1.9 主令电器（教案）《工厂电气控制设备》同步精品课堂（机械工业出版社·第3版）

《工厂电气控制设备》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务1.9主令电器 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 学生对主令电器的定义和基本功能有一定认知，但对具体类型及工作原理掌握不足。学生在理解主令电器的触点动作原理及与其他电器区别时存在困难，需通过直观演示和实例讲解加深理解。同时，学生对主令电器在电路中的应用和控制功能认识不够深入，缺乏实际操作经验。 背景分析 主令电器课程背景源于工业自动化和电气控制需求。在现代电气控制系统中，主令电器作为关键的控制组件，广泛应用于发送控制指令和实现自动化控制。该课程旨在帮助学生掌握主令电器的种类、工作原理、结构特点及应用技巧，为从事电气工程、自动化控制等相关工作提供必要的理论基础和实践技能。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 为从事岗位积累一定的知识与经验 描述控制按钮和行程开关的内容 掌握万能转换开关 学习任务 描述 描述控制按钮和行程开关的内容 掌握万能转换开关 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 描述控制按钮和行程开关的内容 教学难点 掌握万能转换开关 教学难点突破方法 本项目从常用低压电器开始，对电器系统做深入浅出的讲解并引导学生进行相关实训。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《工厂电气控制设备》，主编：许琴，许欣，2019年1月第3版；机械工业出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 任务引入：总结控制按钮选用的原则。 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入]（3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（2分钟） 一、控制按钮 控制按钮是一种结构简单、应用广泛的主令电器。主要用于远距离操作具有电磁线圈的电器，如接触器、继电器等，也可用在控制电路中发布指令和执行电气联锁。 控制按钮一般由按钮、复位弹簧、触头和外壳等部分组成，其结构示意图如图1-35所 示。每个按钮中的触头形式和数量可根据需要装配成一常开一常闭到六常开六常闭等形式。按下按钮时，先断开常闭触头，后接通常开触头；当松开按钮时，在复位弹簧作用下，先断开常开触头，后闭合常闭触头。 控制按钮选用的原则如下： 1)根据使用场合，选择控制按钮的防护形式，如开启式、防水式、防腐式等； 2)根据用途，选择控制按钮的结构型式，如钥匙式、紧急式、带灯式等； 3)根据控制回路的需求，确定按钮数量，如单钮、双钮、三钮、多钮等； 4)根据工作状态指示和工作情况的要求，选择按钮及指示灯的颜色。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新知识了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新知识的专业性有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（14分钟） 二、行程开关 依据生产机械的行程发出命令，以控制其运动方向和行程长短的主令电器称为行程开关。若将行程开关安装于生产机械行程的终点处，用以限制其行程，则称为限位开关或终端开关。 行程开关按结构分为机械结构的接触式行程开关和电气结构的非接触式接近开关。机械结构的接触式行程开关是依靠移动机械上的撞块碰撞其可动部件使常开触头闭合、常闭触头断开来实现对电路控制的。当工作机械上的撞块离开可动部件时，行程开关复位，触头恢复其原始状态。 行程开关按其结构不同可分为直动式、滚轮式和微动式三种。 直动式行程开关结构与符号如图1-36所示，它的动作原理与控制按钮相同，但它的缺点是触头分合速度取决于生产机械的移动速度，当移动速度低于0.4m/min时，触头分断太慢，易受电弧烧蚀。为此，应采用盘形弹簧瞬时动作的滚轮式行程开关，如图1-37所示。当滚轮1受到向左的外力作用时，上转臂2向左下方转动，推杆4向右转动，并压缩右边弹簧10,同时下面的小滚轮5也很快沿着擒纵件6向右滚动。小滚轮滚动又压缩弹簧9,当滚过擒纵件6的中点时，盘形弹簧3和弹簧9都使擒纵件迅速转动，从而使动触头迅速地与右边静触头分开，并与左边静触头闭合，减少了电弧对触头的烧蚀，适用于低速运行的机械。 微动式行程开关是具有瞬时动作和微小行程的灵敏开关。图1-38所示为LX31型微动开 关结构示意图，当开关推杆5被机械压下时，弹簧片6产生变形，储存能量并产生位移，当达到临界点时，弹簧片连同桥式动触头瞬时动作。当外力失去后，推杆在弹簧片作用下迅速复位，触头恢复原来状态。由于采用瞬动结构，触头换接速度不受推杆压下速度的影响。 行程开关的选用原则如下： 1)根据应用场合及控制对象选择行程开关类型； 2)根据安装使用环境选择防护型式； 3)根据控制回路的电压和电流选择行程开关系列； 4)根据运动机械与行程开关的传力和位移关系选择行程开关的头部型式。 主要讲解行程开关。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 三、接近开关 1.接近开关的作用 接近开关又称无触点行程开关，是开关型传感器，它既有行程开关、微动开关的特点，同时也具有传感性能，是一种当机械运动部件运动到一定距离时就能发出动作信号的电子主令电器。它能准确反应出运动部件的位置和行程，其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力，是一般机械式行程开关所不能相比的。 接近开关还可用于高速计数、检测金属体的存在、测速、液压控制、检测零件尺寸以及作无触头式按钮等。 2.接近开关的结构和工作原理 接近开关由接近信号辨识机构、检波、鉴幅和输出电路等部分组成。按辨识机构工作原理不同分为高频振荡型、感应型、电容型、光电型、永磁及磁敏元件型、超声波型等，其中以高频振荡型最为常用。 3.接近开关常用型号 常用的接近开关有LJ、CWY、SQ系列及引进国外技术生产的3SG系列。 4.接近开关主要技术数据及选用原则 接近开关的主要技术参数除了工作电压、输出电流或控制功率，还有其特有的技术参数：动作距离、重复精度、操作频率和复位行程等。 接近开关的选用原则如下： 1)接近开关仅用于工作频率高，可靠性及精度要求均较高的场合； 2)按应答距离要求选择型号、规格； 3)按输出要求的触点型式(有触点、无触点)及触点数量，选择合适的输出型式。 教师根据接近开关讲解。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握学习内容，突破了课程内容难点。 四、万能转换开关 万能转换开关简称转换开关，它是由多组相同结构的触头组件叠装而成的多挡位、多回路主令电器。 1.万能转换开关的用途和分类 万能转换开关主要用于各种控制电路的转换，电气测量仪表的转换，也可用于控制小容量电动机的起动、制动、正反转换向以及双速电动机的调速控制。由于它触头挡位多、换接的线路多且用途广泛，故称为“万能”转换开关。 万能转换开关按手柄形式不同分为旋钮、普通手柄、带定位可取出钥匙的和带信号灯指示的等；按定位形式不同分为复位式和定位式。定位角又分为30°、45°、60°、90°等数种；按接触系统档数分，对于LW5有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16等16种单列转换开关。 2.万能转换开关的结构和工作原理 万能转换开关是由多组相同结构的触头组件叠装而成。它由操作机构、定位装置和触头系统三部分组成。万能转换开关结构与符号如图141所示。在每层触头底座上均可装三对触头，并由触头底座中的凸轮经转轴来控制这三对触头的通断。由于各层凸轮可做成不同的形状，这样用手柄将开关转至不同位置时，经凸轮的作用，可实现各层中的各触头按所规定 的规律接通或断开，以适应不同的控制要求。 3.万能转换开关常用型号及主要技术数据 常用的万能转换开关有LW5、LW6、LW12—16等系列。用于各种低压控制电路的转换、电气测量仪表的转换以及配电设备的遥控和转换，还可用于小容量电动机不频繁起动停止的控制。 4.万能转换开关的选用原则 万能转换开关的选用原则： 1)按额定电压和工作电流选用相应的万能转换开关系列； 2)按操作需要选定手柄形式和定位特征； 3)按控制要求参照转换开关产品样本，确定触头数量和接线图编号；选择面板型式及标志。 五、主令控制器 主令控制器是用来频繁切换复杂多回路控制电路的主令电器。用它在控制系统中发出命令，通过接触器来实现控制电动机的起动、调速、制动和反转。它主要用作起重机、轧钢机的主令控制。 教师讲解万能转换开关，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：总结控制按钮选用的原则。 2）、每组派出代表回答老师提问 4）、学生分组相互评价 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） 主令电器课程涵盖其定义、种类、工作原理、结构及应用。通过理论与实践结合的教学方式，使学生掌握主令电器的正确使用及故障处理方法，为从事相关电气工程设计、维护和管理工作奠定坚实基础。 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（13分钟） [完成作业]（13分钟） (1)简述接近开关的作用。 (2)简述行程开关的选用原则。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 主令电器教学强调理论与实践结合，注重学生对主令电器种类、原理及应用的深入理解。教学中发现，学生对触点动作原理及与其他电器区别理解困难，需通过直观演示和实例讲解加深认识。同时，应增加实践环节，让学生在实际操作中掌握主令电器的安装、接线和调试技巧，提高动手能力。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$