電氣控制與PLC教案

授課計劃

授課時數(shù):2授課教師:授課時間:

課題:第一章常用低壓電器

教學目的:了解低壓電器的分類,熟悉各個低壓電器的圖形符號,掌握常用低壓開關的電氣符號和

文字符號

教學重點:掌握常用低壓開關的電氣符號和文字符號

教學難點:正確地畫出各低壓開關的符號

教學類型：一體化

教學方法：

情景模擬法

教學過程：

引入新課:小時候總聽父母交代出去玩耍時切記不可到高壓線附近,那么什么是高壓電呢?相對的

有沒有低壓電呢?我們生活中的用電是高壓還是低壓?通常我們是怎么區(qū)分上下壓的呢?

講授新課：

［一］引入新課

小時候總聽父母交代出去玩耍時切記不可到高壓線附近，那么什么是高壓電呢?相對的有沒有

低壓電呢?我們生活中的用電是高壓還是低壓?通常我們是怎么區(qū)分上下壓的呢?今天我們要學

習的就是低壓電。

［二］講授新課

ー、概述

電器對電能的生產、輸送、分配和使用起控制、調節(jié)、檢測、轉換及保護作用,是所有電エ

器械的簡稱。我國現(xiàn)行標準將工作在交流50Hz、額定電壓在!200V以下和直流額定電壓!500V及以

下電路中的電器稱為低壓電器。

二、低壓電器的分類

1、按用途分：在電路中所處的地位和作用可分為控制電器和配電電器兩大類。

2、按動作方式分：自動切換電器和非自動切換電器兩大類。

3、按有無觸點分：有觸點和無觸點電器兩大類。

4、按工作原理分：電磁式電器和非電量控制電器

三、低壓電器的型號表示法:

四、低壓電器的主要技術數(shù)據(jù)

在使用電器元件時,必須按照產品說明書中規(guī)定的技術條件選用。主要技術指標有:

1、額定電流:在規(guī)定條件下,保證開關器正常工作時的電流值

2、額定電壓:在規(guī)定條件下,保證電器正常工作的電壓值

3、絕緣強度：指電器元件的觸頭處于分段狀態(tài)時,動靜觸頭之間耐受的電壓值

4、耐潮濕性:指保證電器可靠工作的允許環(huán)境潮濕條件。

5、極限允許溫升:電器的到點不見通過電流時將引起發(fā)熱和溫升。

6、操作頻率及通電持續(xù)率:開關電器沒小時內可能實現(xiàn)的最高操作循環(huán)次數(shù)成為操作頻率。

通電持續(xù)率是電器工作于斷續(xù)周期工作制時負載時間工作周期之比，通常一百分數(shù)表示。

7、機械壽命和電氣壽命:前者是機械開關器在需要修理或更換機械零件前所能承受的無載

操作次數(shù)。后者是機械開關電器無需修理或更換零件的負載操作次數(shù)成為電氣壽命。

五、選擇低壓電器的考前須知

1、控制對象及其工作環(huán)境

2、明確控制對象的額定電壓、額定功率、操作特性、啟動電流幾工作方式等相關技術數(shù)據(jù)。

3、了解備選電器的正常工作條件。

4、了解備選電器的主要技術性能。

本課小結:今天需要大家重點掌握的內容有低壓電器的主要技術數(shù)據(jù),重點講的元件圖形符號。

作業(yè)布置:P391、2題

板書設計:

概述

?ハ低壓電器的定義4、低壓電器的主要技術數(shù)據(jù)

速2,低壓電器的分類5、選擇低壓電器的考前須知

3、低壓電器的型號表示法j

教學難點:接觸器的工作原理及選用方法

教學類型:一體化

教學方法：講授法、啟發(fā)法

教學過程：

引入新課：

今天我們ー起來學習電路中一個有趣的原件ーー接觸器。

講授新課：

接觸器：是ー種遙控電器,在機床電氣自動控制中常用它來頻繁地接通和切斷交直流電路。并且接

觸器是利用電磁吸引力和彈簧反作用カ來驅動出頭的,從而實現(xiàn)出頭的閉合或斷開。按照其觸頭通

過的電流種類不同,可分為交流接觸器和直流接觸器。

ー、交流接觸器

交流接觸器主要由電磁機構、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置以及輔助部件等四局部組成,其外形構造如

下圖。

1、電磁系統(tǒng)由線圈、靜鐵芯、動鐵芯(銜鐵)組成

2、觸頭系統(tǒng)

點接觸式：通小電流面接觸式：通大電流

線接觸式:通大電流(直流接觸器)

3、滅弧裝置

電弧是觸頭間氣體在大電場作用下產生的放電現(xiàn)象,會灼傷觸頭,縮短觸頭點使用壽命,使電

路切斷時間延長，造成弧光短路或引起火災。

常用滅弧方法：雙端口電動滅弧、縱縫滅弧、柵片滅弧

4、工作原理

當接觸器線圈通電后，線圈電流產生磁場，使鐵心產生足夠的吸力，克制反作用カ彈簧的反作

用カ,將銜鐵吸合，通過傳動機構帶動觸頭動作。當線圈斷電后或電壓顯著下降時,由于電磁吸力

消失或過小,銜鐵在反作用彈簧的作用復位，帶動各觸頭恢復到原始狀態(tài)。

(1)圖形符號、文字符號

(2)主要參數(shù)P13表1-8

二、直流接觸器

1、直流接觸器主要用于控制直流用電設備，它的構造和工作原理及交流接觸器根本一樣。直

流接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置三局部組成。

2、直流接觸器主要由CZOCZ16czi7和CZ18等系列的產品，其中CZO系列直流接觸器的技術

數(shù)據(jù)在P21表!-9.

三、交流接觸器的選擇

主要依據(jù)一下幾個方面:根據(jù)負載的性質選擇接觸器的類型;主觸頭的額定電壓和電流應大于

或者等于被控住電路的工作電壓和額定電流;吸引線圈的額定電壓應等于所在控制電路的額定電

壓。

本課小結:接觸器是用來頻繁的遙控接通或斷開交直流主電路及大容量控制電路的自動控制電器,

它的圖形符號和文字符號是必須掌握的內容。

作業(yè)布置:P395題

板書設計:

1、交流接觸器主要由電磁機構、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置以及輔助部件等四局部組成

2、圖形符號、文字符號

3、直流接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置三局部組成。

教學反思:

授課計劃

授課時數(shù):2授課教師:授課時間:

課題:1.4繼電器

教學目的:通過本次課的學習,學生了解熱繼電器和時間繼電器的構造、工作原理、熟悉其選用及

使用方法

教學重點：熱繼電器和時間繼電器的工作原理

教學難點：熱繼電器和時間繼電器的工作原理及選用方法

教學類型：一體化

教學方法：任務教學法

教學過程：

引入新課:上節(jié)課我們學習了接觸器的構造、工作原理,今天我們ー起來學習電路中另外一個元件

ーー繼電器。

講授新課：

1、繼電器的概述:繼電器是ー種傳遞信號的電器。它能反響各種電的或非電的信號,并將這種

信馳黜去，蛇制某種對象繼電器主要由感測局部和執(zhí)行局部組成，感測局部通常是電磁機構，

執(zhí)行局部一般為常開常閉觸點。繼電器是按照“通斷”的循環(huán)而工作的,它的動作具有跳躍的特性。

2、繼電器的分類

繼電器的種類很多，電路中使用的最多的是一下幾種：熱繼電器、時間繼電器、速度繼

電器、中間繼電器、過電流繼電器和欠電壓繼電器。

a、熱繼電器

熱繼電器是依靠負載電流通過發(fā)熱元件時即產生熱量,當負載電流超過允許值,所產生的

熱量增大到使動作機構隨之動作的?種保護電器,主要用途是保護電動機的過載及對其他設備發(fā)

熱狀態(tài)的控制熱繼電器通常及接觸器裝成電磁起動起使用,以保護電動機的過載。

熱繼電器實物圖、原理圖以及圖形符號

熱繼電器的工作原理:熱繼電器是利用電流的熱效應原理,在發(fā)現(xiàn)電動機不能承受的過載時

切斷電動機電路，是為電動機提供過載保護的保護電路。熱繼電器只能用于過載保護,而不能用于

短路保護。

熱繼電器的選用:熱繼電器型號的選用應根據(jù)電動機的揭露和工作環(huán)境決定。

b、時間繼電器（空氣阻尼式時間繼電器）

時間繼電器在繼電保護裝置和自動控制系統(tǒng)中用作時限元件,用來建立必要的動作時延，

以保證動作的可靠和合理。主要由電磁系統(tǒng)、工作觸頭、氣室即傳動機構四局部組成。

時間繼電器的分類：按動作原理及構造的不同可分為電磁式、電動式、空氣阻尼式和晶體

管式:按照延時方式分為：通電延時和斷電延時

原理：當繼電器的線圈通過動作電流值時,鐵芯被吸入,瞬時觸點狀態(tài)被切換。同

時使被卡住的ー套鐘表被釋放,在牽引彈簧的作用下,經(jīng)過整定的時間使延時主觸點閉合。

時間繼電器實物圖、原理圖以及圖形符號

c、電子式時間繼電器

有延時吸合及延時釋放兩種,利用電容充放電原理來到達延時的目的。

特點：延時長,線路簡單，延時調節(jié)方便,性能穩(wěn)定，延時誤差小,觸點容量較大

本課小結:本堂課主要學習了繼電器的前兩種繼電器,分別講了它們的構造和工作原理以及型號和

圖形符號,圖形符號和作用是同學必須掌握的。

作業(yè)布置:P398題

板書設計：

,繼電器、

1、繼電器的定義5、電子繼電器的分類及工作原理

2、繼電器的分類

教學ノ3、熱繼電器的工作原理6、總結

4、時間繼電器的工作原理,

授課計劃

授課時數(shù):2授課教師:授課時間:

課題:1.4.3電磁式繼電器

教學目的:通過本次課的學習,學生了解電磁式繼電器的構造、工作原理、熟悉其選用及使用方法

教學重點:過電流、過電壓繼電器和過電壓、欠電壓繼電器的工作原理

教學難點:過電流、過電壓繼電器和過電壓、欠電壓繼電器的工作原理及選用方法

教學類型：一體化

教學方法：任務教學法

教學過程：

引入新課：上節(jié)課我們一起學習了繼電器中的前兩種:時間繼電器和熱繼電器,這節(jié)課ー起來學習

電磁式繼電器

講授新課：

1、電磁式繼電器的組成及各局部的作用

主要由電磁機構和觸點系統(tǒng)組成。

鐵芯和鐵舸的作用是加強工作氣隙內的磁場:

銜鐵的作用主要是實現(xiàn)電磁能及機械能的轉化;

極靴的作用是增大工作氣隙的磁導:反作用力彈簧和簧片是用來提供反作用カ。

2、電磁式電壓繼電器：電磁式電壓繼電器的動作及線圈所加電壓大小有關,使用時和負載并

聯(lián)。電壓繼電器的線圈匝數(shù)多,導線細,阻抗大。

過電壓繼電器：在電路中用于過電壓保護，當其線圈為額定電壓值時，銜鐵不產生吸合動

作,只有當電壓高于額定電壓的時オ產生吸合動作，當電壓降低到釋放電壓是，觸點復

位。

欠電壓繼電器:欠電壓繼電器又稱為零電壓繼電器，常用的有JT4系列,用作交流電路

的欠電壓或零電壓保護。JT4系列欠電壓繼電器的外形構造及動作原理及JT4系列過電流繼電器類

似,不同點是電壓繼電器的線圈匝數(shù)多、導線細、阻抗大，并可直接并接在兩相電源上。

3、電磁式電流繼電器:電磁式電流繼電器的該動作及線圈通過的電流大小有關,使用時和負

載串聯(lián)。電流繼電器的線圈匝數(shù)少，導線粗，阻抗小。

欠電流繼電器:正常工作時,欠電流繼電器的銜鐵處于吸合狀態(tài)（吸合電流為額定電流值

的30k65%）。如果電路中負載電流過低,并且低于欠電流繼電器的釋放電流時（釋放電流為額定

電流值的10%'20%）,銜鐵翻開，觸點復位，從而切斷電氣設備的電源

過電流繼電器:過電流繼電器的線圈串聯(lián)在電路中,當主電路的電流高于允許值時,過電

流繼電器吸合動作。過電流繼電器主要用于重載頻繁起動的場合，作為電動機和主要電路的過載

和短路保護,常用的有JT4、JL12和JL14系列過電流繼電器。

本課小結：本堂課主要學習了電磁式繼電器,分別講了它的分類以及每個分類繼電器的工作原理,

工作原理同學必須掌握的。

作業(yè)布置：抄寫今天所學幾種繼電器的工作原理

板書設計：

授課時數(shù):2授課教師:授課時I'sJ:

課題：1.5熔斷器

教學目的:通過本次課的學習,學生熟悉低壓熔斷器的功能、構造、工作原理及型號含義：熟記低

壓熔斷器的圖形符號和文字符號

教學重點:低壓熔斷器的認識、選擇、安裝及使用

教學難點:低壓熔斷器的功能、根本構造、工作原理

教學類型:一體化

教學方法:

講授法、啟發(fā)法、直觀演示法

教學過程:

［一］復習提問

1.什么是低壓電器?

引入新課:

熔斷器是低壓配電網(wǎng)絡和電路拖動系統(tǒng)中主要作短路保護的電器,具體見下列圖。使用時串聯(lián)在被

保護的電路中,當電路發(fā)生短路故障,通過熔斷器的電流到達或者超過某ー規(guī)定值,以其自身產生

的熱量使熔體熔斷,從而分斷電路,起到保護作用。它具有構造簡單、價格廉價、動作可靠、使用

維護方便等優(yōu)點，因此得到廣泛應用。

講授新課:

ー、熔斷器的構造

1、組成:熔體，安裝熔體的熔管和熔座三局部

2、?般熔斷時間t和熔斷電流Is的關系

3.除照明和電加熱電路外，熔斷器一般不宜用作過載保護電器，主要用于短路保護。

二、常用的熔斷器

1、RC1A系列瓷插式熔斷器(P10圖1-8)

(1)組成:瓷座、瓷蓋、動觸頭、靜觸頭和熔絲

(2)特點:構造簡單,價格低廉，更換方便

(3)使用場合：主要用于交流電380V以下，作線路和用電設備的短路保護,在照明線路中還可以

起過載保護。

2、RL1系列螺旋式熔斷器

(1)組成局部：瓷帽、熔斷管、瓷套

(2)該系列熔斷器的分段能力較高,熔絲熔斷后有明顯指示。

(3)使用場合:廣泛用于控制箱、配電屏、機床設備及振動交大的場合,作為短路保護器。

3、RM10系列封閉管式熔斷器

(1)組成：熔斷管、熔體、夾頭、夾座

(2)適用場合:主要用于交流額定電壓380N以下的電カ線路中,作導線、電纜及電氣設備的短路

和連續(xù)過載保護

4、RT0系列有填料封閉管式熔斷器

(1)組成：熔管、底座、夾頭、夾座

(2)適用場合：廣泛用于交流380V以下、短路電流交大的電カ輸配電系統(tǒng)中,作為線路及電氣設

備的短路保護和過載保護。

三、對熔斷器的選用主要包括熔斷器類型、熔斷器的額定電壓、額定電流和熔體額定電流的選用

1、熔斷器額定電壓和額定電流的選用

熔斷器的額定電壓必須大于或者等于線路的額定電壓;熔斷器的額定電流必須大于或者等于所裝熔

體的額定電流;熔斷器的分斷能力應大于電路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。

2、熔體額定電流的選擇

對照明和電熱等電流較平穩(wěn)的電路熔體的額定電壓等于或稍大于負載的額定電流即可;對于一臺補

償器用的電動機的短路保護,熔體的額定電流應大于或等于1.5-2.5倍電動機額定電流,公式如下:

IRN>(1.5~2.5)片

四、熔斷器的安裝及使用P14

1、用于安裝使用的熔斷器應完整無損,并標有額定電壓、額定電流值。

2、對RM10系列熔斷器,在切斷過三次相當于分斷能力的電路后,必須更換熔管,以保證能可靠的

切斷所規(guī)定分斷的電流。

3、熔斷器兼做隔離器使用時，應安裝在控制開關的電源進線端;假設僅作短路保護,應安裝在控

制開關的出線端。

本課小結:

熔斷器應串聯(lián)在電路中，當電路發(fā)生過載或短路故障時，熔斷器可切斷電路,從而有效地保護電路。

作業(yè)布置:

1.熔斷器主要由塀幾局部組成?

2.什么是熔體的額定電壓?它及熔斷器的額定電流是否ー樣?

板書設計:

1、組成:熔體,安裝熔體的熔管和熔座三局部

2、熔體額定電流的選擇

IRN>(1.5~2.5ル

3、熔斷器兼做隔離器使用時,應安裝在控制開關的電源進線端:假設僅作短路保護，應安裝在控

制開關的出線端。

教學反思：

授課計劃

授課時數(shù):2授課教師:授課時間:

課題：1.6開關電器

教學目的:通過學習，讓學生掌握各種開關電器的構造,技術數(shù)據(jù)以及各種開關的型號和圖形符號

教學重點：各種開關構造、圖形符號以及工作原理

教學難點：各種開關的工作原理

教學類型：一體化

教學方法：任務教學法

教學過程：

引入新課：ー個電路想要正常運作,要是少了控制元件,是無法正常工作的,今天我們就來學習幾

個常用的控制元件。

講授新課：

一、開關電器的定義

開關電器屬于配電電器,用于電能的分配和小型電器設備的控制,被廣泛應用于各類設備上。

包括刀開關、負荷開關、斷路器和漏電保護開關。

1、刀開關:又稱閘刀開關，常用于手動控制、容量較小、啟動不頻繁的電器設備及隔離電源,

常用的有瓷底式刀開關和封閉式負荷開關。

瓷底式刀開關又稱膠蓋閘刀開關，是由刀開關和熔絲組合而成的ー種電器。刀開關作為手動

不頻繁地接通和分斷電路用,熔絲作為保護用。

封閉式負荷開關,又稱貼可開關。是由刀開關、熔斷器、速斷彈簧等組成,并裝在金屬殼內。

負荷開關上加裝快速分斷機構和簡單的滅弧裝置，以保證可靠分斷電流

2、低壓斷路器

低壓斷路器的作用:分配電能、不頻繁啟動電動機，対供電線路及電動機進展保護。用于正

常情況下的接通和分斷操作以及嚴重過裁、短路及欠壓等故障時的自動切斷電路。

低壓斷路器主要由觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、保護裝置、操作機構等組成。

工作原理：當線路正常工作時，電磁脫扣器中線圈所產生的吸力不能將它的銜鐵吸合。當線

路發(fā)生短路時,電磁脫扣器的吸力增加,將銜鐵吸合,并撞擊杠桿把搭鉤頂上去,在彈簧的作用下

切斷主觸點，實現(xiàn)了短路保護。當線路上電壓下降或失去電壓時,欠電壓脫扣器的吸力減小或失去

吸力,銜鐵被彈簧拉開,撞擊杠桿把搭鉤頂開，切斷主觸頭，實現(xiàn)了失壓保護。當線路過載時，熱

脫扣器的雙金屬片受熱彎曲,也把搭鉤頂開,切斷主觸頭,實現(xiàn)了過載保護。

常用的低壓斷路器:塑殼式斷路器和框架式斷路器。

選型：額定電壓不小于安裝地點電網(wǎng)的額定電壓

額定電流不小于長期通過的最大負荷電流

極數(shù)和構造形式應符合安裝條件、保護性能及操作方式的要求。

3、漏電保護開關

漏電保護開關是?種常用的漏電保護器，既能控制電路的通及斷，又能保證其控制的線路或

設備發(fā)生漏電或人身觸電時迅速自動掉閘，切斷電源,從而保證線路或設備的正常運行及人身平安。

構造：主要由電流互感器、漏電脫扣器,開關裝置3局部組成

保護原理：正常情況下,漏電保護開關所控制的電路沒有發(fā)生漏電和人