电机及电气控制技术

目录
项目一 学习直流电动机 1
项目导入 1
学习任务一 直流电动机的拆装与检测 1
任务准备 1
一、电机概述 1
二、电动机分类 3
三、直流电动机的结构 6
四、直流电动机的分类及励磁方式 9
五、直流电动机的工作原理 10
六、直流电动机的可逆性原理 11
七、直流电动机的铭牌 11
八、直流电动机的保养与维修 12
任务实施 13
实训模块1  直流电动机的拆装 13
实训模块2  直流电动机的保养与维修 15
问题思考 15
考核评价 15
学习任务二 直流电动机的控制运行 16
任务准备 16
一、直流电动机的启动 16
（一）全压启动 16
（二）降低电源电压启动 16
（三）电枢回路串电阻启动 17
二、直流电动机调速 18
三、直流电动机的制动控制 22
任务实施 26
实训模块1  直流电动机的启动、调速 26
实训模块2  并励直流电动机的能耗制动 27
实训模块3  并励直流电动机调节电压调速实训 28
问题思考 29
考核评价 29
任务拓展 30
一、无刷直流电动机的特点及应用 30
二、无刷直流电动机的结构及组成 31
三、无刷直流电动机的工作原理 32
四、电动自行车电气结构及电路 33
拓展训练 37
项目总结 38
习题1 38
实训1 39
项目二  学习变压器 40
项目导入 40
学习任务一 变压器的制作及运行 40
任务准备 40
一、变压器分类、原理概述 40
二、变压器结构 42
三、变压器的铭牌和冷却方式 46
四、单相变压器运行特性 47
（一）单相变压器的空载运行 47
（二）单相变压器的有载运行特性 48
（三）单相变压器的输出特性 49
五、三相变压器 49
（一）三相变压器磁路系统 49
（二）三相变压器的连接组别 50
（三）三相变压器并联运行 54
六、变压器的常见故障分析 55
七、小型单相变压器的制作 56
（一）计算及设计 56
（二）绕组制作 60
（三）绝缘处理 62
（四）铁芯的装配 62
（五）调整测试 63
任务实施 63
实训模块1  测定单相变压器的参数和外特性 63
实训模块2  小型单相变压器的设计制作 66
问题思考 68
考核评价 68
学习任务二 认识常见特殊变压器 68
任务准备 68
一、自耦变压器（调压器） 69
二、仪用互感器 70
三、电焊变压器 71
任务实施 72
实训模块1  电能表的安装、接线及计量 72
实训模块2  钳形电流表与兆欧表的使用 75
知识链接1  钳形电流表原理及使用方法 75
知识链接2  兆欧表原理及使用方法 76
问题思考 77
考核评价 77
项目总结 78
习题2 78
实训2 78
项目三  学习交流异步电动机 79
项目导入 79
学习任务一 交流电机的拆装与检修 79
任务准备 79
一、三相异步电动机的基本构造 79
二、三相异步电动机的转动原理 82
三、认识三相异步电机绕组结构 85
（一）有关术语和基本参数 85
（二）三相绕组的排列方法 87
（三）三相绕组的端部连接方式 88
四、三相异步电动机铭牌技术数据 92
五、三相异步电动机的选择 93
六、三相异步电动机的检修维护 94
任务实施 96
实训模块1  交流电动机的拆装 96
实训模块2  交流电动机测试 97
问题思考 99
考核评价 99
学习任务二 三相异步电动机的启动、调速与制动 100
任务准备 100
一、三相异步电动机启动 100
（一）三相异步电动机启动概述 100
（二）三相笼形异步电动机的启动 101
（三）三相绕线式异步电动机的限流启动 102
二、三相异步电动机调速 103
（一）变极调速 104
（二）变频调速 104
（三）变转差率调速 106
（四）电磁调速 108
三、三相异步电动机制动 110
（一）机械制动 110
（二）电气制动 111
任务实施 112
实训模块1  交流电动机启动 112
实训模块2  交流电动机电磁调速实训 114
问题思考 116
考核评价 116
学习任务三 单相异步电动机 117
任务准备 117
一、单相异步电动机特点 117
二、单相异步电动机种类 117
三、单相异步电动机结构 118
四、单相异步电动机的工作原理 120
五、单相异步电动机的启动 121
六、单相异步电动机调速及反向控制 124
任务实施 126
实训模块1  单相电容启动电动机启动 126
实训模块2  单相电容运转电动机启动 127
问题思考 128
考核评价 128
项目总结 129
习题3 129
实训3 129
项目四 常用控制电机 130
项目导入 130
学习任务一 认识常用控制电机 130
任务准备 130
一、认识伺服电动机 130
（一）伺服电机概述 130
（二）交流伺服电动机 131
（三）直流伺服电动机 133
二、测速发电机 134
（一）直流测速发电机 135
（二）交流测速发电机 136
三、步进电动机 137
（一）步进电机的特点及应用 138
（二）步进电动机的结构和工作原理 138
四、直线电动机 139
（一）直线电动机分类 139
（二）直线电机组成 139
（三）直线电机工作原理 141
（二）直线电机优点 141
（三）直线电机的应用 141
五、交直流两用电动机 142
任务实施 142
实训模块1  交流伺服电动机实训 142
实训模块2  交流测速发电机实训 144
实训模块3  基于PLC控制的步进电机运行实训 145
问题思考 147
考核评价 147
项目总结 148
习题4 148
实训4 148
项目五 常用低压电器 149
学习任务一 认识常用低压电器 149
任务准备 149
一、初识低压电器 149
（一）常用低压电器的分类、产品标准和常用术语 149
（二）低压电器型号组成及含义 150
二、低压开关 151
（一）刀开关 151
（二）组合开关 152
（三）低压断路器 153
三、熔断器 155
（一）熔断器的主要技术参数 155
（二）常用的低压熔断器 156
（三）安装使用维护 158
四、主令电器 159
（一）按钮 159
（二）位置开关 161
（三）万能转换开关 165
（四）主令控制器 166
五、接触器 167
（一）交流接触器 167
（二）直流接触器 169
六、继电器 169
（一）热继电器 169
（二）时间继电器 171
（三）中间继电器 173
（四）固态继电器 174
七、其他常用低压电器 175
（一）电磁铁 175
（二）凸轮控制器 176
（三）频敏变阻器 177
（四）指示灯 177
任务实施 178
实训模块1  常用低压电器认知实训 178
实训模块2  常用低压电器检测实训 178
学习任务二 选择常用低压电器 179
任务准备 179
一、常用低压电器选用原则 179
二、电动机额定电流的速算 180
三、电动机配用断路器的选择 180
四、电动机配用熔断器的选择 181
五、电动机配用接触器的选择 181
六、热继电器的选择 182
七、电动机配用导线的选择 182
任务实施 183
实训模块1  常用低压电器使用方法实训 183
问题思考 183
考核评价 183
项目总结 184
习题5 184
项目六 基本电气控制电路技术 185
项目导入 185
学习任务一 认识基本电气控制与保护电路 185
任务准备 185
一、电动机控制线路图的识图及绘制 185
（一）电气原理图 186
（二）电气元件布置图 187
（三）电气接线图 188
（四）电气控制线路图的阅读 189
二、直接启动单向运行的控制与保护电路 189
（一）单向点动控制 189
（二）单向连续运转控制电路 189
三、基本保护电路技术 190
任务实施 192
实训模块1 电动机点动连动接线 192
问题思考 194
考核评价 194
学习任务二 认识软启动电气控制技术 194
任务准备 194
一、软启动工作原理及启动方式 194
（一）软启动工作原理 194
（二）软启动控制方式 195
二、 软启动器的保护功能 196
三、 软启动器的优点及应用范围 196
（一）软启动器的优点 196
（二）软启动器的应用范围 197
任务实施 197
实训模块1  电动机软启动简单应用 197
实训模块2  具有正反转控制的电动机软启动 198
问题思考 199
考核评价 199
项目总结 200
习题6 200
实训6 200
项目七 典型电气控制电路实训 203
项目内容 203
实训任务一 三相交流电动机电气控制实训 203
实训任务说明 203
实训一 三相电动机两地控制电路 203
实训二 接触器连锁的三相电机正反转控制线路 205
实训三 电气和机械双重连锁控制三相异步电动机正反转 206
实训四 三相异步电动机Y/△启动自动控制 208
实训五 双电机手动顺序启停控制 209
实训六 双电机自动顺序启动控制 211
实训七 三相异步电动机串电阻降压启动控制 212
实训八 三相异步电动机能耗制动控制 214
实训九 三相异步电动机反接制动控制 215
实训任务二 常见机床电气控制实训 217
任务说明 217
实训一 电动葫芦电气控制线路 217
实训二 C620型车床控制电路 218
实训三 Z3040型摇臂钻床电气控制电路 220
实训四 X62W型万能铁床电气控制线路 223
项目总结 229
实训问题思考 229
项目八 变频控制技术 231
项目内容 231
任务一 认识变频器 231
任务说明 231
一、学习变频器基础知识 231
（一）变频器定义、工作原理及组成 231
（二）变频器的分类 233
二、变频器的给定方式和控制方式 234
任务二 使用变频器 235
任务说明 235
一、学习变频器面板操作 235
（一）认识操作面板 235
（二）面板操作 236
（三）参数设置 237
二、安装接线 238
（一）功率输入输出端子 238
（二）控制端子接线 239
（三）总体接线示意图 239
任务实施 241
实训模块1  变频器的PU操作实训 241
实训模块2  外部模拟量（电压/电流）变频调速 242
实训模块3  多段速度选择变频调速 244
项目总结 247
习题8 247
实训8 247
项目九 可编程控制器简单应用 249
学习任务一 认识可编程控制器 249
任务准备 249
一、初识可编程控制器 249
（一）可编程控制器概述 249
（二）可编程控制器的基本结构 250
（三）可编程控制器的工作原理 251
二、可编程控制器的电气控制电路 252
三、可编程控制器的编程 252
（一）可编程控制器的编程语言 252
（二）可编程控制器的编程步骤 255
（三）编程元件及其功能 255
（四）基本逻辑指令 258
（五）梯形图的设计与编程方法 261
任务实施 262
实训模块1  三相交流电动机的 Y―△降压启动PLC控制 262
实训模块2  双重连锁电机正反转PLC控制 265
问题思考 268
考核评价 268
项目总结 269
习题9 269
实训9 269
项目十 拓展实训项目应用案例 271
拓展项目内容 271
拓展项目一 变频器恒压供水系统应用 271
项目理解 271
知识传授 271
能力培养 271
项目实施 271
任务一 项目实施前准备 271
实训模块1  阅读相关技术资料 271
知识链接1  学习变频器恒压供水系统知识 272
一、认识变频器恒压供水系统 272
（一）任务的背景知识 272
（二）恒压供水的基本知识 272
二、变频恒压供水系统设计 274
（一）设计任务及要求 274
（二）系统的构成 274
（三）主电路接线图 274
（四）系统运行流程 275
实训模块2  制定项目工作计划 276
知识链接2  项目工作计划制定方法 276
实训模块3  领取器件进行检查测试 277
知识链接3  器件选择检查方法 278
任务二 安装、接线、管路连接 279
实训模块1  变频恒压供水系统布局安装 279
知识链接1  主要设备的选型及接线 279
实训模块2  系统设备检查与测试 281
任务三 系统调试与运行 282
实训模块1  变频恒压供水系统软件配置 282
实训模块2  变频恒压供水系统调试与运行 282
知识链接1  PLC控制与编程 282
（一）PLC控制 282
（二）PLC控制编程 284
任务四 提交数据和报告 284
实训模块1  填写实训报告 284
实训模块2  变频器指令参数清单 285
实训模块3  PLC程序清单 285
实训考核 285
拓展项目二  基于PLC控制的电梯系统应用 286
项目理解 286
知识传授 286
能力培养 286
项目工作任务书 286
项目实施 288
任务一 项目实施前准备 288
实训模块1  认识电梯 288
知识链接1  学习电梯控制系统相关知识 290
一、认识电梯控制系统 290
二、电梯系统的基本组成 290
（一）机械系统 290
（二）电力拖动系统 292
三、电梯控制系统设计 293
（一）电梯的控制要求 293
（二）电梯的PLC控制系统设计 293
实训模块2  阅读相关技术资料 293
实训模块3  制定项目工作计划 294
知识链接2  项目工作计划制定方法 294
实训模块4  实训器件检查测试 295
知识链接3 器件选择检查方法 298
任务二 电气安装接线、机构组装 298
实训模块1  基于PLC控制的电梯系统电路设计与绘制 298
实训模块2  基于PLC控制的电梯系统安装 299
知识链接1  电梯的电气控制电路 299
实训模块3  电梯系统设备检查与测试 301
任务三 系统调试与运行 301
实训模块1  基于PLC电梯系统调试与运行 301
知识链接1  PLC连接线I/O点 302
知识链接2  电梯电气故障分析和排除 303
任务四 提交数据和报告 305
实训模块1  填写实训报告 305
实训模块2  变频器指令参数清单 306
实训模块3  PLC程序清单 306
实训考核 306
项目总结 307
习题10 307
实训10 307
附录 常见元件图形符号、文字符号一览表 309
参考文献 311