浅析三相异步电动机正反转控制线路教学讲解过程
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【摘 要】《电力拖动及自动控制》是我们技工学校电工专业必修的一门工艺课，是生产实习的基础。生产机械中一些部件的运动，需要原动力来拖动。自19世纪有了电动机以后，由于电力在传输、分配、使用和控制方面的优越性，使电动机拖动得到了广泛的应用。在生产实践中，一台比较复杂的机床或成套生产机械的控制线路，总是由一些基本控制线路组成。许多生产机械往往要求运动部件能向正反两个方向运动。如机床工作台的前进与后退；起重机的上升与下降等，这些生产机械要求能实现正、反转控制。
【关键词】联锁；自锁；正反转
文章编号：ISSN1006―656X（2014）05-0205-02
在工业、农业及交通运输中，大量使用着各种各样的生产机械，如车床、磨床、铣床、运输机等。生产机械中一些部件的运动，需要原动力来拖动。自19世纪有了电动机以后，由于电力在传输、分配、使用和控制方面的优越性，使电动机拖动得到了广泛的应用。用电动机来拖动生产机械，我们称电力拖动。
由于不同生产机械的工作性质和加工工艺的不同，使得它们对电动机的运转要求也不同。要使电动机按照生产机械的要求正常运转，必须配置一定的电器控制设备和保护设备，组成一定的控制线路，才能达到目的。在生产实践中，一台比较复杂的机床或成套生产机械的控制线路，总是由一些基本控制线路组成。因此，掌握好基本控制线路，对掌握各种机床及机械设备的电器控制线路的运行和维修是很重要的。
这里我主要针对《三相异步电动机正反转控制线路》这个课题，总结一下我教学的经验及教学过程。
讲解此课题，要循序渐进，通过倒顺开关正反转控制线路特点，到接触器联锁正反转控制线路的分析，再到按钮联锁正反转控制线路分析，总结出按钮接触器双重联锁正反转控制线路动作原理、线路特点。通过本节课的学习，培养学生分析线路方法和习惯，培养学生观察能力、分析能力、表达能力和归纳能力。
一、课前复习，学生自主导入
在上节课结束后，将下一节课学习的内容，让学生预习，学生在预习的前提下，自己归纳与本节课有关的问题，相互之间互设问题，互相解答。这样既培养了学生的胆识、语言表达和交流能力，还有益于发挥学生的主体性。当学生回答结束时，台下的学生们给予掌声，教师给予肯定性评价。之后老师归纳总结所提问题：具有过载保护的接触器自锁正转控制线路的特点，熔断器FU、热继电器FR、交流接触器KM的作用。在讲述此观点时，应强调熔断器和热继电器两者所起的作用不同，不能互相代替。同时复习自锁定义，为联锁定义作铺垫。
二、提出疑问，导入新课题
阐述正转控制只能使电动机朝一个方向旋转，带动生产机械的运动部件朝一个方向运动。生产机械还有没有其它的运动要求呢？这样可以给学生一个悬念，让学生们一下集中注意力，对新课的学习产生积极的兴趣。
导入新课：许多生产机械往往要求运动部件能向正反两个方向运动。如机床工作台的前进与后退；起重机的上升与下降等，这些生产机械要求能实现正、反转控制；当改变通入电动机定子绕组的三相电源相序，即把接入电动机三相电源进线中的任意两相对调接线时，电动机就可以反转。
三、讲解新课
1、阐述倒顺开关正反转控制线路工作原理，利用倒顺开关可以改变电源相序来实现电动机的手动正反转控制。如下图1。
工作原理：
操作倒顺开关QS，当手柄处于“停”位置时，QS动、静触头不接触，电路不通，电动机不转。当手柄扳至“顺”位置时，QS动触头和左边的静触头接触，电路按L1―U、L2―V、L3―W接通。输入电动机定子绕组的电源电压相序为：L1―L2―L3，电动机正转；当手柄扳至“倒”位置时，QS动触头和右边的静触头接触，电路按L1―W、L2―V、L3―U接通。输入电动机定子绕组的电源相序为：L3―L2―L1，电动机反转。（1―静触头；2―动触头）
由工作原理学生自己分析它的优缺点，老师总结。优点：所用电器少，线路简单；缺点：这种线路操作起来不方便，是一种手动控制，所以劳动强度大，操作不安全。从而引出下一内容。
2、接触器联锁正反转控制线路。线路中采用了两个接触器，即正转用的接触器KM1和反转用的接触器KM2，它们分别由正转按钮SB2和反转按钮SB3控制。如下图2。
工作原理：
从主电路看出，两个接触器的主触头所接通的电源相序不同，KM1按L1―L2―L3相序接线，KM2则对调了两相的相序，按L3―L2―L1相序接线。必须强调指出，KM1和KM2主触头决不允许同时闭合，否则会造成两相电源短路事故。为避免相间短路，就在正转控制线路中串接了反转接触器KM2的常闭辅助触头，而在反转控制线路中串接了正转接触器KM1的常闭辅助触头，即接触器联锁。这样，当KM1得电动作时，串在反转控制线路中KM1的常闭辅助触头分断，切断了反转控制电路，保证了KM1主触头闭合时，KM2的主触头不能闭合。同样，当KM2得电动作时，KM2的常闭辅助触头分断，切断了正转控制电路，从而可靠的避免了两相电源短路事故的发生。
控制回路分析：
按下SB2，接触器KM1线圈得电，KM1常闭辅助触头断开，这样再按下按钮SB3，接触器KM2也不可能得电，就保证了在KM1工作时，反转接触器KM2不可能得电。之后KM1的主触头闭合，电动机接线端U1、V1、W1分别从电源的L1、L2、L3得电，电动机正转；同时接触器KM1的常开辅助触头闭合，控制线路自锁。区分：自锁和联锁。
按下SB1，接触器KM1失电，电动机失电停转。
再按下SB3，接触器KM2得电，KM2的常闭辅助触头断开，这样再按下按钮SB2，接触器KM1也不可能得电，就保证了在KM2工作时，正转接触器KM1不可能得电。之后KM2主触头闭合，电动机的接线端
U1、V1、W1分别从电源的L3、L2、L1得电，电动机电源换相反转；同时接触器KM2的常开辅助触头闭合，控制线路自锁。
让学生分析此线路工作优缺点，激活学生的思维，老师总结：接触器联锁正反转控制线路的优点，工作安全可靠，缺点是操作不便。中间有一个频繁按动停止按钮的操作。也就是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，否则由于接触器联锁不能实现反转。为克服此线路不足，我们采用按钮联锁实现正反转控制。
3、按钮联锁正反转控制线路。此线路的工作原理与接触器联锁的正反转控制线路基本相同。学生在教师的引导下，参照接触器联锁正反转控制线路的工作原理，自行分析。这样老师启发和引导学生的思维，调动学习的积极性，变学生被动为主动，能达到最佳效果。如下图3。
总结工作原理：
合上电源开关QS后，按下按钮SB2，接触器KM1得电，KM1的主触头闭合，电动机得电正转；直接按下SB3，先断开KM1线圈电路，然
后KM2线圈得电，电动机电源换相后反转。这种利用按钮实现联锁的控制叫做按钮联锁。按钮联锁触头：SB2、SB3常闭触头。按钮联锁有操作方便的优点，但不可靠，一旦接触器主触头熔焊无法断开时，按下另一个按钮后，另一接触器线圈依然能得电，造成电源相间短路。
所以，我们要设计一个即安全可靠，又操作方便的线路，兼容以上线路的优点，那就是按钮、接触器双重联锁的正反转控制。
4、按钮、接触器双重联锁的正反转控制。如下图4。
工作原理分析：师生互动，共同分析动作原理。把问题交给学生，鼓励信任学生，学生会体验到成功的喜悦，会感受到自身的价值，使学生在快乐的情绪中学习。成功的学习方法和学习能力，是在教育与环境下，自己在实践中摸索出来的。
四、小结本节课的内容及布置课后任务
正反转控制线路是电动机控制线路中的一个基本线路，它在现实中可以实现很多功能的控制，是应用很广的一个电路。常见的正反转控制线路有接触器联锁正反转控制线路、按钮联锁正反转控制线路和接触器、按钮双重联锁正反转控制线路。相比较来说，接触器联锁正反转控制线路工作安全可靠，但操作不是很方便；按钮联锁正反转控制线路的操作很方便，但是由于线路结构和实际线路的原因，容易产生电源两相短路的故障；为了解决上述两种电路存在的问题，把这两种电路结合起来，就形成了接触器、按钮双重联锁正反转控制线路。这种控制线路兼有两种控制线路的优点，操作方便且安全可靠。
下次课要进行正反转控制线路的安装、试车。请同学们备好有关工具。
五、总结
通过对此课题的讲解，学生们初步了解相关知识。为以后实习操作打下坚实的基础。通过此课题的研究，进一步提高学生的归纳、理解、分析、表达能力，并提高了学生们的自信心，使学生产生浓厚的学习兴趣和求知欲，进一步巩固了所学的内容。整个教学过程融合在学生参与和交流之中，使学生在学习过程中感受到探索的成功及乐趣。
参考文献：
[1]《电力拖动控制线路》第二版 .中国劳动出版社.劳动部培训司组织编写
[2]《电力拖动控制线路与技能训练》第三版.中国劳动社会保障出版社.劳动和社会保障部教材办公室组织编写
[3]《维修电工生产实习》第一版.中国劳动出版社.劳动人事部培训就业局组织编写
[4]《电机与变压器》第三版.中国劳动社会保障出版社 .劳动和社会保障部教材办公室组织编写