電機與驅(qū)動技術(shù)教案

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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(chǔ)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(shù)2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內(nèi)容

一、磁場基本物理量

1、磁感應(yīng)強度

2、磁通量

3、磁導率

在磁場中不同介質(zhì)導磁能力不同，能對磁場產(chǎn)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(yīng)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(yīng)強度方向相同。

二、電機常用基本物理定律

1、通電導體產(chǎn)生的磁場

將導體或線圈通入電流后，其周圍就會產(chǎn)生磁場。磁感應(yīng)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(guān)系。

2、電磁感應(yīng)定律

當穿過閉合回路所圍面積的磁通量發(fā)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(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象?；芈分兴霈F(xiàn)的電流叫做感應(yīng)電流。在回路中出

現(xiàn)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(nèi)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(yīng)作用實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，所以電機內(nèi)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(chǎn)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(qū)動作用

將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能拖動機械裝置動作是驅(qū)動作用，是電動機的傳統(tǒng)作用。

2、執(zhí)行作用

在控制指令作用下實現(xiàn)動作機構(gòu)的精準定位是執(zhí)行作用。以控制與自動化的角度思考，

電動機無論是作為驅(qū)動裝置或是執(zhí)行裝置，其能量形式的轉(zhuǎn)換輸出與動作執(zhí)行狀態(tài)均是處于

受控狀態(tài)，以確保機械裝置與設(shè)備工作的安全性并達到要求的工作狀態(tài)。

復習本次課內(nèi)容

課夕卜

作業(yè)

裸

后

記

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2

順序授課班級

審批______年_____月_____0

課題2.1三相異步電動機結(jié)構(gòu)

教

學

、三相交流電動機的組成。

目

的1

2、定子與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、功能和分類。

教

學

、掌握三相交流電動機基本結(jié)構(gòu)。

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(jié)方式。

課時數(shù)2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內(nèi)容

一、復習磁場方面的知識

二、教學內(nèi)容

（一）基本結(jié)構(gòu)

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(jié)構(gòu)是相同的。它們都是由定

子和轉(zhuǎn)子這兩大基本部分組成，在定子和轉(zhuǎn)子之間具有一定的氣隙。

定子是固定不動的部分，轉(zhuǎn)子是轉(zhuǎn)動部分。為了使轉(zhuǎn)子能夠在定子中自由轉(zhuǎn)動，定子、

轉(zhuǎn)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(guī)則連接嵌放在定子槽

中。

教學過程及主要內(nèi)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(cè)的端蓋和軸承來支撐電動機轉(zhuǎn)子，

同時構(gòu)成電動機的電磁通路并發(fā)散電動機運行中產(chǎn)生的熱量。

（三）轉(zhuǎn)子

三相交流異步電動機的轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。

1、轉(zhuǎn)子鐵芯

1）作為電動機磁路的一部分，并放置轉(zhuǎn)子繞組。

2）作為電動機磁路的一部分，并放置轉(zhuǎn)子繞組。

2、轉(zhuǎn)子繞組

轉(zhuǎn)子繞組用來切割定子旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，并在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下受力

而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，按繞組不同，異步電動機分為籠型轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子兩類。

三、復習本次課內(nèi)容

課外

作業(yè)

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(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生

重

點1

2、電機中電磁轉(zhuǎn)矩的方向

教

學

難

點旋轉(zhuǎn)磁場與電磁轉(zhuǎn)矩的關(guān)系

課時數(shù)2?4課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內(nèi)容

一、復習交流電機結(jié)構(gòu)

二、教學內(nèi)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(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速稱之為同

步轉(zhuǎn)速；

(2)旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導體，產(chǎn)生感應(yīng)電勢；

(3)轉(zhuǎn)子繞組中感生電流；

(4)轉(zhuǎn)子電流在旋轉(zhuǎn)磁場中產(chǎn)生電磁力，形成電磁轉(zhuǎn)矩，電動機就轉(zhuǎn)動起來了。

設(shè)同步轉(zhuǎn)速為m,電動機的轉(zhuǎn)速為n,則轉(zhuǎn)速差為ni-n0

S=

S是分析異步電到4H運仃情況的主要參數(shù)：

(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(tài)，s=0(不能實現(xiàn))

教學過程及主要內(nèi)容

(-)三相異步電動機的轉(zhuǎn)向

原理：三相異步電動機的轉(zhuǎn)動方向是由旋轉(zhuǎn)磁場的方向決定的，而旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)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(diào)，電動機就實現(xiàn)了反轉(zhuǎn)。

(三)電動機的銘牌

銘牌定義:產(chǎn)品投放市場后，固定在產(chǎn)品上向用戶提供廠家商標識別、品牌區(qū)分，產(chǎn)品參

數(shù)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(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)、繞

組接線方式、防護等級等。

復習本次課內(nèi)容

課夕卜

作業(yè)

課

后

記

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4

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課題2.4三相異步電動機運行分析

教

學1、旋轉(zhuǎn)磁場對定子繞組的作用

目

的2、旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子繞組的作用

3、功率和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系

教

學

、交流電機轉(zhuǎn)速的計算

重1

點

2、感應(yīng)電動勢的正確理解

教

學

難

點電機內(nèi)部磁場

課時數(shù)2?4課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內(nèi)容

一、復習交流電機結(jié)構(gòu)

二、教學內(nèi)容

(-)旋轉(zhuǎn)磁場對定子繞組的作用

在異步電動機的三相定子繞組內(nèi)通人三相交流電后，即產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，此旋轉(zhuǎn)磁場將在

不動的定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)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(yīng)電動勢Ei相等，即

L71-￡l=4.44^1^1/l<Z>m

(-)旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子繞組的作用

(1)轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動勢及電流的頻率

POI-九)*51-幾)%

b~60―60%—

教學過程及主要內(nèi)容

即轉(zhuǎn)子中的電動勢及電流的頻率與轉(zhuǎn)差率S成正比。

當轉(zhuǎn)子不動時，即s=l,則

當轉(zhuǎn)子達到同步轉(zhuǎn)速時s=0,則f2=0,即轉(zhuǎn)子導體中沒有感應(yīng)電動勢及電流。

（2）轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢E2

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

（3）轉(zhuǎn)子的電抗和阻抗

（4）轉(zhuǎn)子的電流和功率因數(shù)

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(shù)cose1=0.83,求輸入功率Pi及效率〃。

（三）功率和轉(zhuǎn)矩的關(guān)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(zhuǎn)速

1460r/min,后者額定轉(zhuǎn)速730r/min,分別求它們的額定輸出轉(zhuǎn)矩0。

復習本次課內(nèi)容

課外

作業(yè)

課

后

記

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5

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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(guān)鍵點

教

學

難

點機械特性公式

課時數(shù)2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內(nèi)容

一、復習交流電機電磁關(guān)系

二、教學內(nèi)容

(-)三相異步電動機的工作特性曲線

詞——

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

1.轉(zhuǎn)速特性n=f(P2)

2.轉(zhuǎn)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(shù)特性cos(p尸f(P2)

教學過程及主要內(nèi)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(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱為啟動轉(zhuǎn)矩Kt。（又稱堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩），如啟動轉(zhuǎn)矩

Tst大于電動機軸上所帶的機械負載轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子電流b為零，故轉(zhuǎn)矩T=0。實際運行時，電動機轉(zhuǎn)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(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為額定轉(zhuǎn)速nN,此時的轉(zhuǎn)差率稱為額定轉(zhuǎn)差率SN,而電動機軸上產(chǎn)生的

轉(zhuǎn)矩則稱為額定轉(zhuǎn)矩TN

4.臨界運行點c

此時電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩最大，稱為最大轉(zhuǎn)矩Tm，該點轉(zhuǎn)速”稱為臨界轉(zhuǎn)速。對應(yīng)于臨

界轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)差率稱臨界轉(zhuǎn)差率sc

復習本次課內(nèi)容

課夕卜

作業(yè)

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(zhuǎn)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(shù)2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內(nèi)容

一、復習交流電機機械特性關(guān)系

二、教學內(nèi)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(wǎng)、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(jù)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(shè)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(shù)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(shù)，即電壓

比，Ku>lo

在電動機參數(shù)不變的情況下，啟動轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩將大大減小.

教學過程及主要內(nèi)容

2、星一三角降壓啟動

對于正常運行時定子繞組規(guī)定是三角形聯(lián)結(jié)的三相異步電動機，啟動時可以采用星形聯(lián)

結(jié)，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(wǎng)電壓降低后再加到電動機定子繞組上，待

轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定值時再將電動機直接接到電網(wǎng)上。

（三）繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的啟動

1.轉(zhuǎn)子電路串接啟動電阻器

廣泛應(yīng)用于啟動較困難的機械（如起重吊車、卷揚機等）上。但它的結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)矩突然增大，會在機械

部件上產(chǎn)生沖擊。當電動機容量較大時，轉(zhuǎn)子電流很大，啟動設(shè)備也將變的龐大，操作和維

護工作量大。

2.繞線轉(zhuǎn)子電動機轉(zhuǎn)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(chǎn)生很強的渦流，產(chǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的逐漸升高，轉(zhuǎn)子電流頻率

（Ml）便逐漸降低。

復習本次課內(nèi)容

課外

作業(yè)

課

后

記

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教案授課日期月日月日月日月日月日

7

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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(shù)2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內(nèi)容

一、復習交流電機啟動內(nèi)容

二、教學內(nèi)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(zhuǎn)速〃高于同步轉(zhuǎn)速即〃>〃1時，s<0,轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢

反反向。

冷、Tem與n反向，故此時異步電機將機械能轉(zhuǎn)變成電能反送回電網(wǎng)，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(zhuǎn)矩幾不變，轉(zhuǎn)

UJ0子所串電阻越大，轉(zhuǎn)速越高。為了避免因轉(zhuǎn)速高而損壞電機，在回饋制動

時，轉(zhuǎn)子回路中不串電阻。

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

無功電流建立磁場，就發(fā)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(fā)出電來，這

便是所謂自勵式異步發(fā)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(chǎn)生回饋制動外，在變極或變頻調(diào)速過程中，也會產(chǎn)生回饋制動。

教學過程及主要內(nèi)容

（二）反接制動

1.倒拉反接制動

轉(zhuǎn)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(tài)時，它由軸上輸入機械功率，定子又通過氣隙向轉(zhuǎn)子輸送電

功率，這兩部分功率都消耗在轉(zhuǎn)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(tài)時相反，即電機轉(zhuǎn)矩變負，與負載轉(zhuǎn)矩共同作

用下，使電動機轉(zhuǎn)速很快下降，如圖4-38（b）中的BC段。當轉(zhuǎn)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(tài)（對應(yīng)于CD段），當加速到D點，電動機穩(wěn)定

運轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)了反轉(zhuǎn)。

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

轉(zhuǎn)矩Tem和負載轉(zhuǎn)矩r的共同作用下，使電動機減速，直到轉(zhuǎn)速為零時，在Tem和兀的作

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

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

穩(wěn)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(chǎn)生恒定磁場。轉(zhuǎn)子由于慣性仍繼續(xù)沿原方向以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn),

切割定子磁場產(chǎn)生感應(yīng)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(zhuǎn)

動方向相反，因而起到制動作用。

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

置，而且制動轉(zhuǎn)矩隨電動機轉(zhuǎn)速的減小而減小。

三、復習本次課內(nèi)容

課外

作業(yè)

課

后

記

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課題2.8三相異步電動機變極調(diào)速與變轉(zhuǎn)差率調(diào)速

教

學

目

的三相異步電動機的變極調(diào)速、變頻調(diào)速、改變轉(zhuǎn)差率的調(diào)速

教

學

重

點三種調(diào)速方法的原理

教

學

難

點變頻時的電壓關(guān)系

課時數(shù)2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內(nèi)容

一、復習交流電機的制動內(nèi)容

二、教學內(nèi)容

(-)由異步電動機的轉(zhuǎn)差率公式可得

n=n1(一)=黑(一)

可知：要調(diào)節(jié)異步電動機的轉(zhuǎn)速有以下三種方法：

(1)改變定子繞組的磁極對數(shù)1>—變極調(diào)速。

(2)改變供電電網(wǎng)的頻率fi一變頻調(diào)速。

(3)改變電動機的轉(zhuǎn)差率5。

(-)變極調(diào)速

采用改變定子繞組極數(shù)的方法來調(diào)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(nèi)容

改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速

改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速方法有：改變電源電壓，改變轉(zhuǎn)子回路電阻，電磁轉(zhuǎn)差離合器等。

1.改變電壓Ui調(diào)速

2.改變轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速

3.電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)節(jié)

復習本次課內(nèi)容

課夕卜

作業(yè)

裸

后

記

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教案授課日期月日月日月日月日月日

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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(shù)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(nèi)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(shè)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(xiàn)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(zhuǎn)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(diào)一下位置，再試一遍，直到電動機轉(zhuǎn)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(tài)，避免發(fā)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(nèi)6個端頭的聯(lián)

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(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)的勻速搖動兆歐表一分鐘后，讀取表針穩(wěn)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(yīng)注意，地級（E）接線柱,

應(yīng)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(zhuǎn)與降壓啟動

改變?nèi)喈惒诫妱訖C的電源相序可以改變電動機的轉(zhuǎn)動方向，最簡單的方法是采用倒順

開關(guān)實現(xiàn)。特點是電路結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)控制

圖2—47正反轉(zhuǎn)電路

倒順開關(guān)的手柄有倒、停、順三個位置，手柄只能從“?！蔽恢米筠D(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)。

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(zhuǎn)，若要使電動機反轉(zhuǎn)則應(yīng)把QS扳到“停”位

置，使電動機先停轉(zhuǎn)，然后將手柄到反轉(zhuǎn)''倒”位置，則電動機應(yīng)啟動反轉(zhuǎn)。

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(wěn)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(shù)。

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(diào)速

在繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子回路中串入電阻能夠調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。是繞線式異步電動機

常用的調(diào)速方式，有廣泛的應(yīng)用。

QF荽W

測量，11

?

2。科中

1、按圖2-50安裝電路，閉合開關(guān)KI、K2、K3o

2、合上電源開關(guān)，電動機全壓起動，記錄鉗形萬用表讀數(shù)。

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

電動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，再斷開K2（10。串入轉(zhuǎn)子回路），最后斷開K3。

4、記錄不同阻值時的轉(zhuǎn)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(shè)計操作過程。

復習本次課內(nèi)容

課夕卜

作業(yè)

譚

后

記

電機與驅(qū)動技術(shù)教案

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(diào)速原理

課題3.1

3.2變頻器基礎(chǔ)

教

學

1、變頻器概述

目

的

2、通用變頻器的結(jié)構(gòu)

教

學

重

點變頻器主要環(huán)節(jié)的作用

教

學

難

點逆變過程

課時數(shù)2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內(nèi)容

一、復習變頻器原理

二教學內(nèi)容

1、在異步電動機恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速系統(tǒng)中，在變頻電路輸出頻率變化是地，必須同時調(diào)節(jié)其

輸出電壓。為了補償電網(wǎng)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(diào)節(jié)其輸出電壓。具體實現(xiàn)調(diào)壓和調(diào)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(diào)制和脈寬調(diào)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(guān)

的動作來說明。

S3\

——□------

R‘2\

教學過程及主要內(nèi)容

3、PWM調(diào)制原理

PWM的輸出電壓基本波形如圖18所示。在半個周期內(nèi)，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(shù)不變而改變脈沖寬度，可改變半周內(nèi)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(chǎn)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(zhuǎn)換等功能。

復習本次課內(nèi)容

課外

作業(yè)

課

后

記

電機與驅(qū)動技術(shù)教案

教案授課日期月日月日月日月日月日

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(shù)設(shè)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(shù)2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內(nèi)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(shè)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(yīng)根據(jù)生產(chǎn)過程的控制要求和生產(chǎn)作業(yè)的現(xiàn)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(shè)定變頻器的運行頻

率、設(shè)定各種參數(shù)、監(jiān)示操作命令和顯示錯誤等。

教學過程及主要內(nèi)容

顯小/按鍵功能說明

亮燈,：正轉(zhuǎn)運行中；慢閃爍（1.4s/次）：反轉(zhuǎn)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(jiān)視顯示監(jiān)視模式時亮燈

PRM指示燈參數(shù)設(shè)定模式顯示參數(shù)設(shè)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(wǎng)絡(luò)運行模式顯示網(wǎng)絡(luò)運行模式時亮燈

監(jiān)示用4位LED監(jiān)視器顯示頻率、參數(shù)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(shè)定頻率監(jiān)視時閃爍）

按該旋鈕可顯示以下內(nèi)容：

變更頻率設(shè)定、參數(shù)的?監(jiān)視模式時的設(shè)定頻率

M旋鈕

設(shè)定值?校正時的當前設(shè)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(shè)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(tài)

GE)鍵

啟動指令通過Pr40的設(shè)定，可以選擇旋轉(zhuǎn)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(shù)的設(shè)定。運行中按此鍵則監(jiān)視器出現(xiàn)以下顯示：運

(SE1)確定各設(shè)定

O鍵行頻率f輸出電流f輸出電壓

用于切換各設(shè)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(nèi)容

課夕卜

作業(yè)

課

后

記

電機與驅(qū)動技術(shù)教案

教案授課日期月日月日月日月日月日

12

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(guān)參數(shù)設(shè)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(shù)2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內(nèi)容

一、外部數(shù)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(shù)Pr.178~Pr.182設(shè)定，可以執(zhí)行不同的功能。這種方式能節(jié)省變頻器控制端子的數(shù)量，

簡化變頻器結(jié)構(gòu)。

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(chǎn)

生影響。請在確認各端子的功能后，再進行設(shè)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(yōu)先順序為點動＞多段速設(shè)定（RH、RM、RL、REX）＞PID（X14）。

4、當沒有設(shè)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(shè)定（7速）、遙控設(shè)定的分配使用通用的端子。不能個別設(shè)定。（由于均為速度設(shè)

定，沒必要同時設(shè)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(zhí)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(nèi)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(shù)Pr.73設(shè)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(shù)Pr.267和電壓/電流輸入切換開關(guān)的設(shè)定來確定使用輸入模

擬量性質(zhì)。

操作變頻器

1、外部點動操作

2、外部連續(xù)操作一一模擬量電壓

3、外部連續(xù)操作一一模擬量電流

整理實訓室

課夕卜

作業(yè)

裸

后

記

電機與驅(qū)動技術(shù)教案

教案授課日期月日月日月日月日月日

13

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(guān)參數(shù)設(shè)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(shù)2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內(nèi)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(shù)設(shè)定

3、運行操作

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

(2)在數(shù)值閃爍期間按?鍵確定頻率。若不按?鍵，數(shù)值閃爍約5s后顯示將變?yōu)?/p>

0.00Hz,這種情況下請返回“步驟2”重新設(shè)定頻率。

教學過程及主要內(nèi)容

(3)按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1或反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2,［RUN］指示燈在正轉(zhuǎn)

時亮燈，反轉(zhuǎn)時閃爍。這時電機以在操作面板的頻率設(shè)定模式中設(shè)定的頻率運行。

(4)松開正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1或反轉(zhuǎn)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(shù)設(shè)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(shù)值隨Pr.7加速時間而增大，變?yōu)?/p>

“5口℃”(50.00Hz)o［RUN］按鈕在正轉(zhuǎn)時亮燈，反轉(zhuǎn)時緩慢閃爍。

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

而減小，變?yōu)椤癚UU”(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(yè)

課

后

記

電機與驅(qū)動技術(shù)教案

教案授課日期月日月日月日月日月日

14

順序授課班級

審批2021年_____月______日

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(shù)設(shè)定。

3、完成三菱變頻器頻率跳變參數(shù)設(shè)定。

教

學

重

點變頻器操作方法

教

學

點

難無

課時數(shù)2課時

課型理論教學方法、手段講授

教學過程及主要內(nèi)容

一、理論部分

在工業(yè)生產(chǎn)中，很多生產(chǎn)機械需要在幾個特定的轉(zhuǎn)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(guān)通過改變輸入端子的狀態(tài)及其組合來實現(xiàn)。

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(xiàn)。

二、實訓部分

一、七段速

1、線路安裝

2、參數(shù)設(shè)定

3、運行操作

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

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

定一致。

(3)松開正轉(zhuǎn)按鈕SB1或者反轉(zhuǎn)SB2,變頻器停止運行。

教學過程及主要內(nèi)容

二、十五段速

1、線路安裝

2、參數(shù)設(shè)定

(1)十五段速在七段速的基礎(chǔ)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(guān)的參數(shù)Pr.4~Pr.6、Pr.24~Pr.27、Pr.232~Pr.239可以自己設(shè)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(shè)定為35Hz,Pr.33設(shè)定為30Hz。

(2)30Hz?35Hz之間跳變?yōu)?5Hz時,請將Pr.33設(shè)定為35Hz,Pr.34設(shè)定為30Hz。

實訓室整理

課夕卜

作業(yè)

裸

后

記

電機與驅(qū)動技術(shù)教案

教案授課日期月日月日月日月日月日

15

順序授課班級

審批_____年_____月_____H

課題實訓操作6——三菱變頻器遙控設(shè)定功能

教

學

目

的1、完成三菱變頻器頻遙控設(shè)定功能。

教

學

重