電機與驅動技術教案

教案授課日期月日月日月日月日月日

1

順序授課班級

審批______年_____月_____0

課題項目一電機基礎知識

教

學1、掌握電機中常用電磁定律。

目

的2、掌握常用鐵磁性材料。

3、了解電機的作用。

教

學

重

點復習磁場中的物理知識

教

學

難

點磁導率和磁場強度

課時數2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內容

一、磁場基本物理量

1、磁感應強度

2、磁通量

3、磁導率

在磁場中不同介質導磁能力不同，能對磁場產生不同的影響。

4、磁場強度

磁場強度用字母表示，單位為安培/米（A/H）。磁場強度與磁感應強度一樣為矢量，

即在磁場中某點的磁場強度的方向與該點的磁感應強度方向相同。

二、電機常用基本物理定律

1、通電導體產生的磁場

將導體或線圈通入電流后，其周圍就會產生磁場。磁感應線都是圍繞電流的閉合曲線，

右手螺旋定則揭示了這種電流與磁場之間的關系。

2、電磁感應定律

當穿過閉合回路所圍面積的磁通量發生變化時，不論這種變化是什么原因引起的，回路

中就有電流，這種現象叫做電磁感應現象。回路中所出現的電流叫做感應電流。在回路中出

現電流，表明回路中有電動勢存在，這種在回路中由于磁通量的變化而引起的電動勢叫做感

教學過程及主要內容

3、電磁力定律

通電導線在磁場中受到的作用力稱為電磁力，又稱安培力。

三、鐵磁性材料特性

在電機中通過電磁感應作用實現能量的轉換，所以電機內部必須有導磁性良好的材料來做

引導磁場的磁路。為了在勵磁電流一定條件下產生較大磁場，電機的磁路采用鐵磁性材料，

目前主要使用硅鋼片。

1、鐵磁性材料的磁化

2、磁滯和渦流

四、電機的概念與分類

1、驅動作用

將電能轉變為機械能拖動機械裝置動作是驅動作用，是電動機的傳統作用。

2、執行作用

在控制指令作用下實現動作機構的精準定位是執行作用。以控制與自動化的角度思考，

電動機無論是作為驅動裝置或是執行裝置，其能量形式的轉換輸出與動作執行狀態均是處于

受控狀態，以確保機械裝置與設備工作的安全性并達到要求的工作狀態。

復習本次課內容

課夕卜

作業

裸

后

記

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教案授課日期月日月日月日月日月日

2

順序授課班級

審批______年_____月_____0

課題2.1三相異步電動機結構

教

學

、三相交流電動機的組成。

目

的1

2、定子與轉子結構、功能和分類。

教

學

、掌握三相交流電動機基本結構。

重1

點

2、了解各部分的功能。

教

學

難

點定子繞組的兩種連結方式。

課時數2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內容

一、復習磁場方面的知識

二、教學內容

（一）基本結構

三相異步電動機的分類很多，各類三相異步電動機的基本結構是相同的。它們都是由定

子和轉子這兩大基本部分組成，在定子和轉子之間具有一定的氣隙。

定子是固定不動的部分，轉子是轉動部分。為了使轉子能夠在定子中自由轉動，定子、

轉子之間一般有0.2~1.5mm的空氣隙。

（二）定子

定子是由定子鐵芯、定子繞組、機座等組成。

1、定子鐵芯

電動機磁路的一部分，并要放置定子繞組。一般用片間絕緣約0.5mm厚、導磁性能較好

的硅鋼片疊壓而成。

2、定子繞組

三相繞組是用絕緣銅線或鋁線繞制成三相對稱的繞組按一定的規則連接嵌放在定子槽

中。

教學過程及主要內容

三相繞組的6個出線端都引至接線盒上，首端分別為U1、VI、W1,尾端分別為U2、

V2、W2o

3、機座

機座的作用是固定定子繞組和定子鐵心，并通過兩側的端蓋和軸承來支撐電動機轉子，

同時構成電動機的電磁通路并發散電動機運行中產生的熱量。

（三）轉子

三相交流異步電動機的轉子是由轉子鐵芯、轉子繞組和轉軸組成。

1、轉子鐵芯

1）作為電動機磁路的一部分，并放置轉子繞組。

2）作為電動機磁路的一部分，并放置轉子繞組。

2、轉子繞組

轉子繞組用來切割定子旋轉磁場，產生感應電動勢和電流，并在旋轉磁場的作用下受力

而使轉子旋轉，按繞組不同，異步電動機分為籠型轉子和繞線式轉子兩類。

三、復習本次課內容

課外

作業

課

后

記

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3

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審批______年_____月_____0

2.2三相異步電動機工作原理

課題

2.3三相異步電動機的銘牌

教

學

、掌握三相異步電動機工作原理

目

的1

2、電動機銘牌含義

教

學

、旋轉磁場的產生

重

點1

2、電機中電磁轉矩的方向

教

學

難

點旋轉磁場與電磁轉矩的關系

課時數2?4課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內容

一、復習交流電機結構

二、教學內容

(-)三相異步電動機的原理

(1)三相正弦交流電通入電動機定子的三相繞組,產生旋轉磁場，旋轉磁場的轉速稱之為同

步轉速；

(2)旋轉磁場切割轉子導體，產生感應電勢；

(3)轉子繞組中感生電流；

(4)轉子電流在旋轉磁場中產生電磁力，形成電磁轉矩，電動機就轉動起來了。

設同步轉速為m,電動機的轉速為n,則轉速差為ni-n0

S=

S是分析異步電到4H運仃情況的主要參數：

(1)正常運行時，其s很小，一般s=0.01?0.05

(2)起動瞬間，s=l

(3)理想空載狀態，s=0(不能實現)

教學過程及主要內容

(-)三相異步電動機的轉向

原理：三相異步電動機的轉動方向是由旋轉磁場的方向決定的，而旋轉磁場的轉向與定

子繞組中通入三相電流的相序一致。

方法：只要將電動機三相電源中的任意兩相對調，電動機就實現了反轉。

(三)電動機的銘牌

銘牌定義:產品投放市場后，固定在產品上向用戶提供廠家商標識別、品牌區分，產品參

數銘記等信息的銘牌。

每臺電動機的機座上都裝有一塊銘牌，標明電動機的型號、額定值和有關技術數據、繞

組接線方式、防護等級等。

復習本次課內容

課夕卜

作業

課

后

記

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4

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審批______年_____月_____0

課題2.4三相異步電動機運行分析

教

學1、旋轉磁場對定子繞組的作用

目

的2、旋轉磁場對轉子繞組的作用

3、功率和轉矩的關系

教

學

、交流電機轉速的計算

重1

點

2、感應電動勢的正確理解

教

學

難

點電機內部磁場

課時數2?4課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內容

一、復習交流電機結構

二、教學內容

(-)旋轉磁場對定子繞組的作用

在異步電動機的三相定子繞組內通人三相交流電后，即產生旋轉磁場，此旋轉磁場將在

不動的定子繞組中產生感應電動勢

Ei=4.44KlNl/l@m

由于定子繞組本身的阻抗壓降比電源電壓要小得多，即可以近似認為電源電壓U1與感

應電動勢Ei相等，即

L71-￡l=4.44^1^1/l<Z>m

(-)旋轉磁場對轉子繞組的作用

(1)轉子中感應電動勢及電流的頻率

POI-九)*51-幾)%

b~60―60%—

教學過程及主要內容

即轉子中的電動勢及電流的頻率與轉差率S成正比。

當轉子不動時，即s=l,則

當轉子達到同步轉速時s=0,則f2=0,即轉子導體中沒有感應電動勢及電流。

（2）轉子繞組感應電動勢E2

Ei=4A4K2N2f2^m=4A4K2N2Sf}0m

（3）轉子的電抗和阻抗

（4）轉子的電流和功率因數

講解書例4-2

Y2-132S-4三相異步電動機輸出功率P2=5.5kW,電壓。1=38OV,電流/1=11.7A,電動機功

率因數cose1=0.83,求輸入功率Pi及效率〃。

（三）功率和轉矩的關系

（四）講解書例

有Y160M-4及Y180L-8型三相異步電動機各一臺，額定功率都是22=1IkW,前者額定轉速

1460r/min,后者額定轉速730r/min,分別求它們的額定輸出轉矩0。

復習本次課內容

課外

作業

課

后

記

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5

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審批______年_____月_____0

課題2.5三相異步電動機的工作特性和機械特性

教

學

1、三相異步電動機的工作特性

目

的

2、三相異步電動機的機械特性

教

學

、分析條工作特性曲線

重15

點

2、機械特性曲線關鍵點

教

學

難

點機械特性公式

課時數2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內容

一、復習交流電機電磁關系

二、教學內容

(-)三相異步電動機的工作特性曲線

詞——

cos6/------------

1.轉速特性n=f(P2)

2.轉矩特性Tem=f(P2)

3.定子電流特性守'(尸2)

4.效率特性n=/'(P2)

5.功率因數特性cos(p尸f(P2)

教學過程及主要內容

（二）三相異步電動機的機械特性

1.啟動點d

即〃=0（或s=l）,電動機軸上產生的轉矩稱為啟動轉矩Kt。（又稱堵轉轉矩），如啟動轉矩

Tst大于電動機軸上所帶的機械負載轉矩71，則電動機就能啟動；反之，電動機則無法啟動。

2.理想空載點“

即n=m（或s=0）,此時轉子電流b為零，故轉矩T=0。實際運行時，電動機轉速不可能

達到〃”因此稱此點為理想空載運行點。

3.額定運行點b

對應的轉速稱為額定轉速nN,此時的轉差率稱為額定轉差率SN,而電動機軸上產生的

轉矩則稱為額定轉矩TN

4.臨界運行點c

此時電動機產生的轉矩最大，稱為最大轉矩Tm，該點轉速”稱為臨界轉速。對應于臨

界轉速時的轉差率稱臨界轉差率sc

復習本次課內容

課夕卜

作業

課

后

汜

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6

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審批______年_____月_____0

課題2.6三相異步電動機的啟動

教

學

1、三相籠型異步電動機的起動

目

的

2、繞線轉子異步電動機的起動

教

學

重

點三相異步電動機的起動方法

教

學

難

點起動條件

課時數2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內容

一、復習交流電機機械特性關系

二、教學內容

(-)直接啟動

對于小容量異步電動機，因電動機啟動電流較小，且體積小、慣性小、啟動快，一般說

來，對電網、對電動機本身都不會造成影響。因此，可以直接啟動，但必須根據電源的容量

來限制直接啟動電動機的容量。

(二)降壓啟動

1、定子電路串接電阻啟動

假設定子串電阻啟動后，定子端電壓由5降低到t/1時，電動機參數保持不變，則啟

動電流與定子繞組端電壓成正比，于是有U\/L/l=Ist/rst=Ku

式中，1st為直接啟動電流；I'st為降壓后的啟動電流；Ku為啟動電壓降低的倍數，即電壓

比，Ku>lo

在電動機參數不變的情況下，啟動轉矩與定子端電壓平方成正比，故有Tst=rst=[Ux/

t/1]2=,顯然啟動轉矩將大大減小.

教學過程及主要內容

2、星一三角降壓啟動

對于正常運行時定子繞組規定是三角形聯結的三相異步電動機，啟動時可以采用星形聯

結，使電動機每相所承受的電壓降低，因而降低了啟動電流，待電動機啟動完畢，再接成三

角形，故稱這種啟動方式為星一三角降壓啟動。

3、自耦變壓器降壓啟動

自耦變壓器降壓啟動是利用自耦變壓器將電網電壓降低后再加到電動機定子繞組上，待

轉速接近穩定值時再將電動機直接接到電網上。

（三）繞線轉子異步電動機的啟動

1.轉子電路串接啟動電阻器

廣泛應用于啟動較困難的機械（如起重吊車、卷揚機等）上。但它的結構比籠型異步電

動機復雜，造價高，效率也稍低。在啟動過程中，當切除電阻時，轉矩突然增大，會在機械

部件上產生沖擊。當電動機容量較大時，轉子電流很大，啟動設備也將變的龐大，操作和維

護工作量大。

2.繞線轉子電動機轉子串接頻敏變阻器

啟動原理：

啟動時，電樞繞組中的三相交流電通過頻敏變阻器，在鐵心中產生很強的渦流，產生渦

流損耗，頻敏變阻器線圈的等效電阻隨著頻率的增大而增加，由于渦流損耗與頻率的平方成

正比，當電動機啟動時（S=l）,轉子電流（即頻敏變阻器線圈中通過的電流）頻率最高（f2=f|）,

因此頻敏變阻器的電阻和感抗最大。啟動后，隨著轉子轉速的逐漸升高，轉子電流頻率

（Ml）便逐漸降低。

復習本次課內容

課外

作業

課

后

記

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7

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審批______年_____月_____0

課題2.7三相異步電動機的制動

教

學

目

的三相異步電動機的回饋制動、反接制動、能耗制動

教

學

重

點三相異步電動機的能耗制動

教

學

難

點電機制動時的機械特性

課時數2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內容

一、復習交流電機啟動內容

二、教學內容

(-)回饋制動

當異步電動機因某種外因，例如在位能負載作用下(圖4-35中為重物

的作用)，使轉速〃高于同步轉速即〃>〃1時，s<0,轉子感應電動勢

反反向。

冷、Tem與n反向，故此時異步電機將機械能轉變成電能反送回電網，這種

限緲Q制動稱為再生制動，或稱為回饋制動。

rr\?當異步電動機拖動位能性負載下放重物時，若負載轉矩幾不變，轉

UJ0子所串電阻越大，轉速越高。為了避免因轉速高而損壞電機，在回饋制動

時，轉子回路中不串電阻。

回饋制動時，異步電動機處于發電狀態，不過如果定子不接電網，電機不能從電網吸取

無功電流建立磁場，就發不出有功電能。

這時，如在異步電動機三相定子出線端并上三相電容器提供無功功率即可發出電來，這

便是所謂自勵式異步發電機。回饋制動常用于高速且要求勻速下放重物的場合。實際上，除

了下放重物時產生回饋制動外，在變極或變頻調速過程中，也會產生回饋制動。

教學過程及主要內容

（二）反接制動

1.倒拉反接制動

轉速反向反接制動適用于低速勻速下放重物。

電動機工作在反接制動狀態時，它由軸上輸入機械功率，定子又通過氣隙向轉子輸送電

功率，這兩部分功率都消耗在轉子電路的總電阻上。

2.定子兩相電源反接的反接制動

兩相反接時，E2、/2及都與電動狀態時相反，即電機轉矩變負，與負載轉矩共同作

用下，使電動機轉速很快下降，如圖4-38（b）中的BC段。當轉速降至零（即c點）時如不切除

電源，則電動機反向加速而進入反向電動狀態（對應于CD段），當加速到D點，電動機穩定

運轉，從而實現了反轉。

當電動機帶位能性負載，用兩相反接時，負載轉矩不變，但電磁轉矩Tcm變負，在電磁

轉矩Tem和負載轉矩r的共同作用下，使電動機減速，直到轉速為零時，在Tem和兀的作

用下，電動機反向啟動并加速。隨轉子反向加速，電磁轉矩仍為負，但絕對值減小，直到轉

速達一〃1時，Tem=O。由于負載的作用，轉速繼續升高，此時Tem>o,直到Tem=7b電動機才

穩定運行于圖4-38（b）中的￡點

（三）能耗制動

三相異步電動機的能耗制動控制就是在斷開電動機三相電源的同時接通直流電源，此時

直流電流流入定子的兩相繞組，產生恒定磁場。轉子由于慣性仍繼續沿原方向以轉速n旋轉,

切割定子磁場產生感應電動勢和電流，載流導體在磁場中受電磁力作用，其方向與電動機轉

動方向相反，因而起到制動作用。

能耗制動的優點是制動力較強、制動平穩、對電網影響小。缺點是需要一套直流電源裝

置，而且制動轉矩隨電動機轉速的減小而減小。

三、復習本次課內容

課外

作業

課

后

記

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教案授課日期月日月日月日月日月日

8

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課題2.8三相異步電動機變極調速與變轉差率調速

教

學

目

的三相異步電動機的變極調速、變頻調速、改變轉差率的調速

教

學

重

點三種調速方法的原理

教

學

難

點變頻時的電壓關系

課時數2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內容

一、復習交流電機的制動內容

二、教學內容

(-)由異步電動機的轉差率公式可得

n=n1(一)=黑(一)

可知：要調節異步電動機的轉速有以下三種方法：

(1)改變定子繞組的磁極對數1>—變極調速。

(2)改變供電電網的頻率fi一變頻調速。

(3)改變電動機的轉差率5。

(-)變極調速

采用改變定子繞組極數的方法來調速的異步電動機稱為多速異步電動機

U!1n1

(a)2k4(b)2k2

教學過程及主要內容

改變轉差率調速

改變轉差率調速方法有：改變電源電壓，改變轉子回路電阻，電磁轉差離合器等。

1.改變電壓Ui調速

2.改變轉子電阻調速

3.電磁轉差離合器調節

復習本次課內容

課夕卜

作業

裸

后

記

電機與驅動技術教案

教案授課日期月日月日月日月日月日

9

順序授課班級

審批______年_____月_____0

課題2.9三相異步電動機實訓操作

教

學

1、完成三相異步電動機基本操作

目

的

2、掌握常用工具

教

學

、定子繞組的首尾判別與連接

重1

點

2、絕緣檢查

教

學

難

點無

課時數2課時

課型實訓教學方法、手段講授+操作演示

教學過程及主要內容

2.9.1定子繞組的首尾判別與連接

三相異步電動機的三相繞組共有6個端子（抽頭），當電動機的繞組重新繞制后必須分

清6個端子的首尾情況才能接線。如果未分清6個端子的首尾情況盲目接線，可能導致電動

機被燒毀。電動機首尾順序的判斷方法有很多種，簡單方便的是直流法和剩磁法。

直流法和剩磁法方法都要先用萬用表判斷出三個繞組的兩端，做上記號。用萬用表電阻

檔測量任意兩線端，只要電阻很小的就是同一個繞組，電阻無窮大的不是同一繞組。

\直流法

1、把指針式萬用表打到毫安檔，然后接到繞組1（三相繞組任意相假設編號）的兩端。

2、將繞組2的兩端去觸碰電池正負極，觀察接通電池的瞬間萬用表的指針方向。如果

萬用表正偏，那么與電池負極所接觸的繞組2的線端與萬用表正極所接的繞組1的線端同為

首端或尾端（同名端）；反偏則電池正極所接觸的繞組2的線端與萬用表正極所接的繞組1

的線端同為首端或尾端。

3、同樣方法對繞組3進行同名端檢測，首尾就出來了。

二、剩磁法

1、任意的將三相繞組的一個線端短接在一起（也就是將每一相任意拿出的一個線端短

接在一起），剩下的三個線端也短接起來，這樣就出現兩個短接點。

2、將萬用表撥到毫安電壓擋，表筆分別接到電動機繞組的兩個短接點上。

3、用力轉動電動機，注意觀察萬用表的指針是否會動。如果指針有擺動，則說明首尾有

一相搞錯，這時就把其中一個繞組的兩線端對調一下位置，再試一遍，直到電動機轉動而表

筆指針不擺動時，一組為頭一組為尾。

2.9.2電動機的絕緣檢查

電動機的繞組間、繞組對機殼絕緣的檢測通常采用兆歐表進行，以保證電動機在正常工

作狀態，避免發生觸電事故。兆歐表是一種常用的測量高阻的電工儀表，刻度是以兆歐為單

位。

1、斷開被測電動機電源，并進行短路接地放電，然后將電動機接線盒內6個端頭的聯

片拆開。

2、對兆歐表進行一次開路和短路試驗。

開路試驗，兆歐放平，先不接線，搖動兆歐表，表針應指向“8”處。

短路試驗，將表上地級（E）、線路（L）的兩接線柱用的試夾短接，慢慢搖動手柄，表針

應指向“0”處。

3、測量電動機三相繞組之間的電阻。將兩測試夾分別接到任意兩相繞組的任一端頭上,

平放搖表，以每分鐘120轉的勻速搖動兆歐表一分鐘后，讀取表針穩定的指示值。

4、用同樣方法，依次測量每相繞組與機殼的絕緣電阻值。但應注意，地級（E）接線柱,

應接到機殼上無絕緣的地方。

5、繞組的匝間絕緣的檢測，可用萬用表進行。分別測量三個繞組的直流電阻，若某相繞

組的直流電阻明顯偏小，則可認為該繞組存在匝間短路情況。

2.9.3三相異步電動機的反轉與降壓啟動

改變三相異步電動機的電源相序可以改變電動機的轉動方向，最簡單的方法是采用倒順

開關實現。特點是電路結構簡單，適用于小功率三相異步電動機的方向控制。

一、三相異步電動機正反轉控制

圖2—47正反轉電路

倒順開關的手柄有倒、停、順三個位置，手柄只能從“停”位置左轉和右轉。

1、按圖2—47安裝電路。

2、將QF斷開，QS的手柄扳到“停”位置，后QF閉合接通交流電源。

3、QS扳到“順”時，電動機即啟動正轉，若要使電動機反轉則應把QS扳到“停”位

置，使電動機先停轉，然后將手柄到反轉''倒”位置，則電動機應啟動反轉。

二、星一三角降壓啟動

圖2—48星一三角降壓啟動電路

1、按圖2—48安裝電路。

2、將QF斷開，QS的手柄扳到中間位置，后QF閉合接通交流電源。

3、在測量點處安上鉗形萬用表來測量啟動電流。

4、QS扳到“星形連接”時，電動機在繞組星形連接啟動，記錄鉗形萬用表測量的電流

大小。電動機穩定運行后，將QS的手柄扳到中間位置。

5、QS扳到“三角形連接”時，電動機在繞組三角形連接啟動，記錄鉗形萬用表測量的

電流大小。將兩次測量的大小進行對比。

三、串電阻降壓啟動

圖2—49串電阻降壓啟動

1、按圖2—49安裝電路。

2、將QF斷開，QS的手柄扳到“0”位置，后QF閉合接通交流電源。

3、在測量點處安上鉗形萬用表來測量啟動電流。

4、將QS的手柄扳到“1”位置，是全壓啟動；手柄扳到“2”位置，是串電阻啟動，分

別記錄鉗形萬用表讀數。

5、改變電阻R的大小，記錄啟動電流的變化。

2.9.4繞線式異步電動機調速

在繞線式異步電動機轉子回路中串入電阻能夠調節電動機的轉速。是繞線式異步電動機

常用的調速方式，有廣泛的應用。

QF荽W

測量，11

?

2。科中

1、按圖2-50安裝電路，閉合開關KI、K2、K3o

2、合上電源開關，電動機全壓起動，記錄鉗形萬用表讀數。

3、待電動機轉速穩定后，斷開K1（5。串入轉子回路），觀察電動機轉速變化情況，待

電動機轉速穩定后，再斷開K2（10。串入轉子回路），最后斷開K3。

4、記錄不同阻值時的轉速和電流情況。

本線路也可以實驗繞線式電動機串電阻啟動情況，學生可以自行設計操作過程。

復習本次課內容

課夕卜

作業

譚

后

記

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教案授課日期月日月日月日月日月日

10

順序授課班級

審批______年_____月_____0

三相異步電動機變頻調速原理

課題3.1

3.2變頻器基礎

教

學

1、變頻器概述

目

的

2、通用變頻器的結構

教

學

重

點變頻器主要環節的作用

教

學

難

點逆變過程

課時數2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內容

一、復習變頻器原理

二教學內容

1、在異步電動機恒轉矩變頻調速系統中，在變頻電路輸出頻率變化是地，必須同時調節其

輸出電壓。為了補償電網電壓和負載變化所引起的輸出電壓波動，在變頻電路輸出頻率不變

的情況下，也適當調節其輸出電壓。具體實現調壓和調頻的方法有很多種，但一般按變頻電

路的輸出電壓和頻率的控制方法為脈幅調制和脈寬調制。

2、逆變電路的工作原理

逆變的基本工作原理：將直流電變換為交流電的過程稱為逆變，完成逆變的功能的裝置

叫逆變器，它是變頻器的重要組成部分。電壓型逆變器的動作原理可用圖5所示的機械開關

的動作來說明。

S3\

——□------

R‘2\

教學過程及主要內容

3、PWM調制原理

PWM的輸出電壓基本波形如圖18所示。在半個周期內，輸出電壓平均值的大小由半周

中輸出脈沖的總寬度決定。在半周中保持脈沖個數不變而改變脈沖寬度，可改變半周內輸出

電壓的平均值，從而達到改變輸出電壓有效值的目的。

U+

3t

PWM輸出電壓波形

4、FR-E7700

1、菱變頻器的產品目前有FR-700系列和FR-800系列兩大類。其中FR-700系列變頻器

在市場上用量較多，它又分為FR-A700、FR-D700、FR-E700、FR-F700和FR-L700五個子

系列。

三菱公司FR-D700系列變頻器是多功能、緊湊型變頻器，采用通用磁通矢量控制方式,

功率范圍0.4?7.5kW,具有15段速、PID和漏——源型轉換等功能。

復習本次課內容

課外

作業

課

后

記

電機與驅動技術教案

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11

順序授課班級

審批_____年_____月_____H

課題實訓操作1——三菱變頻器參數設定與面板運行

教學1、三菱變頻器的運行模式

目的2、三菱變頻器面板介紹

教學1、變頻器運行的模式的特點

重點2、變頻器操作面板的按鍵作用

教學

無

難點

課時數2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內容

一、復習三菱變頻器端子的作用

二、教學部分

1、三菱變頻器的運行模式

變頻器運行操作模式是指輸入變頻器的啟動指令及設定頻率的場所。變頻器的運行操作

模式有“外部操作模式”、“PU操作模式”、“組合操作模式”和“通信操作模式”。運行模式的

選擇應根據生產過程的控制要求和生產作業的現場條件等因素來確定，達到即滿足控制要

求，又能以人為本的目的。

2、三菱變頻器面板介紹

FR-D700系列變頻器的操作可用面板(PU)的鍵盤進行，可以設定變頻器的運行頻

率、設定各種參數、監示操作命令和顯示錯誤等。

教學過程及主要內容

顯小/按鍵功能說明

亮燈,：正轉運行中；慢閃爍（1.4s/次）：反轉運行中；快閃爍（0.2s/

次）：

RUN指示燈變頻器動作中亮燈/閃爍?按鍵或輸入啟動指令都無法運行時

?有啟動指令，頻率指令在啟動頻率以下時

?輸入了MRS信號時

MON指示燈監視顯示監視模式時亮燈

PRM指示燈參數設定模式顯示參數設定模式時亮燈

PU指示燈PU運行模式顯示PU運行模式時亮燈

EXT指示燈外部運行模式顯示外部運行模式時亮燈

NET指示燈網絡運行模式顯示網絡運行模式時亮燈

監示用4位LED監視器顯示頻率、參數序號、故障代碼等

Hz指示燈單位顯示顯示頻率時亮燈

A指示燈單位顯示顯示電流時亮燈（顯示電壓時熄燈，顯示設定頻率監視時閃爍）

按該旋鈕可顯示以下內容：

變更頻率設定、參數的?監視模式時的設定頻率

M旋鈕

設定值?校正時的當前設定值

?報警歷史模式時的順序

PU：PU運行模式

⑥鍵EXT：外部運行模式

切換PU/外部操作模式

使用外部運行模式（用另外連接的頻率設定旋鈕和啟動信號運行）時，

請按下此鍵，使EXT顯示為點亮狀態

GE)鍵

啟動指令通過Pr40的設定，可以選擇旋轉方向

，STOP、STOP：用于停止運行

短彘a鍵停止、復位

RESET：用于保護功能動作輸出停止時復位變頻器（用于主要故障）

用于確定頻率和參數的設定。運行中按此鍵則監視器出現以下顯示：運

(SE1)確定各設定

O鍵行頻率f輸出電流f輸出電壓

用于切換各設定模式。和同時按下也可以用來切換運行模式。長按此

(N1ODU模式切換

D鍵鍵（2s）可以鎖定操作

三、復習本次課內容

課夕卜

作業

課

后

記

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順序授課班級

審批_____年_____月_____H

課題實訓操作2——三菱變頻器外部運行操作

教

學1、完成三菱變頻器外部運行的電路安裝。

目

的2、三菱變頻器外部運行相關參數設定。

3、完成三菱變頻器外部運行，使三相交流電動機變頻運行。

教

學

重

點變頻器操作方法

教

學

難

點無

課時數2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內容

一、外部數字量端子的功能分配和控制

三菱FR-E700系列變頻器的輸入端子STF、STR、RL、RM、RH等為多功能端。這些端子通

過參數Pr.178~Pr.182設定，可以執行不同的功能。這種方式能節省變頻器控制端子的數量，

簡化變頻器結構。

注意

1＞如果通過Pr.178?Pr.184（輸入端子功能選擇）變更端子分配，有可能會對其他的功能產

生影響。請在確認各端子的功能后，再進行設定。

2、1個功能能夠分配給2個以上的多個端子。此時，各端子的輸入取邏輯和。

3、速度指令的優先順序為點動＞多段速設定（RH、RM、RL、REX）＞PID（X14）。

4、當沒有設定X10信號（連接FR-HC、FR-CV的變頻器運行許可信號）、或者在Pr.79運行

模式選擇="7”的情況下未分配PU運行外部互鎖（X12）信號時，MRS信號共享此功能。

5、多段速設定（7速）、遙控設定的分配使用通用的端子。不能個別設定。（由于均為速度設

定，沒必要同時設定，因此為通用。）

6、通過V/F切換（X18信號）選擇了V/F控制時，同時也選擇了第2功能。運行過程中無

法進行V/F和先進（通用）磁通矢量控制的切換。萬一執行了V/F、先進（通用）磁通矢量

控制的切換時，只有第2功能會被選擇。

7、AU信號ON時端子2（電壓輸入）無效。

教學過程及主要內容

二、外部模擬量端子的功能分配和控制

三菱FR-E700系列變頻器的通過外部模擬量信號控制輸出頻率。變頻器的模擬量輸入端

有端子2和4兩路，端子5是公共端。端子2可以選擇0?5V（初始值）或0?10V模擬量

電壓輸入，可由參數Pr.73設定。端子4可以選擇電壓輸入（0?5V、0-10V）或電流輸入

（4?20mA初始值），可由參數Pr.267和電壓/電流輸入切換開關的設定來確定使用輸入模

擬量性質。

操作變頻器

1、外部點動操作

2、外部連續操作一一模擬量電壓

3、外部連續操作一一模擬量電流

整理實訓室

課夕卜

作業

裸

后

記

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順序授課班級

審批_____年_____月_____H

課題實訓操作3——三菱變頻器組合運行操作

教學1、完成三菱變頻器組合運行的電路安裝。

目的2、三菱變頻器兩種組合運行方式的相關參數設定。

3、完成三菱變頻器組合運行，使三相交流電動機變頻運行。

教

學

重

點變頻器操作方法

教

學

難

點無

課時數2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內容

理論部分

三菱變頻器的組合運行模式有兩種。

(1)組合運行模式1(Pr.79=3)

(2)組合運行模式2(Pr.79=4)

操作部分

一、組合運行模式1

1、線路安裝

2、參數設定

3、運行操作

(1)旋轉◎改變運行頻率。想要設定的頻率將在顯示部顯示，設定值將閃爍約5s。

(2)在數值閃爍期間按?鍵確定頻率。若不按?鍵，數值閃爍約5s后顯示將變為

0.00Hz,這種情況下請返回“步驟2”重新設定頻率。

教學過程及主要內容

(3)按下正轉啟動按鈕SB1或反轉啟動按鈕SB2,［RUN］指示燈在正轉

時亮燈，反轉時閃爍。這時電機以在操作面板的頻率設定模式中設定的頻率運行。

(4)松開正轉啟動按鈕SB1或反轉啟動按鈕SB2o電機將隨Pr.8減速時間減速并停

止，［RUN］指示燈熄滅。

二、組合運行模式2

1、線路安裝

2、參數設定

3、運行操作

(1)按下舸鍵啟動變頻器。無頻率指令時［RUN］按鈕會快速閃爍。

(2)將電位器R緩慢向右擰到底。顯示屏上的頻率數值隨Pr.7加速時間而增大，變為

“5口℃”(50.00Hz)o［RUN］按鈕在正轉時亮燈，反轉時緩慢閃爍。

(3)將電位器(頻率設定器)緩慢向左擰到底。顯示屏上的頻率數值隨Pr.8減速時間

而減小，變為“QUU”(0.00Hz),電機停止運行。［RUN］按鈕快速閃爍。

(4)按下露鍵，變頻器停止運行，［RUN］按鈕指示燈熄滅。

實訓室整理

課夕卜

作業

課

后

記

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實訓操作4——三菱變頻器多段速

課題

實訓操作5——三菱變頻器頻率跳變

教

學1、完成三菱變頻器多段速的電路安裝。

目

的2、三菱變頻器多段速功能的參數設定。

3、完成三菱變頻器頻率跳變參數設定。

教

學

重

點變頻器操作方法

教

學

點

難無

課時數2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內容

一、理論部分

在工業生產中，很多生產機械需要在幾個特定的轉速下運行，這時就可以使用變頻器的

多段速功能。三菱變頻器的多段速功能分為七段速和十五段速。各速度的切換是由外部的控

制開關通過改變輸入端子的狀態及其組合來實現。

為了防止機械裝置的共振，不希望在某些速度下運行，可以采用變頻器的頻率跳變功能

實現。

二、實訓部分

一、七段速

1、線路安裝

2、參數設定

3、運行操作

(1)按下正轉按鈕SB1或者反轉SB2,使端子STF或者STR一直保持導通。

(2)根據表3—23中的端子組合規律，選擇按動按鍵SB3?SB5,觀察變頻器輸出是否與設

定一致。

(3)松開正轉按鈕SB1或者反轉SB2,變頻器停止運行。

教學過程及主要內容

二、十五段速

1、線路安裝

2、參數設定

(1)十五段速在七段速的基礎上增加一個外部輸入端REX,將STR端功能變更為REX

端子功能，故Pr.l78=8。

(2)與1速~15速有關的參數Pr.4~Pr.6、Pr.24~Pr.27、Pr.232~Pr.239可以自己設定。

3、運行操作

同七段速時相同。

三、頻率跳變

(1)30Hz?35Hz之間固定為30Hz時，請將Pr.34設定為35Hz,Pr.33設定為30Hz。

(2)30Hz?35Hz之間跳變為35Hz時,請將Pr.33設定為35Hz,Pr.34設定為30Hz。

實訓室整理

課夕卜

作業

裸

后

記

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審批_____年_____月_____H

課題實訓操作6——三菱變頻器遙控設定功能

教

學

目

的1、完成三菱變頻器頻遙控設定功能。

教

學

重