三相异步电动机正反转控制线路教学设计

《三相异步电动机正反转控制线路》

教学设计

（2016～2017学年第1学期）

课程名称：电机与控制技术

所教专业： 13级机电一体化

课程设计人：

所属系：

课题：三相异步电动机的正反转控制线路

教材分析：

《三相异步电动机正反转控制线路》是教材第六章第二节摘选内容，教材从学生刚刚学过的电动机正转控制入手，结合生活中的实例，从简单到复杂，层层推进的介绍了三相异步电动机接触器联锁控制线路的工作原理。从知识结构看，既是电动机单向启动控制线路安装的拓展和深化，又是学习典型机床控制线路的基础。在实际生活中应用广泛。

教学目标：

知识目标：掌握三相异步电动机正反转控制的设计思路，理解其工作原理。

技能目标：能够完成三相异步电动机正反转控制的接线。

情感目标：培养学生自主学习能力，树立互帮互助的团队合作意识。

教学重、难点：

设计三相异步电动机正反转控制线路是本节课的教学重点，分析正反转控制线路的工作原理是本节课的教学难点。

教法：

任务驱动法：给定任务，引导、启发学生循序渐进分步完成，培养学生自主学习和思维创新能力。

多媒体辅助教学法：在专业课教学中，利用课件的动态效果，使其趣味化，形象直观的帮助学生更好的理解知识。

分层教学法：在教学中根据学生学习情况，实行分层教学，让不同层次的学生都能感受到成功的喜悦。

启发引导教学法：在教学过程中进行启发性讲授，引导学生进行探究性的学习。

学法：

自主学习：自主设计电路。

合作探究：以小组为单位讨论学习，树立团队合作意识。

成果展示：讲解控制过程，培养学生能思考能表达的综合素质。授课方法：

理论与仿真模拟实践一体化

教具准备

电工仿真教学软件

教学内容教法与学法

一、新课导入（2分钟）

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，使学生大致了解三相异步电动机正反转控制线路的工作过程。

提问：我们日常生活当中有哪些常见的电动机正反转的实例

电动机又是如何实现正转和反转的呢？

让学生举例。

二、知识铺垫（3分钟）

电动机反转的条件：改变通入电动机定子绕组三相电源的相序。

换相的方法：改变电源任意两相的接线。

三、设计组合电路（20分钟）

设计任务：要求完成一台三相异步电动机的正反转控制，当按下正转按钮时，电动机起动并正转运行；当按下停止按钮时，电动机停止运行，再按下反转按钮时，电动机起动并反转运行。

任务一：电动机正转线路设计通过现实生活中我们熟悉的起重机，电梯等事物引出今天上课的主题

让学生清楚理解反转的含义，进而复习前面所学知识。

根据前面所学知识让学生复习自锁控制线路。在复习旧知识的同时加深学生的印象。

任务二：电动机反转线路设计

任务三：如何把上述的两个电路组合起来

1、主电路的组合：

教师提问：主电路应如何改变？

学生回答：改变三相电源相序；

教师总结：利用KM1控制原来的主电路（即正转）KM2控制主电路一、三相相序的改变。（即反转）通过课件显示如下图让学生自己设计出反转的控制线路，开拓学生的创新思维，也为后续的课程做好铺垫。让学生注意换相。

比较前面两个电路的异同，并判断哪些元器件是可共用的，再将可共用的元器件移除，不可共用的合并。

引导启发学生对于主电路的合并有着什么样的特点。让学生自己找出，并指出这样设计的合理之处。

2、控制电路的组合：

教师提问：控制电路如何组合？

学生回答：只要再画一个和前面正转一样的电路即可。

教师总结：即KM2的控制。（同时显示控制KM2的电路）这就是电动机正反转控制线路。

教师分析：SB1和SB2不能同时按下，即在按下SB1电动机正转时，按下反转启动按钮，或在电动机反转时，按下正转启动按钮，（操作错误）将引起主回路电源短路。

教师强调特别注意：KM1和KM2线圈不能同时通电。

生产实际中没有这样的正反转电路，那么如何解决这个电路的缺点呢？如何在按下SB1时，KM1通电，KM2不能通电？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。（显示接触器联锁正反转控制线路）

通过课件演示组合过程

四、分析组合的新电路（10分钟）

通过分析可以得到新的正反转电路（即接触器互锁正反转控制线路）循序渐进分步设计，让学生自己设计控制线路培养学生自主学习和分析问题的能力。

通过多媒体课件动画，详细展示过程，进一步增强学生对正反转控制的理解。

1.分析原理：

正转分析： KM1辅助常闭触点断开（互锁）

按下SB1→KM1线圈得电吸合 KM1主触点闭合---------→

KM1辅助常开触点闭合（自锁）

→电动机正转→按下SB3→电动机停止

反转分析： KM2辅助常闭触点断开（互锁）

按下SB2→KM2线圈得电吸合 KM2主触点闭合---------→

KM2辅助常开触点闭合（自锁）

→电动机反转→按下SB3→电动机停止

五、分析缺陷拓展延伸（5分钟）

电动机从正转变为反转时，必须先按下停止按钮后，才能按反转启动按钮，否则由于接触器的联锁作用，不能直接实现反转控制。引导学生归纳总结电路优、缺点。

以上电路的缺点，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。

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。由此引出下个教学内容按钮接触器双重联锁正反转控制线路。

六、利用仿真软件操作练习（第二节课）

1.安装工艺要求

1、元件安装工艺：安装牢固、排列整齐；

2、布线工艺：走线集中、减少架空和交叉，做到横平、竖直、转弯成直角；

3、接线工艺：

A、每个接头最多只能接两根线；

B、平压式接线柱要求作线耳连接，方向为顺时针；

C、线头露铜部分 < 2 mm ；

D、电机和按钮等金属外壳必须可靠接地；

2.注意事项让大家对设计好的电路进行分析。明白工作原理。在阐述原来的过程中，让学生进行讨论看一看这个电路有着什么样的缺陷。最后老师进行点评。指出不足之处，从而也为下面的课程做好伏笔。

帮助学生复习安装的工艺要求和注意事项。同时按照接线原理图简述接线方法。

1、各个元件的安装位置要适当，安装要牢固、排列要整齐；

2、按钮使用规定：红色：SB3停止控制；绿色：SB1正转控制；黑色：SB2反转控制；

3、按钮、电机等金属外壳都必须接地，采用黄绿双色线；

4、主电路必须换相（即V相不变，U相与W相对换），才能实现正反转控制；

5、接线时，不能将控制正反转的接触器自锁触头互换，否则只能点

动；

6、接线完毕，必须先自检查，确认无误，方可通电；

仿真软件实物图

七、课堂小结（3分钟）

本节课是在普通正转控制电路的基础上来学习的，请同学们集体复习今天所讲述电路具有什么优缺点；掌握控制线路的工作原理；什么是互锁。

教师总结电动机正反转控制线路工作原理和优缺点对比。

八、课后作业（2分钟）

1、什么是互锁？互锁和自锁的区别是什么？对于主电路让学生注意相序的连接防止接错出现短路现象。

对于控制电路让学生注意互锁。防止出现短路现象。

让学生在设计出电路之后，再用教学仿真实训操作来实现。巩固知识点，提高学生学习兴趣和解决实际问题的能力。

让学生进一步巩固本课所讲述的难点，掌握其工作原理。

拓展学生的创新能力和

解决实际问题的能力。