项目7 任务 完成两地控制的三相异步电动机 (Y-△) 换接降压启动的正反转电路（课件）《电气系统安装与调试》同步精品课堂（苏教版·凤凰职教）

同步精品课程——中职专业课 项目7 综合项目 《电气系统安装与调试》（苏教版·凤凰职教） 模块介绍 在工业生产过程中,三相笼型异步电动机容量在10kW以上或由于其他原因不允许直接 起动时,均可采用Y-△换接降压起动。 有时在实际生产过程中,生产机械部件需要具备两地 且正反转控制要求,因此需要设计一个完成Y-△换接降压起动控制、两地控制、正反转控 制这三种功能。 模块介绍 同步精品课程——中职专业课 项目7 综合项目 任务 完成两地控制的三相异步电动机 (Y-△) 换接降压启动的正反转电路 《电气系统安装与调试》（苏教版·凤凰职教） 知识目标 1. 掌握 Y-△换接降压启动、两地控制、正反转控制的特点及元器件要求。 2. 理解三地功能合一的电路工作原理。 能力目标 1. 能独立绘制综合控制电路的电气原理图和安装接线图。 2. 能按要求选择、检测元器件，并完成电路安装、自检与通电 情感目标 培养严谨的工作态度和安全操作意识，激发对电机控制技术的兴趣。 学习目标 任务描述 📌 结合前述 Y-△换接降压启动控制、两地控制、正反转控制特点进行电路综合设计。 完成图7-1所示的两地控制的三相异步电动机 Y-△换接降压启动的正反转线路。 思考 1.Y-△换接降压启动控制的特点是什么?需要哪些元器件实现控制? 2.两地控制的特点是什么?需要哪些元器件实现控制? 3.正反转控制特点是什么?需要哪些元器件实现控制? 4.设计一个电路，完成Y-△换接降压启动控制、两地控制、正反转控制这三种功能。 任务目标 1.能说出多地控制的作用。 2.绘制两地控制的Y-△换接降压启动的正反转电路图。 3.会分析工作原理。 4.会安装接线及调试. 5.培养团结协作的工作态度，展现良好职业素养，领会工匠精神。 导入情景 01 🤔 假设我们现在是一家自动化工厂的电气技术员。车间里有一台大功率的三相异步电动机，负责驱动一条输送带。现在遇到三个实际问题： 电机启动时电流太大，经常跳闸； 工人需要在设备旁和控制室都能控制启停； 输送带需要能正转和反转，以适应不同的生产流程。 核心原理：改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的三相电源相序，使其产生与转子当前旋转方向相反的旋转磁场，形成反向阻力。 制动效果：强制减速停机 反向磁场与仍在惯性旋转的转子相互作用，产生强大的制动力矩，迫使电机转速迅速下降，实现快速制动。 任务实施 02 STEP1 阅读任务 组织形式 建议分组规模： 2 - 4 人 / 组 通过小组协作模式，明确分工，优势互补，共同推进项目进度。 实施流程与任务 接线图绘制：完成电路原理图设计 按图施工：元器件安装与线路连接 自查电路：检查接线正确性与安全性 通电试车：验证系统功能是否正常 排除故障：分析并解决运行中出现的问题 核心原理：改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的三相电源相序，使其产生与转子当前旋转方向相反的旋转磁场，形成反向阻力。 制动效果：强制减速停机 反向磁场与仍在惯性旋转的转子相互作用，产生强大的制动力矩，迫使电机转速迅速下降，实现快速制动。 任务实施 02 STEP1 阅读任务 核心思考：如何设计一个电路，使其能够同时完成以下三种控制功能？ Y-Δ换接降压启动 回顾定子绕组的星形-三角形转换原理，确保启动时降低电压，运行时恢复全压。 多地联锁控制 利用常开常闭触点的串并联逻辑，实现两地（或多地）的启停控制，保证操作一致性。 电机正反转切换 设计互锁保护电路，通过改变三相电源相序实现电机转向切换，防止相间短路。 核心原理：改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的三相电源相序，使其产生与转子当前旋转方向相反的旋转磁场，形成反向阻力。 制动效果：强制减速停机 反向磁场与仍在惯性旋转的转子相互作用，产生强大的制动力矩，迫使电机转速迅速下降，实现快速制动。 任务实施 02 STEP1 阅读任务 控制特点：先降压后全压 启动阶段：定子绕组接成星形(Y)，相电压降至额定值的1/√3，有效减小启动电流。 运行阶段：转速上升后换接成三角形(Δ)，电机在额定电压下正常运行。 核心元器件组成 三个交流接触器：分别负责电源引入、Y形连接和Δ形连接。 一个时间继电器(KT)：精准控制Y-Δ切换的延时时间。 核心原理：改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的三相电源相序，使其产生与转子当前旋转方向相反的旋转磁场，形成反向阻力。 制动效果：强制减速停机 反向磁场与仍在惯性旋转的转子相互作用，产生强大的制动力矩，迫使电机转速迅速下降，实现快速制动。 任务实施 02 STEP1 阅读任务 控制特点与优势 允许操作人员在两个不同地点（如本地和控制室）对同一电机进行启停操作，显著提高了工业现场操作的灵活性与安全性。 核心接线原则 实现两地控制的关键在于按钮逻辑：所有启动按钮需并联（任一按钮均可接通），所有停止按钮需串联（任一按钮均可切断）。 问题思考 关键挑战：如何将这三种独立的控制逻辑进行合并处理，确保在同一电路中互不干扰且协同工作？ 核心原理：改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的三相电源相序，使其产生与转子当前旋转方向相反的旋转磁场，形成反向阻力。 制动效果：强制减速停机 反向磁场与仍在惯性旋转的转子相互作用，产生强大的制动力矩，迫使电机转速迅速下降，实现快速制动。 任务实施 02 STEP2 探究多地控制的作用 核心原理：改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的三相电源相序，使其产生与转子当前旋转方向相反的旋转磁场，形成反向阻力。 制动效果：强制减速停机 反向磁场与仍在惯性旋转的转子相互作用，产生强大的制动力矩，迫使电机转速迅速下降，实现快速制动。 任务实施 02 STEP2 探究多地控制的作用 1.控制特点 改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的电源相序，来实现电机的正转和反转运行。这是电机控制中改变转向的基本原理。 电气联锁机制 利用两个交流接触器的常闭辅助触点进行电气互锁。将一个接触器的常闭触点串入另一个接触器的线圈回路，防止两者同时吸合造成主电路短路，确保系统安全。 2.控制作用 核心原理：改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的三相电源相序，使其产生与转子当前旋转方向相反的旋转磁场，形成反向阻力。 制动效果：强制减速停机 反向磁场与仍在惯性旋转的转子相互作用，产生强大的制动力矩，迫使电机转速迅速下降，实现快速制动。 任务实施 02 STEP2 探究多地控制的作用 核心原理：改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的三相电源相序，使其产生与转子当前旋转方向相反的旋转磁场，形成反向阻力。 制动效果：强制减速停机 反向磁场与仍在惯性旋转的转子相互作用，产生强大的制动力矩，迫使电机转速迅速下降，实现快速制动。 任务实施 02 STEP3 绘制电路图 主电路部分 (左侧) 负责电能输送，整合了Y-Δ降压启动与正反转切换功能 控制电路部分 (右侧) 负责逻辑控制，实现了两地启停、互锁保护及时间继电器延时 核心原理：改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的三相电源相序，使其产生与转子当前旋转方向相反的旋转磁场，形成反向阻力。 制动效果：强制减速停机 反向磁场与仍在惯性旋转的转子相互作用，产生强大的制动力矩，迫使电机转速迅速下降，实现快速制动。 任务实施 02 STEP4 分析工作原理 01 准备阶段 合上电源总开关QF，为整个控制电路和主电路提供动力电源。 02 启动指令 按下正转启动按钮SB2（或SB5），触发控制电路逻辑。 03 Y形启动 KM1、KM3、KT线圈得电。电机绕组接成Y形，开始降压启动，转速逐渐升高。 04 延时切换 KT动作切断KM3，解除Y形；同时接通KM4，电机绕组换接成Δ形。 05 正常运行 电机以Δ形接法在额定电压下正常正转运行，完成启动过程。 流程概览：合上电源QF → 按下SB2启动 → Y形降压启动(KM1/KM3/KT) → 延时切换 → Δ形正常运行(KM4) 正转Y-Δ启动 核心原理：改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的三相电源相序，使其产生与转子当前旋转方向相反的旋转磁场，形成反向阻力。 制动效果：强制减速停机 反向磁场与仍在惯性旋转的转子相互作用，产生强大的制动力矩，迫使电机转速迅速下降，实现快速制动。 任务实施 02 STEP4 分析工作原理 反转Y-Δ启动 01 停止状态 确保电机处于停止状态，接触器KM1和KM2均处于失电释放状态。 02 启动指令 按下反转启动按钮SB3（或SB6），触发反转控制回路。 03 Y形启动 KM2得电自锁，改变电源相序；KM3得电，电机绕组接成Y形，开始反向降压启动。 04 延时切换 时间继电器KT计时结束，KM3失电，KM4得电，电机绕组自动换接成Δ形。 05 正常运行 电机以Δ形接法在额定电压下，保持正常的反转运行状态。 核心原理：改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的三相电源相序，使其产生与转子当前旋转方向相反的旋转磁场，形成反向阻力。 制动效果：强制减速停机 反向磁场与仍在惯性旋转的转子相互作用，产生强大的制动力矩，迫使电机转速迅速下降，实现快速制动。 任务实施 02 STEP4 分析工作原理 停止与保护 停止控制机制 按下任意停止按钮（SB1/SB4），立即切断控制电路电源。 所有接触器线圈（KM1-KM4）及时间继电器KT失电，电机即刻停止运转，确保操作安全。 过载保护功能 当电机过载电流增大时，热继电器FR热元件发热动作。 其常闭辅助触点自动断开，切断控制回路，防止电机因过热损坏，实现自动保护。 电气联锁安全 KM1与KM2常闭辅助触点相互串联在对方线圈回路中。 确保正反转接触器不同时得电，从根本上杜绝主电路电源短路事故，保障系统安全。 核心原理：改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的三相电源相序，使其产生与转子当前旋转方向相反的旋转磁场，形成反向阻力。 制动效果：强制减速停机 反向磁场与仍在惯性旋转的转子相互作用，产生强大的制动力矩，迫使电机转速迅速下降，实现快速制动。 任务实施 02 STEP5 转换电气安装接线图 1.安装电器 安装示意图 端子布局规范 电源开关与熔断器受电端子应安装在外侧，熔断器中心端为受电端，确保接线安全。 间距与布局要求 元件安装需整齐划一，保持合理间距，便于后期维护与更换。 间距与布局要求 元件安装需整齐划一，保持合理间距，便于后期维护与更换。 讨论 元器件为什么要按照图7一6所示布置？你有没有更好的布置方法？ 两地控制的三相异步电动机Y-△换接降压启动的正反转控制电路电器布置图与之前的其他相关电路图有什么联系吗？为什么？ 核心原理：改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的三相电源相序，使其产生与转子当前旋转方向相反的旋转磁场，形成反向阻力。 制动效果：强制减速停机 反向磁场与仍在惯性旋转的转子相互作用，产生强大的制动力矩，迫使电机转速迅速下降，实现快速制动。 任务实施 02 STEP5 转换电气安装接线图 2.安装接线图 实际接线的直接依据 严格按照元器件实际布置位置绘制，确保施工与实物一致。 明确线号与连接去向 标注每根导线的线号，指导导线两端准确连接至指定端子。 便于检查与故障排除 规范的号码管编号为后续的电路检查和维护提供便利。 核心原理：改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的三相电源相序，使其产生与转子当前旋转方向相反的旋转磁场，形成反向阻力。 制动效果：强制减速停机 反向磁场与仍在惯性旋转的转子相互作用，产生强大的制动力矩，迫使电机转速迅速下降，实现快速制动。 任务实施 02 STEP6 选择元器件 检测并安装 序号 代号 名称 型号与规格 数量 1 - 配线板 500mm×600mm×20mm 1块 2 QF 开启式负荷开关 - 1个 3 FU1 熔断器 - 3个 4 FU2 熔断器 - 2个 5 KM1-KM4 交流接触器 - 4个 6 FR 热继电器 - 1个 核心原理：改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的三相电源相序，使其产生与转子当前旋转方向相反的旋转磁场，形成反向阻力。 制动效果：强制减速停机 反向磁场与仍在惯性旋转的转子相互作用，产生强大的制动力矩，迫使电机转速迅速下降，实现快速制动。 任务实施 02 STEP6 选择元器件 检测并安装 序号 代号 名称 型号与规格 数量 7 SB1-SB6 按钮 - 6个 8 XT 接线端子排 JX2-1015, 500V、10A、15节 1条 9 M 三相电动机 Y112M-4, 4kW、380V、△接法 1台 10 - 电工通用工具 - 1套 11 - 导线 BVR - 0.75mm²、1mm²、1.5mm² 若干 12 - 万用表 自定 1个 核心原理：改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的三相电源相序，使其产生与转子当前旋转方向相反的旋转磁场，形成反向阻力。 制动效果：强制减速停机 反向磁场与仍在惯性旋转的转子相互作用，产生强大的制动力矩，迫使电机转速迅速下降，实现快速制动。 任务实施 02 STEP7 接线 连接可靠 导线与端子连接必须牢固，接触良好，避免因接触不良导致发热或故障。 机械强度 接头机械强度应不小于原导线的80%，防止因拉扯导致断线。 布线美观 导线应横平竖直，紧贴板面，使用走线槽，使布线整齐、美观、规范。 绝缘良好 绝缘层完好，不同电位导线保持安全距离，防止短路。端子接线不超过两根。 标记清晰 导线两端必须套上与接线图对应的号码管，标记清晰、正确，方便维护。 核心原理：改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的三相电源相序，使其产生与转子当前旋转方向相反的旋转磁场，形成反向阻力。 制动效果：强制减速停机 反向磁场与仍在惯性旋转的转子相互作用，产生强大的制动力矩，迫使电机转速迅速下降，实现快速制动。 任务实施 02 STEP8 自检 检查控制电路 检查主电路 档位选择：调至电阻档，表笔搭在电源进线端（如L11、L31）。 状态验证：常态读数应为无穷大（∞）；按下启动按钮时，读数应显示接触器线圈直流电阻值。 模拟吸合：断电后，手动按下接触器主触头，模拟其工作状态。 通断测试：使用万用表检查各相通断是否符合设计要求，排除短路或断路故障。 核心原理：改变电源相序 通过改变电动机定子绕组的三相电源相序，使其产生与转子当前旋转方向相反的旋转磁场，形成反向阻力。 制动效果：强制减速停机 反向磁场与仍在惯性旋转的转子相互作用，产生强大的制动力矩，迫使电机转速迅速下降，实现快速制动。 任务实施 02 STEP9 通电试车 01. 安全前提：教师监护 接电前必须征得教师同意，由教师接通电源L1、L2、L3并进行现场全程监护。 02. 线路检查：严禁带电 合上电源开关QS后，仅允许检查熔体是否完好，严禁带电检查线路接线是否正确。 03. 首次点动：观察运行 第一次按下按钮时应短时点动，仔细观察线路连接和电动机运行有无异常声响或抖动。 04. 故障处理：独立检修 出现故障后学生应独立检修，若需带电检查或再次试车，必须有教师在场监护。 05. 计时规则：首次计算 试车成功率以通电后第一次按下按钮时的运行状态计算，需在规定定额时间内完成。 06. 时间要求：定额考核 严格遵守实训时间安排，在规定的定额时间内完成从检查到试车成功的全过程。 任务实施 STEP10 根据任务完成情况填写实习报告 考核项目 考核要求 配分 评分标准 自评 互评 教师评 1 学习准备（15 分） 资料准备 5 参与资料收集、整理、自主学习       计划制订 5 能初步制订计划       小组分工 5 分工合理，协调有序       2             学习过程（50 分）           操作技术 - 检测元器件 5 正确得分，否则酌情扣分 操作技术 - 安装元器件 5 正确得分，否则酌情扣分 操作技术 - 布线工艺 10 正确得分，否则酌情扣分 操作技术 - 自检过程 5 符合要求得分，否则扣分 操作技术 - 调试过程 10 完成功能要求得分，否则扣分 操作技术 - 排故过程 5 排除故障得分，否则扣分 操作熟练程度 10 操作熟练得分，否则根据情况酌情扣分 任务实施 STEP4根据任务完成情况填写实习报告 考核项目 考核要求 配分 评分标准 自评 互评 教师评 3   学习拓展（15 分） 知识迁移 5 能实现前后知识的迁移       应变能力 5 能举一反三，提出改进建议或方案       创新程度 5 有创新建议提出       4       学习态度（20 分）     主动程度 5 自主学习主动性强       合作意识 5 学习与同伴团结合作       严谨细致 5 认真仔细，不出差错       问题研究 5 能在实践中发现问题，并用理论知识解释实践中的问题     机械手的控制系统可以（ ） A.按照输入的程序发出指令 B.接收传感器的反馈信息 C.使手部完成各种运动 D.以上都是 电气安装接线图的导线连接需满足______、______、布线美观等要求。 Y-△启动适用于所有三相异步电动机。（ ） 正反转控制无需联锁即可直接切换。（ ） 巩固练习——填一填、判一判 答案：连接可靠；强度足够；错误；错误 机械手的控制系统可以（ ） A.按照输入的程序发出指令 B.接收传感器的反馈信息 C.使手部完成各种运动 D.以上都是 巩固练习——选一选 答案：C 时间继电器的延时触点分为？ A. 瞬时触点和延时触点 B. 常开触点和常闭触点 C. 通电延时和断电延时 D. 机械触点和电子触点 课堂小结 03 本节课我们围绕两地控制的三相异步电动机 Y-△换接降压启动正反转电路展开学习。我们掌握了三大核心功能的原理：Y-△启动通过绕组换接实现降压启动，正反转利用接触器联锁避免短路，两地控制遵循 “启动并联、停止串联” 原则。同时，大家完成了电路原理图绘制、元器件检测、接线安装与通电试车的实操任务，理解了综合电路的动作时序。希望大家课后梳理故障排查经验，强化安全操作意识，提升电气控制实操技能。 作业布置 04 1. 整理本次实训的电路原理图、接线图及故障排查记录。 2. 思考：如何对该电路进行改进，实现过载保护的优化设 感谢观看 $