资源简介

项目十三 搭建车床快移电机控制线路
学习项目名称 搭建车床快移电机控制线路
情境应用 车床快移电机
基础知识点 1. 电路图、布置图、接线图的识读 2. 车床快移电机控制线路工作原理
认知技能点 按钮的认知与检测 接触器的认识与检测
操作技能点 1. 万用板安装与焊接直流电源电路 2. 车床快移电机控制线路的搭建
课程场地 《电子技术基础与技能》课程教室
设计课时 6
一、
搭建车床快移电机控制线路
上一个项目中我们介绍了砂轮机控制电路，这属于手动正转控制线路。本项目的内容是前者的深化。掌握本项目内容是之后学习电气线路安装与电力拖动课程的基础知识。本教学设计以搭建车床快移电机控制线路的案例为载体，以“做中学”的教学方法让学生理论和实践相结合，达到知识与实操能力同时掌握。
【学情分析】
前一个项目“搭建砂轮电机控制线路”学生对电机控制线路有一定的了解，对诸如熔断器、三相异步电机、低压断路器等有一定的掌握，对本项目的教学有非常好的引导与基础作用。
【教材内容及处理】
通过简述项目电路的功能出发，阐述电路图、接线图等不同之处，过度到电路中所涉及到的新的元器件，然后进行分析，这样学生在掌握电路组成元器件后再去学习电路，能帮助更好的理解电路原理和功能。对后面动手操作搭建线路也有帮助。
【教学目标】
知识目标： 了解电路图、布置图、接线图的含义和区别，掌握按钮、接触器的结构、功能、检测等、掌握车床快移电机控制线路原理
技能目标： 学会线槽布线的工艺要求
素养目标： 激发学生学习兴趣；提高团队协作意识，学会探索与应用知识。
【项目重点】：掌握按钮、接触器认知与检测，掌握车床快移电机控制线路原理，掌握车床快移电机控制线路的连接。
【项目难点】：车床快移电机控制线路的检测。
【教学手段及教具准备】
1．教学场地：《电子技术基础与技能》课程教室
2．教学手段：多媒体PPT、网络数字化资源。
3．教具准备：相关元器件、万用表、导线、投影等。
教学环节 情境设计与学习任务 师生活动
第一课时
情景引入 上一个项目中我们介绍了砂轮机控制电路，这属于手动正转控制线路，这种电路的优点就是所用元器件少，线路简单，但是缺点也显而易见：操作强度大，安全性差，不便于实现远距离控制和自动控制。 操作人员在需要快速移动车床刀架时，只要按下按钮，刀架就会快速移动；松开按钮，刀架就会立即停止移动。 车床刀架快速移动控制线路采用是一种点动控制线路，它是通过按钮和交流接触器来实现线路的自动控制。通过完成车床刀架快速移动控制线路安装这个工作任务，学会在控制线路中按钮和交流接触器的选用、安装，学会点动控制线路的安装。 教师通过图片简单介绍CA6140型车床 的功能，为接下去的教学做铺垫。
认识电路图、布置图、接线图；线槽布线的具体工艺要求 电路图，在这里是指电气原理图。如下图所示，该图即为一张电气原理图。电气控制系统图一般有三种：电气原理图、电器布置图和电气接线图。 1、电气原理图 看懂电气原理图是分析电路的第一步。电气原理图目的是便于阅读和分析控制线路，绘制原理图需要根据结构简单、层次分明清晰的原则，以元器件展开的形式进行。一张电气原理图中包含了所有元器件和接线端子，但不表示元器件实际的布置位置以及实际的大小。电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。 主电路是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电机之间相连的元器件；一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小和辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。 电气原理图中元器件的布局的方法是将主电路安排在图面左侧或上方，辅助电路安排在图面右侧或下方。无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可能按动作顺序从上到下，从左到右排列。 电气原理图中，当同一元器件的不同部件（如线圈、触点）分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在元器件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加数字序号来区别。电气原理图中，应尽可能避免线条和线条交叉，如果各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。 2、电器布置图 元器件布置图主要是用来表明电气设备上所有电机及元器件的实际位置，为机电控制设备的制造、安装和维修提供所需的资料。以机床电器布置图为例，它主要由机床电气设备布置图、控制柜及控制板电气设备布置图、操纵台及悬挂操纵箱电气设备布置图等组成。电器布置图可按电气控制系统的复杂程度集中绘制或单独绘制。 3、电气接线图 电气接线图用来表示电气设备以及元器件的位置、走线方式等信息。电气接线图是根据电气设备和元器件的实际位置和安装情况绘制的，主要用于安装接线、线路的检查维修。接线图中一般有以下的内容：电气设备和元器件的相对位置、文字符号、端子号、导线号、导线类型、导线截面、屏蔽和导线绞合等。电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机、电器、线路之间的电气接线。 通过电气接线图我们不仅可以知道电气设备的走线方式，还可以对电气线路有更充分的了解。 线槽布线的具体工艺要求： 1、如果导线的截面积大于等于0.5mm2时，必须采用软线。 2、布线时，严禁损伤线芯和导线绝缘。 3、元器件接线端子引出导线的走向，以元件的水平中心线为界线，在水平中心线以上接线端子引出的导线，必须进人元件上面的走线槽。在水平中心线以下接线端子引出的导线，必须进人元件下面的走线槽。任何导线都不允许从水平方向进人走线槽内。 4、各元器件接线端子引出或引入的导线，除间距很小和元件机械强度很差允许直接架空敷设外，其他导线必须经过走线槽进行连接。 5、线槽走线应走线合理，尽量做到横平竖直。同一个元器件上位置一致的端子和同型号元器件中位置一致的端子上引出或引人的导线，要敷设在同一平面上，并应做到高低一致或前后一致，不得交叉。 6、所有接线端子、导线线头上都应该套上套管，套管的编号与电路图上相应接点线号一致，导线连接必须牢靠。 7、一般一个接线端子只能连接一根导线，如果采用专门设计的端子，可以连接两根或多根导线，但导线的连接方式必须是公认的、在工艺上成熟的各种方式。如夹紧、压接、焊接、绕接等，并应严格按照连接工艺的工序要求进行。 通过理论讲解，了解不同电气图的概念与区别，以及接线的规范要求。为后面的实操做铺垫。
第二课时
按钮、接触的认知、检测及布置；车床快移电机控制线路原理分析。 （一）按钮的认知与检测 按钮是一种结构简单应用非常广泛的主令电器，主要用作接通或断开控制电路，以发出指令或作程序控制的开关电器。一般情况下按钮不直接控制主电路的通断，而是在控制电路中发出手动“指令”去控制接触器、继电器等电器，再由它去控制主电路。因此按钮的触头允许通过的电流很小，一般不超过5A。按钮在电路图中的电气符号和实物图如下图所示。 结合PPT讲解 1、按钮的结构与符号 按钮按用途和触头的结构不同可分为动合（常开）按钮、动断（常闭）按钮及复合（动合、动断组合成一体的）按钮。复合按钮的结构如下图所示。 2、按钮的选用 1）根据使用场合和具体用途选择按钮种类。2）根据工作状态指示和工作情况要求，选择按钮的颜色。3）根据控制回路的需要选择按钮的数量。 3、按钮的安装与使用 1）按钮的安装应牢固，如果安装在金属板或金属按钮盒上则必须接地。2）按钮安装在面板上时，应布置整齐，排列合理，3）要经常清洁按钮触头，因为按钮触头间距小，如果有污物极易发生短路。 4、按钮的检测 1）在使用前，利用万用表进行检测。我们将万用表打到蜂鸣档，将两个表笔分别搭在按钮的一对触电两端。如果是常闭触点，则蜂鸣，按下按钮蜂鸣停止。如果是常开触点，则相反。2）使用前，在不带电的情况多次按压按钮，测试其动作机构是否卡顿，如有卡顿，检查按钮动作机构是否有异物阻挡，去除异物后再次进行按压测试，直至顺畅。 （二）接触器的认知与检测 接触器是一种自动的电磁式开关，适用于远距离频繁地接通或断开交直流主电路及大容量控制电路，具有欠电压释放保护功能、工作可靠、操作频率高、使用寿命长等优点。按照主触头流过的电流种类，可分为交流接触器和直流接触器两大类。 目前常用的CJ10系列交流接触器的外形如下图所示，交流接触器的电气符号，如下图所示。 交流接触器的选用： 1）根据所要控制的电动机或负载的电流类型来选择接触器的类型。通常交流负载选用交流接触器，直流负载选用直流接触器。 2）接触器主触点的额定电压应大于等于负载回路的额定电压。 3）接触器控制电阻性负载时，主触点的额定电流应等于负载回路的额定电流；控制电动机时，主触点的额定电流应大于电动机的额定电流。对于频繁启动、制动的应用场合，应把接触器的主触头的额定电流降低一个等级。 4）当控制线路简单、使用电器较少时，可以直接选用吸引线圈的额定电压为380V或220V的交流接触器；若线路较复杂、使用电器的个数超过5只时，可选用吸引线圈电压为36V或110V的接触器，以保证安全。 5）接触器的触头数量、种类等应满足控制线路的要求。 3、交流接触器的安装 1）交流接触器一般应安装在垂直面上，倾斜度不得超过5 ；若有散热孔，则应将有孔的一面放在垂直方向上，以利于散热，并按规定留有适当的飞弧空间，以免飞弧烧坏相邻电器。 2）安装和接线时，注意不要将零件掉落到接触器内部。安装孔德螺钉应装有弹簧垫圈和平垫圈，并拧紧螺钉以防振动松脱。 3）安装完毕，检查接线正确无误后，在主触头不带电的情况下操作几次，然后测量产品的动作值和释放值，所测数值应符合产品的规定要求。 4、交流接触器的检测 1）检查接触器的铭牌与线圈的数据（如额定电压、电流、操作频率等）是否符合实际使用要求。 2）检查接触器外观，应无机械损伤；用手推动接触器可动部分时，接触器应动作灵活，无卡阻现象；灭弧罩应完整无损，固定牢固。 3） 有条件的情况下，还应测量接触器的线圈电阻和绝缘电阻是否符合要求。 （二）车床快移电机控制线路与原理分析 合上电源开关QS→按下按钮SB→交流接触器KM的线圈得电→KM的主触头闭合→电动机起动运行。 松开按钮SB→交流接触器KM的线圈失电→KM的主触头断开→电动机停止运行。 原理讲解完毕后讲解如何将原理图转变成接线图。 1、通过图片和讲解，让学生掌握理解按钮和接触器的结构与作用。 2、理解电路原理，学会如何将原理图转变成接线图。
第三、四、五课时
元器件核对、检测、与布局；车床快移电机控制线路连线 1、元器件核对、检测 按照理论讲解的元器件检测方法，逐一检测本项目所用的元器件，并对照下面的表格检测数量、型号是否正确。 2、按照下面的布置。完成元器件的布置 3、车床快移电机控制线路连线 按照接线的规范要求、连线图完成车床快移电机控制线路。连接完成后进行测试。 学生根据要求对元器件进行检测并布置。之后再规定时间内完成线路的连线。
第六课时
电路连接完成后的检测与调试，以及教师对项目评价、总结 1、按照任务执行表中的步骤完成电路的连接后，进行测试，并在任务执行表中填入相应测试结果。 2、教师待学生完成后，按照任务检测标准表对学生的实操结果进行评价并总结。 1.学生观看视频，掌握示波器的使用方法 2.教师讲授并演示示波器的使用
附件1：
学习页：
一、填空题
1.电气控制系统图一般有三种：电气原理图、电器布置图和（ ）。
A 电气接线图 B 电气通电图 C 电气维修图 D 电气铺垫图
2. 如果导线的截面积大于等于（ ）mm2时，必须采用软线
A 0.3 B 0.4 C 0.5 D 0.6
3.下图中哪一个是动合按钮（ ）
A. B. C.
4.下图按钮结构图中5号的结构名称叫（ ）。
A、复位弹簧 B 按钮帽 C接触片 D动合触头
5.下列哪一个是交流接触器线圈的电气符号（ ）。
A、 B、 C、
6.交流接触器主要由电磁系统、触头系统、（ ）及辅助部件等组成。
A、灭火装置 B、灭弧装置 C、灭水装置 D、灭电装置
7.交流接触器一般应安装在垂直面上，倾斜度不得超过（ ） 。
A、5 B、6 C、7 D、8
8．接触器主触点的额定电压应（ ）负载回路的额定电压。
A．大于等于 B．小于等于 C．等于
9．当控制线路简单、使用电器较少时，可以直接选用吸引线圈的额定电压为（ ）或（ ）的交流接触器。
A．220V B．330V C．440V
二、判断题
1. 主电路一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。（ ）
2. 电气原理图中，对于同类器件，要在其文字符号后加数字序号来区别。（ ）
3. 电气原理图中，可以随意线条交叉。（ ）
4. 元器件布置图主要是用来表明电气设备上所有电机及元器件的实际位置。（ ）
5. 布线时，严禁损伤线芯和导线绝缘。（ ）
6. 线槽走线应走线合理，尽量做到横平竖直。 （ ）
7. 动合按钮：未按下时，触头是断开的；按下时触头闭合；松开后，按钮自动复位。（ ）
8. 交流电磁铁的铁心由塑料片叠压而成，并在端面上嵌有短路环。（ ）
9. 交流接触器的检测中，发现有机械损伤也无关紧要能继续使用。（ ）
10. 接触器是一种自动的电磁式开关通，具有欠电压释放保护功能。 （ ）
工作页：
表1-1 元件清单
序号 名称 规格 数量
1 三相异步电机 380V，40W 1台
2 低压断路器 380V，10A 1只
3 熔断器 熔体15A 5个
4 按钮 三位按钮，5A 1个
5 交流接触器 380V，60A 1个
6 塑铜线 2.5mm2 20m
7 端子板 3块
表1-2项目任务执行表（执行结果用√表示完成）
序号 执行步骤 执行内容 执行标准 参考时间 执行结果
1 核对元件清单并检测 低压断路器的检测 判断质量的好坏 10分钟
熔断器的检测
按钮的检测
交流接触器的检测
三相交流电机的检测
2 元件布局 将元器件按照布局图布局 布局合理 20分钟
3 导线连接 用塑铜线将端子板L1、L2、L3与低压断路器上方的三个接口连接起来 用万用表蜂鸣档或电阻档检测连接可靠。 按要求完成电路连接。 80分钟
用塑铜线将低压断路器下方的三个端口分别与三个熔断器的下接线端连接起来。
用塑铜线将熔断器上接线端与交流接触器三个主触头连接起来；对应的另外三个交流接触器主触头与端子板的U、V、W三个端口连接起来。
用塑铜线将上面两个熔断器的下接线端与剩下两个熔断器的下接线端连接起来，剩下的两个熔断器的上接线端与端子板上的0、1连接起来
用塑铜线将端子板上的0、1端口与常开按钮的两个端口连接起来
用塑铜线将三相电源的三根电源线与端子板L1、L2、L3端连接起来；
用塑铜线将端子板的U、V、W端与三相电机连接起来
4 电路测试 将万用表打到交流电压档，测量三根三相电源进线两两之间的电压 U、V之间的电压、V、W之间的电压、U、W之间的电压应380V 10分钟
闭合低压断路器，按下按钮，之后松开按钮 按下按钮后，交流接触器吸合且三相电机启动正常，交流接触器无卡阻及噪声过大等现象，电路工作正常，松开按钮后，接触器松开，电机停转
总计：120分钟
评价表：
表1-3 任务检测标准
序号 检测内容 执行标准 自评 教师评
1 元件的检测 1.能熟练检测元件 -A
2.能较为熟练检测元件 -B
3.不会检测元件 -C
2 元件的布局 1.元件布局合理规范 -A
2.元件布局较为规范 -B
3.元件布局不合理 -C
3 电路连接 1.电路连接整洁、规范无错误 -A
2.电路连接整洁、错误较少 -B
3.电路连接混乱、错误较多 -C
4 通电试车 1.试车正常、无明显错误 -A
2.试车失败、但排故后试车成功-B
3.试车失败、无法排除错误-C
5 安全文明 1.工具摆放整齐，仪表使用规范，无安全事故 -A
2.工具不齐，但无安全事故 -B
3.出现安全事故或损坏仪表 -C

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