****學(xué)院?jiǎn)卧虒W(xué)設(shè)計(jì)****學(xué)年第**學(xué)期課程名稱：電機(jī)與電氣控制技術(shù)授課班級(jí)：****任課教師：所在系部及教研室：研室

第1講標(biāo)題：電磁學(xué)基礎(chǔ)（2學(xué)時(shí)）授課班級(jí)上課時(shí)間上課地點(diǎn)多媒體教室教學(xué)目的磁場(chǎng)的產(chǎn)生及衡量磁場(chǎng)的物理量；物質(zhì)磁化的過(guò)程及常用的鐵磁材料；電磁感應(yīng)定律、電磁力定律等基本知識(shí)。教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)會(huì)應(yīng)用“右手定則”判斷導(dǎo)體切割磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向會(huì)應(yīng)用“左手定則”判斷通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向了解磁場(chǎng)的產(chǎn)生；了解鐵磁材料的磁化過(guò)程及特點(diǎn)；理解電磁感應(yīng)定律；理解電磁力定律。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法重點(diǎn)：電磁場(chǎng)的產(chǎn)生、電磁感應(yīng)定律、電磁力定律。難點(diǎn)：同上方法：利用實(shí)物進(jìn)行演示，觀察電磁轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。參考資料【步驟一】說(shuō)明主要教學(xué)內(nèi)容、目的（時(shí)間：3分鐘）磁場(chǎng)的產(chǎn)生及衡量磁場(chǎng)的物理量；物質(zhì)磁化的過(guò)程及常用的鐵磁材料；電磁感應(yīng)定律、電磁【步驟二】新知識(shí)講解（時(shí)間：80分鐘）一、磁場(chǎng)磁場(chǎng)是如何產(chǎn)生的？磁場(chǎng)分為永久磁體磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)。永久磁體磁場(chǎng)是指自然界中被磁化的能永久保持穩(wěn)定磁場(chǎng)的物質(zhì)。常見(jiàn)的一塊條形永久磁鐵具有N極和S極，在其內(nèi)部及四周存在著磁場(chǎng)，磁力線分布如圖1-1所示。磁力線構(gòu)成一個(gè)閉合的環(huán)路，磁力線的切線方向表示磁場(chǎng)方向，磁極外部由N及到S極，磁極內(nèi)部由S極到N極。磁力線越密集處，磁場(chǎng)越強(qiáng)，可知磁極端部磁場(chǎng)磁場(chǎng)最強(qiáng)。通電導(dǎo)線的四周會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，如圖1-2所示。將一根導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙板。紙板上撒上一些鐵屑，然后使電流通過(guò)導(dǎo)線，并輕敲紙板，鐵屑在磁場(chǎng)的作用下，會(huì)有規(guī)則的圍繞導(dǎo)線形成許多同心圓，用小磁針測(cè)定，小磁針的N極指向磁力線的切線方向。若導(dǎo)線中電流方向改變，小磁針的方向也隨之改變，這說(shuō)明通電導(dǎo)線四周有磁場(chǎng)產(chǎn)生，磁場(chǎng)的方向按右手定則判斷，如圖1-3所示，用右手握住導(dǎo)線并把大姆指伸出，使大姆指指向電流方向，則環(huán)繞導(dǎo)線的四指方向就是通電導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的方向。在電機(jī)中需要的磁場(chǎng)一般不是用永久磁鐵產(chǎn)生的，而是采用通電線圈產(chǎn)生的。通電的空心螺旋線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)情況如圖1-4所示。應(yīng)用右手螺旋定則來(lái)判斷磁場(chǎng)，即彎曲的四指與線圈電流方向一致，則大拇指的指向就是磁場(chǎng)的N極。一般在通電的空心螺旋線圈中加入鐵心，可以使磁通集中在鐵心中，減小了磁路的磁阻，在交直流電機(jī)以及變壓器中有廣泛的應(yīng)用。如圖1-5所示為通電的電磁線圈中磁場(chǎng)情況。在電磁學(xué)中，一般用磁感應(yīng)強(qiáng)度來(lái)表征磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，常用符號(hào)B表示。磁感應(yīng)強(qiáng)度（magneticfluxdensity），描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的基本物理量，是矢量，也被稱為磁通量密度或磁通密度。磁感應(yīng)強(qiáng)度B在數(shù)值上等于垂直于磁場(chǎng)方向長(zhǎng)1m，電流為1A的導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的大小，即B=F/IL。物理單位為特斯拉，常用符號(hào)T表示。二、磁化及鐵磁材料1.磁化和退磁日常生活中常見(jiàn)的縫衣針、螺絲刀等鋼鐵物體，與磁鐵接觸后就會(huì)顯示出磁性，我們把鋼性材料與磁鐵接觸后顯示出磁性的現(xiàn)象稱之為磁化。原來(lái)有磁性的物體，經(jīng)過(guò)高溫、劇烈震動(dòng)或者逐漸減弱的交變磁場(chǎng)的作用，就會(huì)失去磁性，這種現(xiàn)象叫做退磁。（1）鐵磁性物質(zhì)的磁化當(dāng)把一根鐵棒插入通有電流的線圈時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)鐵棒能夠吸引鐵屑，這是由于鐵棒被磁化的緣故。所謂磁化是指使原來(lái)沒(méi)有磁性的物質(zhì)具有磁性的過(guò)程。只有鐵磁性物質(zhì)能夠被磁化，非鐵磁性物質(zhì)不能被磁化。鐵磁性物質(zhì)能夠被磁化的主要原因是其內(nèi)部存在大量的磁性小區(qū)域，即磁疇。在無(wú)外磁場(chǎng)作用時(shí)，鐵磁物質(zhì)中磁疇的排列雜亂無(wú)章，磁性相互抵消，物質(zhì)對(duì)外界并不顯磁性。但是，在外磁場(chǎng)作用下，磁疇將沿著磁場(chǎng)的方向排列，從而產(chǎn)生附加磁場(chǎng)，如圖1-6所示。附加磁場(chǎng)與外磁場(chǎng)疊加在一起，使得總磁場(chǎng)增強(qiáng)。有些鐵磁性物質(zhì)在去掉外磁場(chǎng)后對(duì)外仍顯磁性，于是它們變成了永久磁鐵。（2）磁化曲線鐵磁性物質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下，其內(nèi)部將產(chǎn)生磁場(chǎng)。表征鐵磁性物質(zhì)內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨外磁場(chǎng)強(qiáng)度H變化的曲線，稱為磁化曲線，也稱為B-H曲線。如果鐵磁性物質(zhì)從完全無(wú)磁的狀態(tài)進(jìn)行磁化所得到的磁化曲線稱為起始磁化曲線。磁化曲線是非線性的。起始磁化曲線應(yīng)經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖1-7所示。在磁化曲線起始的0a段，曲線上升緩慢，這是由于鐵磁物質(zhì)內(nèi)部磁疇的慣性造成的，這個(gè)階段稱為起始磁化階段。隨著H的增大，B也增大，磁化曲線中ab段的變化接近于直線，這是由于大量的磁疇在外磁場(chǎng)作用下沿著磁場(chǎng)的方向排列，附加磁場(chǎng)增強(qiáng)。然后，在bc段，隨著H的增大，B也增大，但增大的速度變慢，這是由于鐵磁性物質(zhì)內(nèi)部只剩下了少數(shù)的磁疇。最后，在cd段，由于鐵磁性物質(zhì)幾乎全部被磁化，繼續(xù)增大H，B幾乎沒(méi)有變化，即B達(dá)到了飽和值。不同的鐵磁性物質(zhì)具有不同的磁化曲線。（3）磁滯回線上面介紹的磁化曲線只反映了鐵磁性物質(zhì)在外磁場(chǎng)由零逐漸增強(qiáng)時(shí)的磁化過(guò)程。但是，在實(shí)際使用中，許多鐵磁性材料往往工作在大小和方向交替變化的磁場(chǎng)中，這時(shí)由于鐵磁性物質(zhì)具有滯后效應(yīng)和粘滯性，使得B的值不僅與相應(yīng)的H有關(guān)，還與物質(zhì)之前的磁化狀態(tài)有關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明，如果B達(dá)到飽和值后，逐漸減小H，這時(shí)B并不是沿著圖1-7中的磁化曲線減小，而是沿著另一條曲線下降，如圖1-8所示的de段。當(dāng)H減小至零時(shí)，B的值不是零，而是Br，Br稱為剩磁。為了消除剩磁，必須施加反向的磁場(chǎng)。當(dāng)反向磁場(chǎng)由零增大到Hc時(shí)，B的值為零。Hc稱為矯頑力，它反映了鐵磁性物質(zhì)保持剩磁的能力。繼續(xù)增大反向磁場(chǎng)，B的值將從零變?yōu)樨?fù)值，即B的方向發(fā)生改變，鐵磁性物質(zhì)被反向磁化。反向磁化使B達(dá)到飽和值后，減小反向磁場(chǎng)，磁化曲線將沿gk段變化，在k點(diǎn)處H為零。繼續(xù)增大正向磁場(chǎng)，磁化曲線將沿khd變化。從磁化的整個(gè)過(guò)程可以看出，B的變化總是落后于H的變化，這種現(xiàn)象稱為磁滯現(xiàn)象。磁化過(guò)程所形成的閉合的、對(duì)稱于原點(diǎn)的曲線defgkhd，稱為磁滯回線。2.鐵磁材料鐵、鈷、鎳以及它們的合金，還有一些氧化物，磁化后的磁性比其他物質(zhì)強(qiáng)得多，這些物質(zhì)叫做鐵磁性物質(zhì)，也叫強(qiáng)磁性物質(zhì)。鐵磁性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與其他物質(zhì)有所不同，一般物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，原子是由原子核和電子構(gòu)成，電子繞原子核旋轉(zhuǎn)。鐵磁性物質(zhì)內(nèi)部的電子自旋，可以在小范圍內(nèi)自發(fā)的排列起來(lái)，形成一個(gè)自發(fā)的磁化區(qū)，這就相當(dāng)于一個(gè)小磁體，稱之為磁疇。磁化前，各個(gè)磁疇的磁化方向不同，雜亂無(wú)章地混在一起，各個(gè)磁疇的作用在宏觀上互相抵消，物體對(duì)外不顯磁性。磁化過(guò)程中，由于外磁場(chǎng)的影響，磁疇的磁化方向有規(guī)律地排列起來(lái)，使得磁場(chǎng)大大加強(qiáng)。這個(gè)過(guò)程就是磁化的過(guò)程。高溫下，磁性材料的磁疇會(huì)被破壞．在受到劇烈震動(dòng)時(shí)，磁疇的排列會(huì)被打亂，這些情況下材料都會(huì)產(chǎn)生退磁現(xiàn)象。有些鐵磁性材料，在外磁場(chǎng)撤去以后，各磁疇的方向仍能很好地保持一致，物體具有很強(qiáng)的剩磁，這樣的材料叫做硬磁性材料。有的鐵磁性材料，外磁場(chǎng)撤去以后，磁疇的磁化的方向又變得雜亂，物體沒(méi)有明顯的剩磁，這樣的材料叫做軟磁性材料。永磁體要有很強(qiáng)的剩磁，所以要用硬磁性材料制造。電磁鐵要在通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)失去磁性，所以要用軟磁性材料制造。三、電磁感應(yīng)定律1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小如圖1-9所示，將一根導(dǎo)體置于磁場(chǎng)中，導(dǎo)體兩端接一只電流表構(gòu)成閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體切割磁力線，這時(shí)電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明在導(dǎo)體中產(chǎn)生了電流，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。法拉第電磁感應(yīng)定律是基于法拉第于1831年所作的實(shí)驗(yàn)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小可以用公式E=Blv來(lái)計(jì)算，式中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，l為導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度，v為導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度。閉合線圈面積不變，改變磁場(chǎng)強(qiáng)度，磁通量也會(huì)改變，也會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這說(shuō)明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比。2.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（電流）的方向（1）楞次定律楞次定律（Lenz'slaw）是一條電磁學(xué)的定律，可以用來(lái)判斷由電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的方向。它是由俄國(guó)物理學(xué)家海因里?！だ愦危℉einrichFriedrichLenz）在1834年發(fā)現(xiàn)的?？梢员硎鰹椋焊袘?yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是“來(lái)拒去留”的規(guī)律。（2）右手定則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（電流）方向判斷定則如圖1-10所示，伸開(kāi)右手，使大拇指與其余四指在同一平面內(nèi)并跟四指垂直,讓磁力線垂直穿入手心,使大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向,這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（電流）的方向。四、電磁力定律通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要受到電磁力的作用。如圖1-11所示，一根通電導(dǎo)體置磁場(chǎng)中，當(dāng)它在磁場(chǎng)中所處位置不與磁力線相平行時(shí)，將受到磁場(chǎng)的一個(gè)推動(dòng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的力（F）的作用，其大小可用公式F=BIl來(lái)計(jì)算，式中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，l為導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度，I為導(dǎo)體中的電流。導(dǎo)體的受力（F）方向按左手定則判斷，如圖1-12所示，左手伸開(kāi)，四指并攏，大拇指與四指成垂直方向，磁力線垂直穿過(guò)手心，四指指向電流方向，則大拇指指向該通電導(dǎo)體的受力方向?！静襟E三】知識(shí)和能力的歸納（時(shí)間：5分鐘）磁場(chǎng)分為永久磁體磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)，電機(jī)控制過(guò)程主要應(yīng)用電磁場(chǎng)。不同鐵磁材料的磁化性質(zhì)決定其在實(shí)際中的應(yīng)用。電磁感應(yīng)定律和電磁力定律是研究電磁關(guān)系的重要方法，必須熟練掌握。簡(jiǎn)單歸納一下右手定則與左手定則的區(qū)別：右手定則是“因動(dòng)而生電”，左手定則是“因電而受力”。關(guān)于磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用力方向，應(yīng)用左手定則來(lái)判斷；關(guān)于部分導(dǎo)體切割磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向應(yīng)用右手定則或楞次定律來(lái)判斷?！静襟E四】布置作業(yè)、說(shuō)清楚作業(yè)的要求（時(shí)間：2分鐘）P23:1/2/3

****學(xué)院?jiǎn)卧虒W(xué)設(shè)計(jì)****學(xué)年第**學(xué)期課程名稱：電機(jī)與電氣控制技術(shù)授課班級(jí)：****任課教師：所在系部及教研室：研室

第2講標(biāo)題：低壓電器的電磁機(jī)構(gòu)（2學(xué)時(shí)）授課班級(jí)上課時(shí)間上課地點(diǎn)多媒體教室教學(xué)目的電磁機(jī)構(gòu)的組成，各部分作用，線圈電壓、電流、氣隙與吸力之間的關(guān)系。教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)會(huì)判斷電磁機(jī)構(gòu)吸力與氣隙、線圈電壓（電流）之間的關(guān)系。了解電磁機(jī)構(gòu)的工作原理；了解電磁機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)；了解電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性；了解單相交流電磁機(jī)構(gòu)短路環(huán)的原理。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法重點(diǎn)：線圈電壓、電流、氣隙與吸力之間的關(guān)系。難點(diǎn)：短路環(huán)的原理解決方法：推導(dǎo)出合理曲線進(jìn)行分析參考資料【步驟一】說(shuō)明主要教學(xué)內(nèi)容、目的（時(shí)間：3分鐘）電磁機(jī)構(gòu)的組成，各部分作用，線圈電壓、電流、氣隙與吸力之間的關(guān)系?！静襟E二】新知識(shí)講解（時(shí)間：80分鐘）電磁式低壓電器主要由兩部分組成，即感測(cè)部分和執(zhí)行部分。感測(cè)部分為電磁機(jī)構(gòu)，用來(lái)接受外界輸入的信號(hào)，并通過(guò)轉(zhuǎn)換、放大與判斷作出一定的反應(yīng)，使執(zhí)行部分（觸頭系統(tǒng)）動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)控制的目的。圖1-13為常用的結(jié)構(gòu)形式。1.電磁機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式電磁機(jī)構(gòu)是各類電磁式電器的重要組成部分，是各種電磁式電器完成動(dòng)作的能量來(lái)源，主要作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能量。電磁機(jī)構(gòu)由線圈、鐵心（靜鐵心）、銜鐵（動(dòng)鐵心）三部分組成，其結(jié)構(gòu)形式有以下三種：（1）銜鐵沿軸轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式如圖1-13a所示，多用在觸頭容量較大的交流電器中，其鐵心形狀有U型和E型兩種。（2）銜鐵沿棱角轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式如圖1-13b所示，這種形式廣泛應(yīng)用于直流繼電器和直流接觸器中。（3）銜鐵直線連動(dòng)的E形直動(dòng)式如圖1-13c所示，這種形式分單E形（僅鐵心為E形）和雙E形（銜鐵、鐵心均為E形）兩種，多用于交流接觸器、繼電器以及其他交流電磁機(jī)構(gòu)的電磁系統(tǒng)。2.線圈線圈的作用是將電能轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)能量。根據(jù)勵(lì)磁的需要，線圈可分為串聯(lián)型和并聯(lián)型兩類。其中串聯(lián)型線圈為電流線圈，并聯(lián)型線圈為電壓線圈。電流線圈使用時(shí)串接在電路中，為保證其分壓足夠小，應(yīng)使其具有較小的阻抗，所以用較粗的銅線或扁銅條繞制而成，且匝數(shù)較少，故其特點(diǎn)是粗而短；電壓線圈使用時(shí)并接在電源上，為使其分流足夠小，線圈用較細(xì)的絕緣性能良好的漆包線繞制而成，且匝數(shù)較多，故其特點(diǎn)是細(xì)而長(zhǎng)。按通入電流種類不同，線圈又可分為交流和直流兩種。對(duì)于直流線圈，因其鐵心不發(fā)熱，只有線圈發(fā)熱，所以直流電磁鐵的線圈不設(shè)線圈骨架，且把線圈做成高而薄的細(xì)長(zhǎng)型，使線圈與鐵心直接接觸，利于線圈散熱；而交流電磁鐵的線圈多制成短而厚的矮胖型，且用骨架將線圈和鐵心隔開(kāi)，這是因?yàn)榻涣麟姶盆F的鐵心存在磁滯和渦流損耗，鐵心和線圈都發(fā)熱。對(duì)于使用者而言，電流線圈一定要串聯(lián)在電路中，并通過(guò)種類和大小合適的電流；電壓線圈一定要并聯(lián)在電路中，并施加種類和大小合適的電壓。3.電磁機(jī)構(gòu)的吸力與吸力特性電磁機(jī)構(gòu)按其線圈中通過(guò)的電流種類分為直流與交流兩大類，分別叫直流電磁機(jī)構(gòu)和交流電磁機(jī)構(gòu)，也叫直流電磁鐵和交流電磁鐵。通常直流電磁鐵的鐵心是用整塊的鑄鐵或鑄鋼制成，而交流電磁鐵因鐵心存在磁滯和渦流損耗，其鐵心用硅鋼片疊壓而成。電磁吸力與氣隙的關(guān)系曲線稱為電磁鐵的吸力特性。（1）直流電磁鐵的吸力特性當(dāng)給直流電磁鐵的線圈加上直流電壓時(shí)，線圈中便有了勵(lì)磁電流，使磁路中產(chǎn)生了密集的磁通，該磁通作用于銜鐵，在電磁吸力作用下使銜鐵與鐵心吸合并做功。圖1-14a為直流電磁鐵的吸力特性。圖中曲線1為（IN）1磁動(dòng)勢(shì)下的吸力特性，曲線2為（IN）2磁動(dòng)勢(shì)下的吸力特性，且（IN）1＞（IN）2。由于直流電磁鐵的線圈電阻為常數(shù)，當(dāng)外加工作電壓不變時(shí)，線圈電流也是常數(shù)，其磁動(dòng)勢(shì)（勵(lì)磁電流與線圈匝數(shù)的乘積，單位為安·匝）為常數(shù)，在這種情況下，其電磁吸力與氣隙大小的平方成反比，氣隙越大，電磁吸力越小；相反，氣隙越小，電磁吸力越大。即直流電磁鐵在恒定磁動(dòng)勢(shì)下只與氣隙δ2成反比，因此吸力特性為二次曲線狀。圖中δ1為銜鐵閉合后的氣隙，δ2為銜鐵打開(kāi)后的氣隙，銜鐵氣隙減小的過(guò)程是電磁吸力加大的過(guò)程。當(dāng)通過(guò)外加電壓使電磁鐵的勵(lì)磁安匝增大時(shí)，其在行程中任一位置上的電磁吸力也增大。應(yīng)當(dāng)注意的是在銜鐵吸合的過(guò)程中及其吸合以后的線圈電流基本不變。由直流電磁鐵的吸力特性可知，線圈勵(lì)磁電壓的高、低，銜鐵行程的長(zhǎng)、短，都將影響電磁鐵的吸力特性，從而影響電磁鐵的工作性能。（2）交流電磁鐵的吸力特性交流電磁鐵在線圈工作電壓一定的情況下，鐵心中的磁通幅值基本不變，所以鐵心與銜鐵間的電磁吸力也基本不變。因而交流電磁鐵的吸力特性一般比較平坦，如圖1-14b所示。它與直流電磁鐵的區(qū)別在于：一是在電壓（有效值）已定的情況下，勵(lì)磁電流（有效值）的大小主要取決于線圈的感抗，在電磁鐵吸合的過(guò)程中，隨著氣隙的減小，磁阻減小，線圈的感抗增大，勵(lì)磁電流減小，即勵(lì)磁電流的大小是隨著氣隙的改變而變化的。在線圈吸合的過(guò)程中，線圈電流逐漸減小，至吸合后達(dá)到穩(wěn)定電流，因此在吸合過(guò)程中存在較大的瞬時(shí)沖擊電流，嚴(yán)重時(shí)可達(dá)穩(wěn)定電流的十倍以上。故交流電磁鐵如果在吸合的過(guò)程中出現(xiàn)卡死或運(yùn)動(dòng)不暢等現(xiàn)象，就比較容易被燒毀；二是由于交流電磁鐵的在吸合后，勵(lì)磁電壓是按正弦規(guī)律變化的，所以其氣隙磁通也按正弦規(guī)律變化，而電磁吸力與磁通的平方正比，故其吸力曲線如圖1-15所示。電磁機(jī)構(gòu)在工作過(guò)程中，銜鐵始終受到反作用彈簧、觸頭彈簧的反作用力及其他阻力之和Fr的作用。盡管電磁吸力的平均值F0大于Fr，但在某些時(shí)候，吸力仍將小于Fr（圖1-15中畫有陰影線的部分）。這將使銜鐵產(chǎn)生釋放趨勢(shì)（因吸力的平均值大于反力，且脈動(dòng)的頻率較高，不可能產(chǎn)生釋放效果），從而使銜鐵產(chǎn)生振動(dòng)，發(fā)出噪聲，應(yīng)采取措施加以消除。為消除振動(dòng)和噪聲，在電磁鐵的鐵心和銜鐵的兩個(gè)不同端部各開(kāi)一個(gè)槽，槽內(nèi)嵌裝一個(gè)用銅、康銅或鎳鉻合金材料制成的短路環(huán)（又稱減振環(huán)或阻尼環(huán)），如圖1-16所示。短路環(huán)把鐵心中的磁通分為兩部分，即不穿過(guò)短路環(huán)的φ1和穿過(guò)短路環(huán)的φ2，且φ2滯后φ1，即φ1和φ2不同時(shí)為零，則由φ1和φ2產(chǎn)生的電磁吸力也不同時(shí)為零，如果短路環(huán)設(shè)計(jì)的合適，使φ1和φ2的相位差也較為合適，這就保證了合成吸力變的比較平直且始終大于反作用力，從而消除了振動(dòng)和噪聲?！静襟E三】知識(shí)和能力的歸納（時(shí)間：5分鐘）電磁機(jī)構(gòu)是各類電磁式電器的重要組成部分，是各種電磁式電器以及液壓閥、氣動(dòng)閥、電磁離合器、電磁制動(dòng)器等完成動(dòng)作的能量來(lái)源，主要作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能量，由電磁鐵心和勵(lì)磁線圈組成?！静襟E四】布置作業(yè)、說(shuō)清楚作業(yè)的要求（時(shí)間：2分鐘）P23:4

****學(xué)院?jiǎn)卧虒W(xué)設(shè)計(jì)****學(xué)年第**學(xué)期課程名稱：電機(jī)與電氣控制技術(shù)授課班級(jí)：****任課教師：所在系部及教研室：研室

第3講標(biāo)題：三相異步電動(dòng)機(jī)（2學(xué)時(shí)）授課班級(jí)上課時(shí)間上課地點(diǎn)多媒體教室教學(xué)目的三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，尤其是異步的含義。教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)能夠通過(guò)拆卸三相異步電動(dòng)機(jī)，認(rèn)識(shí)主要結(jié)構(gòu)部件；會(huì)完成電機(jī)定子接線的不同連接方式；會(huì)實(shí)現(xiàn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向改變的方法。了解三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)；掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法重點(diǎn)：三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。難點(diǎn)：三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。解決方法：講清異步的含義及機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程。參考資料【步驟一】說(shuō)明主要教學(xué)內(nèi)容、目的（時(shí)間：3分鐘）電磁機(jī)構(gòu)的組成，各部分作用，線圈電壓、電流、氣隙與吸力之間的關(guān)系?！静襟E二】新知識(shí)講解（時(shí)間：80分鐘）一、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)1.三相異步電動(dòng)機(jī)外形三相異步電動(dòng)機(jī)的外形如圖1-17所示。從電動(dòng)機(jī)的外形圖上可見(jiàn)到的部件有吊環(huán)﹑銘牌﹑接線盒﹑機(jī)座﹑端蓋﹑軸承蓋﹑轉(zhuǎn)軸及機(jī)座上方的散熱翅。吊環(huán)由圓鋼制成，安裝在機(jī)座上方，便于吊裝電動(dòng)機(jī)。每一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)座上都裝有一塊薄鋁板的銘牌，如圖1-18所示，銘牌上較詳細(xì)地介紹了電動(dòng)機(jī)的特性和一般技術(shù)要求，給使用﹑檢查和修理電動(dòng)機(jī)創(chuàng)造了良好的條件。銘牌上標(biāo)明的參數(shù)有：型號(hào)﹑額定功率﹑額定電壓﹑額定電流﹑額定頻率﹑額定轉(zhuǎn)速﹑接法﹑工作方式﹑絕緣等級(jí)等。若電動(dòng)機(jī)沒(méi)有銘牌或銘牌上的內(nèi)容不清，則不要輕易使用該電動(dòng)機(jī)，以免發(fā)生事故。2.三相異步電動(dòng)機(jī)主要零部件三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)主要零部件組成如圖1-19所示。從圖中可見(jiàn)三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)主要部件有定子和轉(zhuǎn)子，其他機(jī)械構(gòu)件有：軸承、軸承蓋、端蓋、風(fēng)扇、罩殼、接線盒、吊環(huán)等。三相異步電機(jī)的定子由機(jī)座、定子鐵心和定子繞組組成。（1）機(jī)座機(jī)座是電動(dòng)機(jī)的支架，用于支撐鐵心和固定端蓋。底座上有螺孔，便于與地基固定，頂部有螺孔用于安裝吊環(huán)螺絲，還有放置銘牌的部位及定子繞組的出線孔。機(jī)座一般由鑄鐵制成，外表面有散熱翅，便于散熱。機(jī)座的內(nèi)腔是一個(gè)圓柱形空間，用來(lái)安裝定子鐵心、定子繞組和整個(gè)轉(zhuǎn)子，如圖1-20所示。（2）定子鐵心定子鐵心是由厚度為0.35-0.5mm硅鋼片沖制成圓環(huán)形，上有定子槽和壓緊口，如圖1-21所示。把一定數(shù)量的定子硅鋼片疊壓在一起，并通過(guò)壓緊口用扣片住（防止松散）便制成了定子鐵心，如圖1-22所示。（3）定子繞組定子繞組由許多線圈連接而成，如圖1-23所示。每個(gè)線圈有2個(gè)有效邊，分別放入2個(gè)定子槽內(nèi)，各線圈按照一定規(guī)律連接成三相繞組。定子繞組一般可以連接成星形（Y）或三角形（△），如圖1-24所示，繞組一般采用高強(qiáng)度漆包圓銅線繞制而成。3.轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，由轉(zhuǎn)軸﹑轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組（籠條）組成。轉(zhuǎn)子外形如圖1-27所示。由于轉(zhuǎn)子在定子腔內(nèi)需自由轉(zhuǎn)動(dòng)，故轉(zhuǎn)子與定子之間必須有空氣隙，一般為0.1-1mm。氣隙對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能影響很大，轉(zhuǎn)子與定子不能相互摩擦（俗稱掃膛），否則會(huì)損壞定子和轉(zhuǎn)子。（1）轉(zhuǎn)軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸外形如圖1-29所示，一般由中碳鋼加工而成。轉(zhuǎn)子鐵心就套在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸支撐著轉(zhuǎn)子的重量，軸兩端套上軸承，使轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)腔自由轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心由轉(zhuǎn)子硅鋼片組成。轉(zhuǎn)子硅鋼片由厚0.35-0.5mm硅鋼片沖制成如圖1-30所示形狀，四周有分布均勻的槽。把一定數(shù)量的轉(zhuǎn)子硅鋼片疊在一起并壓裝在轉(zhuǎn)軸上，即成了轉(zhuǎn)子鐵心。在轉(zhuǎn)子鐵心的四周槽內(nèi)嵌有導(dǎo)體（銅條或鋁條）。（3）轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組是轉(zhuǎn)子的電路部分，它的作用是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、流過(guò)電流并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。三相異步電動(dòng)機(jī)按照轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式可分為鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)和繞線式轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，在實(shí)際應(yīng)用中鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)得到了更廣泛的應(yīng)用，本部分主要介紹鼠籠式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組從材料上分為兩種，即鼠籠式銅條繞組和鼠籠式鋁條繞組。鼠籠式銅條繞組在轉(zhuǎn)子鐵心的四周內(nèi)放置有一根根的銅條，銅條的兩端用短路環(huán)焊接起來(lái)，如圖1-31a所示。中小型電動(dòng)機(jī)一般常用鑄鋁的辦法，把槽中的鋁條及兩端的短路環(huán)和風(fēng)扇鑄成一個(gè)整體，如圖1-31C所示。如果將鐵心拿掉，剩下的轉(zhuǎn)子繞組就好像一只鼠籠，如圖1-31b所示，故稱鼠籠式轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子中的鋁條也被稱為籠條，轉(zhuǎn)子籠條與轉(zhuǎn)軸不是平行的，而是具有一定的傾斜角度，目的是為了消弱由于定、轉(zhuǎn)子開(kāi)槽引起的齒諧波，以改善籠型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能。4．其他機(jī)械構(gòu)件電動(dòng)機(jī)除了上述主要部件外，還有軸承、軸承蓋、端蓋、風(fēng)扇、接線盒等構(gòu)件。（1）軸承軸承分為球軸承和滾動(dòng)軸承兩種，每種軸承都是由外圈、內(nèi)圈及滾動(dòng)體組成的，如圖1-32所示。軸承外圈緊緊套入端蓋中心的圓孔內(nèi)，內(nèi)圈緊緊套在轉(zhuǎn)軸上。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)圈隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，外圈不動(dòng)。內(nèi)﹑外圈之間填充有潤(rùn)滑劑，以減少摩擦。一般按機(jī)座號(hào)和極對(duì)數(shù)配備相應(yīng)尺寸的軸承，軸承尺寸按內(nèi)徑（mm）×外徑（mm）×寬度（mm）選配。（2）端蓋俗稱大蓋，電動(dòng)機(jī)有兩個(gè)端蓋，分別裝在機(jī)座的左、右端口上，由鑄鐵制成，其作用是把轉(zhuǎn)子支撐在定子內(nèi)腔的中心。（3）軸承蓋俗稱小蓋，也是由鑄鐵制成，其作用是固定轉(zhuǎn)子的軸承，限定轉(zhuǎn)子使其僅能沿軸向在極小范圍內(nèi)移動(dòng)。（4）風(fēng)扇一般由硬質(zhì)塑料或鑄鋁制成，用于排風(fēng)散熱。（5）罩殼由薄鐵板沖壓制成，起保護(hù)風(fēng)扇和定向排風(fēng)的作用。（6）接線盒接線盒由底座、盒蓋和接線支架構(gòu)成，如圖1-33所示，其作用是固定和保護(hù)定子繞組的引出端及三相電源線的引入端，底座和接線盒蓋由鑄鐵澆鑄成。接線支架由絕緣電木制成，其形狀如圖1-34所示。定子繞組是對(duì)稱的三相繞組，每相之間互成120°電角，對(duì)稱均勻地嵌放在定子鐵心槽內(nèi)。三個(gè)繞組的首端用U1、V1、W1所示，末端用U2、V2、W2表示，三相繞組共六個(gè)引出端固定在接線支架上。通常根據(jù)銘牌規(guī)定，定子繞組可以接成星形（Y）或三角形（△），如圖1-35所示。二、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)如圖1-36所示，一個(gè)裝有手柄的U形磁鐵，在N、S兩極之間放一個(gè)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的、由許多銅條組成的導(dǎo)體，銅條兩端用銅環(huán)短接，形狀與鼠籠相似，稱為鼠籠式轉(zhuǎn)子。磁極與轉(zhuǎn)子間沒(méi)有任何機(jī)械聯(lián)系。在U形磁鐵的N極與S極間存在著磁場(chǎng)，磁力線方向如圖1-36所示。當(dāng)搖動(dòng)手柄使U形磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子跟著U型磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。搖得快，轉(zhuǎn)動(dòng)快，搖得慢，轉(zhuǎn)動(dòng)也慢，改變搖動(dòng)方向，轉(zhuǎn)子也跟著改變轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。由實(shí)驗(yàn)可知U形磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得U形磁鐵的N極與S極之間的磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的磁場(chǎng)稱旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子做成一個(gè)鼠籠狀的封閉導(dǎo)體時(shí)，它能隨著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。簡(jiǎn)單分析一下：轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下轉(zhuǎn)動(dòng)的原因分。將圖1-36中U型磁鐵和轉(zhuǎn)子沿著轉(zhuǎn)子銅條的垂直方向連同磁極一起剖開(kāi)，得到如圖1-37所示的剖面圖。手搖U形磁鐵逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。假定旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不動(dòng)，則轉(zhuǎn)子相對(duì)于磁場(chǎng)做反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，切割磁力線，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生電流。電流方向可按右手定則判斷。若把電流方向流進(jìn)紙面的方向，以符號(hào)表示；流出紙面的方向以⊙表示，則轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生電流方向如圖1-37所示。在分析磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體作用時(shí)，已經(jīng)知道通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力（F）的作用，因此，轉(zhuǎn)子的上下受到大小相等、方向相反的兩個(gè)力（F）的作用，于是它們相對(duì)于轉(zhuǎn)軸形成了一個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩，在這個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下跟著轉(zhuǎn)動(dòng)。2.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是在三相對(duì)稱繞組中通以三相電流而產(chǎn)生的。以兩極三相異步電動(dòng)機(jī)為例，來(lái)分析旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的特點(diǎn)。三相對(duì)稱繞組是指每相繞組的匝數(shù)、連接規(guī)律等相同并且在空間布置上各相軸線互差1200空間電角度的繞組。繞組U1-U2、V1-V2、W1-W2其形狀如圖1-38所示，稱U1、V1、W1為繞組的首端，U2、V2、W2為末端。U1-U2、V1-V2、W1-W2繞組的兩邊安放在定子槽中，是定子繞組的有效部分，稱為有效邊；其余的起連接作用，稱為端接邊，其越短越有利于節(jié)省材料。把U1-U2、V1-V2、W1-W2的有效邊按繞組首端在空間分別相差120°的空間位置嵌放在定子鐵心槽中，并把繞組末端U2、V2、W2聯(lián)于一點(diǎn)（星形接法），首端U1、V1、W1分別接到三相交流電源的A、B、C相上，此時(shí)的三相繞組即可稱為對(duì)稱繞組,如圖1-39所示。此時(shí)流過(guò)的三相對(duì)稱繞組的電流分別為iA、iB、iC，則此三相電流滿足幅值相等、相位互差120°，稱為對(duì)稱三相電流，其三角函數(shù)的表達(dá)式為：iA=ImsinωtiB=Imsin(ωt-1200)iC=Imsin(ωt+1200)式中Im稱為幅值?？梢?jiàn)對(duì)稱三相電流的幅值相等，唯一區(qū)別是它們?cè)谙辔簧匣ゲ?20°。因?yàn)殡娏鞯姆较螂S時(shí)間變化，為便于分析，一般規(guī)定電流為正方向時(shí)，電流從首端流進(jìn)，末端流出；電流為負(fù)方向時(shí)，從末端流進(jìn)，首端流出，流進(jìn)用符號(hào)表示，流出用符號(hào)⊙表示。在圖1-40a為三相電流的波形圖。分別取to-t3的4個(gè)瞬間時(shí)刻，分析繞組中電流的流向及產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的情況。當(dāng)t=to(ωt=0o)時(shí)刻，iA=0、iB＜0、iC﹥0。iB＜0電流從末端V2流進(jìn)，從首端V1流出；iC﹥0電流從首端W1流進(jìn)，從末端W2流出，繞組中電流方向如圖1-40b所示。繞組導(dǎo)線中流過(guò)電流，其導(dǎo)線四周產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁力線方向用右手定則判斷。左右都有磁場(chǎng)，中部為合成磁場(chǎng)，磁力線由上至下，這也相當(dāng)于上方為N極，下方為S極。從磁極數(shù)看，這是一個(gè)兩極磁場(chǎng)，這就是定子繞組在這種布線方式下產(chǎn)生了兩極磁場(chǎng)，如果用P表示的極對(duì)數(shù)，則P=1。當(dāng)t=t1(ωt=120o)時(shí)刻t1時(shí)刻，如圖1-3-23a所示，iA﹥0、iB=0、iC＜0。按上述分析，通過(guò)繞組導(dǎo)線中的電流方向如圖1-40c所示，同樣用右手定則判斷兩極磁場(chǎng)的方向。圖1-40c與圖1-40b相比較，兩極磁場(chǎng)在空間已按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)了120°。同理，在t=t2(ωt=240o)時(shí)刻，電流方向及產(chǎn)生的兩極磁場(chǎng)如圖1-40d所示，圖1-40d與圖1-40b相比較，兩極磁場(chǎng)在空間按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)了240°。在t=t3(ωt=360o)時(shí)刻，繞組中電流方向及產(chǎn)生的兩極磁場(chǎng)如圖1-40e所示，圖1-40e與圖1-40b相比較，可認(rèn)為兩極磁場(chǎng)在空間按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)了360°。由此可知，定子繞組通入對(duì)稱三相電流時(shí)，其形成的兩極磁場(chǎng)隨著電流的變化在空間不斷地旋轉(zhuǎn)，這就形成了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理就是定子鐵心電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子相互作用使轉(zhuǎn)子跟著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)起來(lái)。原理分析如圖1-41所示，設(shè)起動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向如圖為順時(shí)針，磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為n1。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體靜止，與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則,轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)電動(dòng)勢(shì)和電流方向如圖：上出下進(jìn)。根據(jù)左手定則，載流轉(zhuǎn)子導(dǎo)體受力，形成電磁轉(zhuǎn)矩T，方向如圖，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。一般情況下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n總是小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1，轉(zhuǎn)子才能產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流，才能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，所以稱為異步電動(dòng)機(jī)。一般電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速略低于對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速。此處有改動(dòng)此處有改動(dòng)3.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向（1）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速?gòu)纳鲜龅恼f(shuō)明中可以看出，產(chǎn)生的兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（P=1），其旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速等于電流每秒鐘的交變次數(shù)，即頻率f1。一般f1=50Hz，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每分鐘的轉(zhuǎn)n1=60f1=3000r/min。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速，記為n1。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的定子槽數(shù)增加時(shí)，電動(dòng)機(jī)的定子繞組所形成的磁極會(huì)增加，則同步轉(zhuǎn)速與極對(duì)數(shù)P和頻率f1的關(guān)系為：n1=60f1/p（1-1）已知電動(dòng)機(jī)的極數(shù)，就可知道其同步轉(zhuǎn)速n1，見(jiàn)表1-1所示。為了描述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1的同步程度，引進(jìn)一個(gè)物理量為轉(zhuǎn)差率s，它是轉(zhuǎn)差（n1-n）與同步轉(zhuǎn)速n1之比，即s=(n1-n)/n1或s=(n1-n)/n1×100%（1-2）轉(zhuǎn)差率是分析異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況的重要參數(shù)之一。由于異步電動(dòng)機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，其轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速方向一致但低于同步轉(zhuǎn)速，所以電動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)差率s的范圍是：0～1。其中s=0，是理想空載狀態(tài)，實(shí)際中不存在；s=1，是起動(dòng)瞬間。對(duì)普通的三相異步電動(dòng)機(jī)，為了使額定運(yùn)行時(shí)的效率較高，通常設(shè)計(jì)成使它的額定轉(zhuǎn)速略低于但很接近于對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速，所以額定轉(zhuǎn)差率sN一般為1.5%～5%。從上述公式可以看到：一是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1與電源的頻率以及和電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)有關(guān)，這也說(shuō)明電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也與電源的頻率以及和電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)有關(guān)；二是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是可調(diào)的，只要改變電源的頻率或者改變極對(duì)數(shù)就可調(diào)速了。不過(guò)，改變極對(duì)數(shù)不能實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，而改變電源頻率可以實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速。這兩種方式分別稱為變極調(diào)速和變頻調(diào)速，并且變頻調(diào)速是很有發(fā)展前途的一種調(diào)速方式。(2)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向三相異步電動(dòng)機(jī)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向在三相繞組排列一定的情況下由三相電流的相序決定，因此只把三相交流電源的A、B、C三相中任兩相交換接入電動(dòng)機(jī)的定子繞組，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向就會(huì)改變，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向也就跟著改變了?！静襟E三】知識(shí)和能力的歸納（時(shí)間：5分鐘）異步電機(jī)包括兩個(gè)主要部分，即固定不動(dòng)的定子部分和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子部分。在定子和轉(zhuǎn)子之間存在空氣隙，簡(jiǎn)稱氣隙。異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，對(duì)稱的定子繞組接上對(duì)稱的三相交流電源，就能在電動(dòng)機(jī)的氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，依靠電磁感應(yīng)作用，使轉(zhuǎn)子繞組中感生電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)起來(lái)。顯然，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，這就是異步電動(dòng)機(jī)的“異步”的由來(lái)?！静襟E四】布置作業(yè)、說(shuō)清楚作業(yè)的要求（時(shí)間：2分鐘）P23:5/6/7/8/9/10

****學(xué)院?jiǎn)卧虒W(xué)設(shè)計(jì)****學(xué)年第**學(xué)期課程名稱：電機(jī)與電氣控制技術(shù)授課班級(jí)：****任課教師：所在系部及教研室：研室

第3講標(biāo)題：直流電動(dòng)機(jī)（2學(xué)時(shí)）授課班級(jí)上課時(shí)間上課地點(diǎn)多媒體教室教學(xué)目的直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和直流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的工作原理，尤其是勵(lì)磁方式及意義。教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)能夠拆裝小型直流電機(jī)的主要部件；能根據(jù)直流電機(jī)的故障現(xiàn)象，分析判斷可能的故障原因。。了解直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)；理解直流電機(jī)的勵(lì)磁方式；掌握直流電機(jī)的工作原理。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法重點(diǎn)：直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。難點(diǎn)：直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。解決方法：講清機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程。參考資料【步驟一】說(shuō)明主要教學(xué)內(nèi)容、目的（時(shí)間：3分鐘）直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和直流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的工作原理，尤其是勵(lì)磁方式及意義?！静襟E二】新知識(shí)講解（時(shí)間：80分鐘）一、直流電機(jī)第四節(jié)應(yīng)該都是講直流電動(dòng)機(jī)呢吧？您第四節(jié)里的電極是不是都應(yīng)該替換為電動(dòng)機(jī)呢？第四節(jié)應(yīng)該都是講直流電動(dòng)機(jī)呢吧？您第四節(jié)里的電極是不是都應(yīng)該替換為電動(dòng)機(jī)呢？請(qǐng)?zhí)幚硐麓颂幷_（這里的電機(jī)包括電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)）1.定子直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，由機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。(1)主磁極主磁極的作用是產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)，使電樞表面的氣隙磁通密度在空間上均有分配，并且方便纏繞勵(lì)磁繞組。主磁極由主磁極鐵心和勵(lì)磁繞組兩部分組成，如圖1-43所示。主磁極鐵心一般用0.5mm～1.5mm厚的硅鋼板沖片疊壓鉚緊而成，分為極身和極靴（極掌）兩部分，上面套勵(lì)磁繞組的部分稱為極身，下面擴(kuò)寬的部分稱為極靴（極掌），極靴（極掌）寬于極身，既可以調(diào)整氣隙中磁場(chǎng)的分布，又便于固定勵(lì)磁繞組。極靴（極掌）兩邊伸出極身之外的部分，稱為極尖。極靴（極掌）面向電樞的部分稱為極弧。極弧與電樞間的空間為氣隙。鐵心勵(lì)磁繞組用絕緣銅線繞制而成，套在主磁極鐵心上。整個(gè)主磁極用螺釘固定在機(jī)座上。此處有改動(dòng)此處有改動(dòng)（2）換向極換向極的作用是改善換向，減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)電刷與換向器之間可能產(chǎn)生的換向火花，一般裝在兩個(gè)相鄰主磁極之間，由換向極鐵心和換向極繞組組成。換向極繞組用絕緣導(dǎo)線繞制而成，套在換向極鐵心上，換向極的數(shù)目與主磁極相等。（3）機(jī)座電機(jī)定子的外殼稱為機(jī)座。機(jī)座的作用有兩個(gè)：一是用來(lái)固定主磁極，并起整個(gè)電機(jī)的支撐和固定作用；二是機(jī)座本身也是磁路的一部分，借以構(gòu)成磁極之間磁的通路，磁通通過(guò)的部分稱為磁軛。為保證機(jī)座具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和良好的導(dǎo)磁性能，一般為鑄鋼件或由鋼板焊接而成。

(4)電刷裝置電刷裝置是用來(lái)引入或引出直流電壓和直流電流的，如圖1-45所示。電刷裝置由電刷、刷握、刷桿、刷桿座和刷辮等組成。電刷放在刷握內(nèi)，用彈簧壓緊，使電刷與換向器之間有良好的動(dòng)接觸，刷握固定在刷桿上，刷桿裝在圓環(huán)形的刷桿座上，相互之間必須絕緣。刷桿座裝在端蓋或軸承內(nèi)蓋上，圓周位置可以調(diào)整，調(diào)好以后加以固定。刷辮的作用是為了保證可靠連接導(dǎo)通電流。此處有改動(dòng)此處有改動(dòng)2.轉(zhuǎn)子(電樞)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱為轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱為電樞，主要由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風(fēng)扇等組成。(1)電樞鐵心電樞鐵心是主磁路的主要部分，同時(shí)用以嵌放電樞繞組。一般電樞鐵心采用由0.5mm厚的硅鋼片沖制而成的沖片疊壓而成，以降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)電樞鐵心中產(chǎn)生的渦流損耗和磁滯損耗。疊成的鐵心固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架上。鐵心的外圓開(kāi)有電樞槽，槽內(nèi)嵌放電樞繞組。(2)電樞繞組電樞繞組的作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電機(jī)進(jìn)行能量變換的關(guān)鍵部件，所以叫電樞。它是由許多線圈(以下稱元件)按一定規(guī)律連接而成，線圈采用高強(qiáng)度漆包線或玻璃絲包扁銅線繞成，不同線圈的線圈邊分上下兩層嵌放在電樞槽中，線圈與鐵心之間以及上、下兩層線圈邊之間都必須妥善絕緣。為防止離心力將線圈邊甩出槽外，槽口用槽楔固定，如圖1-46所示。線圈伸出槽外的端接部分用熱固性無(wú)緯玻璃帶進(jìn)行綁扎。圖1-47是電樞繞組中的單疊繞組，一個(gè)繞組的首端和末端所連接的換向片相鄰。(3)換向器在直流電動(dòng)機(jī)中，換向器配以電刷，能將外加直流電源轉(zhuǎn)換為電樞線圈中的交變電流，使電磁轉(zhuǎn)矩的方向恒定不變；在直流發(fā)電機(jī)中，換向器配以電刷，能將電樞線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換為正、負(fù)電刷上引出的直流電動(dòng)勢(shì)。換向器是由許多換向片組成的圓柱體，換向片之間用云母片絕緣。換向器的結(jié)構(gòu)如圖1-48所示。（4）轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸起轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的支撐作用，需有一定的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，一般用圓鋼加工而成。二、直流電機(jī)的勵(lì)磁方式直流電機(jī)在進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換時(shí)，都是通過(guò)氣隙中的磁場(chǎng)作為媒介。除了少數(shù)采用永磁體作為主磁極的直流電機(jī)外，直流電機(jī)都是在勵(lì)磁繞組中通以勵(lì)磁電流的方式產(chǎn)生磁場(chǎng)的。我們稱主磁極的勵(lì)磁繞組獲得直流電源的方式稱為勵(lì)磁方式。以直流電動(dòng)機(jī)為例，勵(lì)磁方式分為四種：他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)，如圖1-49所示。（1）他勵(lì)勵(lì)磁繞組的電源由單獨(dú)的勵(lì)磁電源提供，與電樞電源無(wú)關(guān)。需說(shuō)明的是，永磁體電極的直流電動(dòng)機(jī)也屬于他勵(lì)方式。（2）并勵(lì)勵(lì)磁繞組和電樞繞組并聯(lián)，由同一個(gè)直流電源供電。（3）串勵(lì)勵(lì)磁繞組和電樞繞組串聯(lián)，由同一個(gè)直流電源供電。（4）復(fù)勵(lì)勵(lì)磁繞組分成兩部分，一部分與電樞繞組并聯(lián)，另一部分與電樞繞組串聯(lián)，由同一個(gè)直流電源供電。三、直流電機(jī)的工作原理1.直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的工作原理直流電機(jī)是電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，按照能量轉(zhuǎn)換的方式分為直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)。將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的是直流發(fā)電機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的是直流電動(dòng)機(jī)。直流電機(jī)的工作原理如圖1-50所示。直流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，由原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子切割定子提供的磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。對(duì)于轉(zhuǎn)子繞組來(lái)說(shuō)，其旋轉(zhuǎn)到不同的磁極，內(nèi)部的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向會(huì)周期變化。通過(guò)換向器和電刷的逆變作用，可以將電樞繞組內(nèi)部產(chǎn)生的交變電源，變成電刷間方向不變的直流電源；直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，直流電源通過(guò)電刷和換向器接入電樞繞組，電樞繞組中的電流與定子磁場(chǎng)相互作用使通電的電樞導(dǎo)體受到電磁力的作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)沿著電磁轉(zhuǎn)矩的方向旋轉(zhuǎn)。為了保證電樞繞組旋轉(zhuǎn)到不同磁極下的受力方向不變，流經(jīng)電樞繞組的電流方向在不同的磁極下必須改變。通過(guò)電刷和換向器的共同作用，將外部電路的直流電源整流成電樞繞組內(nèi)部的交變電流，以保證電樞繞組受力方向不變，電機(jī)能夠沿著同一方向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。綜上所述，不論是發(fā)電機(jī)還是電動(dòng)機(jī)，換向器都是關(guān)鍵部件。換向器和電刷的共同作用，可以把直流發(fā)電機(jī)線圈中的交變電動(dòng)勢(shì)整流成電刷間的方向不變的直流電動(dòng)勢(shì)；把直流電動(dòng)機(jī)電刷間的直流電流逆變成線圈內(nèi)部的交變電流，以保證電動(dòng)機(jī)沿著恒定方向旋轉(zhuǎn)。2.直流電機(jī)的可逆運(yùn)行原理

從電機(jī)的結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)完全相同。直流發(fā)電機(jī)帶負(fù)載后，有電流流過(guò)負(fù)載，同時(shí)也流過(guò)電樞線圈，其方向與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同。根據(jù)電磁力定律，電樞繞組在定子磁場(chǎng)中會(huì)受到電磁力的作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，方向與轉(zhuǎn)速方向相反。所以，發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩阻礙發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，是制動(dòng)性質(zhì)。為此，發(fā)電機(jī)必須用足夠大的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)克服電磁轉(zhuǎn)矩的制動(dòng)作用，以維持發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。此時(shí)發(fā)電機(jī)從原動(dòng)機(jī)吸收機(jī)械能，轉(zhuǎn)換成電能向負(fù)載輸出；直流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)起來(lái)后，電樞繞組切割定子磁場(chǎng)，也要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，用右手定則判斷其方向與電流方向相反，即電樞電動(dòng)勢(shì)是反電動(dòng)勢(shì)，它阻礙電流流入電動(dòng)機(jī)。所以，直流電動(dòng)機(jī)要正常工作，就必須要施加直流電源以克服反電動(dòng)勢(shì)的阻礙作用，把電流加入電動(dòng)機(jī)。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)從直流電源吸收電能，轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出。綜上所述，無(wú)論是電動(dòng)機(jī)還是發(fā)電機(jī)，由于電磁的相互作用，電樞電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩是同時(shí)存在的。從原理上說(shuō)發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)并沒(méi)有本質(zhì)差別，只是外界條件不同。一臺(tái)直流電機(jī)，既可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，又可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，這就是直流電機(jī)的可逆運(yùn)行原理。【步驟三】知識(shí)和能力的歸納（時(shí)間：5分鐘）直流電機(jī)分為直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩大類，由兩個(gè)主要部分組成：靜止部分（稱為定子），主要用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)；轉(zhuǎn)動(dòng)部分（稱為轉(zhuǎn)子，又稱電樞），是機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的樞紐。在定轉(zhuǎn)子之間，有一定的間隙稱為氣隙。直流電機(jī)的運(yùn)行性能與它的勵(lì)磁方式有密切的關(guān)系。直流電機(jī)勵(lì)磁繞組的供電方式稱為勵(lì)磁方式，分為四類：他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)。直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)換向器和電刷的共同作用，可以將直流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組中的交變電動(dòng)勢(shì)整流成電刷間的直流電動(dòng)勢(shì)或者將直流電動(dòng)機(jī)電刷間的直流電流逆變成轉(zhuǎn)子繞組中的交變電流，以保證電動(dòng)機(jī)沿恒定方向旋轉(zhuǎn)。從結(jié)構(gòu)及原理上看，發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)并無(wú)本質(zhì)差別，只是外界條件不同而已。一臺(tái)直流電機(jī)既可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，也可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，這就是直流電機(jī)的可逆運(yùn)行原理。【步驟四】布置作業(yè)、說(shuō)清楚作業(yè)的要求（時(shí)間：2分鐘）P23:11/12/13

****學(xué)院?jiǎn)卧虒W(xué)設(shè)計(jì)****學(xué)年第**學(xué)期課程名稱：電機(jī)與電氣控制技術(shù)授課班級(jí)：****任課教師：所在系部及教研室：研室

第5講標(biāo)題：低壓電器的基本知識(shí)（2學(xué)時(shí)）授課班級(jí)上課時(shí)間上課地點(diǎn)多媒體教室教學(xué)目的掌握低壓電器的的作用和應(yīng)用場(chǎng)合，分類方式和類別。電磁機(jī)構(gòu)的作用、結(jié)構(gòu)形式；線圈的作用和結(jié)構(gòu)形式，交、直流電磁機(jī)構(gòu)吸力特性及區(qū)別；交流電磁鐵產(chǎn)生噪聲和震蕩的原因；消除噪聲和震蕩的的方法。觸點(diǎn)的作用、結(jié)構(gòu)形式、材料；電弧產(chǎn)生的物理原因和對(duì)觸點(diǎn)的影響；滅弧方法和原理。最終達(dá)到熟悉電磁機(jī)構(gòu)、線圈、觸點(diǎn)、滅弧機(jī)構(gòu)等部分的結(jié)構(gòu)形式，會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的故障分析、判斷、檢修和排除。教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)熟悉電磁機(jī)構(gòu)、線圈、觸點(diǎn)、滅弧機(jī)構(gòu)等部分的結(jié)構(gòu)形式，會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的故障分析、判斷、檢修和排除。掌握低壓電器的的作用和應(yīng)用場(chǎng)合，分類方式和類別。電磁機(jī)構(gòu)的作用、結(jié)構(gòu)形式；線圈的作用和結(jié)構(gòu)形式，交、直流電磁機(jī)構(gòu)吸力特性及區(qū)別；交流電磁鐵產(chǎn)生噪聲和震蕩的原因；消除噪聲和震蕩的的方法。觸點(diǎn)的作用、結(jié)構(gòu)形式、材料；電弧產(chǎn)生的物理原因和對(duì)觸點(diǎn)的影響；滅弧方法和原理。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法重點(diǎn)：電磁機(jī)構(gòu)的作用、結(jié)構(gòu)形式；線圈的作用和結(jié)構(gòu)形式，交、直流電磁機(jī)構(gòu)吸力特性及區(qū)別；交流電磁鐵產(chǎn)生噪聲和震蕩的原因；消除噪聲和震蕩的的方法。觸點(diǎn)的作用、結(jié)構(gòu)形式、材料；電弧產(chǎn)生的物理原因和對(duì)觸點(diǎn)的影響；滅弧方法和原理。難點(diǎn)：交、直流電磁機(jī)構(gòu)吸力特性及區(qū)別；交流電磁鐵產(chǎn)生噪聲和震蕩的原因；消除噪聲和震蕩的的方法。滅弧方法和原理。方法：利用實(shí)物進(jìn)行教學(xué)，先讓學(xué)生對(duì)各部分機(jī)構(gòu)進(jìn)行觀察，再進(jìn)行理論分析（結(jié)構(gòu)的必然性）。參考資料【步驟一】說(shuō)明主要教學(xué)內(nèi)容、目的（時(shí)間：3分鐘）本單元的主要教學(xué)內(nèi)容有低壓電器的的作用和應(yīng)用場(chǎng)合，分類方式和類別。電磁機(jī)構(gòu)的作用、結(jié)構(gòu)形式；線圈的作用和結(jié)構(gòu)形式，交、直流電磁機(jī)構(gòu)吸力特性及區(qū)別；交流電磁鐵產(chǎn)生噪聲和震蕩的原因；消除噪聲和震蕩的的方法。觸點(diǎn)的作用、結(jié)構(gòu)形式、材料；電弧產(chǎn)生的物理原因和對(duì)觸點(diǎn)的影響；滅弧方法和原理。最終達(dá)到熟悉電磁機(jī)構(gòu)、線圈、觸點(diǎn)、滅弧機(jī)構(gòu)等部分的結(jié)構(gòu)形式，會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的故障分析、判斷、檢修和排除。【步驟二】新知識(shí)講解（時(shí)間：20分鐘）低壓電器的定義:凡是根據(jù)外界特定的信號(hào)或要求，自動(dòng)或手動(dòng)接通和斷開(kāi)電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)和調(diào)節(jié)的電氣設(shè)備均稱為電器。而工作在交流額定電壓1200V及以下，直流額定電壓1500V及以下的電器稱為低壓電器）。低壓電器的分類:（1）按控制的對(duì)象和用途分類低壓控制電器（接觸器、繼電器、電磁鐵等，主要用于電力拖動(dòng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)中）低壓配電電器（刀開(kāi)關(guān)、組合開(kāi)關(guān)、熔斷器和斷路器等，主要用于低壓配電系統(tǒng)及動(dòng)力(2)按低壓電器的動(dòng)作方式分類自動(dòng)切換電器（依靠電器本身參數(shù)的變化或外來(lái)信號(hào)的作用，自動(dòng)完成接通或分?jǐn)嗟葎?dòng)作，如接觸器）非自動(dòng)切換電器（依靠外力直接操作來(lái)進(jìn)行切換，如刀開(kāi)關(guān)）（3）按低壓電器的執(zhí)行和結(jié)構(gòu)分類有觸點(diǎn)電器（具有可分離的動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)，利用動(dòng)、靜觸點(diǎn)的接觸和分離來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的通斷控制，如接觸器）無(wú)觸點(diǎn)電器（利用半導(dǎo)體元器件的開(kāi)關(guān)效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的通斷控制，如接近開(kāi)關(guān)等）（4）按工作原理分類電磁式低壓電器（根據(jù)電磁感應(yīng)原理來(lái)工作，如交直流接觸器、各種電磁式斷路器等)非電量控制低壓電器(依靠外力或某種非電物理量的變化而動(dòng)作，如刀開(kāi)關(guān)、速度繼電器等)【步驟三】知識(shí)和能力的歸納（時(shí)間：2分鐘）低壓電器的的作用和應(yīng)用場(chǎng)合，分類方式和類別。【步驟四】新知識(shí)講解（時(shí)間：18分鐘）觸頭系統(tǒng)電磁式低壓電器的觸頭按接觸方式可分為點(diǎn)接觸式、線接觸式和面接觸式三種，分別如圖2-1a、b和c所示。按觸頭的結(jié)構(gòu)形式劃分有橋式和指形觸頭兩種，如圖2-2a和b所示。觸頭是低壓電器的執(zhí)行部分，起接通和分?jǐn)嚯娐返淖饔?。因此要求觸頭導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能良好，通常用銅制成。但銅易氧化，增大觸頭的接觸電阻，使觸頭損耗加大，溫度升高；而溫度升高，反過(guò)來(lái)又使觸頭表面氧化加劇，導(dǎo)致惡性循環(huán)。對(duì)觸頭要求較高的電器，其觸頭采用銀質(zhì)或銀基合金材料，這不僅在于其導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能均優(yōu)于銅質(zhì)觸頭，更主要的是其氧化膜對(duì)接觸電阻影響不大，而且這種氧化層要在較高的溫度下才會(huì)形成，且易粉化。因此，銀質(zhì)觸頭具有較低和較穩(wěn)定的接觸電阻。對(duì)于大、中容量低壓電器的觸頭，如果觸頭采用滾動(dòng)接觸，可將氧化膜去掉，所以這種結(jié)構(gòu)的觸頭，通常采用銅質(zhì)材料?！静襟E五】知識(shí)和能力的歸納（時(shí)間：2分鐘）觸點(diǎn)的作用、結(jié)構(gòu)形式、材料【步驟六】新知識(shí)講解（時(shí)間：35分鐘）電弧及滅弧裝置電器在斷開(kāi)大電流或高電壓電路時(shí)，在動(dòng)、靜觸頭之間會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電弧。電弧實(shí)際上是觸頭間氣體在強(qiáng)電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的放電現(xiàn)象。電弧形成過(guò)程：當(dāng)觸頭間剛出現(xiàn)分?jǐn)鄷r(shí)，由于兩觸頭間距離很小，因此產(chǎn)生很大的電場(chǎng)強(qiáng)度，在高熱和強(qiáng)電場(chǎng)作用下，金屬內(nèi)部的自由電子從陰極表面逸出，奔向陽(yáng)極；這些自由電子在電場(chǎng)中高速運(yùn)動(dòng)時(shí)要撞擊中性氣體分子，使之激勵(lì)和游離，產(chǎn)生離子和電子，而電子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下繼續(xù)向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，并撞擊其它的中性氣體分子。這樣在觸頭間就產(chǎn)生了大量的正負(fù)離子和電子，形成了熾熱電子流，即電弧。電弧的危害：電弧一方面會(huì)燒蝕觸頭，降低觸頭的使用壽命，另一方面會(huì)使電路的切斷時(shí)間延長(zhǎng)，甚至造成弧光短路或引起其它事故。常用的滅弧方法有以下幾種：1.雙斷口電動(dòng)力滅弧如圖2-3所示，這種滅弧方法是將整個(gè)電弧分割成兩段，同時(shí)利用觸頭回路本身的電動(dòng)力F把電弧向相反的兩個(gè)方向拉長(zhǎng)，使電弧在拉長(zhǎng)的過(guò)程中加快冷卻并熄滅。該方法一般用于容量較小的交流接觸器等低壓電器中。2.縱縫滅弧如圖2-4所示，這種滅弧方法是利用滅弧罩的窄縫來(lái)實(shí)現(xiàn)滅弧的。滅弧罩是由耐熱陶土、石棉、水泥等絕緣材料制成。滅弧罩內(nèi)每相都有一個(gè)縱縫，縫的下部寬以便放置觸頭；上部窄，以便壓縮電弧，使電弧與滅弧室壁緊密接觸。當(dāng)觸頭分?jǐn)鄷r(shí)，電弧被外磁場(chǎng)或電動(dòng)力吹入縱縫內(nèi)，其熱量被縫壁迅速吸收，使電弧迅速冷卻熄滅。該方法常用于交、直流接觸器上。3.柵片滅弧柵片滅弧裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理如圖2-5所示。金屬柵片插在滅弧罩內(nèi)，各片之間互相絕緣。當(dāng)動(dòng)、靜觸頭分?jǐn)鄷r(shí)，在觸頭間產(chǎn)生電弧，在電弧電流周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。電弧周圍空氣中的磁場(chǎng)上疏下密，磁場(chǎng)對(duì)電弧產(chǎn)生向上的作用力，將電弧拉入柵片內(nèi)，柵片將電弧分割成若干個(gè)串聯(lián)的短電弧，而柵片就是這些短電弧的電極，將總電弧壓降分成幾段，柵片間的電壓都低于燃弧電壓，同時(shí)，柵片將電弧導(dǎo)出，使電弧迅速冷卻，促使電弧盡快熄滅。柵片滅弧多用于容量較大的交流接觸器中。【步驟七】知識(shí)和能力的歸納（時(shí)間：5分鐘）電弧產(chǎn)生的物理原因和對(duì)觸點(diǎn)的影響；滅弧方法和原理【步驟八】布置作業(yè)、說(shuō)清楚作業(yè)的要求（時(shí)間：5分鐘）P92:1/2/3

****學(xué)院?jiǎn)卧虒W(xué)設(shè)計(jì)****學(xué)年第**學(xué)期課程名稱：電機(jī)與電氣控制技術(shù)授課班級(jí)：****任課教師：所在系部及教研室：研室

第6講標(biāo)題：電磁式接觸器（2學(xué)時(shí)）授課班級(jí)上課時(shí)間上課地點(diǎn)多媒體教室教學(xué)目的掌握接觸器的作用和分類方法，交、直流接觸器的區(qū)別。熟悉接觸器的結(jié)構(gòu)、主要技術(shù)參數(shù)，掌握常用的型號(hào)，選用原則和維護(hù)事項(xiàng)、故障處理方法。教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)能正確選擇接觸器的類型（交流和直流）；能正確選擇接觸器的型號(hào)；能正確完成接觸器在線路中的接線；正確對(duì)接觸器進(jìn)行維護(hù)和檢修。掌握接觸器的作用；了解接觸器的類型；了解接觸器的結(jié)構(gòu)；理解接觸器的主要參數(shù)；掌握接觸器的選用原則；理解接觸器產(chǎn)生各種故障的原因；掌握接觸器的圖形和文字符號(hào)。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法重點(diǎn)：接觸器的分類方法。接觸器的選用原則和維護(hù)事項(xiàng)、故障處理方法。難點(diǎn)：接觸器的選用原則和維護(hù)事項(xiàng)、故障處理方法。解決方法：對(duì)于選用原則從理論上進(jìn)行分析，講清不按原則選用時(shí)的后果。對(duì)于維護(hù)事項(xiàng)、故障處理方法通過(guò)對(duì)故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，引出接觸器的選用原則和維護(hù)事項(xiàng)和故障處理方法。參考資料【步驟一】說(shuō)明主要教學(xué)內(nèi)容、目的（時(shí)間：3分鐘）掌握接觸器的作用和分類方法，交、直流接觸器的區(qū)別。熟悉接觸器的結(jié)構(gòu)、主要技術(shù)參數(shù)，掌握常用的型號(hào)，選用原則和維護(hù)事項(xiàng)、故障處理方法?！静襟E二】新知識(shí)講解（時(shí)間：77分鐘）電磁式接觸器是一種自動(dòng)的電磁式開(kāi)關(guān)。適用于遠(yuǎn)距離頻繁地接通或斷開(kāi)交直流主電路。主要用于控制電動(dòng)機(jī)、電熱設(shè)備、電焊機(jī)、電容器組等。它具有欠電壓釋放保護(hù)功能。在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。接觸器按主觸頭通過(guò)的電流種類不同，可分為交流接觸器和直流接觸器兩類。一、交流接觸器1.交流接觸器的結(jié)構(gòu)以實(shí)物為例，交流接觸器主要由電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置及輔助部件四部分組成。（1）電磁機(jī)構(gòu)其作用是利用電磁線圈的通電或斷電，使銜鐵和鐵心吸合或釋放，從而帶動(dòng)動(dòng)觸頭與靜觸頭閉合或分?jǐn)?，?lái)實(shí)現(xiàn)接通或斷開(kāi)電路。（2）觸頭系統(tǒng)按通斷能力劃分，交流接觸器的觸頭分為主觸頭和輔助觸頭。主觸頭用于通斷電流較大的主電路，一般由三對(duì)常開(kāi)觸頭組成；輔助觸頭用以通斷電流較小的控制電路，通常由兩對(duì)常開(kāi)和兩對(duì)常閉觸頭組成，起電氣聯(lián)鎖或控制作用。常開(kāi)觸頭和常閉觸頭是聯(lián)動(dòng)的。當(dāng)線圈通電時(shí)，常閉觸頭先斷開(kāi)，常開(kāi)觸頭后閉合；而線圈斷電時(shí)，常開(kāi)觸頭先恢復(fù)斷開(kāi)，常閉觸頭后恢復(fù)閉合。常開(kāi)觸頭又稱動(dòng)合觸頭，常閉觸頭又稱動(dòng)斷觸頭。（3）滅弧裝置交流接觸器中常用的滅弧裝置因電流等級(jí)而異，容量較小的接觸器常采用雙斷口橋形觸頭以利于滅弧，并在觸頭上方安裝陶土滅弧罩。容量較大的接觸器常采用縱縫滅弧罩和柵片滅弧裝置。（4）輔助部件交流接觸器的輔助部件包括反作用彈簧、緩沖彈簧、觸頭壓力彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、底座及接線柱等。反作用彈簧安裝在動(dòng)鐵心和線圈之間，其作用是線圈斷電后，推動(dòng)銜鐵釋放，使各觸頭恢復(fù)原狀態(tài)。緩沖彈簧安裝在靜鐵心與線圈之間，其作用是緩沖銜鐵在吸合時(shí)對(duì)靜鐵心和外殼的沖擊力，保護(hù)外殼和底座。觸頭壓力彈簧安裝在動(dòng)觸頭上面，其作用是增加動(dòng)、靜觸頭間的壓力，從而增大接觸面積，以減小接觸電阻，防止觸頭過(guò)熱而灼傷。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是在銜鐵或反作用彈簧的作用下，帶動(dòng)動(dòng)觸頭實(shí)現(xiàn)與靜觸頭的接通和分?jǐn)唷?.交流接觸器的工作原理當(dāng)給接觸器的線圈兩端加上一個(gè)交流電壓后，線圈中的電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，使靜鐵心產(chǎn)生足夠大的吸力，克服反作用彈簧的反作用力，將銜鐵吸合。通過(guò)中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)常閉（輔助）觸頭先斷開(kāi)，三對(duì)主觸頭和常開(kāi)（輔助）觸頭后閉合。當(dāng)加在接觸器線圈兩端的電壓為零或較低時(shí)，由于電磁吸力消失或過(guò)小，不足以克服反作用彈簧的反作用力，銜鐵即會(huì)在反作用力下復(fù)位，帶動(dòng)常開(kāi)觸頭（主、輔）先恢復(fù)斷開(kāi)，輔助常閉觸頭后恢復(fù)閉合。二、直流接觸器直流接觸器適用于遠(yuǎn)距離頻繁的接通和分?jǐn)嘀绷麟娐芬约翱刂浦绷麟妱?dòng)機(jī)。其結(jié)構(gòu)和工作原理與交流接觸器基本相同，常用的有CZ0系列和CZ18系列。直流接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置三部分組成。1.電磁系統(tǒng)直流接觸器常用繞棱角轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式電磁機(jī)構(gòu)。由于其鐵心不會(huì)因產(chǎn)生渦流和磁滯損耗而發(fā)熱，因此可用整塊的鑄鐵或鑄鋼制成，端面也不需安裝短路環(huán)。為保證銜鐵能可靠地釋放，磁路中墊有非磁性墊片，以減少剩磁的影響2.觸頭系統(tǒng)直流接觸器的觸頭也有主、輔之分。由于主觸頭接通和斷開(kāi)的電流比較大，多采用滾動(dòng)接觸的指形觸頭，以延長(zhǎng)觸頭的使用壽命。輔助觸頭的通斷電流較小，多采用雙斷點(diǎn)橋式觸頭，并可有若干對(duì)。為了減小運(yùn)行時(shí)的線圈功耗及延長(zhǎng)吸引線圈的使用壽命，容量較大的直流接觸器線圈經(jīng)常采用串聯(lián)雙繞組，其接線如圖3-17所示。在電路剛接通瞬間，保持線圈被常閉觸頭短路，可使起動(dòng)線圈獲得較大的電流和吸力。當(dāng)接觸器動(dòng)作后，起動(dòng)線圈和保持線圈串聯(lián)通電，由于電壓不變，所以電流較小，但仍可保持銜鐵被吸合，從而達(dá)到省電的目的。3.滅弧裝置直流接觸器的主觸頭在分?jǐn)噍^大直流電流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧，所以必須設(shè)置滅弧裝置以迅速熄滅電弧。交流接觸器觸頭間產(chǎn)生的電弧在自然過(guò)零時(shí)能自動(dòng)熄滅，而直流電弧因?yàn)椴淮嬖谧匀贿^(guò)零點(diǎn)，所以只能靠拉長(zhǎng)電弧和冷卻電弧來(lái)熄滅電弧。在同樣的電氣參數(shù)下，熄滅直流電弧要比熄滅交流電弧困難的多，故直流滅弧裝置一般比交流滅弧裝置復(fù)雜，這也是為什么對(duì)直流接觸器觸頭的要求比交流接觸器要高，接觸器按觸頭通斷電流的種類進(jìn)行分類（而不是按線圈通過(guò)電流的種類），且交、直流接觸器不能相互替代的原因。三、接觸器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)接觸器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)有：接觸器額定電壓和額定電流、接觸器線圈額定電壓、主觸頭接通與分?jǐn)嗄芰Α⒔佑|器機(jī)械壽命與電氣壽命、接觸器額定操作頻率、接觸器線圈的動(dòng)作值等。1.額定電壓接觸器的額定電壓指的是主觸頭的額定電壓。交流接觸器主要有220V、380V（500V）和660V，直流接觸器主要有110V、220V和440V。2.額定電流接觸器的額定電流指的是主觸頭的額定工作電流。它是在額定電壓、使用類別和操作頻率一定的條件下規(guī)定的，目前常用的電流等級(jí)為10~800A。3.電氣壽命和機(jī)械壽命電氣壽命指接觸器帶額定負(fù)荷的情況下能夠動(dòng)作的次數(shù)，機(jī)械壽命指接觸器不帶負(fù)荷的情況下能夠動(dòng)作的次數(shù)。4.操作頻率操作頻率指接觸器每小時(shí)的操作次數(shù),一般為300、600、1200次/h幾種。5.線圈的額定電壓交流有36V、110V（127V）、220V、380V；直流有24V、48V、110V、220V、440V。其中交流127V屬于淘汰等級(jí)。6.動(dòng)作值指接觸器的吸合電壓和釋放電壓。線圈電壓達(dá)到其額定電壓的85%或以上時(shí)，銜鐵應(yīng)可靠地吸合；低于其額定電壓的70%或突然消失時(shí)，銜鐵要可靠地釋放。四、接觸器主要產(chǎn)品介紹1.常用的交流接觸器常用的交流接觸器有CJ12、CJ19、CJ20、CJ40、CJX1、CJX2、3TB、3TD、LC1-D等系列。CH10X系列是消弧接觸器，屬新產(chǎn)品。2.常用的直流接觸器常用的直流接觸器有CE0、CE17、CE18、CE21等多個(gè)系列。其中CE0系列產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、易于維修保養(yǎng)，其零部件的通用性強(qiáng)，被廣泛應(yīng)用。3.B系列交流接觸器B系列交流接觸器是更新?lián)Q代產(chǎn)品。它是引進(jìn)德國(guó)BBC公司生產(chǎn)線和生產(chǎn)技術(shù)而生產(chǎn)的交流接觸器，采用了合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有“正裝式”和“倒裝式”兩種結(jié)構(gòu)布置形式?！罢b式”結(jié)構(gòu)觸頭系統(tǒng)在前面，電磁系統(tǒng)在后面。而“倒裝式”結(jié)構(gòu)是指觸頭系統(tǒng)在后面，電磁系統(tǒng)在前面，這種布置由于磁系統(tǒng)在前面，具備了更換線圈方便、接線方便(接線距離縮短)等優(yōu)點(diǎn)；另外，便于安裝多種附件，如輔助觸頭、TP型氣囊式延時(shí)繼電器。4.真空接觸器常用的交流真空接觸器有CJK系列產(chǎn)品，它具備體積小，通斷能力強(qiáng)，壽命長(zhǎng)，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，主要適用于交流50HZ、額定電壓達(dá)600V或1140V，額定電流為600A的電力電路中。5.固體接觸器固體接觸器又叫半導(dǎo)體接觸器，它是由晶閘管和交流接觸器組合而成的混合式交流接觸器。目前生產(chǎn)的CJW1-200A/N型是由五臺(tái)晶閘管交流接觸器組裝而成的。固體接觸器屬新產(chǎn)品，在生產(chǎn)中的應(yīng)用才剛開(kāi)始,必將隨著電子技術(shù)的發(fā)展得到逐步推廣。五、接觸器的選用原則在選用接觸器時(shí)，應(yīng)遵循下面的原則進(jìn)行：1.接觸器類型的選擇交流負(fù)載選用交流接觸器，直流負(fù)載選用直流接觸器。2.主觸頭的額定電壓的確定主觸頭的額定電壓應(yīng)大于或等于主電路的工作電壓。3.主觸頭額定電流的確定當(dāng)接觸器控制電阻性負(fù)載時(shí)，主觸頭額定電流應(yīng)不小于被控負(fù)載的額定電流；當(dāng)接觸器控制不頻繁起動(dòng)、制動(dòng)及正反轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)時(shí)，主觸頭額定電流應(yīng)大于或稍大于電動(dòng)機(jī)的額定電流；當(dāng)接觸器控制頻繁起動(dòng)、制動(dòng)及正反轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大接觸器主觸頭的額定電流（可按二倍的額定電流進(jìn)行選擇）。4.吸引線圈的額定電壓和頻率的確定吸引線圈的額定電壓和頻率要與所在控制電路的電壓和頻率保持一致。5.觸頭數(shù)量的確定根據(jù)在電路中使用接觸器觸頭數(shù)量和種類的實(shí)際情況來(lái)確定接觸器的觸頭數(shù)量和種類。當(dāng)觸頭數(shù)量和種類不能滿足要求時(shí)，要想法解決。六、接觸器的維護(hù)接觸器在運(yùn)行過(guò)程中要進(jìn)行定期的維護(hù)，做到：1.定期檢查接觸器的零件，要求可動(dòng)部分靈活，緊固件無(wú)松動(dòng)。對(duì)損壞的零部件應(yīng)及時(shí)修理或更換。2.保持觸頭表面的清潔，不允許粘有油污。3.接觸器不允許在去掉滅弧罩的情況下使用。4.若接觸器一旦不能修復(fù)，應(yīng)及時(shí)更換。七、接觸器的常見(jiàn)故障及處理方法接觸器在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，由于自然磨損或使用維護(hù)不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生故障而影響其正常工作。接觸器的常見(jiàn)故障及處理方法見(jiàn)表2-4。八、接觸器的圖形和文字符號(hào)【步驟三】知識(shí)和能力的歸納（時(shí)間：5分鐘）了解接觸器的作用、結(jié)構(gòu)、交直流接觸器的區(qū)別。會(huì)選擇接觸器的類型和具體型號(hào)、參數(shù)；會(huì)維護(hù)接觸器；會(huì)維修接觸器?！静襟E四】布置作業(yè)、說(shuō)清楚作業(yè)的要求（時(shí)間：5分鐘）P92:4/5/6/7

****學(xué)院?jiǎn)卧虒W(xué)設(shè)計(jì)****學(xué)年第**學(xué)期課程名稱：電機(jī)與電氣控制技術(shù)授課班級(jí)：****任課教師：所在系部及教研室：研室

第7講標(biāo)題：電磁式繼電器（2學(xué)時(shí)）授課班級(jí)上課時(shí)間上課地點(diǎn)多媒體教室教學(xué)目的了解電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)，中間繼電器與接觸器的區(qū)別。掌握電磁式繼電器的輸入/輸出特性及返回系數(shù)的實(shí)用意義；整定值的意義；過(guò)電壓（電流）、欠電壓（電流）的動(dòng)作值及釋放值，適用場(chǎng)合；中間繼電器的作用；時(shí)間繼電器的原理及作用；電磁式繼電器的選擇與使用方法、注意事項(xiàng)。教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)能正確選擇各種電磁式繼電器；能正確完成各種電磁式繼電器在線路中的接線；能正確對(duì)各種電磁式繼電器維護(hù)和檢修。掌握電磁式繼電器的作用；了解電磁式繼電器的種類；了解電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)；理解電磁式繼電器的主要參數(shù)；掌握電磁式繼電器的使用和選擇方法；掌握各種電磁式繼電器的圖形和文字符號(hào)。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法重點(diǎn):中間繼電器與接觸器的區(qū)別；電磁式繼電器的輸入/輸出特性及返回系數(shù)的實(shí)用意義；整定值的意義；過(guò)電壓（電流）、欠電壓（電流）的動(dòng)作值及釋放值，適用場(chǎng)合；中間繼電器的作用；時(shí)間繼電器的原理及作用；電磁式繼電器的選擇與使用方法、注意事項(xiàng)。難點(diǎn)：過(guò)電壓（電流）、欠電壓（電流）的動(dòng)作值及釋放值，適用場(chǎng)合；時(shí)間繼電器的原理及作用；電磁式繼電器的選擇與使用方法、注意事項(xiàng)。解決方法：通過(guò)理論分析，總結(jié)輸入/輸出特性及返回系數(shù)的實(shí)用意義、整定值的意義、過(guò)電壓（電流）與欠電壓（電流）的動(dòng)作值及釋放值之間的關(guān)系。參考資料【步驟一】說(shuō)明主要教學(xué)內(nèi)容、目的（時(shí)間：5分鐘）了解電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)，中間繼電器與接觸器的區(qū)別。掌握電磁式繼電器的輸入/輸出特性及返回系數(shù)的實(shí)用意義；整定值的意義；過(guò)電壓（電流）、欠電壓（電流）的動(dòng)作值及釋放值，適用場(chǎng)合；中間繼電器的作用；時(shí)間繼電器的原理及作用；電磁式繼電器的選擇與使用方法、注意事項(xiàng)?！静襟E二】新知識(shí)講解（時(shí)間：75分鐘）一、電磁式繼電器的基本結(jié)構(gòu)和分類1.電磁式繼電器的基本結(jié)構(gòu)電磁式繼電器廣泛應(yīng)用于電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)中，其結(jié)構(gòu)及工作原理與接觸器類似，也是由電磁機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)等組成。與接觸器的區(qū)別主要表現(xiàn)在繼電器只能用于切換電流較小的控制電路或保護(hù)電路（各觸頭允許通過(guò)的電流多為5A），而不能控制主電路；繼電器可對(duì)多種輸入信號(hào)量的變化作出反應(yīng)，而接觸器只能對(duì)電壓信號(hào)作出反應(yīng)；繼電器不設(shè)專門的滅弧裝置且觸頭無(wú)主、輔之分。另外，繼電器一般還具有改變釋放彈簧松緊和改變銜鐵打開(kāi)后磁路氣隙大小的調(diào)節(jié)裝置。2.電磁式繼電器的種類電磁式繼電器的種類很多，按用途分有控制繼電器、保護(hù)繼電器和通信繼電器。按輸入量分有電壓繼電器、電流繼電器、時(shí)間繼電器和中間繼電器。按通人電磁線圈電流種類不同有交流繼電器和直流繼電器。二、電磁式繼電器的特性和主要參數(shù)1.電磁式繼電器的特性繼電器的特性是用輸入—輸出特性來(lái)表示的，當(dāng)改變繼電器輸入量大小時(shí)，對(duì)于輸出量的觸頭只有“通”與“斷”兩個(gè)狀態(tài)，所以繼電器的輸出量也只有“有”和“無(wú)”兩個(gè)量。圖2-11為繼電器的繼電特性。2.電磁式繼電器的主要參數(shù)（1）額定電壓或額定電流電壓繼電器的額定電壓指的是線圈的額定電壓；電流繼電器的額定電流指的是其線圈的額定電流。（2）動(dòng)作電壓或動(dòng)作電流電壓繼電器的動(dòng)作電壓指的是使其銜鐵開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)線圈兩端的電壓；電流繼電器的動(dòng)作電流則是指使電流繼電器銜鐵開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)通過(guò)其線圈的電流。（3）返回電壓或返回電流返回電壓是指電壓繼電器銜鐵開(kāi)始返回動(dòng)作時(shí)線圈兩端的電壓；返回電流是指電流繼電器銜鐵開(kāi)始返回動(dòng)作時(shí)流過(guò)線圈的電流。（4）返回系數(shù)是指繼電器的釋放值與吸合值的比值，以K表示。對(duì)于電壓繼電器，電壓返回系數(shù)KV為：KV=Ur/U0對(duì)于電流繼電器，電流返回系數(shù)KI為：KI=Ir/I0返回系數(shù)實(shí)際上反映了繼電器吸力特性和反力特性配合的緊密程度。不同場(chǎng)合要求不同的Ｋ值，返回系數(shù)是可以調(diào)節(jié)的。（5）整定值按控制需要，預(yù)先給繼電器設(shè)置并能達(dá)到的一個(gè)動(dòng)作值或返回值。。三、電壓繼電器用來(lái)反映電壓變化的繼電器叫電壓繼電器。電壓繼電器的線圈為電壓線圈，在使用時(shí)并聯(lián)在電路中，其匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)、阻抗大。1.過(guò)電壓、欠電壓和零電壓繼電器電壓繼電器分為過(guò)電壓繼電器、欠電壓繼電器和零電壓繼電器。過(guò)電壓繼電器是在電壓為額定電壓的105%~120%以上時(shí)動(dòng)作（正常電壓時(shí)處于釋放狀態(tài)）。零電壓繼電器是欠電壓繼電器的一種特殊形式，當(dāng)端電壓降至或接近零時(shí)方動(dòng)作的電壓繼電器。欠電壓繼電器和零電壓繼電器在電路正常工作時(shí)，銜鐵與鐵心是吸合的,當(dāng)電壓降到額定電壓的40%~70%時(shí)，欠電壓繼電器的銜鐵釋放，當(dāng)電壓降低至額定電壓的10~25%時(shí)，零電壓繼電器動(dòng)作。2.電壓繼電器動(dòng)作電壓的整定方法（1）吸合電壓的整定方法交直流電壓繼電器均可采用滑線變阻器分壓的方法來(lái)獲取繼電器的吸合電壓U0，如圖2-12所示。合上電源開(kāi)關(guān)QS，接通電源，移動(dòng)滑線變阻器，將輸出電壓調(diào)節(jié)到電壓繼電器要求的吸合電壓值，并保持滑動(dòng)端頭A不再改變。這時(shí)，改變電壓繼電器KV釋放彈簧的松緊程度，直至銜鐵剛好吸合動(dòng)作為準(zhǔn)。圖中指示燈HL用于指示繼電器動(dòng)作。（2）釋放電壓的整定方法釋放電壓Ur的整定實(shí)驗(yàn)電路與圖2-12相同。先將滑線變阻器滑動(dòng)端點(diǎn)置于吸合電壓位置，然后合上電源開(kāi)關(guān)QS，此時(shí)繼電器銜鐵吸合，再移動(dòng)滑線變阻器滑動(dòng)端，使變阻器輸出電壓降低，當(dāng)線圈電壓減小到所要求的釋