《電力拖動(dòng)控制線路與技能訓(xùn)練》（第四版）教材分析

1、電力拖動(dòng)控制線路與技能訓(xùn)練（第四版）教材分析各位專家、同仁：大家好！今天受中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障部職業(yè)培訓(xùn)教材辦公室的委托，對(duì)全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校電工類專業(yè)通用教材電力拖動(dòng)控制線路與技能訓(xùn)練(第四版)進(jìn)行簡(jiǎn)單的教材分析與說(shuō)明，能有機(jī)會(huì)和各位專家、同仁一起交流，感到非常榮幸。同時(shí)也感謝三編室領(lǐng)導(dǎo)給我這次學(xué)習(xí)交流的機(jī)會(huì)，下面對(duì)改版教材做一些說(shuō)明，希望得到大家的賜教。本教材是根據(jù)勞動(dòng)和社會(huì)保障部教材辦公室指導(dǎo)下修訂的電力拖動(dòng)控制線路與技能訓(xùn)練(第四版)教學(xué)大綱進(jìn)行編寫(xiě)的，課程的性質(zhì)是中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校電氣維修類專業(yè)的一門集理論知識(shí)與技能訓(xùn)練一體化的專業(yè)課程，是以研究電力拖動(dòng)控制線路的基本工作原理及其在生產(chǎn)機(jī)

2、械上應(yīng)用為主的一門學(xué)科。主要內(nèi)容包括：常用低壓電器及其選用、安裝使用與檢測(cè)維修；電動(dòng)機(jī)基本控制線路的構(gòu)成、工作原理及其安裝、調(diào)試與維修；常用生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路的原理分析及其安裝、調(diào)試與維修；變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本知識(shí)及其安裝、調(diào)試與維修。本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握與電力拖動(dòng)相關(guān)的理論知識(shí)與操作技能，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)方法，以及分析解決繼電接觸式控制系統(tǒng)一般技術(shù)問(wèn)題的能力，達(dá)到國(guó)家和企業(yè)目前對(duì)該專業(yè)中級(jí)工工作崗位的要求。具體要求是：1.熟悉常用低壓電器的功能、基本結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握常用低壓電器的選用、安裝、使用及檢測(cè)調(diào)整方法。2.掌握電動(dòng)機(jī)基本控制線路的構(gòu)成、工作原理分析方法及其安裝、調(diào)試

3、與維修方法。3.掌握常用典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路工作原理的分析方法及其安裝、調(diào)試與維修方法。4.熟悉變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本知識(shí)及通用變頻器的安裝、調(diào)試與維護(hù)方法。為適應(yīng)電力拖動(dòng)新技術(shù)的發(fā)展要求，滿足中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校實(shí)際教學(xué)的需要，四版教材在總結(jié)三版教材使用中得出的經(jīng)驗(yàn)和暴露出的不足的基礎(chǔ)上，圍繞教學(xué)大綱中規(guī)定的任務(wù)、內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和要求，根據(jù)本專業(yè)的特點(diǎn)和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，遵循理論服務(wù)于技能必需夠用，突出技能操作訓(xùn)練的原則，全書(shū)仍按三版的順序以四個(gè)單元安排了內(nèi)容，在順序上未作大的改動(dòng)是考慮到三版教材已得到廣大師生的認(rèn)可，比較符合教學(xué)實(shí)際，同時(shí)也避免新版教材由于改動(dòng)過(guò)大給教師帶來(lái)陌生感而不便于教學(xué)。在

4、結(jié)構(gòu)上注意了內(nèi)容的前后銜接，在單元與單元之間、課題與課題之間也注意了內(nèi)容的系統(tǒng)性、連貫性、條理性和完整性。在內(nèi)容的選擇上，進(jìn)行了精心細(xì)致的篩選和整合，刪掉了一些文字?jǐn)⑹銎嗥爆?、難懂難記不是很重要的內(nèi)容，保證重點(diǎn)，淡化難點(diǎn)，同時(shí)避免內(nèi)容的重復(fù)現(xiàn)象。全書(shū)的編寫(xiě)脈絡(luò)仍延續(xù)三版的形式，即“緒論第一單元常用低壓電器及其安裝、檢測(cè)與維修第二單元電動(dòng)機(jī)的基本控制線路及其安裝、調(diào)試與維修第三單元常用生產(chǎn)機(jī)械的電氣控制線路及其安裝、調(diào)試與維修第四單元變頻調(diào)速系統(tǒng)”。具體說(shuō)明如下：一、教材內(nèi)容表現(xiàn)形式靈活多變，增強(qiáng)了教材的趣味性和可讀性，使教材富有親和力。教材在每一單元、每一課題的前面首先指明學(xué)習(xí)目標(biāo)，使學(xué)生

5、在明確學(xué)習(xí)目標(biāo)的前提下進(jìn)行學(xué)習(xí)。在內(nèi)容編排上采用了大量的插圖和表格，也設(shè)計(jì)了一些小思考等問(wèn)題，以啟發(fā)學(xué)生的思維。注意用表格、流程圖等靈活多樣的形式取代大段的文字?jǐn)⑹?，使教材的表現(xiàn)形式生動(dòng)、活潑，圖文并茂，貼近實(shí)際，從而能有效的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。展示緒論內(nèi)容說(shuō)明如在緒論中，講了三個(gè)問(wèn)題：一、電力拖動(dòng)；二、學(xué)習(xí)目標(biāo)；三、注意事項(xiàng)。對(duì)第一個(gè)問(wèn)題，以常用的車床、磨床和鉆床操作圖片引入電力拖動(dòng)的概念和優(yōu)點(diǎn)，又以臺(tái)式鉆床圖片引出電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成及各部分的作用，并以框圖和文字注釋的方式展示內(nèi)容，刪去了三版教材中電力拖動(dòng)的發(fā)展過(guò)程，突出了重點(diǎn)內(nèi)容，學(xué)生易學(xué)易記。對(duì)第二個(gè)問(wèn)題，以最常用的ca6140型車床的

6、外形圖片引出配電盤圖片又引出控制線路電路圖圖片最后引出一最常用的基本控制線路電路圖圖片，并配以少量的文字說(shuō)明學(xué)習(xí)目標(biāo)，圖文并茂，簡(jiǎn)單明了，顯然以這種形式來(lái)介紹本教材的學(xué)習(xí)目標(biāo)，易給學(xué)生形成非常直觀的感性印象，比單純的文字?jǐn)⑹鋈菀准ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的積極性。在緒論習(xí)題處理上，給出許多圖片讓學(xué)生識(shí)別，以加深對(duì)電力拖動(dòng)的理解。又如第一單元介紹的是各種低壓電器，三版教材是以大量的文字?jǐn)⑹鼋Y(jié)合一些結(jié)構(gòu)原理圖介紹，各種電器的實(shí)際外形圖很少，由于學(xué)生沒(méi)見(jiàn)過(guò)這些電器，學(xué)起來(lái)既無(wú)興趣也不易記憶識(shí)別，因此四版教材在介紹各種低壓電器時(shí)，先給出一些常用電器外形圖的圖片，然后再選取一種典型的電器介紹它們的功能、結(jié)構(gòu)、原

7、理、型號(hào)意義、選用、安裝與使用、常見(jiàn)故障及處理方法等，并在每學(xué)完一個(gè)課題都提示學(xué)生走訪低壓電器廠家、專賣店和上網(wǎng)去認(rèn)識(shí)更多的低壓電器，以拓展他們的自學(xué)能力。展示某些低壓電器的圖片低壓熔斷器開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)關(guān)低壓斷路器 a) b) c)中間繼電器交流接觸器按鈕 圖13 常見(jiàn)的幾種低壓電器 a)瓷插式 b)rl1、rls系列螺旋式 c) rm10系列無(wú)填料封閉管式 d) rt18系列圓筒帽形 e)rt15系列螺栓連接 f) rt0系列有填料封閉管式 圖17 幾種低壓熔斷器在第二單元中，三版是結(jié)合一些墨線圖片來(lái)講授各種基本控制線路的構(gòu)成、原理、安裝、調(diào)試和維修的，四版教材則又添加了一些實(shí)際安裝的模擬盤

8、圖片，使學(xué)生更易學(xué)易懂。展示某些模擬盤的圖片接線端子接觸器熔斷器按鈕斷路器電動(dòng)機(jī) a) 模擬配電盤 b)電路圖 c)布置圖 d)接線圖 圖2-5 點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)控制線路 安裝點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)控制線路再如，第三單元和第四單元，采用了一些表格、流程圖，替代了三版的大段文字?jǐn)⑹?，也使繁雜的內(nèi)容變得易學(xué)易懂。展示某些表格和流程圖的圖片表33 ca6140臥式車床的主要運(yùn)動(dòng)形式及控制要求運(yùn)動(dòng)種類 運(yùn)動(dòng)形式控制要求主運(yùn)動(dòng)主軸通過(guò)卡盤或頂尖帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（1）主軸電動(dòng)機(jī)選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，不進(jìn)行調(diào)速，主軸采用齒輪箱進(jìn)行機(jī)械有級(jí)調(diào)速。（2）車削螺紋時(shí)要求主軸有正反轉(zhuǎn)，一般由機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)，主軸電動(dòng)機(jī)只作單向旋轉(zhuǎn)。（3

9、）主軸電動(dòng)機(jī)的容量不大，可采用直接啟動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)刀架帶動(dòng)刀具的直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)也由主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主軸電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)掛輪箱傳遞給進(jìn)給箱來(lái)實(shí)現(xiàn)刀具的縱向和橫向進(jìn)給。加工螺紋時(shí)，要求刀具的移動(dòng)和主軸轉(zhuǎn)動(dòng)有固定的比例關(guān)系。輔助運(yùn)動(dòng)刀架的快速移動(dòng)由刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，該電動(dòng)機(jī)可直接啟動(dòng)，也不需要正反轉(zhuǎn)和調(diào)速。尾架的縱向移動(dòng)由手動(dòng)操作控制工件的夾緊與放松由手動(dòng)操作控制加工過(guò)程的冷卻冷卻泵電動(dòng)機(jī)和主軸電動(dòng)機(jī)要實(shí)現(xiàn)順序控制，冷卻泵電動(dòng)機(jī)也不需要正反轉(zhuǎn)和調(diào)速。下面以主軸電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)的故障為例介紹常見(jiàn)電氣故障的檢修方法和步驟。合上電源開(kāi)關(guān)qf，按下啟動(dòng)按鈕sb2，電動(dòng)機(jī)m1不啟動(dòng)，此時(shí)首先要檢查接觸器k

10、m是否吸合，若km吸合，則故障必然發(fā)生在主電路，可按下列步驟檢修： 無(wú)電壓 380v 無(wú)電壓 380v 接觸不良或燒毛 正常 阻值不等 阻值較小且相等 合上斷路器qf熔斷器fu(l3)熔斷或連線斷線，應(yīng)查明原因，更換相同規(guī)格的熔體或連接導(dǎo)線測(cè)u10與w10間的電壓測(cè)u11與w11間的電壓斷路器qf（l3相）接觸不良或連線斷線，應(yīng)查明原因，更換相同規(guī)格的斷路器或連接導(dǎo)線斷開(kāi)qf，檢查km主觸頭修整觸頭或更換相同規(guī)格的接觸器用萬(wàn)用表r1擋測(cè)km出線端的電阻值檢查kh1、m1及其之間的連線并排除故障檢查電動(dòng)機(jī)機(jī)械部分，查明故障并修復(fù)若接觸器km不吸合，可按下列步驟檢修：按下sb3，檢查ka2是否吸合

11、，若ka2也不吸合，就要檢查照明燈和信號(hào)燈是否亮，若照明燈和信號(hào)燈不亮，說(shuō)明電源部分有故障（但不能排除控制電路有故障）；若照明燈和信號(hào)燈亮，說(shuō)明故障范圍在控制電路上。若ka2吸合，說(shuō)明km和ka2的公共控制電路部分（01245）正常，故障范圍在km的線圈支路部分（5670），可用電壓測(cè)量法檢修。用電壓測(cè)量法檢修電路故障的方法見(jiàn)表38。表38 用電壓測(cè)量法檢修電路故障故障現(xiàn)象測(cè)量線路及狀態(tài)5-66-77-0故障點(diǎn)排除方法按下sb2，km不吸合，按下sb3時(shí)，ka2吸合按下sb2不放110v00sb1接觸不良或接線脫落更換sb1或?qū)⒚撀渚€接好0110v0sb2接觸不良或接線脫落更換sb2或?qū)⒚撀渚€

12、接好00110vkm線圈開(kāi)路或接線脫落更換線圈或?qū)⒚撀渚€接好ca6140車床其他常見(jiàn)電氣故障的檢修見(jiàn)表39 。表39 ca6140車床其他常見(jiàn)電氣故障的檢修故障現(xiàn)象故障原因處理方法主軸電動(dòng)機(jī)m1啟動(dòng)后不能自鎖，即按下sb2，m1啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，松開(kāi)sb2，m1隨之停止接觸器km的自鎖觸頭接觸不良或連接導(dǎo)線松脫。合上qf，測(cè)km自鎖觸頭（67）兩端的電壓，若電壓正常，故障是自鎖觸頭接觸不良，若無(wú)電壓，故障是連線(6、7)斷線或松脫。主軸電動(dòng)機(jī)m1不能停止km主觸頭熔焊；停止按鈕sb1被擊穿或線路中5、6兩點(diǎn)連接導(dǎo)線短路；km鐵心端面被油垢粘牢不能脫開(kāi)。斷開(kāi)qf，若km釋放，說(shuō)明故障是停止按鈕sb1被擊

13、穿或?qū)Ь€短路；若km過(guò)一段時(shí)間釋放，則故障為鐵心端面被油垢粘牢；若km不釋放，則故障為km主觸頭熔焊?？筛鶕?jù)情況采取相應(yīng)的措施修復(fù)。主軸電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中停車熱繼電器kh1動(dòng)作，動(dòng)作原因可能是：電源電壓不平衡或過(guò)低；整定值偏??；負(fù)載過(guò)重，連接導(dǎo)線接觸不良等。 找出kh1動(dòng)作的原因，排除后使其復(fù)位。照明燈el不亮燈泡損壞；fu4熔斷；sa觸頭接觸不良；tc二次繞組斷線或接頭松脫；燈泡和燈頭接觸不良等?？筛鶕?jù)具體情況采取相應(yīng)的措施修復(fù)。表4-3 控制電路各部分的功能主控板它是變頻器運(yùn)行的控制中心,其核心器件是微控制器（單片微機(jī)）或數(shù)字信號(hào)處理器（dsp），其主要功能有:(1）接受并處理從鍵盤、外部控制電

14、路輸入的各種信號(hào)，如修改參數(shù)、正反轉(zhuǎn)指令等。(2)接受并處理內(nèi)部的各種采樣信號(hào),如主電路中電壓與電流的采樣信號(hào)、各部分溫度的采樣信號(hào)、各逆變管工作狀態(tài)的采樣信號(hào)。(3）向外電路發(fā)出控制信號(hào)及顯示信號(hào),如正常運(yùn)行信號(hào)、頻率到達(dá)信號(hào)等，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況,立刻發(fā)出保護(hù)指令進(jìn)行保護(hù)或停車，并輸出故障信號(hào)。(4)完成spwm調(diào)制,將接受的各種信號(hào)進(jìn)行判斷和綜合運(yùn)算,產(chǎn)生相應(yīng)的spwm調(diào)制指令,并分配給各逆變管的驅(qū)動(dòng)電路。(5)向顯示板和顯示屏發(fā)出各種顯示信號(hào)。鍵盤與顯示板鍵盤與顯示板總是組合在一起。鍵盤是向主控板發(fā)出各種信號(hào)或指令, 主要用于向變頻器發(fā)出運(yùn)行控制指令或修改運(yùn)行數(shù)據(jù)等。顯示板是將主控板提供

15、的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示, 大部分變頻器配置了液晶或數(shù)碼管顯示屏, 還有run(運(yùn)行)、stop(停止)、fwd(正轉(zhuǎn))、rev(反轉(zhuǎn))、flt（故障）等狀態(tài)指示燈和單位指示燈，如hz、a、v等?？梢酝瓿梢韵赂鞣N指示功能。（1）在運(yùn)行監(jiān)視模式下，顯示各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，如頻率、電壓、電流等。（2）在參數(shù)模式下，顯示功能碼和數(shù)據(jù)碼。（3）在故障狀態(tài)下，顯示故障原因代碼。電源板與驅(qū)動(dòng)板變頻器的內(nèi)部電源普遍使用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，電源板主要提供以下直流電源：（1）主控板電源 它是具有極好穩(wěn)定性和抗干擾能力的一組直流電源。（2）驅(qū)動(dòng)電源 逆變電路中上橋臂的三只逆變管驅(qū)動(dòng)電路的電源是相互隔離的三組獨(dú)立電源，下橋臂三只逆變

16、管驅(qū)動(dòng)電源則可共“地”。但驅(qū)動(dòng)電源與主控板電源必須可靠絕緣。（3）外控電源 為變頻器外電路提供的穩(wěn)恒直流電源。中小功率變頻器的驅(qū)動(dòng)電路往往與電源電路在同一塊電路板上，驅(qū)動(dòng)電路接受主控板發(fā)來(lái)的spwm調(diào)制信號(hào)，在進(jìn)行光電隔離、放大后去驅(qū)動(dòng)逆變管的開(kāi)關(guān)工作。外接控制電路外接電路可實(shí)現(xiàn)由電位器、主令電器、繼電器及其他自控設(shè)備對(duì)變頻器的運(yùn)行控制，并輸出其運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警、運(yùn)行數(shù)據(jù)信號(hào)等。一般包括：外部給定電路、外接輸入控制電路、外接輸出電路、報(bào)警輸出電路等。大多數(shù)中小容量通用變頻器中，外接控制電路往往與主控電路設(shè)計(jì)在同一電路板上，以減小其整機(jī)的體積、提高電路可靠性、降低生產(chǎn)成本。二、緊跟新技術(shù)的發(fā)展

17、方向，對(duì)三版教材的部分內(nèi)容及時(shí)進(jìn)行了更新，使教材內(nèi)容富有時(shí)代氣息。教材在內(nèi)容選擇上，本著以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力為主，兼顧國(guó)家職業(yè)資格考試需要的原則，對(duì)教材中的內(nèi)容進(jìn)行了增刪，刪去了一些較復(fù)雜且在實(shí)際工作中應(yīng)用較少的內(nèi)容，增加了一些對(duì)新技術(shù)、新產(chǎn)品和新工藝介紹的內(nèi)容，以適應(yīng)目前中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校的教學(xué)要求，拓寬學(xué)生的視野。如：第一單元中，刪去了低壓電器型號(hào)組成形式（把此部分內(nèi)容放在了教參中，以便于教師查閱）、功率繼電器和電磁鐵等部分內(nèi)容，精簡(jiǎn)了接觸器維修和調(diào)整的內(nèi)容，對(duì)已淘汰的電器如dz10低壓斷路器、cj0系列交流接觸器、jr16熱繼電器等內(nèi)容進(jìn)行了剔除。增加了一些更新?lián)Q代新低壓電器產(chǎn)品的外形

18、圖和技術(shù)資料等。第二單元中，刪去了一些不實(shí)用線路和個(gè)別較復(fù)雜的線路，如按鈕聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路、串聯(lián)電阻降壓?jiǎn)?dòng)控制線路中的b、c、e和雙向啟動(dòng)反接制動(dòng)控制線路等，增加了固態(tài)降壓?jiǎn)?dòng)器等新技術(shù)。第三單元中，刪去了三版教材中c5225雙柱立式車床、m7475b平面磨床、m1432a萬(wàn)能外圓磨床、t610鏜床等較復(fù)雜的線路。對(duì)三版的第四單元電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)及其調(diào)試與維修，刪除了課題一晶閘管直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)和課題二交磁電機(jī)擴(kuò)大機(jī)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)，只保留了課題三變頻調(diào)速系統(tǒng)的內(nèi)容，即四版第四單元標(biāo)題變?yōu)椤白冾l調(diào)速系統(tǒng)”。 注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用變頻器的能力。三、內(nèi)容力求敘述精煉，條理清楚，詳略得當(dāng)，用語(yǔ)嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范。三板教材內(nèi)容敘述詳細(xì)，便于教師備課和學(xué)生自己看書(shū)學(xué)習(xí)，但略顯羅嗦，且教材篇幅較大。四版教材注意敘述精煉，詳略得當(dāng)，對(duì)重復(fù)性的內(nèi)容進(jìn)行了刪減，如三版教材中幾乎對(duì)所有控制線路的工作原理都進(jìn)行了詳細(xì)敘述，各個(gè)技能訓(xùn)練中也幾乎都給出了評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，重復(fù)性的內(nèi)容較多，四版教材在這方面作了刪減。同時(shí)注意了內(nèi)容敘述時(shí)用詞準(zhǔn)確、規(guī)范，所有名詞術(shù)語(yǔ)、圖形符號(hào)均符合新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。四、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容突出實(shí)用原則，刪去了個(gè)別實(shí)訓(xùn)條件受限的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。通過(guò)三版教材幾