功率范围为0.55～250kw，机座中心高为80～315。通过引进消化美国西屋公司和瑞士bbc公司的技术，自行研发的y系列6kv、220～2800kw中型高压三相异步电动机，采用新颖的箱式结构，是目前国内中型高压电机的主导产品，以后又随着我国电网电压由6kv升高到10kv，又研发了10kv系列中小型高压异步电动机。

1996年以电科所为首组织有关厂家完成了y2系列的开发，功率范围为0.12～315kw，机座中心高为63～355。该系列产品显著降低了空载噪声，有效抑制了负载噪声。

2003年电科所组织有关厂家又完整地建立了全系列采用冷轧硅钢片的y3系列，其能耗达到国标gb18163－2002中能耗限定值的规定，同时也达到欧洲eff2效率标准，并且主要性能指标达到国际同类产品的先进水平发展趋势

5.2 推广高效率异步电动机

1992年美国能源部发布了新的能源法规，提出了高效率三相异步电动机的效率标准（即epact指标），并规定从1997年10月24日开始，凡制造和进口一般用途电动机效率必须符合这一标准。以后又更进一步提出超高效率电机（nemapremium）。1999年欧洲电机和电力电子制造商协会（cemep）制定了eff1、eff2、eff3三个等级的效率标准，并决定到2003年削减50％低于eff3标准水平的电机生产，2006年以后不再生产。

我国也于2002年8月正式实施《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评定值》的国标（gb18163-2002）。因此借着节能的规划和“以冷代热”的法令，应该大力推广y3新系列，使之成为我国低压三相异步电动机的主导产品，且新一轮的派生系列产品也应在y3新系列上展开。

5.3 进一步推广变频器供电的三相异步电动机系列

近年来，国民经济各部门对风机和水泵需求不断增长，据有 关部门统计，全国风机、水泵电动机装机总容量约35000mw，耗电量约占全国电能耗量的40％左右。以火力发电厂为例，据统计全国火力发电厂的送风机、引风机、一次风机、排粉风机、锅炉给水泵、循环水泵、凝结水泵和灰浆泵等的配套高压电动机总容量约为15000mw，这些设备为长期连续运行但常处于低负荷及变负荷的运行状态，因此其节能潜力很大。据估计通过变频器调速提高风机、水泵系统运行效率的节能潜力每年可达300～500亿度，相当于6～10座装机容量为1000mw级的大型火力发电厂的年发电总量。因此大力推广变频器特别是高压变频器的应用是十分有意义的。

目前国际上对高压电动机变频调速技术的研究非常活跃，变频器种类繁多。我国高压电动机多为6kv和10kv等级，由于受到电力电子器件耐压限制，尚难以实现该等级变频器的直接高压输出。而单元串联式多电平变频器的输出电压可达到10kv甚至更高，且输入、输出波形好，对电网的谐波污染小，因此在我国得到广泛应用。国际上该技术比较成熟，输出电压可达14.4kv，变频器采用水冷技术，单机最大容量可达15000kw。我国采用空冷技术，变频器驱动的电动机功率在3500kw以下。

国外变频器基本已做到开环、闭环以及无速度传感器控制三位一体的控制，而我国的产品大多仍是普通的v/f控制方式。业内在变频器调速系统方面已开展了许多研究，当务之急是如何将理论知识转化为工业产品，提高我国变频器的性能和质量。

变频器发展对与之配套的电动机提出了新的要求。以往对配套电动机的研究，主要在减小变频器供电电源的谐波分量所引起的电动机损耗增加、温升升高、振动加大、噪声增大以及谐波转矩增大等方面。近年来，随着igbt在变频器中的应用，载波频率甚至高达20k，由此带来一系列负面影响，如高频的pwm脉冲波严重影响电动机的绝缘和寿命，变频器输出的共模电压，形成轴电流，造成轴承点蚀，从而缩短电动机寿命。对此电科所及有关厂家已完成了yvf2系列变频专用电机的开发，并完成了《使用纳米技术的新型耐高频脉冲电磁漆线》的项目，该种漆包线耐受高频脉冲能力为普通线的51倍。

此外变频电动机的供电电源经高频调制，其性能测试方法不同于工频电机，急需研制适合变频电机性能测试的方法和检测仪 器。

5.4小型三相异步电动机的国际发展趋势

近十年来，国外中小型异步电机的发展方向大致可归纳为八个字：高效、低噪、调速、智能。由于人类社会必须直面能源危机和解决环境污染问题，开发并使用高效率电机已逐渐成为全球的共识。

美国率先在1992年颁布了高效率电机的标准（EPACT），功率范围746 W～149 kW，并进而在2002年推出了超高效率的电机产品，功率范围为746 W～373 kW。

欧洲在1999年就高效率电机的分级计划达成协议（CEMEP-EU），将1.1～90 kW的2、4极电机分为eff

3、eff 2和eff l三个级别，其中eff 3是目前生产的普通电机，eff 2和eff l分别为提高效率和高效率电机，并要求在2006年全部淘汰eff 3电机。

我国在2002年颁布了国家标准GB l8613－2002中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值，功率范围为0.55～315 kW，极数为2、4、6极，其水平与欧洲标准eff 2和eff l相一致。

低噪声电机则是中小型三相异步电动机的又一发展方向。在电机调速方面，目前的发展趋势是交流调速正在逐步取代直流调速；在交流调速方面，变频调速又正在取代其他调速方式。因此，变频调速电机在今后将会有更大的发展和应用。在发达国家，变频调速电机己占调速电机份额的50%以上，而在我国还不到10%。品种方面，国外除了基本系列的变频调速电机以外，还有高速变频电机、低噪声变频电机、防爆变频电机、车辆用变频电机等，现在则更进一步开发了变频器和电机合二为一的一体化变频电机及与各种专用电机配套的专用变频器。

智能化电动机的概念是美国在本世纪初提出来的，随着微电子学、微处理器和功率电子学的发展，全方位改善了电子驱动的能力和可靠性，因此可以预期这类电动机最终会和驱动器合在一起。智能化电机产品可分为转速／转矩结合型和位置处理应用型两大类。国内对智能化电机的研究尚在起步阶段，预计今后会有较大的发展。结论

通过做本课题，我巩固并掌握了三相异步电动机的基本理论知识，较为全面地应用了控制电路的知识，熟悉了现代中小型电动机的发展，加深了对课本知识的进一步了解，同时也可以运用老师推荐的软件绘图，其次也让我更深层的理解了各种元件的工作原理以及它的内部结构。深入地学习和分析了三相异步电动机的正反转控制电路，掌握了其设计方法。这次实训设计的完成为以后从事电控类类或其他的电子硬件产品的设计开发打下了良好的基础，树立独立从事产品研发的信心，并在这种能力上得到了较为充分的锻炼。

鼠笼式异步电动机

附录

第五篇：《三相异步电动机正反转PLC控制》说课稿用

《三相异步电动机正反转PLC控制》说课稿

一、说教材分析

《三相异步电动机正反转PLC控制》这节内容选自高等教育出版社《电器及PLC控制技术》第二版第四章第三节第三课时，是在学生已经掌握了基本编程指令的基础上，把理论与实践相结合的必经环节。三相异步电动机的正反转可以通过继电器控制，也可以通过PLC控制，通过本节的学习，学生即回顾了继电器控制的方法，又将PLC的基本指令应用于实践当中，还为学生以后的编程提供一种有效的方法，因此学好本节内容在整个学习过程中就显得至关重要。但是由于08春电子六班的学生知识水平层次不齐，根据我校制定的实施性教学计划，保证每个学生课有所得，本节课我设计少讲多练，让学生在操作中懂理论，在练习中长技能。

二、说教学设计 <一>、教学目标

本课的总体目标是通过实践操作的学习过程，使学生克服对课本知识的枯燥、相关概念难以理解的畏惧感，激发学生的求知欲，培养学生敢于克服困难、终生探索的兴趣。知识目标：

学生能够通过组内成员的共同探讨完成项目一或项目二的任务要求，掌握三相异步电动机正反转PLC控制的过程。能力目标：

通过理论实践一体化课堂学习，使学生具备必要的基础知识，获得较强的实践动手能力，模拟基本的工程技术工作过程，养成尊重

科学、实事求是、与时俱进、服务未来的科学态度。培养学生分析问题、解决问题和技术创新的能力，使学生养成良好的思维习惯，掌握基本的思考与设计的方法。并注意培养爱护工具和设备、安全文明生产的好习惯，严格执行电工安全操作规程。情感目标：

使学生对从事电机与PLC控制技术工作，充满热情，乐于、善于使用所学技术解决生产实际问题。具有克服困难的信心和决心，从战胜困难、实现目标、完善成果中体验喜悦。

上述三个层面的目标相互渗透、有机联系，共同构成了本节课的培养目标。

<二>、教学重难点及解决办法

依据“以能力为本位，以就业为导向”的教育指导思想，我认为本课的重点是利用基本指令编写应用程序，实现三相异步电动机的正反转控制；本课的难点是三相异步电动机正反转PLC控制外部线路的连接以及程序的设计与调试。

解决办法：在教学内容设计时注重理论知识的系统性，充分利用优越的教学环境，将理论教学与现场教学相结合；将老师知识讲授与学生自主学习相结合；利用多媒体动画演示，开拓学生的视野，从而增强学生对重点和难点的突破。

<三>、教学方法

赞可夫曾经说过“教会学生思考，这对学生来说，是一生中最有价值的本钱。”所以本课采用项目教学和分组教学为主，以项目为主线、教师为主导、学生为主体，整个教学围绕各个项目的解决而展开，教师提出引导性问题，给定项目要求；学生查找资料进行决策分析，制定出计划，并实施计划，完成项目任务。创设真实氛围的工作环境，将教室与实训室合二为一，开展一体化教学，形成仿真的工作场所，使教学过程变为生产过程，学习任务变为工作任务，使学生通过学习亲身体验工作，培养学生自主思考的能力。

三、说学法指导

在本节课教学中注意以下两点：第一、引导学生在操作中观察、思考与讨论，培养学生自主探究的学习方法。第二、通过小组合作的形式，在完成项目任务的过程中引导学生互相帮助、互相探讨，培养学生团队协作精神和集体荣誉感。最终使学生完成由“学会”到“会学”的知识内化过程。

四、说教学过程

为了让“课有所得”的教学思想落到实处，真正让学生学得懂、学有用、愿意学，让课堂活跃起来，把学生注意力牵制在课堂上，我把整个教学过程设计为六个环节。

（一）视频简介 复习导入：

用一段工业生产视频引出学生对三相异步电动机正反转控制的思考，回顾实现电动机的正反转的方法，确定项目一的任务要求：如何使用继电器控制电动机的正反转，设计并连接出控制线路。（设计说明：通过视频，刺激学生感官，一是可引起学生情感共鸣，激发学习兴趣，自然引入新课，让学生跃跃欲试。二是培养学生的好奇心，观察能力、分析问题的能力）

（二）演示教学 动画模拟：

利用演示实验的动画展示，让学生对电动机正反转的PLC外部接线及操作有个初步的感性认识，连接外围触点，展示正转、反转、停止等现象，使学生直观的看到项目完成所应达到的最终结果，从而引出项目二的确定。

（设计说明：先讲操作步骤，使学生掌握怎样做了之后，使其在做的过程中思考原理，为后面做好铺垫。）

（三）项目教学 探究新知： 写出项目二的任务要求，让学生设计一个用PLC的基本逻辑指令来实现电动机正反转的控制程序，学生通过自主思考，设计出梯形图。

（设计说明：这个环节中学生经历项目教学中的收集信息、制定计划、实施计划的过程，学生可以互相学习、互相帮助，充分发挥集体的智慧，在具体的操作中探索学习，培养学生自主探寻和互助学习的能力）

（四）实践操作 验证理论：

将全班同学分成八组，其中四组完成项目一的任务要求，根据项目一的任务要求，制定实施计划，设计电气控制线路图，连接线路实现电动机的正反转；另外四组完成项目二的任务要求，根据项目二的任务要求制定实施计划，设计出梯形图，连接PLC控制的外部线路实现电动机的正反转。八组同学同时进行，老师对每组操作进行巡查，布鲁巴克曾说“最精湛的教学艺术，遵循的最高准则就是让学生提问题。”所以在检查的过程中鼓励学生提出问题并引导学生解决问题。

（设计说明：这一环节操作性比较强，能够实际动手操作是主要

目的，一是可以直观的把所学知识有效的传授给同学们，加深同学们的印象。二是通过实际操作，改变了一味的说教式教学。）

（五）交流点评

小结全课：

黑格尔说：“错误本身是达到真理的一个必然环节，由于错误真理才会发现”，所以对学生在操作过程中存在的问题不要批评，要耐心讲解，让学生自主交流心得，能够明显得出PLC控制优于继电器控制的结论，增强学生对本学科的学习兴趣；强调规范操作，安全文明生产的重要性，展示我校师生勤学苦练，荣获魁冠，努力工作的图片，对同学们进行学业激励和就业教育。

（设计说明：这个环节体现项目教学中的实际操作和评价反馈，让学生通过自己的努力找到成就感，体会成功后的喜悦，增强学生的就业信心。）

（六）积极思考，拓展延伸

布置课后作业，在课堂原有知识的基础上加深难度，拓展学生视野。针对学生基础的差异进行分层训练，既巩固了基础知识，又对知识作了适度延伸，增强学生好奇心，促使学生在课外探寻答案，使学有余力的学生有所提高，从而达到拔尖和“减负”的目的。

（设计说明：既巩固了基础知识，又对知识作了适度延伸，促使学生在课外探索寻找答案，使学有余力的学生有所提高，从而达到拔尖和“减负”的目的。）

五、说教学效果

本课采用了项目教学法，是本着“以能力为本位，以就业为导向”的教育指导思想，其效果还体现在如下几个方面：

1、活跃了课堂气氛，提高了学生学习的积极性，改善了教学效果；

2、项目实施过程培养了学生自主学习的能力和团队合作精神；

3、学生在实施项目过程中，掌握了PLC编程的基本方法与步骤，毕业后，能很快适应岗位要求，达到了做中学，学中做的效果；

但一个项目的完成往往需要较长时间，所以部分同学可能在课堂上无法完成整个项目，这就需要在课外活动时间给学生提供条件并指导其完成任务。

我的说课到此结束，谢谢各位评委、老师！恳请提出您的宝贵意见，以便不断进步！