課題名稱項目一交流電動機的控制與調速分課題名稱任務1三相交流異步電動機的調速方法課題序號1授課日期第周年月日授課課時2課時分配講課：示范：練習：授課班級授課班級人數教學目標與要求1.知道三相異步電動機工作原理。2.掌握三相異步電動機的調速方法分類。3.掌握每種調速方法工作原理、特點、使用場所、實現方法。重點與難點掌握三相異步電動機各種調速原理、特點及方法。教學場地教室及實訓場地教學準備（1）工具:測試筆、螺釘旋具、斜口鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、電工刀等；（2）儀表:MF47萬用表、5050兆歐表；（3）器材：①控制板一塊(600mm×500mm×20mm)②導線，主電路采用BV1.5mm2(紅色、綠色、黃色)；控制電路采用BV1mm2(黑色)；按鈕線采用BVR0.75mm2(紅色)；接地線采用BVR1.5mm2(黃綠雙色)。導線數量由指導教師根據實際情況確定。教學后記及改進措施教學過程主要教學、示范內容及步驟任務【知識準備】一、三相異步電動機結構和工作原理1.三相異步電動機結構。三相異步電動機主要由定子和轉子兩個部分組成，定子是不動的部分，轉子是旋轉部分，在定子和轉子之間有一定的氣隙。圖1-2三相異步電動機組成及結構圖2.三相異步電動機工作原理（1）旋轉磁場三相定子繞組AX、BY、CZ，它們在空間按互差120度的規律對稱排列。并接成星形與三相電源U、V、W相聯。則三相定子繞組便通過三相對稱電流：隨著電流在定子繞組中通過，在三相定子繞組中就會產生旋轉磁場由三相電流通過三相對稱繞組產生。圖1-3三相異步電動機定子繞阻圖1-4三相異步電動機定子繞阻中的三相電流相序圖1-5三相異步電動機定子產生的旋轉磁場（2）三相異步電動機工作過程圖1-6三相異步電動機工作過程二、三相異步電動機調速方法1.變極對數調速方法變極對數調速方法是用改變定子繞組的接線方式來改變籠型電動機定子極對數達到調速目的。采用變極調速方法的電動機稱作多速電機，由于調速時其轉速呈跳躍性變化，因而本方法適用于不需要無級調速的生產機械，如金屬切削機床、升降機、起重設備、風機、水泵等。（a）一對極(b)二對極圖1-7三相異步電動機極數對比圖1-7（a）中，每相上有一組線圈，極對數p=1；(b)圖中，每相上有二組線圈串聯，極對數p=2。三相異步電動機的同步轉速所以，旋轉磁場n0的旋轉速度與電流的頻率成正比而與磁級對數成反比。f=50Hz時，不同極對數時的同步轉速如下:表1-1三相異步電動機同步轉速與極對數對照表極對數p123456磁場轉速n0/(r/min)300015001000750600500下圖是一種雙速三相異步電動機線圈接線圖，(a)圖是三角形（△）接法，極對數p=2，低速；(b)圖是雙星形（2Y）接法，極對數p=1，高速。(a)四極時，p=2（△連接）(b)二極時，p=1（雙Y形連接）圖1-8三相異步電動機變極調速變極對數調速特點：（1）具有較硬的機械特性，穩定性良好；

（2）無轉差損耗，效率高；（3）接線簡單、控制方便、價格低；（4）有級調速，級差較大，不能獲得平滑調速；（5）可以與調壓調速、電磁轉差離合器配合使用，獲得較高效率的平滑調速特性。2.變頻調速方法變頻調速是改變電動機定子電源的頻率，從而改變其同步轉速的調速方法。變頻調速系統主要設備是提供變頻電源的變頻器，變頻器可分成交流-直流-交流變頻器和交流-交流變頻器兩大類，目前國內大都使用交-直-交變頻器。本方法適用于要求精度高、調速性能較好場合。圖1-9變頻器調速原理圖變頻調速的特點：（1）效率高，調速過程中沒有附加損耗；（2）應用范圍廣，可用于籠型異步電動機；（3）調速范圍大，特性硬，精度高；（4）技術復雜，造價高，維護檢修困難。3.繞線式電動機轉子串電阻調速方法繞線式異步電動機轉子串入附加電阻，使電動機的轉差率加大，電動機在較低的轉速下運行。串入的電阻越大，電動機的轉速越低。圖1-10繞線式電動機轉子串電阻調速繞線式電動機轉子串電阻調速的特點：設備簡單，控制方便，但轉差功率以發熱的形式消耗在電阻上，屬有級調速，機械特性較軟。

4.串級調速方法串級調速是指繞線式電動機轉子回路中串入可調節的附加電勢來改變電動機的轉差，達到調速的目的。大部分轉差功率被串入的附加電勢所吸收，再利用產生附加的裝置，把吸收的轉差功率返回電網或轉換能量加以利用。根據轉差功率吸收利用方式，串級調速可分為電機串級調速、機械串級調速及晶閘管串級調速形式，多采用晶閘管串級調速。圖1-11繞線式電動機轉子串級調速串級調速的特點：

（1）轉子吸收的功率，可以回饋一部分給電網，效率高于串電阻調速；（2）設備費用較高，線路較復雜；（3）適合于高電壓、大容量繞線式異步電動機負載，如不可逆軋鋼機、礦井提升機等。5.定子調壓調速方法改變電動機的定子電壓時，可以得到一組不同的機械特性曲線，從而獲得不同轉速。由于電動機的轉矩與電壓平方成正比，因此最大轉矩下降很多，其調速范圍較小，使一般籠型電動機難以應用。為了擴大調速范圍，調壓調速應采用轉子電阻值大的籠型電動機，如專供調壓調速用的力矩電動機，或者在繞線式電動機上串聯頻敏電阻。為了擴大穩定運行范圍，當調速在2：1以上的場合應采用反饋控制以達到自動調節轉速目的。調壓調速的主要裝置是一個能提供電壓變化的電源，目前常用的調壓方式有串聯飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調壓等幾種。晶閘管調壓方式為最佳。調壓調速一般適用于100KW以下的生產機械。圖1-12帶閉環調節電壓系統框圖定子調壓調速的特點：（1）調壓調速線路簡單，易實現自動控制；（2）調壓過程中轉差功率以發熱形式消耗在轉子電阻中，低速時功率損耗較大，電動機發熱嚴重，效率較低。6.電磁調速電動機調速方法電磁調速電動機由籠型電動機、電磁轉差離合器和直流勵磁電源(控制器)三部分組成。直流勵磁電源功率較小，通常由單相半波或全波晶閘管整流器組成，改變晶閘管的導通角，可以改變勵磁電流的大小。電磁轉差離合器由電樞、磁極和勵磁繞組三部分組成。電樞和后者沒有機械聯系，都能自由轉動。電樞與電動機轉子同軸聯接稱主動部分由電動機帶動；磁極用聯軸節與負載軸對接稱從動部分。當電樞與磁極均為靜止時，如勵磁繞組通以直流，則沿氣隙圓周表面將形成若干對N、S極性交替的磁極，其磁通經過電樞。當電樞隨拖動電動機旋轉時，由于電樞與磁極間相對運動，因而使電樞感應產生渦流，此渦流與磁通相互作用產生轉矩，帶動有磁極的轉子按同一方向旋轉，但其轉速恒低于電樞的轉速N1，這是一種轉差調速方式，變動轉差離合器的直流勵磁電流，便可改變離合器的輸出轉矩和轉速。圖1-13電磁調速電動機調速電磁調速電動機的調速特點：（1）裝置結構及控制線路簡單、運行可靠、維修方便；（2）調速平滑、無級調速；（3）對電網無諧影響；本方法適用于中、小功率，要求平滑動、短時低速運行的生產機械。【任務實施】一、工具、儀表及電氣元件1.工具。測電筆、螺絲刀、尖嘴鉗、斜口鉗、剝線鉗、電工刀等。2.儀表。ZC7（500V）型兆歐表、DT-9700型鉗形電流表、MF500型萬用表（或數字萬用表DT980）。3.器材（表1-2）。表1-2元器件明細表代號名稱型號規格數量M三相異步電動機Y112M-44kW、380V、△聯結、8.8A、1440r/min1二、訓練步驟及工藝要求觀察三相異步電動機，說出其組成。交流電動機工作原理分析。列出交流電動機轉速公式，分析與轉速相關的因素。說出交流電動機的常用調速方法及特點，分析其應用場合。三、注意事項電動機必須安放平穩，電動機及按鈕金屬外殼必須可靠接地。任務評價序號項目內容評分標準配分扣分得分備注1認識電機結構和儀表的使用結構敘述不正確，每處扣5分（2）儀表使用不正確，每只扣5分（3）不會寫調速公式，每處扣5分502認識電機工作原理（1）不熟悉電機工作原理，每項扣5分203認識常用電機的調速方法（1）不熟悉調速方法，每處扣5分（2）不熟悉調速特點，每處扣5分204安全、文明生產每違反一項扣5分105工時2h6備注合計教師簽字年月日表1-3三相異步電動機調速方法評分表巡回重點及注意事項注意設備的損壞與安全。結束指導布置作業整理現場及設備保養清理現場課題名稱項目一交流電動機的控制與調速分課題名稱任務2交流電動機常用調速電路1.低壓電器課題序號授課日期第周年月日授課課時2課時分配講課：示范：練習：授課班級授課班級人數教學目標與要求通過本任務的訓練，了解電動機的啟動、制動、調速原理，掌握交流電動機控制線路的安裝與調試。1.了解所涉及的低壓電器的作用、特點及電氣符號。2.掌握三相異步電動機降壓啟動控制電路的工作原理、安裝與調試。3.掌握三相異步電動機的制動控制電路的工作原理、安裝與調試。4.掌握籠型雙速三相異步電動機的控制電路的工作原理、安裝與調試。5.掌握繞線式電動機轉子回路串接電阻器調速控制線路工作原理、安裝與調試。重點與難點了解所涉及的低壓電器的作用、特點及電氣符號。教學場地教室及實訓場地教學準備（1）工具:測試筆、螺釘旋具、斜口鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、電工刀等；（2）儀表:MF47萬用表、5050兆歐表；（3）器材：①控制板一塊(600mm×500mm×20mm)②導線，主電路采用BV1.5mm2(紅色、綠色、黃色)；控制電路采用BV1mm2(黑色)；按鈕線采用BVR0.75mm2(紅色)；接地線采用BVR1.5mm2(黃綠雙色)。導線數量由指導教師根據實際情況確定。教學后記及改進措施教學過程主要教學、示范內容及步驟任務一、低壓用電器的相關知識（一）自動空氣開關自動空氣開關又稱低壓斷路器，是一種既有手動開關作用，又能自動進行失壓、欠壓過載和短路保護的電器?？捎脕矸峙潆娔?，不頻繁地啟動異步電機，對電源線路及電動機等實行保護，當它們發生嚴重的過載或短路及欠電壓等故障時能自動切斷電路。1.基本結構及動作原理圖1-14低壓斷路器，圖1-15低壓斷路器的結構。當電路發生短路或嚴重過載時，過電流脫扣器的銜鐵被吸合，使自動脫扣器機構動作；當電路過載時，過載脫扣器的熱元件產生的熱量增加，使雙金屬片向上彎曲，推動自動脫扣器機構動作；當電路失壓時，失壓脫扣器的銜鐵釋放，也使自動脫扣器機構動作。圖1-14低壓斷路器圖1-15低壓斷路器的結構2.符號QFQF視野拓展視野拓展斷路器的結構有框架式(又稱萬能式)和塑料外殼式(又稱裝置式)兩大類。框架式斷路器為敞開式結構，適用于大容量配電裝置；塑料外殼式斷路器的特點是外殼用絕緣材料制作，具有良好的安全性，廣泛用于電氣控制設備及建筑物內作電源線路保護，及對電動機進行過載和短路保護。（二）漏電保護器漏電保護器是一種電氣安全裝置如圖1-16所示。將漏電保護器安裝在低壓電路中，當發生漏電和觸電時，且達到保護器所限定的動作電流值時，就立即在限定的時間內動作自動斷開電源進行保護。1.基本結構及動作原理漏電保護器主要由三部分組成：檢測元件（零序電流互感器）、中間放大環節(包括放大器、比較器、脫扣器等)、操作執行機構(主開關)以及試驗元件等幾個部分。(1)檢測元件。由零序互感器組成，檢測漏電電流，并發出信號。(2)放大環節。將微弱的漏電信號放大，按裝置不同（放大部件可采用機械裝置或電子裝置），構成電磁式保護器或電子式保護器。(3)執行機構。收到信號后，主開關由閉合位置轉換到斷開位置，從而切斷電源，是被保護電路脫離電網的跳閘部件。圖1-16DZ47LE型漏電斷路器QS2.符號QS查閱資料查閱資料空氣開關與漏電保護器的區別。（三）熔斷器1.基本結構及動作原理熔斷器是低壓電路及電動機控制線路中一種最簡單的過載和短路保護電器。主要由熔體和安裝熔體的熔器所組成。當它串聯在被保護的線路中時，線路正常工作，如同一根導線，起通路作用；當線路短路或過載時熔斷器熔斷，起到保護線路上其他電器設備的作用。常用的熔斷器有瓷插式、螺旋式如圖1-17所示、無填料封閉管式和有填料封閉管式如圖1-18所示。圖1-17螺旋式熔斷器圖圖1-18封閉管式式熔斷器FU2.符號FU小提醒小提醒螺旋式熔斷器在安裝時要注意低進高出的原則。（四）按鈕開關按鈕又稱控制按鈕或按鈕開關，是一種手動控制電器如圖2-7所示。它只能短時接通或分斷5A以下的小電流電路，向其它電器發出指令性的電信號，控制其它電器動作。由于按鈕載流量小，不能直接用于控制主電路的通斷。按鈕主要用于控制接觸器、磁力啟動器、繼電器等電器的電磁線圈的通、斷電，進而控制電動機和電氣設備的運行，或控制信號及電氣聯鎖裝置。1.基本結構按鈕一般由按鈕帽、復位彈簧、橋式動觸頭、靜觸頭、支柱連桿及外殼等部分組成如圖2-8所示。按鈕按靜態（不受外力作用）時觸頭的分合狀態，可分為常開按鈕（啟動按鈕）常閉按鈕（停止按鈕）和復合按鈕（常開、常閉主合為一體的按鈕）。圖1-19按鈕開關圖1-20按鈕開關結構示意圖常開按鈕：未按下時，觸頭是斷開的；按下時觸頭閉合；松開后，按鈕自動復合。常閉按鈕：與常開按鈕相反，未按下時，觸頭是閉合的；按下時觸頭斷開；松開后，按鈕自動復位。復合按鈕：將常開和常閉按鈕組合為一體。按下復合按鈕時，其常閉觸頭先斷開，然后常開觸頭再閉合；而松開時，常開觸頭先斷開，然后常閉觸頭再閉合。2.符號SB（c）復合按鈕SBSB（c）復合按鈕SB（b）常閉按鈕SB（a）常開按鈕小提醒小提醒在按鈕開關上有哪些不同顏色的按鈕，它們有什么特殊的意義嗎？（五）交流接觸器接觸器是一種用來頻繁接通和斷開交、直流主電路及大容量控制電路的自動切換電器。它具有低壓釋放保護功能，可進行頻繁操作，實現遠距離控制，是電力拖動自動控制線路中使用最廣泛的電器元件。1．基本結構交流接觸器的主要部分是電磁系統、觸點系統和滅弧裝置，其結構和外形如圖1-21所示接觸器主要由電磁機構和觸頭系統組成。電磁機構通常包括吸引線圈、鐵心和銜鐵三部分。交流接觸器的特點是有交流線圈和有短路環，并采用雙斷口觸頭。1.動觸頭2.靜觸頭3.動鐵心4.彈簧5.彈簧座6.靜鐵心7.線圈8.彈簧圖1-21交流接觸器組成2．工作原理交流接觸器有兩種工作狀態，即得電狀態（動作狀態）和失電狀態（釋放狀態）。接觸器主觸頭的動觸頭裝在與銜鐵相連的絕緣連桿上，其靜觸頭則固定在殼體上。當線圈得電后，線圈產生磁場，使靜鐵心產生電磁吸力，將銜鐵吸合。銜鐵帶動動觸頭動作，使常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合，分斷或接通相關電路。當線圈失電時，電磁吸力消失，銜鐵在反作用彈簧的作用下釋放，各觸頭隨之復位。KM(c)常開輔助觸點KM（KM(c)常開輔助觸點KM（b）主觸點KM（（a）線圈圈KM(d)常閉輔助觸點(d)常閉輔助觸點KMKM巡回重點及注意事項注意設備的損壞與安全。結束指導布置作業整理現場及設備保養清理現場課題名稱項目一交流電動機的控制與調速分課題名稱任務2交流電動機常用調速電路2.交流電動機的啟動電路課題序號授課日期第周年月日授課課時2課時分配講課：示范：練習：授課班級授課班級人數教學目標與要求通過本任務的訓練，了解電動機的啟動、制動、調速原理，掌握交流電動機控制線路的安裝與調試。1.了解所涉及的低壓電器的作用、特點及電氣符號。2.掌握三相異步電動機降壓啟動控制電路的工作原理、安裝與調試。3.掌握三相異步電動機的制動控制電路的工作原理、安裝與調試。4.掌握籠型雙速三相異步電動機的控制電路的工作原理、安裝與調試。5.掌握繞線式電動機轉子回路串接電阻器調速控制線路工作原理、安裝與調試。重點與難點掌握三相異步電動機降壓啟動控制電路的工作原理、安裝與調試。教學場地教室及實訓場地教學準備（1）工具:測試筆、螺釘旋具、斜口鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、電工刀等；（2）儀表:MF47萬用表、5050兆歐表；（3）器材：①控制板一塊(600mm×500mm×20mm)②導線，主電路采用BV1.5mm2(紅色、綠色、黃色)；控制電路采用BV1mm2(黑色)；按鈕線采用BVR0.75mm2(紅色)；接地線采用BVR1.5mm2(黃綠雙色)。導線數量由指導教師根據實際情況確定。教學后記及改進措施教學過程主要教學、示范內容及步驟任務二、三相異步電動機常用啟動、調速、制動等電氣控制方法1.三相異步電動機Y-△降壓啟動控制線路Y-△降壓啟動是指電動機啟動時，把定子繞組接成Y形，以降低啟動電壓，限制啟動電流。待電機啟動后，再把定子繞組該接成△形，使電動機全壓運行。凡是在正常運行時定子繞組作△形連接的異步電動機，均可采用這種降壓啟動方法。電動機啟動時接成Y形，加在每相定子繞組上的啟動電壓只有△形接法的1/3，啟動電流為△形接法的1/3，啟動轉矩也只有△形接法的1/3。這種降壓啟動方法，只適用于輕載或空載下啟動。STEP1:根據電路原理圖分析工作原理圖1-22星-三角降壓啟動控制電路STEP2:講述降壓啟動工作原理（1）合上開關QS：（2）啟動：巡回重點及注意事項注意設備的損壞與安全。結束指導布置作業整理現場及設備保養清理現場課題名稱項目一交流電動機的控制與調速分課題名稱任務2交流電動機常用調速電路3.交流電動機的制動電路課題序號授課日期第周年月日授課課時2課時分配講課：示范：練習：授課班級授課班級人數教學目標與要求通過本任務的訓練，了解電動機的啟動、制動、調速原理，掌握交流電動機控制線路的安裝與調試。1.了解所涉及的低壓電器的作用、特點及電氣符號。2.掌握三相異步電動機降壓啟動控制電路的工作原理、安裝與調試。3.掌握三相異步電動機的制動控制電路的工作原理、安裝與調試。4.掌握籠型雙速三相異步電動機的控制電路的工作原理、安裝與調試。5.掌握繞線式電動機轉子回路串接電阻器調速控制線路工作原理、安裝與調試。重點與難點掌握三相異步電動機的制動控制電路的工作原理、安裝與調試。教學場地教室及實訓場地教學準備（1）工具:測試筆、螺釘旋具、斜口鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、電工刀等；（2）儀表:MF47萬用表、5050兆歐表；（3）器材：①控制板一塊(600mm×500mm×20mm)②導線，主電路采用BV1.5mm2(紅色、綠色、黃色)；控制電路采用BV1mm2(黑色)；按鈕線采用BVR0.75mm2(紅色)；接地線采用BVR1.5mm2(黃綠雙色)。導線數量由指導教師根據實際情況確定。教學后記及改進措施教學過程主要教學、示范內容及步驟任務2.三相異步電動機的制動控制線路當電動機切斷交流電源后，立即在任意兩組定子繞組中通入直流電，迫使電動機迅速停轉的方法稱為能耗制動。能耗制動特點：（1）制動作用的強弱與直流電流的大小和電動機轉速有關，在同樣的轉速下電流越大制動作用越強。一般取直流電流為電動機空載電流的3～4倍，過大會使定子過熱。（2）電動機能耗制動時，制動轉矩隨電動機的慣性轉速下降而減小，故制動平穩且能量消耗小，但是制動力較弱，特別是低速時尤為突出；另外控制系統需附加直流電源裝置。（3）一般在重型機床中常與電磁抱閘配合使用，先能耗制動，待轉速降至一定值時，再令抱閘動作，可有效實現準確、快速停車。（4）能耗制動一般用于制動要求平穩準確、電動機容量大和起制動頻繁的場合，如磨床、龍門刨床及組合機床的主軸定位等等。STEP1:根據電路原理圖分析工作原理圖1-23三相異步電動機能耗制動控制電路STEP2:講述能耗制動工作原理合上電源開關QS，按下SB1，KM1線圈得電，KM1自鎖觸頭閉合，KM1主觸頭閉合，KM1聯鎖觸頭分斷；按下SB2，KM1線圈失電，KM1自鎖觸頭分斷，KM1主觸頭分斷，KM1聯鎖觸頭閉合，KM2線圈得電，KT線圈得電，KM2自鎖觸頭閉合，KM2主觸頭分斷閉合，電動機半波能耗制動，KM2聯鎖觸頭分斷，KT瞬時閉合觸頭閉合，松開SB2，KT延時斷開觸頭延時分斷，KM2線圈失電，巡回重點及注意事項注意設備的損壞與安全。結束指導布置作業整理現場及設備保養清理現場課題名稱項目一交流電動機的控制與調速分課題名稱任務2交流電動機常用調速電路4.籠型雙速電動機控制電路接線課題序號授課日期第周年月日授課課時2課時分配講課：示范：練習：授課班級授課班級人數教學目標與要求通過本任務的訓練，了解電動機的啟動、制動、調速原理，掌握交流電動機控制線路的安裝與調試。1.了解所涉及的低壓電器的作用、特點及電氣符號。2.掌握三相異步電動機降壓啟動控制電路的工作原理、安裝與調試。3.掌握三相異步電動機的制動控制電路的工作原理、安裝與調試。4.掌握籠型雙速三相異步電動機的控制電路的工作原理、安裝與調試。5.掌握繞線式電動機轉子回路串接電阻器調速控制線路工作原理、安裝與調試。重點與難點掌握籠型雙速三相異步電動機的控制電路的工作原理、安裝與調試。教學場地教室及實訓場地教學準備（1）工具:測試筆、螺釘旋具、斜口鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、電工刀等；（2）儀表:MF47萬用表、5050兆歐表；（3）器材：①控制板一塊(600mm×500mm×20mm)②導線，主電路采用BV1.5mm2(紅色、綠色、黃色)；控制電路采用BV1mm2(黑色)；按鈕線采用BVR0.75mm2(紅色)；接地線采用BVR1.5mm2(黃綠雙色)。導線數量由指導教師根據實際情況確定。教學后記及改進措施教學過程主要教學、示范內容及步驟任務3.籠型雙速三相異步電動機的控制電路雙速電機的變速采用改變繞組的連接方式，也就是說用改變電機旋轉磁場的磁極對數P來改變它的轉速。（1）在定子槽內嵌有兩個不同極對數的共有繞組，通過外部控制線路的切換來改變電機定子繞組的接法來實現變更磁極對數。（2）在定子槽內嵌有兩個不同極對數的獨立繞組，而且每個繞組又可以有不同的聯接。一般情況下，雙速電機低速是接成三角形，如圖1-24所示。高速時接成雙星形，如圖1-25所示。圖1-24雙速電機低速時定子繞組接法圖1-25雙速電機高速時定子繞組接法STEP1:根據電路原理圖分析工作原理圖1-26籠型雙速三相異步電動機的控制電路STEP2:講述降壓啟動工作原理（1）工作原理：合上開關QS。（2）啟動：按SB2→KM1線圈得電吸合→KM主觸點閉合→M低速啟動運轉。（3）4s后：KT延時觸頭斷開→KM1失電→KM3得電→KM2得電→高速運動。（4）停止：按下SB1→控制回路干路斷開→所有線圈失電→M停止。STEP3：根據電氣控制原理圖選擇元器件、安裝接線調試（選做）巡回重點及注意事項注意設備的損壞與安全。結束指導布置作業整理現場及設備保養清理現場課題名稱項目一交流電動機的控制與調速分課題名稱任務2交流電動機常用調速電路5.繞線式電動機轉子回路串接電阻器調速的控制線路接線課題序號授課日期第周年月日授課課時2課時分配講課：示范：練習：授課班級授課班級人數教學目標與要求通過本任務的訓練，了解電動機的啟動、制動、調速原理，掌握交流電動機控制線路的安裝與調試。1.了解所涉及的低壓電器的作用、特點及電氣符號。2.掌握三相異步電動機降壓啟動控制電路的工作原理、安裝與調試。3.掌握三相異步電動機的制動控制電路的工作原理、安裝與調試。4.掌握籠型雙速三相異步電動機的控制電路的工作原理、安裝與調試。5.掌握繞線式電動機轉子回路串接電阻器調速控制線路工作原理、安裝與調試。重點與難點掌握繞線式電動機轉子回路串接電阻器調速控制線路工作原理、安裝與調試。教學場地教室及實訓場地教學準備（1）工具:測試筆、螺釘旋具、斜口鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、電工刀等；（2）儀表:MF47萬用表、5050兆歐表；（3）器材：①控制板一塊(600mm×500mm×20mm)②導線，主電路采用BV1.5mm2(紅色、綠色、黃色)；控制電路采用BV1mm2(黑色)；按鈕線采用BVR0.75mm2(紅色)；接地線采用BVR1.5mm2(黃綠雙色)。導線數量由指導教師根據實際情況確定。教學后記及改進措施教學過程主要教學、示范內容及步驟任務4.繞線式電動機轉子回路串接電阻器調速控制線路繞線式三相異步電動機轉子繞組與定子繞組相似，也是一個對稱的三相繞組，一般接成星形，三個出線頭接到轉軸的三個集電環（滑環）上，再通過電刷與外電路聯接，如下圖所示。圖1-27繞線式異步電動機的轉子接線圖轉子回路串接電阻啟動：繞線式三相異步電動機可以在轉子回路中串入電阻進行啟動，這樣就減小了啟動電流。一般采用啟動變阻器啟動，啟動時全部電阻串入轉子電路中，隨著電動機轉速逐漸加快，利用控制器逐級切除啟動電阻，最后將全部啟動電阻從轉子電路中切除。適用于中小功率低壓電動機。STEP1:根據電路原理圖分析工作原理圖1-28繞線式異步電動機的轉子回路串電阻調速控制電路表1-4元器件明細表代號名稱型號規格數量M三相異步電動機YR2-112M380V，15.6A1QS組合開關HZ10-25/3三極、25A1FUl熔斷器RL1-60/25500V、60A、配熔體25A3FU2熔斷器R-15/2500V、15A、配熔體2A2KM1~KM4交流接觸器CJTI-1020A、線圈電壓380V4FR熱繼電器JR16-20/3三極、20A、整定電流15.6A1R1-B9電阻9R三相可調電阻1SB1-SB5按鈕LA10-3H保護式、380V、5A、按鈕數32XT端子板JX2-101380V、10A、15節1二、訓練步驟及工藝要求（一）電氣原理圖識讀與分析圖1-28。電器元件安裝固定清點、檢查器材元件;設計繞線式電動機轉子回路串電阻器調速控制線路電器布置圖;根據電氣安裝工藝規范安裝固定元器件。電氣控制電路連接設計繞線式電動機轉子回路串電阻器調速控制線路電氣接線圖;按電氣安裝工藝規范實施電路布線連接。電氣控制電路通電試驗、調試排故1.安裝完畢的控制線路板，必須按要求進行認真檢查，確保接線無誤后才允許通電試車。

2.經指導教師復查認可，且在場監護的情況下進行通電校驗。3.若在校驗過程中出現故障，學生應獨立進行調試、排故。4.斷開電源，等電機停轉后，先拆除三相電源線，再拆除電動機接線，然后整理訓練場地，恢復原狀。三、注意事項1.電動機必須安放平穩，電動機及按鈕金屬外殼必須可靠接地。2.在啟動前要確保啟動電阻全部接入到電動機的轉子繞組中。3.熱繼電器FR1的整定電流及其在主電路中的接線不要弄錯。4.通電試車前，要復驗一下電動機的接線是否正確，并測試絕緣電阻是否符合要求。四、任務評價表1-5電路安裝和調試技能評分表序號項目內容評分標準配分扣分得分備注1電氣原理圖識讀與分析（1）原理敘述不正確，每處扣5分102電器元件安裝固定（1）元器件檢測不正確，每項扣5分（2）元器件安裝工藝不規范，每項扣5分203氣控制電路連接（1）電氣安裝工藝不規范，每處扣5分（2）電氣線路連接不正確，每處扣5分204電氣控制電路通電試驗、調試排故（1）通電前檢驗不正確，每處扣5分（2）通電調試過程、方法不正確，每處扣5分（3）儀表使用不正確，每處扣5分。405安全、文明生產每違反一項扣5分106工時4h7備注合計教師簽字年月日巡回重點及注意事項注意設備的損壞與安全。結束指導布置作業整理現場及設備保養清理現場課題名稱項目一交流電動機的控制與調速分課題名稱任務3交流電動機變頻調速技術1.變頻器介紹（三菱）課題序號授課日期第周年月日授課課時2課時分配講課：示范：練習：授課班級授課班級人數教學目標與要求1.掌握變頻器的面板功能的設置方法；2.了解變頻器的使用方法，學會變頻器的接線方法。重點與難點掌握變頻器的面板功能的設置方法教學場地教室及實訓場地教學準備工具:測試筆、螺釘旋具、斜口鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、電工刀等。儀表:MF47型萬用表、5050型兆歐表。3.器材:變頻器(FR-A700)，三相異步電動機(200W)一臺教學后記及改進措施教學過程主要教學、示范內容及步驟任務三菱FR-A740變頻器簡介1.FR-A740變頻器的安裝和接線在使用三菱PLC的YL-158G設備中，變頻器選用三菱FR-A700系列變頻器中的FR-EA40-0.75K-CHT型變頻器，該變頻器額定電壓等級為三相400V，適用電機容量0.75kW及以下的電動機。FR-A700系列變頻器的外觀和型號的定義如圖1-29所示。FR-A700系列變頻器是一種高性能變頻器。在YL—158G設備上進行的實訓，所涉及的是使用通用變頻器所必須的基本知識和技能，著重于變頻器的接線、常用參數的設置等方面。圖1-29FR-A700系列變頻器FR-A740系列變頻器控制電路的接線如圖1-30所示。圖1-30FR-A700變頻器控制電路接線圖圖中，控制電路端子分為控制輸入、頻率設定（模擬量輸入）、繼電器輸出（異常輸出）、集電極開路輸出（狀態檢測）和模擬電壓輸出等5部分區域，各端子的功能可通過調整相關參數的值進行變更，在出廠初始值的情況下，各控制電路端子的功能說明如表1-4、表1-5和表1-6所示。表1-6控制電路輸入端子的功能說明種類端子編號端子名稱端子功能說明接點輸入STF正轉啟動STF信號ON時為正轉、OFF時為停STF、STR信號同時ON時變成停止指令。STR反轉啟動STR信號ON時為反轉、OFF時為停止指令。RHRMRL多段速度選擇用RH、RM和RL信號的組合可以選擇多段速度MRS輸出停止MRS信號ON（20ms或以上）時，變頻器輸出停止。用電磁制動器停止電機時用于斷開變頻器的輸出。RES復位用于解除保護電路動作時的報警輸出。請使RES信號處于ON狀態0.1秒或以上，然后斷開。初始設定為始終可進行復位。但進行了Pr.75的設定后，僅在變頻器報警發生時可進行復位。復位時間約為1秒。SD接點輸入公共端（漏型）（初始設定）接點輸入端子（漏型邏輯）的公共端子。外部晶體管公共端（源型）源型邏輯時當連接晶體管輸出（即集電極開路輸出）、例如可編程控制器（PLC）時，將晶體管輸出用的外部電源公共端接到該端子時，可以防止因漏電引起的誤動作。DC24V電源公共端DC24V0.1A電源（端子PC）的公共輸出端子。與端子5及端子SE絕緣。PC外部晶體管公共端（漏型）（初始設定）漏型邏輯時當連接晶體管輸出（即集電極開路輸出）、例如可編程控制器（PLC）時，將晶體管輸出用的外部電源公共端接到該端子時，可以防止因漏電引起的誤動作。接點輸入公共端（源型）接點輸入端子（源型邏輯）的公共端子。DC24V電源可作為DC24V、0.1A的電源使用。頻率設定10頻率設定用電源作為外接頻率設定（速度設定）用電位器時的電源使用。（按照Pr.73模擬量輸入選擇）2頻率設定（電壓）如果輸入DC0～5V（或0～10V），在5V（10V）時為最大輸出頻率，輸入輸出成正比。通過Pr.73進行DC0～5V（初始設定）和DC0～10V輸入的切換操作。4頻率設定（電流）若輸入DC4～20mA（或0～5V，0～10V），在20mA時為最大輸出頻率，輸入輸出成正比。只有AU信號為ON時端子4的輸入信號才會有效（端子2的輸入將無效）。通過Pr.267進行4～20mA（初始設定）和DC0～5V、DC0～10V輸入的切換操作。電壓輸入（0～5V/0～10V）時，請將電壓／電流輸入切換開關切換至“V”。5頻率設定公共端頻率設定信號（端子2或4）及端子AM的公共端子。請勿接大地。表1-7控制電路接點輸出端子的功能說明種類端子記號端子名稱端子功能說明繼電器A、B、C繼電器輸出（異常輸出）指示變頻器因保護功能動作時輸出停止的1c接點輸出。異常時：B-C間不導通（A-C間導通），正常時：B-C間導通（A-C間不導通）。集電極開路RUN變頻器正在運行變頻器輸出頻率大于或等于啟動頻率（初始值0.5Hz）時為低電平，已停止或正在直流制動時為高電平。FU頻率檢測輸出頻率大于或等于任意設定的檢測頻率時為低電平，未達到時為高電平。SE集電極開路輸出公共端端子RUN、FU的公共端子。模擬AM模擬電壓輸出可以從多種監示項目中選一種作為輸出。變頻器復位中不被輸出。輸出信號與監示項目的大小成比例。輸出項目：輸出頻率（初始設定）表1-8控制電路網絡接口的功能說明種類端子記號端子名稱端子功能說明RS-485——PU接口通過PU接口，可進行RS-485通迅。?標準規格：EIA-485（RS-485）?傳輸方式：多站點通訊?通訊速率：4800～38400bps?總長距離：500mUSB——USB接口與個人電腦通過USB連接后，可以實現FRConfigurator的操作。?接口：USB1.1標準?傳輸速度：12Mbps?連接器：USB迷你-B連接器（插座：迷你-B型）巡回重點及注意事項注意設備的損壞與安全。結束指導布置作業整理現場及設備保養清理現場課題名稱項目一交流電動機的控制與調速分課題名稱任務3交流電動機變頻調速技術2.變頻器簡單工作原理及面板操作課題序號授課日期第周年月日授課課時2課時分配講課：示范：練習：授課班級授課班級人數教學目標與要求1.掌握變頻器的面板功能的設置方法；2.了解變頻器的使用方法，學會變頻器的接線方法。重點與難點了解變頻器的使用方法教學場地教室及實訓場地教學準備工具:測試筆、螺釘旋具、斜口鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、電工刀等。儀表:MF47型萬用表、5050型兆歐表。3.器材:變頻器(FR-A700)，三相異步電動機(200W)一臺教學后記及改進措施教學過程主要教學、示范內容及步驟任務【任務實施】一、工具、儀表及電氣元件工具:測試筆、螺釘旋具、斜口鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、電工刀等。儀表:MF47型萬用表、5050型兆歐表。3.器材:變頻器(FR-A700)，三相異步電動機(200W)一臺二、訓練步驟（一）卸下螺釘，拆下變頻器的外殼。（二）在教師的指導下，仔細觀察變頻器的結構，了解各組成部分的名稱及作用。（三）根據下面的例子來設定、調試變頻器。1.變頻器的操作面板的操作訓練（1）熟悉FR-A700系列的操作面板使用變頻器之前，首先要熟悉它的面板顯示和鍵盤操作單元（或稱控制單元），并且按使用現場的要求合理設置參數。FR-A700系列變頻器的參數設置，通常利用固定在其上的操作面板（不能拆下）實現，也可以使用連接到變頻器PU接口的參數單元（FR-PU07）實現。使用操作面板可以進行運行方式、頻率的設定，運行指令監視，參數設定、錯誤表示等。操作面板如圖1-31所示，其上半部為面板顯示器，下半部為M旋鈕和各種按鍵。它們的具體功能分別如圖1-31所示。圖1-31FR-A700的操作面板（2）變頻器的運行模式由圖1-31可見，在變頻器不同的運行模式下，各種按鍵、M旋鈕的功能各異。所謂運行模式是指對輸入到變頻器的啟動指令和設定頻率的命令來源的指定。一般來說，使用控制電路端子、在外部設置電位器和開關來進行操作的是“外部運行模式”，使用操作面板或參數單元輸入啟動指令、設定頻率的是“PU運行模式”，通過PU接口進行RS-485通訊或使用通訊選件（如FR-A7NCCC-LINK通訊模塊）的是“網絡運行模式（NET運行模式）”。在進行變頻器操作以前，必須了解其各種運行模式，才能進行各項操作。FR-E700系列變頻器通過參數Pr.79的值來指定變頻器的運行模式，設定值范圍為0，1，2，3，4，6，7；這7種運行模式的內容以及相關LED指示燈的狀態如表1-7所示。表1-9運行模式選擇（Pr.79）設定值內容LED顯示狀態（：滅燈：亮燈）0外部/PU切換模式，通過PU/EXT鍵可切換PU與外部運行模式。注意：接通電源時為外部運行模式外部運行模式：PU運行模式：1固定為PU運行模式2固定為外部運行模式可以在外部、網絡運行模式間切換運行外部運行模式：網絡運行模式：3外部／PU組合運行模式1頻率指令啟動指令用操作面板設定或用參數單元設定，或外部信號輸入（多段速設定，端子2-5間（AU信號ON時有效））外部信號輸入(端子STF、STR)4外部／PU組合運行模式2頻率指令啟動指令外部信號輸入（端子2、4、JOG、多段速選擇等）通過操作面板的RUN鍵、或通過參數單元的FWD、REV鍵來輸入6切換模式可以在保持運行狀態的同時，進行PU運行、外部運行、網絡運行的切換PU運行模式：外部運行模式：網絡運行模式：7外部運行模式（PU運行互鎖）X12信號ON時，可切換到PU運行模式（外部運行中輸出停止）X12信號OFF時，禁止切換到PU運行模式PU運行模式：外部運行模式：變頻器出廠時，參數Pr.79設定值為0。當停止運行時用戶可以根據實際需要修改其設定值。修改Pr.79設定值的一種方法是：按MODE鍵使變頻器進入參數設定模式；旋動M旋鈕，選擇參數Pr.79，用SET鍵確定之；然后再旋動M旋鈕選擇合適的設定值，用SET鍵確定之；兩次按MODE鍵后，變頻器的運行模式將變更為設定的模式。圖1-32是設定參數Pr.79的一個例子。該例子把變頻器從固定外部運行模式變更為組合運行模式1。圖1-32變頻器的運行模式變更例子（3）參數的設定變頻器參數的出廠設定值被設置為完成簡單的變速運行。如需按照負載和操作要求設定參數，則應進入參數設定模式，先選定參數號，然后設置其參數值。設定參數分兩種情況，一種是停機STOP方式下重新設定參數，這時可設定所有參數；另一種是在運行時設定，這時只允許設定部分參數，但是可以核對所有參數號及參數。圖1-33是參數設定過程的一個例子，所完成的操作是把參數Pr.1（上限頻率）從出廠設定值120.0Hz變更為50.0Hz，假定當前運行模式為外部/PU切換模式（Pr.79=0）。圖1-33變更參數的設定值示例上圖的參數設定過程，需要先切換到PU模式下，再進入參數設定模式，與圖1-32的方法有所不同。實際上，在任一運行模式下，按MODE鍵，都可以進入參數設定，如圖1-32那樣，但只能設定部分參數。巡回重點及注意事項注意設備的損壞與安全。結束指導布置作業整理現場及設備保養清理現場課題名稱項目一交流電動機的控制與調速分課題名稱任務3交流電動機變頻調速技術3.變頻器與電動機接線、調速課題序號9授課日期第周年月日授課課時2課時分配講課：示范：練習：授課班級授課班級人數教學目標與要求1.掌握變頻器的面板功能的設置方法；2.了解變頻器的使用方法，學會變頻器的接線方法。重點與難點學會變頻器的接線方法教學場地教室及實訓場地教學準備工具:測試筆、螺釘旋具、斜口鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、電工刀等。儀表:MF47型萬用表、5050型兆歐表。3.器材:變頻器(FR-A700)，三相異步電動機(200W)一臺教學后記及改進措施教學過程主要教學、示范內容及步驟任務2.常用參數設置訓練FR-A700變頻器有幾百個參數，實際使用時，只需根據使用現場的要求設定部分參數，其余按出廠設定即可。一些常用參數，則是應該熟悉的。關于參數設定更詳細的說明請參閱FR-A700使用手冊。下面根據分揀單元工藝過程對變頻器的要求，介紹一些常用參數的設定。（1）輸出頻率的限制（Pr.1、Pr.2、Pr.18）為了限制電機的速度，應對變頻器的輸出頻率加以限制。用Pr.1“上限頻率”和Pr.2“下限頻率”來設定，可將輸出頻率的上、下限位。當在120Hz以上運行時，用參數Pr.18“高速上限頻率”設定高速輸出頻率的上限。Pr.1與Pr.2出廠設定范圍為0～120Hz，出廠設定值分別為120Hz和0Hz。Pr.18出廠設定范圍為120～400Hz。輸出頻率和設定值的關系如圖1-34所示。圖1-34輸出頻率與設定頻率關系（2）加減速時間（Pr.7、Pr.8、Pr.20、Pr.21）各參數的意義及設定范圍如表1-10所示。表1-10加減速時間相關參數的意義及設定范圍參數號參數意義出廠設定設定范圍備注Pr.7加速時間5s0～3600/360s根據Pr.21加減速時間單位的設定值進行設定。初始值的設定范圍為“0～3600秒”、設定單位為“0.1秒”Pr.8減速時間5s0～3600/360sPr.20加/減速基準頻率50Hz1～400HzPr.21加/減速時間單位00/10:0～3600s；單位：0.1s1:0～360s；單位：0.01s設定說明：①用Pr.20為加/減速的基準頻率，在我國就選為50Hz。②Pr.7加速時間用于設定從停止到Pr.20加減速基準頻率的加速時間。③Pr.8減速時間用于設定從Pr.20加減速基準頻率到停止的減速時間。（3）多段速運行模式的操作變頻器在外部操作模式或組合操作模式2下，變頻器可以通過外接的開關器件的組合通斷改變輸入端子的狀態來實現。這種控制頻率的方式稱為多段速控制功能。FR-A740變頻器的速度控制端子是RH、RM和RL。通過這些開關的組合可以實現3段、7段的控制。轉速的切換：由于轉速的檔次是按二進制的順序排列的，故三個輸入端可以組合成3檔至7檔（0狀態不計）轉速。其中，3段速由RH、RM、RL單個通斷來實現。7段速由RH、RM、RL通斷的組合來實現。7段速的各自運行頻率則由參數Pr.4-Pr.6（設置前3段速的頻率）、Pr.22-Pr.27（設置第4段速至第7段速的頻率）。對應的控制端狀態及參數關系見圖1-35。圖1-35多段速控制對應的控制端狀態及參數關系多段速度設定在PU運行和外部運行中都可以設定。運行期間參數值也能被改變。3速設定的場合（Pr.24～Pr.27設定為9999），2速以上同時被選擇時，低速信號的設定頻率優先。最后指出，如果把參數Pr.183設置為8，將RMS端子的功能轉換成多速段控制端REX，就可以用RH、RM、RL和REX（由）通斷的組合來實現15段速。詳細的說明請參閱FR-A700使用手冊。三、注意事項1.根據實際情況使學生了解變頻器的基本結構及預置的基本方法。2.觀察變頻器的結構時，切勿用手觸摸電路板，以免損壞芯片。3.預置完成后，可通電進行試驗，但必須在教師的監護下進行，以免損壞變頻器，確保用電安全。四、任務內容和評分標準見表1-11。表1-11評分標準序號項目內容評分標準配分扣分得分備注1變頻器面板操作和參數設置常用參數設置析不正確，每處扣5分面板操作不熟悉，每處扣5分402外圍接線接線不正確，每項扣5分（2）不符合電氣接線工藝每處扣5分203多段速練習參數設置訓練七段速參數設置錯誤，每處扣5分，加減速參數設置錯誤，每處扣5分304安全、文明生產每違反一項扣5分105工時4h6備注合計教師簽字年月日巡回重點及注意事項注意設備的損壞與安全。結束指導布置作業整理現場及設備保養清理現場課題名稱項目一交流電動機的控制與調速分課題名稱任務4實現變頻器調速應用實例1課題序號授課日期第周年月日授課課時2課時分配講課：示范：練習：授課班級授課班級人數教學目標與要求用PLC、變頻器設計一個電動機的3段速運行的控制系統，其控制要求如下：按下啟動按鈕，電動機啟動并運行在第一段，頻率為30HZ，延時6秒后電動機運行在第二段，頻率為40HZ，再延時10秒電電動機運行在第三段，頻率為50HZ，10秒后停止運行。運行中若按下停止按鈕，電動機立即停止。重點與難點畫plc地址接線圖教學場地教室及實訓場地教學準備1.工具:測試筆、螺釘旋具、斜口鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、電工刀等。2.儀表:MF47型萬用表、5050型兆歐表。3.項目器材。教學后記及改進措施教學過程主要教學、示范內容及步驟任務【任務實施】一、工具、儀表及電氣元件1.工具:測試筆、螺釘旋具、斜口鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、電工刀等。2.儀表:MF47型萬用表、5050型兆歐表。3.項目器材。變頻器多段調速的PLC控制項目所需器材如表1-13所示：表1-13變頻器多段調速的PLC控制項目器材表序號符號器材名稱型號、規格、參數單位數量備注1PLC可編程控制器FX2N-48MR臺12FR-E740變頻器三菱FR-E740-0.75K臺13M交流電動機YS6312380V臺14QF空氣斷路器NB7-32A/3P個15SB1按鈕開關LA2-3H個1動合6SB2按鈕開關LA2-3H個1動斷7計算機裝有FXGP-Win-C或GXDeveloper軟件臺18電工常用工具套19連接導線條若干二、訓練步驟1.確定PLC的I/O分配表根據系統的控制要求、設計思路和變頻器的設定參數，PLC的I/O分配表如表1-14所示。表1-14變頻器3段調速的PLC控制項目I/O分配表輸入端（I）輸出端（O）外接元件輸入端子外接元件輸出端子啟動按鈕SB1X0變頻器STF端子Y0停止按鈕SB2X1變頻器RH端子Y1變頻器RM端子Y2變頻器RL端子Y32.畫出PLC的I/O接線圖本項目的PLC控制項目電氣接線原理圖如圖1-36所示：圖1-36變頻器多段調速的PLC控制項目電氣接線原理圖3.按I/O接線圖完成接線（1）連接PLC的輸入端外接元件；（2）連接PLC的輸出端外接元件；（3）連接PLC和變頻器的電源（注意不要帶電作業）；（4）連接電動機；（5）連接PLC、變頻器、電動機的接地線。變頻器R、S、T為三相電源進線，U、V、W接電動機，注意不能接反。本項目實物模擬接線圖如圖1-37所示。圖1-37變頻器多段調速的PLC控制項目實物模擬接線圖巡回重點及注意事項注意設備的損壞與安全。結束指導布置作業整理現場及設備保養清理現場課題名稱項目一交流電動機的控制與調速分課題名稱任務4實現變頻器調速應用實例2課題序號11授課日期第周年月日授課課時2課時分配講課：示范：練習：授課班級授課班級人數教學目標與要求用PLC、變頻器設計一個電動機的3段速運行的控制系統，其控制要求如下：按下啟動按鈕，電動機啟動并運行在第一段，頻率為30HZ，延時6秒后電動機運行在第二段，頻率為40HZ，再延時10秒電電動機運行在第三段，頻率為50HZ，10秒后停止運行。運行中若按下停止按鈕，電動機立即停止。重點與難點編寫plc程序進行調試教學場地教室及實訓場地教學準備1.工具:測試筆、螺釘旋具、斜口鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、電工刀等。2.儀表:MF47型萬用表、5050型兆歐表。3.項目器材。教學后記及改進措施教學過程主要教學、示范內容及步驟任務4.程序編寫根據系統的要求，該控制是一個典型的順序控制，所以，首選順序功能圖來設計系統的程序，其順序功能圖如圖1-38所示：圖1-38變頻器多段調速的PLC控制項目狀態轉移圖項目梯形圖程序如1-39所示：圖1-39變頻器多段調速的PLC控制項目梯形圖程序項目指令程序如圖1-40所示：圖1-40變頻器多段調速的PLC控制項目指令程序5.程序調試(1)設置變頻器參數1)上限頻率Pr1=60Hz；2)下限頻率Pr2=00Hz；3)基準頻率Pr3=50Hz；4)加速時間Pr7=2s；5)減速時間Pr8=2s；6)電子過電流保護Pr9=電動機額定電流；7)操作模式選擇Pr79=3；8)多段速度設定Pr4=50Hz；9)多段速度設定Pr5=40Hz；10)多段速度設定Pr6=30Hz。(2)輸入程序并傳送到PLC，然后運行調試，看是否符合要求，否則要檢查接線、變頻器參數及PLC程序，直至按要求運行。1)按下啟動按鈕SB1，電動機先以30Hz的速度運行6s，后轉為以40Hz的速度運行10s，再轉為以60Hz的速度運行10s，然后停止運行。運行時觀察變頻器顯示的頻率是否正確。2)按停止按鈕SB2，電動機隨時停止。再按下啟動按鈕SB1，又重新啟動運行。三、注意事項由于本項目涉及PLC、變頻器、電動機，為了保護好設備，也可按下面方法調試：1.模擬調試程序。暫時斷開變頻器電源，觀察PLC的輸出指示燈是否按要求指示，否則，檢查并修改程序，直至指示正確。2.空載調試。接上變頻器，不接電動機，進行PLC與變頻器的空載調試，通過變頻器的操作面板觀察變頻器輸出是否正確，否則，檢查項目接線、變頻器參數、PLC程序，直至變頻器按要求運行。3.系統調試。將變頻器、電動機都接上，觀察電動機是否按要求運行，否則檢查接線、變頻器參數、PLC程序，直至電動機按要求運行。四、任務評價表1-16變頻器多段速實驗評價表序號項目內容評分標準配分扣分得分備注1元器件檢查、校驗和安裝（1）元器件檢查校驗不正確，每處扣5分（2）元器件安裝不正確，每處扣5分402外圍接線（1）接線不正確，每項扣5分（2）不符合電氣接線工藝每處扣5分203多段速練習參數設置（1）七段速參數設置錯誤，每處扣5分，（2）加減速參數設置錯誤，每處扣5分304程序下載和調試程序編寫錯誤，每處扣5分程序調試錯誤，每處扣5分5安全、文明生產每違反一項扣5分106工時4h7備注合計教師簽字年月日巡回重點及注意事項注意設備的損壞與安全。結束指導布置作業整理現場及設備保養清理現場課題名稱項目二直流電動機調速技術分課題名稱任務1直流電機調速技術1.直流電機的結構及工作原理課題序號12授課日期第周年月日授課課時2課時分配講課：示范：練習：授課班級授課班級人數教學目標與要求通過本項目的學習，幫助學生了解直流電動機的結構，掌握直流電動機的工作原理，熟悉直流電動機的三種調速原理和方法。重點與難點直流電機的工作原理教學場地教室及實訓場地教學準備1.工具:測電筆、螺釘旋具、斜口鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、電工刀等。2.儀表:兆歐表、萬用表。3.并勵直流電動機啟動、調速控制線路安裝器材全套。教學后記及改進措施教學過程主要教學、示范內容及步驟任務一、直流電動機的結構與工作原理直流電機是直流電動機和直流發電機的總稱，是一種實現機電能量變換的電磁裝置，將輸入的直流電能轉化為機械能輸出的稱為直流電動機，將輸入的機械能轉換為直流電能輸出的稱為直流發電機。雖然直流電動機的結構比較復雜，使用和維護較麻煩，但由于他有優良的啟動和調速性能，在冶金、電力機車、金屬切削、造紙等工業生產中仍有著廣泛的應用。1.直流電動機的結構直流電動機由定子和轉子（又稱電樞）兩大部分組成。定子、轉子之間有一定的間隙，稱為氣隙。直流電動機結構如圖2—1所示。圖2-1電磁式直流電動機的結構（1）定子定子的主要作用是產生主磁場并作電機的機械支撐，他由主磁極、換向極、電刷裝置、機座、端蓋等組成。如圖2-2所示。圖2-2直流電動機的定子=1\*GB3①主磁極：主磁極是一種電磁鐵，它是由主磁極鐵心和套在鐵心上的主磁極繞組(又稱勵磁繞組)組成。整個磁極用螺釘固定在機座上。主磁極用來產生一個恒定的主磁場，它總是成對的，相鄰磁極的極性按N極和S極交替排列。勵磁繞組的兩個出線端引到接線盒上，以便外接直流勵磁電源的正負極。改變勵磁電流的方向，就能改變主磁場的方向。=2\*GB3②換向磁極：換向極裝在兩個主磁極間，也是由鐵心和繞組組成。它的作用是產生一個附加磁勢，抵消交軸電樞反應磁勢，并在換向區域內建立一個磁場，使換向元件中產生一個附加電勢去抵消電抗電勢，從而可以避免電樞換向過程中在電刷下出現火花，以保護電機。=3\*GB3③電刷裝置：電刷裝置是把直流電壓，直流電流引入或引出的部件。電刷放在刷握內，并用彈簧緊壓在換向器上，使電刷與換向片緊密接觸。電刷上有軟導線接到固定接線盒內，作為電樞繞組的接線端子，以便與直流電源相聯。=4\*GB3④機座：機座的作用有兩個，一個是用來固定主磁極、換向極和端蓋，并借助底腳將電機固定在機座上；另一個是作為電機磁路的一部分。機座由導磁性能較好的材料制成。（2）轉子(電樞)機電能量轉換的感應電動勢和電磁轉矩都在轉子繞組中產生，是電機的重要部件。轉子由電樞鐵心、電樞繞組、換向器、轉軸、風扇等組成。如圖2-3所示為直流電動機的轉子。（a）（a）（b）(a)轉子主體（b）電樞鋼片1-風扇2－轉軸3－電樞鐵心4－換向器5－電樞繞組圖2-3直流電動機的轉子=1\*GB3①電樞鐵心電樞鐵心是磁路的一個部分，用來嵌放電樞繞組。當轉子在主磁場中旋轉時，鐵心中的磁通方向是不斷變化的，為了減小渦流及磁滯損耗，鐵心采用涂絕緣漆的硅鋼片沖片疊壓而成。=2\*GB3②電樞繞組電樞繞組的作用是產生感應電動勢和通過電流，使電機實現機電能量的轉換。=3\*GB3③換向器換向器的作用是將電樞繞組中的交流電動勢和電流轉換成電刷間的直流電動勢和電流。它由許多上寬下窄的冷拉梯形銅排疊成圓筒形，片間用云母絕緣，用鋼質套筒或塑料緊固。小型電機多采用塑料換向器，大中型電機常采用套筒式的拱形換向器。2.直流電動機的工作原理（1）直流電動機的工作原理。在圖2—4所示的直流電動機工作原理圖中，電刷兩端加上直流電壓，線圈abcd內便有電流通過，通電導體ab和cd在主磁極磁場內受到電磁力的作用（左手定則判斷受力方向）產生電磁轉矩，若電磁轉矩能克服電樞軸上的制動轉矩，電動機將旋轉起來。由于換向器的作用，使N極下導體電流方向和S極下導體電流方向不變，它們產生的電磁轉矩方向也就不變，電樞沿著逆時針方向持續轉動。圖2-4直流電機工作原理圖電動機轉動以后，電樞繞組又切割主磁場而產生感應電動勢，其方向可由右手定則判定，正好與通入的電流方向相反，因此，稱此產生的感應電動勢為反電動勢。輸入的直流電能必須克服電動機內反電動勢的作用，才能產生電磁轉矩，使電動機正常工作，從而實現將電源的電功率轉換為電動機的機械功率。（2）電磁轉矩當電樞繞組受到電磁力作用時，將產生電磁轉矩T，該電磁轉矩為：（2—1）式中CT—轉矩常數，與電機構造有關，CT=pN/2πa；p—磁極對數；N—電樞繞組總的有效導體根數；a—電樞繞組并聯支路對數；Φ—每極磁通，單位：Wb；Ia—電樞電流，單位：A。電磁轉矩對電動機來說是驅動轉矩，是由電源供給電動機的電能轉換來的，能夠拖動負載運動；對發電機來講是制動轉矩，原動機必須克服電磁轉矩才能使電樞轉動而發出電能。（3）電樞電動勢當直流電動機旋轉時，電樞繞組中存在感應電動勢Ea，其大小與電動機的轉速和磁通成正比，即：（2—2）式中Ce—電動勢常數，與電機結構有關，Ce=pN/60a；n—電動機轉速，單位：r/min。電樞電動勢在電動機中是個反電動勢，而在直流發電機電樞電動勢則是電源電動勢。其中，式（2—1），（2—2）是分析直流電動機工作原理的兩個基本公式。3.直流電動機的分類根據主磁極勵磁繞組與電樞電路之間的連接方式的不同，直流電動機一般分為４種：他勵電動機、并勵電動機、串勵電動機、復勵電動機，如圖2-5所示(a)他勵電動機(b)并勵電動機(c)串勵電動機(d)復勵電動機圖2-5直流電機的幾種勵磁方式（1）他勵電動機勵磁繞組與電樞繞組分別由獨立的直流電源供電，如圖2-5a。（2）并勵電動機勵磁繞組與電樞繞組并聯，由同一直流電源供電，如圖2-5b所示。（3）串勵電動機勵磁繞組與電樞繞組串聯，勵磁電流等于電樞電流，如圖2-5c所示。（4）復勵電動機勵磁繞組分成兩部分，一部分與電樞并聯，另一部分與電樞串聯，如圖2-5d所示。通常采用的是積復勵電動機，其兩勵磁繞組產生的磁通方向一致。小提醒小提醒復勵直流電機有并勵和串勵兩個勵磁繞組。若串勵繞組產生的磁通勢與并勵繞組產生的磁通勢方向相同稱為積復勵。若兩個磁通勢方向相反，則稱為差復勵。巡回重點及注意事項注意設備的損壞與安全。結束指導布置作業整理現場及設備保養清理現場課題名稱項目二直流電動機調速技術分課題名稱任務1直流電機調速技術2.直流電機的調速方法1課題序號13授課日期第周年月日授課課時2課時分配講課：示范：練習：授課班級授課班級人數教學目標與要求通過本項目的學習，幫助學生了解直流電動機的結構，掌握直流電動機的工作原理，熟悉直流電動機的三種調速原理和方法。重點與難點直流電機的調速方法教學場地教室及實訓場地教學準備1.工具:測電筆、螺釘旋具、斜口鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、電工刀等。2.儀表:兆歐表、萬用表。3.并勵直流電動機啟動、調速控制線路安裝器材全套。教學后記及改進措施教學過程主要教學、示范內容及步驟任務二、直流電動機的調速方法調速是為了滿足工作機械對不同轉速的需要，而人為的對電動機轉速進行控制。根據直流電動機轉速公式：（2—3）可知，在一定負載下，改變電樞電路的電阻、磁通、電樞電壓三者中的任一參數，都能使電動機的轉速發生變化。1.調速指標（1）調速范圍指工作機械的最高轉速與最低轉速之比，用系數D表示。則（2—4）不同的生產機械對調速范圍的要求也不同，如車床D=20～100，龍門刨床D=10～40等。這里的D指總調速范圍，它由機械和電氣相配合實現。電動機的最高轉速受電動機機械強度、換向方式、工作電壓等限制，在額定轉速以上進行調速范圍不大，而電動機的最低轉速又受低速運行的相對穩定性限制，所以，電動機的調速范圍應根據生產機械的要求綜合考慮。（2）靜差率靜差率也稱相對穩定性，是指負載轉矩變化時，轉速變化的程度，用δ表示。(2-5)轉速變化越小，電動機的機械特性越硬，靜差率就越小，相對穩定性也就越高。但是靜差率與機械特性的硬度又有不同之處，兩條互相平行的機械特性硬度是相同的，由于它們的空載轉速不同使靜差率不同，理想空載轉速越低，靜差率就越大。靜差率與調速范圍也是互相聯系的兩項指標，由于最低轉速決定于低速時的靜差率，因此調速范圍必然受到低速時靜差率的制約，它們兩者的關系為：(2-6)不同的生產設備對靜差率的要求不相同，一般設備要求δ取30%～50%，高精度的設備要求δ<0.1%。如龍門刨床主拖動要求為δ取0.05～0.1、普通車床要求δ≤0.3，冷軋機要求δ≤0.02。（3）調速的平滑性在一定的調速范圍內調速的級數越多調速就越平滑，相鄰兩級轉速之比稱為平滑系數φ。φ值越接近1，平滑性越好，當φ=1時，稱為無級調速。(2-7)（4）調速的經濟性經濟性指調速所需的設備投資、調速過程中的能量損耗以及電動機在調速時能否得到充分利用。在選擇調速方法時，既要滿足負載的要求，又要使電動機得到充分利用。充分利用的標志就是使工作電流為電機的額定電流。一般恒轉矩負載采用恒轉矩調速方式、恒功率負載采用恒功率調速方式，這樣配合可使電動機得到充分利用。若將恒轉矩調速用于恒功率負載，必須使允許輸出大于或等于最大負載轉矩，顯然，電動機的功率要增大，不合理；同樣，若將恒功率調速用于恒轉矩負載，為了在最高轉速時滿足轉矩的要求，必須要選所有力矩均大于這一轉矩的電動機，這也造成了電動機容量的不合理。2.電樞電路串電阻調速保持電壓U和磁通Φ均為額定值不變，且負載轉矩TL一定時，在電樞回路中串入調速電阻Rpa，特性曲線的斜率增加，轉速將降低，實現了調速目的。如圖2-6所示。這種調速方法簡單易行，但只能從額定轉速向下調。Rpa的串入使機械特性變軟，靜差率增大，調速的范圍D一般小于2，并且調速的平滑性差，能量損耗大，調速效率低。只能適用于小容量、短時間調速的場合。調速電阻和作為啟動用的電阻的作用有共同之處，但是啟動電阻是短時工作的，而調速電阻應按長期工作考慮。實際生產中決不能把啟動電阻當作調速電阻使用。圖2-6電樞串電阻調速3.弱磁調速電動機在額定狀態下運行時，磁路接近飽和，改變磁通只能從額定磁通向下調，因此，弱磁調速是在電樞電壓保持不變的情況下，在勵磁回路中串入電阻或降低勵磁回路電壓，使勵磁電流減小，磁通減弱，從而使電動機轉速上升的一種調速方式，如圖2-7所示。圖2-7減弱磁通調速……………(2-8)磁通從Φ1減小到Φ2時，電動機的轉速還來不及變化，電動機的工作點從a點移到b點，Ea減小，使電樞電流增加，一般電樞電流的增加量大于磁通的減少量，所以電磁轉矩在磁通減小的瞬間是增大的，T>TL，電動機沿曲線2加速，直到c點T=TL為止。實際上由于勵磁回路的電感較大，磁通的減小不可能突變，電磁轉矩的變化如圖2-7曲線3所示。弱磁調速，是以電動機的額定轉速為最低轉速，而最高轉速受電動機本身換向條件和機械強度的限制，磁通的減弱使電樞反應的去磁作用增加，并使電動機運行的穩定性受到破壞，電機火花增大。一般情況下，弱磁調速的調速范圍D≤2。但弱磁調速是在功率較小的勵磁電路中進行的，控制方便，能量損耗小，設備簡單，調速的平滑性較好。如果調速時負載轉矩保持不變，當弱磁升速后，電樞電流將大于額定值，為避免這種情況出現，就必須減小負載轉矩，所以這種調速只適用于負載轉矩與轉速成反比的場合，如金屬切削機床、軋鋼機等恒功率負載。4.降低電樞電壓調速保持磁通不變，降低電樞電壓將使理想空載轉速n0降低，轉速降Δn保持不變，即得到一組與固有機械特性相平行的曲線，如圖2-8所示。當負載轉矩不變時，電樞電壓的降低，使轉速下降，實現調速目的。圖2-8降低電樞電壓調速改變電樞電壓調速，轉速只能在額定轉速以下進行調整，它可實現無極調速，調速平滑和平穩性好，機械特性硬，調速范圍廣，D可達2.5～12。如果負載轉矩不變，電樞電流將不變，因此這種調速適合于恒轉矩調速，如機床的進給運動或起重設備等。在生產設備中廣泛使用的晶閘管直流調速系統就是調整直流電動機電樞電壓的調速方式。對于調速范圍要求較寬的負載，采用單一調速方法常不能滿足要求，此時常把弱磁調速和降低電樞電壓調速結合起來使用。在額定轉速以上采用弱磁調速的方式，在額定轉速以下采用降低電樞電壓調速的方式。以上的敘述主要是針對他（并）勵電動機而言的，對串磁電動機也可采用電樞串電阻和降低電壓的方法，調速原理與他勵電動機基本相同。改變磁通調速在串勵電動機中使用較少，若要采用該方法，可在電樞繞組兩端或在串勵繞組兩端并聯電阻以達到減小勵磁電流的目的。例4—1:一臺他勵電動機，PN=10KW，UN=UfN=220V，IN=52.6A，nN=1500r/min，Ra=0.3Ω，在額定負載下，求：（1）電樞電路串入電阻Rpa=0.5Ω時，電動機穩定轉速。（2）電源電壓下降20%，Rpa=0時，電動機穩定轉速。（3）磁通減弱10%，Rpa=0時，電動機穩定轉速。巡回重點及注意事項注意設備的損壞與安全。結束指導布置作業整理現場及設備保養清理現場課題名稱項目二直流電動機調速技術分課題名稱任務1直流電機調速技術2.直流電機的調速方法2課題序號授課日期第周年月日授課課時2課時分配講課：示范：練習：授課班級授課班級人數教學目標與要求通過本項目的學習，幫助學生了解直流電動機的結構，掌握直流電動機的工作原理，熟悉直流電動機的三種調速原理和方法。重點與難點直流電機的調速方法教學場地教室及實訓場地教學準備1.工具:測電筆、螺釘旋具、斜口鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、電工刀等。2.儀表:兆歐表、萬用表。3.并勵直流電動機啟動、調速控制線路安裝器材全套。教學后記及改進措施教學過程主要教學、示范內容及步驟任務【任務實施】訓練項目一：直流電動機的拆裝一、工具、儀表及電氣元件1.工具:測電筆、螺釘旋具、