机床电气控制与PLC教案

授课教案任课教师：杨益洲课程名称：机床电气控制与PLC授课班级：11机械78章节课题：第一章常用低压电器学时：8作业：P33 1.1 1.6 1.12教学目的： 1.掌握电器相关的基本概念。

2.掌握几种常用低压电器教学重点：接触器、继电器、低压断路器结构和工作原理教学难点：1、熟练掌握断路器、隔离开关、接触器、热继电器、熔断器在电路中的作用、特点、绘制符号等设计选型时要注意的重要技术参数。

2、熟练掌握行程开关、按钮开关在电路中的作用、绘制符号。

教学方法：课堂讲授，辅以多媒体电子课件、大量低压电气的视频教学效果：教案课程任务常用低压电器上课日期课时8教学班级11机械7校教学周学习情境低压电器知识目标1、了解常用低压电器类型及使用场合2、明确接触器、热继电器、低压断路器的结构和作用机理3、熟悉常用电器元件的图形符号的表示技能目标1、学会接触器的拆装和检修；2、学会常用电工工具的使用教学重点1、接触器的结构与图形符号的表示2、接触器、热继电器常见故障及维修教学难点1、接触器的图形表示2、接触器断电延时释放的原因主要教具电脑、投影、课件实训设备接触器、热继电器、低压断路器，电源装置辅助用具学习过程记录用纸实训分组材料工具电工工具、教学活动设计1、教师进行课程概述，提出学习要求及考核方式2、教师多媒体展示常用低压电器的类型、结构，学生记录3、学生拆装和测试接触器，教师巡回检查组织讨论4、教师演示断路器、热继电器的使用，学生查阅记录相关技术参数安全注意事项正确的分合闸顺序教案教学活动2多媒体展示，学生记录时间分配2课时教师学生引入：低压控制西路的运行及相关低压电器一、视频起重机、机床机械设备中低压电器的应用：开关类：低压断路器、控制类：凸轮控制器、接触器、限位开关、速度继电器保护类：熔断器二、课件展示1、常用低压电器分类及简介2、电磁式电器结构：电磁机构、灭弧机构、触点系统3、接触器：直流接触器、交流接触器4、继电器：电流、电压、时间常用低压电器记录预期：开关电器：刀开关、负荷开关、低压断路器接触器：交流接触器、直流接触器继电器：热继电器、速度继电器、时间继电器、主令电器：限位开关、接近开关教学活动3学生拆装实训教师巡回指导时间分配2课时教师学生一、实训任务布置1、接触器拆装：观察结构组成及动作过程2、接触器通电测试及维修3、接触器技术参数的查询二、巡回指导1、正确的拆装步骤2、部件的作用3、通电测试不正常原因分析：吸不上释放缓慢、线圈过热、触点过热灼伤一、接触器拆装实训：1、两人一组，2、CJ20、C JX1两种接触器的拆装观察3、通电测试4、故障原因查找5、过程结果汇报二、资料查阅接触器型号及技术数据：型号：交流接触器：CJ20、C JX1、CJ12、CJ10直流接触器：CZ20、CZ18技术数据：额定电压、额定电流、额定操作频率教案教学活动2多媒体展示，学生记录时间分配2课时教师学生引入：机床的运行及相关低压电器三、视频起重机、机床机械设备中低压电器的应用：开关类：低压断路器、控制类：凸轮控制器、接触器、限位开关、速度继电器保护类：熔断器四、课件展示常用低压电器分类及简介1、电磁式电器结构：电磁机构、灭弧机构、触点系统2、接触器：直流接触器、交流接触器3、继电器：电流、电压、时间常用低压电器记录预期：开关电器：刀开关、负荷开关、低压断路器接触器：交流接触器、直流接触器继电器：热继电器、速度继电器、时间继电器、主令电器：限位开关、接近开关教学活动3学生拆装实训教师巡回指导时间分配2课时教师学生一、实训任务布置1、接触器拆装：观察结构组成及动作过程2、接触器通电测试及维修3、接触器技术参数的查询二、巡回指导1、正确的拆装步骤2、部件的作用3、通电测试不正常原因分析：吸不上释放缓慢、线圈过热、触点过热灼伤一、接触器拆装实训：6、两人一组，7、CJ20、C JX1两种接触器的拆装观察8、通电测试9、故障原因查找10、过程结果汇报二、资料查阅接触器型号及技术数据：型号：交流接触器：CJ20、C JX1、CJ12、CJ10直流接触器：CZ20、CZ18技术数据：额定电压、额定电流、额定操作频率教案教学活动2教师示范元件作用，学生分组讨论记录时间分配2课时教师学生引入：电源自动跳闸现象的分析一、低压断路器1、低压断路器结构示范：触点、操作机构、脱扣器、灭弧装置2、原理分析四种脱扣方式：过电流脱扣、欠电压脱扣、热脱扣、分励脱扣3、型号与技术参数型号：DZ15、DZ20、DZ10等技术参数：断路器通断能力动作时间保护特性（两段、三段式）4、漏电保护断路器结构：漏电脱扣器零序电流互感器二、热继电器1、热继电器结构示范双金属片、辅助触点2、热继电器型号与技术参数型号：JR20、JR16、JR10等参数：整定电流整定电流倍数动作时间复位性能三、资料查询1、低压断路器DZ15技术数据2、热继电器JR20系列技术数据一、问题回答电源自动跳闸现象二、观察教师示范过程三、分组进行实物观摩四、资料查询针对教师提供的元件参照教材进行技术数据查询五、讨论对技术数据的理解1、关键数据断路器：断路器通断能力保护特性（两段、三段式）热继电器：整定电流整定电流倍数2、使用方式：断路器：过电流参数整定热继电器：整定电路倍数的选择六、学习评价自评、互评教案学习过程记录1任务书任务名称时间小组成员及分工一、学习过程记录及讨论1、桥式起重机有哪些主要控制电器？2、电器元件的作用3、接触器的主要技术数据二、实训操作过程记录小组成员分工接触器拆卸完成情况接触器通电测试情况接触器故障原因分析学习过程记录2任务自评与互评任务名称小组成员讨论20%协作20%操作40%知识20%自评互评系数综合成绩教案学习图示常用低压电器刀开关电源型转换开关断路器CKC1（CJ40）系列接触器机械联锁正反转接触器接触器铁心及短路环各种类型行程开关第一章低压电器的电磁机构及执行机构从结构上来看，电器一般都具有两个基本组成部分——感测部分、执行部分。

感测部分接受外界输入的信号，并通过转换、放大、判断，作出有规律的反应，使执行部分动作，输出相应的指令，实现控制的目的。

执行部分则是触头。

对于有触头的电磁式电器，感测部分大都是电磁机构。

对于非电磁式的自动电器，感测部分因其工作原理不同而各有差异，但执行部分仍是触头。

第一节电磁机构电磁机构是各种自动化电磁式电器的主要组成部分一，它将电磁能转换成机械能，带动触点使之闭合或断开。

电磁机构由吸引线圈和磁路两部分组成。

磁路4.2.1所示。

第二节执行机构：低压电器的执行机构一般由主触点及其灭弧装置组成.（一）触点触点用来接通或断开被控制的电路。

它的结构形式很多，按其接触形式可分为34.2.2示。

312312图1.2.1常用电磁机构的形式1.铁心2.线圈3.衔铁(a)点接触(b)线接触(c)面接触图1.2.2触点的3种接触形式图4.2.2（a）所示为点接触，它由两个半球形触点或一个半球形与一个平面形触点构成。

它常用于小电流的电器中，如接触器的辅助触点或继电器触点。

图4.2.2（b）所示为线接触，它的接触区域是一条直线。

触点在通断过程中是滚动接触，这样，可以自动清除触点表面的氧化膜，同时长期工作的位置不是在易烧灼的起始点而是在终点，保证了触点的良好接触。

这种滚动线接触多用于中等容量的触点，如接触器的主触点。

图4.2.2（c）所示为面接触，它可允许通过较大的电流。

这种触点一般在接触面上镶有合金，以减小触点接触电阻和提高耐磨性，多用作较大容量接触器或断路器的主触点。

1、电弧的产生与灭弧装置当断路器或接触器触点切断电路时，如电路中电压超过10-20V和电流超过80-100mA，在拉开的两个触点之间将出现强烈火花，这实际上是一种气体放电的现象，通常称为“电弧”。

根据上述电弧产生的物理过程可知，欲使电弧熄灭，应设法降低电弧温度和电场强度，以加强消电离作用。

当电离速度低于消电离速度，则电弧熄灭。

根据上述灭弧原则，常用的灭弧装置有如下几种。

（1）磁吹式灭弧装置这种灭弧装置是利用电弧电流产生的磁场来灭弧，因而电弧电流越大，吹弧的能力也越强。

它广泛应用于大电流的直流接触器中。

（2）灭弧栅灭弧栅灭弧原理：灭弧栅片3由许多镀铜薄钢片组成，片间距离为2-3mm，安放在触点上方的灭弧罩内。

一旦发生电弧，电弧周围产生磁场，使导磁的钢片上有涡流产生，将电弧吸入栅片，电弧被栅片分割成许多串联的短电弧，当交流电压过零时电弧自然熄灭，两栅片间必须有150-250V电压，电弧才能重燃。

这样一来，一方面电源电压不足以维持电弧，同时由于栅片的散热作用，电弧自然熄灭后很难重燃。

这是一种常用的交流灭弧装置。

（3）灭弧罩比灭弧栅更为简单的是采用一个用陶土和石棉水泥做的耐高温的灭弧罩，用以降温和隔弧，可用于交流和直流灭弧。

（4）多断点灭弧在交流电路中也可采用桥式触点，如图4.2.3所示。

有两处断开点，相当于两对电极，若有一处断点要使电弧熄灭后重燃需要150-250V，现有两处断点就需要2×(150-250)V，所以用利于灭弧。

若采用双极或三极触点控制一个电路时，根据需要可灵活地将二个极或三个极串联起来当做一个触点使用，这组触点便成为多断点，加强了灭弧效果。

第三节接触器接触器（Contactor）是用来频繁接通和切断电动机或其他负载主电路的一种自动切换电器。

接触器由于生产方便、成本低廉、用途广泛，故在各类低压电器中，生产量最大、使用面最广。

接触器是利用电磁吸力的作用来使触头闭合或断开大电流电路的，是一种非常典型的电磁式电器。

接触器的主要组成部分为电磁系统和触头系统。

电磁系统是感测部分，触头系统是执行部分。

触头工作时，需经常接通和分断额定电流或更大的电流，所以常有电弧产生，为此，一般情况下都装有灭弧装置，并与触头共称触头一灭弧系统，只有额定电流甚小者才不设灭弧装置。

接触器按其主触头通过的电流种类，分为直流接触器和交流接触器。

按主触头的极数又可分为单极、双极、三极、四极和五极等几种。

直流接触器一般为单极或双极；交流接触器大多为三极，四极多用于双回路控制，五极用于多速电动机控制或者自动式自耦减压起动器中。

一、接触器的主要技术数据（一）额定电压：接触器铭牌额定电压是指主触点上的额定电压。

通常用的电压等级为（a ）闭合状态（b ）断开状态图1.2.3桥式触点1.动触点； 2.静触点； 3.电弧直流接触器：220、440、660V。

交流接触器：220、380、500V。

按规定，在接触器线圈已发热稳定时，加上85%的额定电压，衔铁应可靠地吸合；反之，如果工作中电网电压过低或者突然消失，衔铁亦应可靠地释放。

（二）额定电流：接触器铭牌额定电流是指主触点的额定电流。