1、項目引入項目知識儲備 任務一 直流電動機拆裝 任務二 直流電動機控制線路安裝項目實施直流電動機控制和項目安裝項目引入1. 項目提出 設計一簡易四輪直流電動機牽引小車。 要 求：能夠實現起制動及調速。 現場條件：直流電動機一臺，配套電氣元件若干、小車用機械基礎件。項目引入 2. 項目介紹 四輪直流電動機車廣泛用于工廠車間內部進行貨物運輸，既環保，又節能，是典型的機電一體化產品。 通過本項目訓練的能力目標： (1)熟悉直流電動機的結構，掌握直流電動機控制方式及控制系統圖； (2)能合理選用低壓電氣元件； (3)能夠按規范完成工作項目，查閱相關資料； (4)具備團隊精神，具有良好的職業道德。項目引入

2、3. 項目涉及的知識點： (1) 直流電動機的基本結構及銘牌知識； (2) 直流電動機的起動及正反轉控制； (3) 直流電動機的制動控制； (4) 直流電動機的調速控制。 項目知識儲備 任務1 小型直流電動機拆裝 任務2 直流電動機控制線路安裝 任務一 直流電動機拆裝任務描述知識點任務實施123項目知識儲備任務11. 任務描述 本任務目的要通過教師的現場教學以及學生的自學和查找資料，完成對直流電機的拆裝，并講解出直流電機的內部構造以及各元件的作用。項目知識儲備任務1任務目標掌握直流電動機的基本結構組成和工作原理；認識直流電動機銘牌數據；能對工程中常用直流電動機進行拆裝；正確合理將直流電動機在生

3、產中應用；掌握直流電動機勵磁方式及分類；掌握直流電機電樞電勢和電磁轉矩。 重點：掌握直流電動機的基本結構組成。難點：分析直流電機的工作原理，了解電樞電機電樞電勢和電磁轉矩。項目知識儲備任務11)電動機的定義電動機是將電能轉變成機械能的機械裝置 ，是電動機和發電機的統稱。將電能轉換為機械能的電機稱為電動機；將機械能轉換為電能的電機稱為發電機。工業應用中電動機的位置 電動機基礎知識項目知識儲備任務12. 知識點2) 電動機分類：直流電機伺服電動機、步進電動機、測速發電機、自整角機、直線電動機動力電機微特電機感應電機同步電機感應電動機感應發電機交流電機直流電動機直流發電機電動機同步電動機同步發電機同

4、步補償機項目知識儲備任務1直流電動機知識 1)直流電動機分類項目知識儲備任務1 2) 直流電動機的基本組成認識 項目知識儲備任務1 3）直流電動機的結構識別磁極換向器和電刷轉子項目知識儲備任務1 4) 直流電動機工作原理 在直流電動機中，電刷兩端雖然加的是直流電源，但在電刷和換向器的作用下，線圈內部卻變成了交流電，從而產生了單方向的電磁轉矩，驅動電動機持續旋轉。這樣雖然導體中流通的電流為交變的，但N級下的導體受力方向和S級下導體所受力的方向并未發生變化，電動機在此方向不變的轉矩作用下轉動。 項目知識儲備任務1額定條件下電機所能提供的功率指軸上輸出的機械功率在額定工況下，電機出線端的平均電壓在額

5、定電壓下，運行于額定功率時對應的電流在額定電壓、額定電流下，運行于額定功率時對應的轉速。對應于額定電壓、額定電流、額定轉速及額定功率時的勵磁電流電機銘牌上還標有其它數據，如勵磁電壓、出廠日期、出廠編號等。 5)直流電動機的銘牌數據項目知識儲備任務1 6）直流電動機的電樞繞組a、單疊繞組的展開圖項目知識儲備任務1b、單波繞組的展開圖項目知識儲備任務17）直流電機的電磁轉矩和電樞電動勢的計算a、電磁轉矩的計算產生:電樞繞組中有電樞電流流過時,在磁場內受電磁力的作用,該力與電樞鐵心半徑之積稱為電磁轉矩。大小:為電機的轉矩常數，有其中可見，制造好的直流電機其電磁轉矩與每極磁通及電樞電流成正比。性質:

6、電動機驅動(與轉速方向相同)。項目知識儲備任務1b、電樞感應電動勢的計算電樞電動勢:電樞旋轉時,主磁場在電樞繞組中感應的電動勢大小:為電機的結構常數（電動勢常數）其中可見,直流電機的感應電動勢與電機結構、每極磁通及轉速有關。性質:電動機反電勢(與電樞電流反方向).項目知識儲備任務1直流電動機的拆裝目的：有保養和修理兩種。保養：拆裝工序一般有拆卸 、清洗零件、更換易損件、裝配和試驗。修理：在拆卸前要先用儀表和觀察法進行整機檢查，然后在拆卸電動機后查明故障，并采用維護和繞組等修理平行作業法，來縮短修理周期。 直流電動機拆卸前應在刷架處、端蓋與機座配合處等做好標記，便于裝配。項目知識儲備任務1拆卸的

7、工藝步驟項目知識儲備任務1直流電動機裝配步驟項目知識儲備任務1任務要求1、熟悉直流電動機結構2、掌握直流電動機拆裝工藝組隊1、分組查找資料，討論制定工作步驟2、合理分工，方法得當實施小型直流電動機的拆裝，參照實訓項目。評價1、自評2、互評團隊： 地點：格物樓數控實訓室項目知識儲備任務13. 任務實施任務二 直流電動機控制線路安裝任務描述知識點任務實施123項目知識儲備任務21. 任務描述 本任務目的要通過教師的現場教學以及學生的自學和查找資料，完成小型直流電動機常用控制回路安裝實訓項目。 項目知識儲備任務2任務目標熟悉并掌握電氣原理圖中各元件的圖形符號 掌握直流電機的多種控制線路的控制原理。掌

8、握電氣控制線路設計方法；能對工程中常用直流電動機電氣系統進行安裝。能正確選用直流電動機的類型及型號。正確合理將直流電動機在生產中應用。重點：熟悉電氣符號，掌握直流電動機的機械特性 及啟動、反轉、制動 。難點：了解直流電機的機械特性及調速。 2. 知識點電氣控制系統圖的基本知識電氣控制線路：由各種有觸點的接觸器、繼電器、按鈕、行程開關等按不同連接方式組合而成的。電氣控制線路作用：實現對電力拖動系統的啟動、正反轉、制動、調速和保護，滿足生產工藝要求，實現生產過程自動化。相關國家標準：GB472885電氣圖常用圖形符號GB522685機床電氣設備通用技術條件GB715987電氣技術中的文字符號制定通

9、則GB698886電氣制圖GB509485電氣技術中的項目代號 項目知識儲備任務2降壓啟動控制線路多地控制線路正反轉控制線路正轉控制線路調速控制線路點動控制線路基本控制線路制動控制線路位置控制線路順序控制線路項目知識儲備任務21)圖形符號和文字符號限定符號一般符號符號要素電氣符號補助文字符號輔助文字符號基本文字符號圖形符號文字符號項目知識儲備任務22)繪制、識讀電氣控制系統圖的原則 電氣控制系統圖電氣原理圖電氣安裝圖框圖電器安裝圖電氣互連圖主電路控制電路照明和顯示電路 電氣控制系統圖的結構項目知識儲備任務2 .電氣原理圖 用圖形符號和項目代號表示電路各個電器元件連接關系和工作原理的圖繪制原則：

10、主電路、控制電路和信號電路應分開繪出。表示出各個電源電路的電壓值、極性或頻率及相數。主電路的電源電路一般繪制成水平線，受電的動力裝置（電動機）及其保護電器支路用垂直線繪制在圖的左側，控制電路用垂直線繪制在圖面的右側；項目知識儲備任務2同一電器的各元件采用同一文字符號表明。所有電路元件的圖形符號，均按電器未接通電源和沒有受外力作用時的狀態繪制。循環運動的機械設備，在電氣原理圖上繪出工作循環圖。轉換開關、行程開關等繪出動作程序及動作位置示意圖表。由若干元件組成具有特定功能的環節，用虛線框括起來，并標注出環節的主要作用，如速度調節器、電流繼電器等。電路和元件完全相同并重復出現的環節，可以只繪出其中一

11、個環節的完整電路，其余的可用虛線框表示，并標明該環節的文字號或環節的名稱。繪制原則：項目知識儲備任務2電氣原理圖示例項目知識儲備任務2D65 .電氣安裝圖電器位置圖：表示電氣控制系統中各電器元件的實際位置和接線情況。詳細繪制出電器元件安裝位置。 50505050320360線槽端子板FU1FU2KMFRTCFU3FU4車床電器位置圖項目知識儲備任務2、電器互連圖：表明了電器設備外部元件的相對位置及它們之間的電氣連接，是實際安裝接線的依據。電器互連圖示例：EL0HL231424231032.5mm22M1M24132.5mm231mm250.75mm230.75mm232.5mm2QSQ1車床電

12、器互連圖項目知識儲備任務2直流電動機控制 1)他勵直流電動機的機械特性 直流電動機的機械特性是指電動機在電樞電壓、勵磁電流、電樞回路電阻為恒值的條件下，即電動機處于穩態運行時，電動機的轉速與電磁轉矩之間的關系：由電機的電路原理圖可得機械特性的表達式：稱為理想空載轉速。實際空載轉速項目知識儲備任務22)固有機械特性和人為機械特性 當 時的機械特性稱為固有機械特性：由于電樞電阻很小，特性曲線斜率很小，所以固有機械特性是硬特性。當改變 或 或 得到的機械特性稱為人為機械特性。項目知識儲備任務2 、電樞串接電阻時的人為機械特性 保持 不變,只在電樞回路中串入電阻 的人為特性。特點：1） 不變， 變大；

13、 2） 越大，特性越軟。項目知識儲備任務2、改變電樞電壓時的人為機械特性 保持 不變，只改變電樞電壓時的人為特性：項目知識儲備任務2 、減弱磁通時的人為機械特性 保持 不變，只改變勵磁回路調節電阻 的人為特性：特點：1）弱磁， 增大； 2）弱磁， 增大項目知識儲備任務2機械特性的繪制1)固有特性的繪制 已知 ，求兩點:理想空載點 和額定運行 。具體步驟：a.估算b.計算c.計算理想空載點：d.計算額定工作點：2)人為特性的繪制 在固有機械特性方程 的基礎上，根據人為特性所對應的參數 或 或 變化，重新計算 和 ，然后得到人為機械特性方程式。項目知識儲備任務23) 他勵直流電動機起動控制 起動：

14、是指電動機接通電源后，由靜止狀態加速到穩定運行狀態的過程。 起動時由于轉速為零，電樞電動勢為零，而且電樞電阻很小，所以起動電流將達很大值。起動方式：為了限制起動電流，他勵直流電動機通常采用電樞電路串電阻或降低電樞電壓起動。、電樞電路串電阻起動（a）主電路 （b）機械特性 項目知識儲備任務2串二級電阻按時間原則啟動控制電氣原理圖：過電流繼電器欠電流繼電器電樞繞組勵磁繞組斷電延時時間繼電器放電電阻啟動接觸器短接電阻接觸器啟動電阻 、單向運轉起動控制線路項目知識儲備任務2D6工作原理：合上Q1和Q2按下按鈕SB2KT1通電KM1通電KT1常閉觸點斷開KM1Z主觸點閉合切斷KM2、KM3電路M串電阻啟

15、動短接R2自鎖KM2通電KT2斷電延時短接R1KT1斷電延時KM1常開觸點閉合 M全壓運行項目知識儲備任務2、降低電樞壓起動 當直流電源電壓可調時，可采用降壓方法起動。 起動時，以較低的電源電壓起動電動機，起動電流隨電源電壓的降低而正比減小。隨著電動機轉速的上升，反電動勢逐漸增大，再逐漸提高電源電壓，使起動電流和起動轉矩保持在一定的數值上，保證按需要的加速度升速。 降壓起動需專用電源，設備投資較大，但它起動平穩，起動過程能量損耗小，因此得到廣泛應用。保護環節：過載和短路保護過電流繼電器KA1欠磁場保護欠電流繼電器KA1過電壓保護電阻R3與二極管VD串二級電阻按時間原則起動控制項目知識儲備任務2

16、直流電動機的轉動方向：取決于電磁轉矩的方向4）他勵直流電動機正反轉控制改變直流電動轉向改變電樞兩端電壓的方向改變勵磁電流的方向項目知識儲備任務2電氣原理圖直流電動機正反轉控制短路保護反轉接觸器正轉接觸器短接電阻接觸器項目知識儲備任務25）他勵直流電動機的電氣制動制動：當電磁轉矩的方向與轉速方向相同時,電機運行于電動機狀態;當電磁轉矩方向與轉速方向相反時,電機運行于制動狀態。制動方式：直流電動機的制動方式主要有能耗制動、反接制動和回饋制動 、能耗制動電動狀態，如圖所示：將開關S投向制動電阻 上即實現制動. 制動運行時，電機靠生產機械的慣性力的拖動而發電，將生產機械儲存的動能轉換成電能，消耗在電阻

17、上，直到電機停止轉動。為了盡快停轉電機,可在轉速下降到一定度時,切除一部分制動電阻,增大制動轉矩。電動制動項目知識儲備任務2電氣原理圖能耗制動控制電路電源接觸器啟動接觸器制動接觸器項目知識儲備任務2、反接制動a. 電樞反接制動電樞反接制動時接線如圖所示。電動制動 開關S投向“電動”側時，電樞接正極電壓，電機處于電動狀態。進行制動時，開關投向“制動”側，電樞回路串入制動電阻 后，接上極性相反的電源電壓，電樞回路內產生反向電流。反向的電樞電流產生反向的電磁轉矩，從而產生很強的制動作用。項目知識儲備任務2電氣原理圖電動機反接制動控制電路制動接觸器啟動接觸器正反轉接觸器項目知識儲備任務2b.倒拉反接制

18、動倒拉反轉反接制動只適用于位能性恒轉矩負載在電樞回路中串聯一個較大的電阻,即可實現制動.正向電動狀態提升重物(A點)電樞回路串入較大電阻 后特性曲線負載作用下電機反向旋轉(下放重物)電機以穩定的轉速下放重物D點工作點由A-B-C-D,CD段為制動段項目知識儲備任務2c.回饋制動 電動狀態下運行的電動機，在某種條件下會出現 情況，此時 ， 反向， 反向，由驅動變為制動。 從能量方向看，電機處于發電狀態回饋制動狀態。 回饋制動時的機械特性方程與電動狀態時相同。穩定運行有兩種情況:當運行轉速可能超過理想空載轉速,進入第二象限電壓反接制動帶位能性負載進入第四象限項目知識儲備任務2 發生在動態過程中的回

19、饋制動過程有以下兩種情況:a、降壓調速時產生的回饋制動制動過程為 線段b、增磁調速時產生的回饋制動制動過程為 線段 回饋制動時由于有功率回饋到電網，因此與能耗和反接制動相比，回饋制動是比較經濟的。項目知識儲備任務26）他勵直流電動機的調速調速：通過改變傳動機構速比進行調速的方法稱為機械調速；通過改變電動機參數進行調速的方法稱為電氣調速。電氣調速：改變電動機的參數就是人為地改變電動機的機械特性，使工作點發生變化，轉速發生變化。調速前后，電動機工作在不同的機械特性上。電氣調速方法: 1.改變電樞電壓; 2.改變電樞回路電阻值; 3.改變勵磁電流； 項目知識儲備任務2、調速指標a.調速范圍:b.靜差

20、率（相對穩定性）指負載變化時，轉速變化的程度，轉速變化小，穩定性好。c.調速的平滑性d.調速的經濟性項目知識儲備任務2、改變電樞電壓調速調速壓前工作點ATemTLAAB降壓瞬間工作點穩定后工作點 降壓調速過程與電樞串電阻調速過程相似，調速過程中轉速和電樞電流（或轉矩）隨時間變化的曲線也相似。項目知識儲備任務2、改變電樞回路電阻調速未串電阻時的工作點0串電阻后,工作點由AAB項目知識儲備任務2、改變勵磁電流調速電氣原理圖整流電路啟動電阻調速電阻能耗制動接觸器工作接觸器切除啟動電阻接觸器項目知識儲備任務2工作過程：啟動：按下起動按鈕SB2，KM2、KT得電吸合并自鎖，電動機M串電阻R起動，KT延時后使KM3吸合并自保，切除起動電阻R ，啟動過程