《变频器技术及应用》电子教案 单元设计 开关量控制的可逆运行电路的装调(单元设计4-2)

第五章变频器应用技术一、教学目标1、了解掌握变频器的主电路形式及技术特点、类型变频器的控制形式、变频器各控制形式的特点、变频器载波频率的影响因素及选择变频器载波频率的方法。

2、熟悉生产机械的负载类型、变频器节能程度的影响因素、几种典型负载的节电率计算方法、IGBT的主要用途、浪涌电压、缓冲电压等概念、IGBT模块的选用方法和IGBT模块的性能。

3、掌握变频器类型的选用、变频器负载率与效率的关系曲线、变频器箱体的结构类型、前置放大器箱、主速设定器的功能、比率设定箱、遥控设定箱、跟踪设定箱的原理、联动设定操作箱、三速设定箱和带频率操作箱的功能及特点、变器的保护方法和常见变频器报警显示内容。

二、课时分配本章共8节，安排13课时。

三、教学重点通过本项目的学习，让学生学习变频器主电路形式的原理、技术特点、众多变频器的控制形式及特性、正确选择载波频率值的方法，掌握常见功率模块的性能及使用时的有关问题、变频器的选择方法和变频器的保护方法。

四、教学难点1.变频器的控制形式及特性分析2.正确选择变频器的载波频率3.解决变频器节能运行时的几个问题4.功率模块IGBT、IPM的性能及使用时的有关问题五、教学内容任务一变频器的主电路形式阶段一概述变频器的主电路多数属于电压源型(VSI)的交—直—交结构形式。

它与电流源型(CSI)相比具有运行稳定、调速范围宽、输出波形好、输入电流谐波含量低、功率因数高、效率高、电路简单、适应性好等优点。

阶段二二电平电路形式国内外所有品牌的低压变频器几乎都是二电平 6 脉冲主电路结构形式(见图)。

因输入电压较低，功率较小(≤200kW)，电网电压可直接进入整流环节。

当电动机功率大于200kW 而又采用高压供电方式时，一般采用以下两种方案。

图为二电平6脉冲主电路1.高—低—低方案(见图)高—低—低方案可采用通用的低压变频器，易于改造现有设备，可靠性高，造价低，但降压变压器要特殊设计。

图为高—低—低方案2.高—低—高方案(见图)高—低—低方案投资高，效率低，占地多，升压变压器要特殊设计。

变频器应用技术教案完整版一、教学内容本节课选自《电气自动化技术》教材第十二章“变频器及其应用”，具体内容包括：12.1节变频器的基本原理，12.2节变频器的主要参数及其设置，12.3节变频器在实际工程中的应用案例。

二、教学目标1. 理解变频器的基本原理，掌握变频器的主要参数设置方法。

2. 学会分析变频器在实际工程中的应用，提高解决实际问题的能力。

3. 培养学生的动手操作能力和团队协作精神。

三、教学难点与重点1. 教学难点：变频器参数设置及其在实际工程中的应用。

2. 教学重点：变频器的基本原理，变频器参数设置方法。

四、教具与学具准备1. 教具：多媒体教学设备，PPT课件，实验用变频器，电动机，示波器等。

2. 学具：实验报告册，笔，计算器等。

五、教学过程1. 导入：通过实际工程案例，引出变频器在现代工业生产中的重要作用，激发学生兴趣。

2. 理论讲解：1) 变频器基本原理：讲解变频器的工作原理，结合动画演示，让学生直观地理解变频调速的原理。

2) 变频器主要参数及其设置：详细讲解变频器的各项参数，如频率设置、电压设置、启动停止方式等。

3. 实践操作：1) 案例分析：分析变频器在实际工程中的应用案例，让学生了解变频器在实际工作中的使用方法。

2) 动手实验：分组进行变频器参数设置实验，让学生亲自动手操作，掌握变频器参数设置方法。

4. 随堂练习：布置相关练习题，让学生巩固所学知识，及时发现问题并进行解答。

六、板书设计1. 变频器基本原理2. 变频器主要参数及其设置3. 变频器在实际工程中的应用案例七、作业设计1. 作业题目：1) 解释变频器的基本原理，并画出变频器的工作原理图。

2) 列举变频器的主要参数，并说明其设置方法。

2. 答案：八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课通过理论讲解、实践操作、随堂练习等环节，使学生掌握了变频器的基本原理和参数设置方法。

但在实践操作环节，部分学生对变频器的操作不够熟练，需要加强个别辅导。

变频器应用技术教学教案第一章：变频器概述1.1 教学目标1.了解变频器的概念、作用和分类2.掌握变频器的基本构成和原理3.了解变频器在工业应用中的重要性1.2 教学内容1.变频器的概念和作用2.变频器的分类及特点3.变频器的基本构成4.变频器的工作原理1.3 教学方法1.采用讲授法讲解变频器的基本概念和原理2.通过案例分析法让学生了解变频器在实际应用中的重要性1.4 教学评价1.考查学生对变频器概念、作用和分类的掌握情况2.评估学生对变频器基本构成和原理的理解程度第二章：变频器的工作原理2.1 教学目标1.掌握变频器的工作原理2.了解变频器的主要性能参数3.熟悉变频器的调速原理1.变频器的工作原理2.变频器的主要性能参数3.变频器的调速原理2.3 教学方法1.采用讲授法讲解变频器的工作原理2.通过实验演示法让学生了解变频器的调速原理2.4 教学评价1.考查学生对变频器工作原理的掌握情况2.评估学生对变频器性能参数和调速原理的理解程度第三章：变频器的安装与调试3.1 教学目标1.熟悉变频器的安装流程2.掌握变频器的调试方法3.了解变频器常见故障及处理方法3.2 教学内容1.变频器的安装流程2.变频器的调试方法3.变频器常见故障及处理方法3.3 教学方法1.采用讲授法讲解变频器的安装流程和调试方法2.通过案例分析法让学生了解变频器常见故障及处理方法1.考查学生对变频器安装流程的掌握情况2.评估学生对变频器调试方法和故障处理的了解程度第四章：变频器在电机控制中的应用4.1 教学目标1.了解变频器在电机控制中的作用2.掌握变频器控制电机启动、停止和调速的方法3.熟悉变频器与电机的连接方式4.2 教学内容1.变频器在电机控制中的作用2.变频器控制电机启动、停止和调速的方法3.变频器与电机的连接方式4.3 教学方法1.采用讲授法讲解变频器在电机控制中的应用2.通过实验演示法让学生了解变频器控制电机的方法4.4 教学评价1.考查学生对变频器在电机控制中作用的掌握情况2.评估学生对变频器控制电机启动、停止和调速方法的熟悉程度第五章：变频器在工业应用案例分析5.1 教学目标1.了解变频器在工业应用中的典型应用案例2.掌握变频器在不同行业中的应用特点3.培养学生分析实际问题并解决问题的能力5.2 教学内容1.变频器在工业应用中的典型应用案例2.变频器在不同行业中的应用特点5.3 教学方法1.采用讲授法讲解变频器在工业应用中的典型案例2.通过小组讨论法让学生分析变频器在不同行业中的应用特点5.4 教学评价1.考查学生对变频器在工业应用中典型案例的掌握情况2.评估学生对变频器在不同行业中应用特点的理解程度第六章：变频器的保护功能6.1 教学目标1. 理解变频器的基本保护功能2. 掌握变频器过流、过压、过热等保护机制3. 学习如何设置和调整变频器的保护参数6.2 教学内容1. 变频器的主要保护功能及其作用2. 变频器的保护机制和工作原理3. 保护参数的设置和调整方法6.3 教学方法1. 使用讲授法介绍保护功能及其作用2. 通过模拟实验演示保护机制的运作3. 指导学生进行参数设置和调整的实践操作6.4 教学评价1. 评估学生对变频器保护功能的理解程度2. 考查学生设置和调整保护参数的实际操作能力第七章：变频器的节能原理与应用7.1 教学目标1. 认识变频器节能的原理2. 掌握变频器在节能应用中的技术要点3. 了解变频器节能实例和效果评估7.2 教学内容1. 变频器节能的基本原理2. 变频器节能技术的应用案例3. 节能效果的评估方法和技巧7.3 教学方法1. 使用讲授法解释变频器节能原理2. 通过案例分析展示变频器节能应用3. 开展小组讨论，评估节能效果7.4 教学评价1. 考查学生对变频器节能原理的理解2. 评估学生对节能应用案例的分析能力第八章：变频器的通信与控制8.1 教学目标1. 理解变频器通信的基本概念2. 掌握变频器与上位机通信的协议和方式3. 学习变频器的控制指令及其编程8.2 教学内容1. 变频器通信的基本原理和协议2. 变频器与上位机的通信案例3. 变频器控制指令的编程和应用8.3 教学方法1. 使用讲授法介绍通信原理和协议2. 通过实际操作演示通信过程3. 指导学生编程实现控制指令8.4 教学评价1. 评估学生对变频器通信原理的理解2. 考查学生编程实现控制指令的能力第九章：变频器在自动化生产线中的应用9.1 教学目标1. 了解自动化生产线的基本构成2. 掌握变频器在自动化生产线中的作用3. 学习变频器在协调multiple devices 中的配置和调试9.2 教学内容1. 自动化生产线的基本构成和运作原理2. 变频器在自动化生产线中的应用案例3. 多设备协调中的变频器配置和调试方法9.3 教学方法1. 使用讲授法介绍自动化生产线的基本概念2. 通过案例分析展示变频器在生产线中的应用3. 指导学生进行多设备协调的配置和调试实践9.4 教学评价1. 评估学生对自动化生产线构成和运作原理的理解2. 考查学生进行变频器配置和调试的实际操作能力第十章：变频器的维护与故障诊断10.1 教学目标1. 熟悉变频器的日常维护流程2. 掌握变频器故障诊断的方法和技巧3. 学习变频器故障处理的一般步骤10.2 教学内容1. 变频器的日常维护操作2. 变频器故障诊断的方法和技巧3. 变频器故障处理的一般步骤和案例分析10.3 教学方法1. 使用讲授法讲解日常维护操作和故障诊断方法2. 通过模拟故障处理演示故障诊断和处理流程3. 开展小组讨论，分析故障处理案例10.4 教学评价1. 评估学生对变频器日常维护操作的掌握程度2. 考查学生进行故障诊断和处理的实际操作能力第十一章：变频器在特定行业中的应用11.1 教学目标1. 理解变频器在不同行业中的特殊应用2. 掌握变频器在特定行业中的优化配置3. 学习特定行业中变频器应用的案例分析11.2 教学内容1. 变频器在特定行业中的应用案例2. 特定行业中变频器的优化配置方法3. 案例分析：变频器在不同行业中的应用挑战与解决方案11.3 教学方法1. 使用讲授法介绍变频器在特定行业中的应用2. 通过案例分析展示变频器的优化配置3. 指导学生进行案例分析，解决实际应用问题11.4 教学评价1. 评估学生对变频器在特定行业中应用的理解程度2. 考查学生分析并解决实际应用问题的能力第十二章：变频器的编程与功能扩展12.1 教学目标1. 理解变频器编程的基本概念2. 掌握变频器常用编程指令和功能模块3. 学习如何进行变频器的功能扩展12.2 教学内容1. 变频器编程的基本原理和指令集2. 变频器常用功能模块及其应用3. 变频器功能扩展的方法和策略12.3 教学方法1. 使用讲授法介绍变频器编程的基本概念2. 通过编程实践演示变频器功能的实现3. 指导学生进行功能扩展的实践操作12.4 教学评价1. 评估学生对变频器编程原理的理解程度2. 考查学生实现变频器功能模块的实际操作能力第十三章：变频器的安全标准和规范13.1 教学目标1. 理解变频器安全的重要性和相关标准2. 掌握变频器安全操作的基本规范3. 学习变频器安全维护的注意事项13.2 教学内容1. 变频器安全标准的基本要求2. 变频器安全操作规范和应急预案3. 变频器安全维护的注意事项和常见问题13.3 教学方法1. 使用讲授法讲解变频器安全标准和规范2. 通过情景模拟演示安全操作和应急预案3. 指导学生进行安全维护的实际操作13.4 教学评价1. 评估学生对变频器安全标准和规范的理解程度2. 考查学生执行安全操作和应急预案的实际能力第十四章：变频器的环保与认证14.1 教学目标1. 理解变频器环保的意义和现状2. 掌握变频器环保认证的基本要求3. 学习变频器环保设计的策略14.2 教学内容1. 变频器对环境的影响和环保要求2. 变频器环保认证的标准和流程3. 变频器环保设计的实践案例14.3 教学方法1. 使用讲授法讲解变频器环保的意义和要求2. 通过案例分析展示变频器环保认证的实践3. 指导学生进行环保设计的思考和讨论14.4 教学评价1. 评估学生对变频器环保意识和认证要求的了解程度2. 考查学生提出和实施环保设计方案的实际能力第十五章：变频器的未来发展趋势15.1 教学目标1. 理解变频器技术的最新发展趋势2. 掌握变频器在新兴领域的应用3. 学习变频器技术发展的未来展望15.2 教学内容1. 变频器技术的最新研究动态2. 变频器在新兴领域的应用案例3. 变频器技术发展的未来趋势和挑战15.3 教学方法1. 使用讲授法介绍变频器技术的最新发展2. 通过案例分析展示变频器在新兴领域的应用3. 开展小组讨论，探讨变频器技术发展的未来方向15.4 教学评价1. 评估学生对变频器技术最新发展的理解程度2. 考查学生分析并预测变频器技术未来趋势的实际能力重点和难点解析本文主要介绍了变频器应用技术教学教案，内容包括变频器的基本概念、作用、分类、构成、原理、安装、调试、保护功能、节能原理、通信与控制、应用案例、维护与故障诊断、特定行业中的应用、编程与功能扩展、安全标准和规范、环保与认证以及未来发展趋势等。

课程单元教学设计（2016～2017学年第2学期）单元名称：任务4-2 开关量控制的可逆运行电路的装调院系部：电气工程系制定人：周奎合作人：王玲制定时间：2017.02淮安信息职业技术学院教务处制《变频器系统运行与维护》课程单元教学设计单元教学进度设计详案：一、能力/知识目标能力要求：1. 学会连接外部开关控制变频器的硬件接线；2. 学会外部开关控制变频器功能参数的设置方法；3. 学会外部开关控制变频器的操作方法。

知识要求：1. 熟悉MM440变频器外部开关量输入端子以及端子的扩展方法；2. 掌握MM440变频器外部开关量输入端子的功能和对应参数的设置方法。

二、教学内容1．任务引入日常生活中，电梯的上行和下行，自动门的开和关都设计电动机的正反转控制，在变频调速电路中，我们通过面板可以实现电动机的正反转控制，但是面板控制有其固有的缺点：也就是无法实现电动机运行过程的自动控制。

2． 任务学习 （1）任务描述在了解变频器开关量输入端子以及开关量输入端子功能参数设置的基础上，正确的装调开关量控制变频器驱动电动机正反转以及点动正反转变频调速电路，进而掌握变频器开关量控制可逆运行的方法以及运行特点。

（2）任务实施相关知识1）开关量端子及其外接开关信号的方法56 7 89 16 17DIN1 DIN2 DIN3 DIN4DIN5DIN624V若MM440提供的6个数字量输入不够，通过图1的方法增加两个数字量输入DIN7和DIN8 。

图1 DIN7和DIN8的端子接线图2）开关量端子功能及参数介绍开关量端子功能与对应的参数设置如表1所示。

表1开关量端子功能及对应参数设置表表2以P0701为例介绍设定值对DIN1的功能选择。

表2 P0701设定值的含义表12 P0701 = 15 固定频率直接选择13 P0701 = 16 固定频率选择+ 1 命令14 P0701 = 17 固定频率编码选择+ 1 命令15 P0701 = 25直流注入制动16 P0701 =29由外部信号触发跳闸17 P0701 = 33禁止附加频率设定值18 P0701 = 99使能BICO参数化（仅供专家使用）开关量的输入逻辑可以通过P0725改变，P0725=0低电平有效，P0725=1高电平有效，缺省高电平有效。

课程单元教学设计（2016～2017学年第2学期）单元名称：任务3-2学会变频器对电动机性能的优化院系部：电气工程系制定人：周奎合作人：王玲制定时间：2017.02淮安信息职业技术学院教务处制《变频器系统运行与维护》课程单元教学设计单元教学进度设计详案：一、能力/知识目标能力要求：1.能通过变频器的参数合理设置电动机的运行性能；2.能根据负载的特点，合理设置变频器的相关参数。

知识要求：1. 掌握各种电动机优化频率的含义和应用背景；2. 掌握优化电动机运行性能相关的参数设置方法；二、教学内容1．任务学习（1）任务描述在分析电机特定生产场合的特殊需求以及从系统更加可靠安全运行的角度出发，除了要学会变频器控制电机的启停以及调速外，还需要进一步掌握电动机各种运行性能参数的设置含义以及方法。

（2）任务实施相关知识1）上限频率和下限频率表示：f H和f L作用：对电动机的最高、最低转速给予限制。

对应参数：上限频率P1082下限频率P1080问题交流：预置f H=40Hz，f L=10Hz，面板控制时，若给定频率P1040=30HZ，则启动运行频率为？若给定频率P1040=45HZ，则启动运行频率为？2）跳跃频率表示：f J作用：跳过拖动系统谐振所对应的转速，避免机械谐振的发生。

方法：预置一个跳跃区间，MM440变频器最多可设置4个跳跃区间，分别由P1091、P1092、P1093、P1094设置跳跃区间的中心点频率，由P1101设定跳跃的频带宽度。

设置方法如图设置变频器参数？3）启动过程设置问题：全压启动最大的启动问题是什么？问题：变频器可以实现软启动，解决全压启动时启动电流过大的问题，那系统整个启动时间长短如何正确的设置呢？①加速时间定义：加速时间是指工作频率从0Hz 上升至基准频率f b （一般电动机的额定频率f N 作为基准频率f b 的给定值，通过参数P2000来设定）所需要的时间。

加速时间过长会怎样？过短又会怎样？设置原则：在电动机的起动电流不超过允许值的前提下，尽量地缩短加速时间。

变频器应用技术教学教案第一章：变频器基础知识1.1 变频器的定义1.2 变频器的工作原理1.3 变频器的分类及应用领域1.4 变频器与其他调速方式的比较第二章：变频器的构成及功能2.1 变频器的构成部件2.2 变频器的功能介绍2.3 变频器的接线方式2.4 变频器的主要性能参数第三章：变频器的调试与维护3.1 变频器的调试步骤3.2 变频器的参数设置3.3 变频器的维护与保养3.4 变频器常见故障及排除方法第四章：变频器在电动机控制中的应用4.1 变频器控制电动机的原理4.2 变频器控制电动机的运行方式4.3 变频器与电动机的匹配选择4.4 变频器在电动机控制中的应用案例第五章：变频器在其他设备中的应用5.1 变频器在风机和水泵中的应用5.2 变频器在起重机械中的应用5.3 变频器在生产线上的应用5.4 变频器在其他领域中的应用案例分析第六章：变频器在工业自动化中的应用6.1 工业自动化概述6.2 变频器在plc 控制系统中的应用6.3 变频器与plc 的联合调试与运行6.4 变频器在工业自动化领域案例分析第七章：变频器在交通运输领域的应用7.1 交通运输领域调速需求分析7.2 变频器在轨道交通中的应用7.3 变频器在汽车制造中的应用7.4 变频器在船舶推进系统中的应用第八章：变频器在电力系统中的应用8.1 电力系统对变频器的需求8.2 变频器在电力系统中的应用案例8.3 变频器在无功补偿中的应用8.4 变频器在新能源发电领域的应用第九章：变频器的节能效果及环保意义9.1 变频器节能原理9.2 变频器在不同领域的节能案例9.3 变频器在环保方面的意义9.4 变频器节能环保的未来发展趋势第十章：变频器技术的发展与创新10.1 变频器技术的发展历程10.2 当前变频器技术的研究热点10.3 变频器技术的创新应用10.4 变频器技术在未来发展趋势展望重点和难点解析重点环节1：变频器的工作原理与分类解析：理解变频器的工作原理是掌握其应用技术的基础。

变频器应用技术教案完整版一、教学内容本节课我们将学习《电气自动化技术》教材第十二章“变频器的应用技术”。

具体内容包括：变频器的基本工作原理、变频器的选型与安装、变频器在实际工程中的控制电路设计及运行调试。

二、教学目标1. 理解变频器的工作原理，掌握变频器的选型和使用方法。

2. 学会设计变频器控制电路，并能进行运行调试。

3. 培养学生动手实践能力和问题解决能力。

三、教学难点与重点重点：变频器的工作原理、选型与安装、控制电路设计。

难点：变频器控制电路的设计与运行调试。

四、教具与学具准备1. 教具：PPT、实验设备（变频器、电机、传感器等）。

2. 学具：笔记本、实验报告册。

五、教学过程1. 导入：通过展示一个实际工程中变频器应用的案例，引导学生思考变频器的作用及其重要性。

2. 理论讲解：（1）介绍变频器的工作原理。

（2）讲解变频器的选型与安装。

（3）分析变频器控制电路的设计方法。

3. 实践操作：（1）分组进行变频器控制电路的设计。

（2）学生动手安装变频器和电机，并进行接线。

（3）进行运行调试，观察电机运行状态。

4. 例题讲解：以一个实际工程为例，讲解变频器控制电路的设计过程，让学生更好地理解理论知识。

5. 随堂练习：设计一个简单的变频器控制电路，并让学生分析其工作原理。

六、板书设计1. 变频器的工作原理2. 变频器的选型与安装3. 变频器控制电路设计方法4. 实践操作步骤及注意事项七、作业设计1. 作业题目：（1）简述变频器的工作原理。

（2）设计一个变频器控制电路，并说明其工作过程。

2. 答案：（1）变频器工作原理：通过改变电机供电频率，实现电机转速的调节。

八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生掌握情况良好，但对变频器控制电路的设计仍存在一定难度，需要在课后加强练习。

2. 拓展延伸：（1）研究变频器在其他领域的应用，如空调、电梯等。

（2）学习变频器的故障诊断与维修方法，提高实际工程应用能力。

重点和难点解析1. 变频器的工作原理2. 变频器的选型与安装3. 变频器控制电路设计方法4. 实践操作步骤及注意事项一、变频器的工作原理1. 电力电子器件：了解各类电力电子器件的工作原理、特性和选型方法。

变频器应用技术教案第一章：变频器基础知识1.1 变频器的定义1.2 变频器的工作原理1.3 变频器的分类及特点1.4 变频器的主要技术参数第二章：变频器的安装与接线2.1 变频器的安装环境及要求2.2 变频器的接线方式及注意事项2.3 变频器与电动机的连接2.4 变频器与控制系统的连接第三章：变频器的操作与维护3.1 变频器的操作界面及功能介绍3.2 变频器的启动、停止与制动操作3.3 变频器的频率设置与运行模式选择3.4 变频器的故障诊断与处理3.5 变频器的日常维护与保养第四章：变频器在工业应用中的实例分析4.1 变频器在电动机调速中的应用4.2 变频器在起重机械中的应用4.3 变频器在中央空调系统中中的应用4.4 变频器在生产线自动控制系统中的应用第五章：变频器的编程与调试5.1 变频器的编程软件及使用方法5.2 变频器参数的设置与调整5.3 变频器外部电路的设计与调试5.4 变频器与PLC的联机编程与调试第六章：变频器的保护功能与故障处理6.1 变频器的保护功能介绍6.2 变频器故障原因分析6.3 故障处理与维修方法6.4 故障案例分析与启示第七章：变频器在不同行业中的应用案例7.1 变频器在工业自动化生产线中的应用7.2 变频器在建筑行业中的应用7.3 变频器在交通运输领域中的应用7.4 变频器在环保设备中的应用第八章：变频器的选型与配套设备8.1 变频器的选型依据及注意事项8.2 变频器与其他控制设备的搭配选择8.3 变频器与电动机的匹配8.4 变频器的安装与调试配套设备第九章：变频器的节能效果分析9.1 变频器节能原理介绍9.2 变频器节能效果的评估方法9.3 变频器在不同应用场景中的节能案例9.4 变频器节能的经济效益分析第十章：变频器技术的未来发展10.1 变频器技术的发展趋势10.2 变频器在新兴领域的应用前景10.3 变频器技术创新与挑战10.4 我国变频器产业的发展现状与展望重点和难点解析一、变频器基础知识难点解析：理解变频器的工作原理，掌握不同类型变频器的特点及适用场景，了解变频器的主要技术参数及其影响因素。

课程单元教学设计（2016～2017学年第2学期）单元名称：任务1-3变频器主电路结构及功能认知院系部：电气工程系制定人：周奎合作人：王玲制定时间：淮安信息职业技术学院教务处制《变频器系统运行与维护》课程单元教学设计单元教学进度设计详案：一、能力/知识目标能力要求：1. 能够认识交直交主电路电路结构；2. 能够说出交直交主电路信号的处理过程；3. 能够进行典型的故障点的分析。

知识要求：1.掌握交直交变频器主电路的结构及各个部分的作用；2.理解三相桥式整流电路的工作过程；3.掌握交直交主电路中各电子器件的特性及作用。

4.理解SPWM 控制技术 二、教学内容1.交直交变频器主电路结构（1） 结构主电路包括三个组成部分：整流电路、中间电路和逆变电路。

问题1：你能在主电路中圈出各功能电路吗？ （2）信号的变换过程2、三相桥式整流电路分析问题1：通过上述信号变化过程，整流电路输出的是脉动的直流电，是如何实现信号的转换的？输出的直流电有怎样的特点？（1）三相桥式不可控整流电路结构整流电路中间电路逆变电路M 3～R ST1）结构特点三相桥式整流电路共有六只整流二极管；其中VD 1、VD 3、VD 5三只管子的阴极连接在一起，称为共阴极组； VD 4、VD 6、VD 2三只管子的阳极连接在一起，称为共阳极组。

2）工作特点 分析思路① 三相交流电特点分析 说明自然换相点问题1: 一个周期有几个自然换相点？ 将一个周期分为6段。

② 对于共阴极组三只二极管哪一个承受的阳极电压最大，哪一个管子优先导通。

③ 对于共阳极组三只二极管哪一个承受的阴极电压最小，哪一个管子优先导通。

④ 一个周期6段中进行最大，最小电压观察。

⑤ 得出一个周期输出的6脉动的直流电。

（2）三相桥式可控整流电路uU aU bU cU atoVD 5VD 1VD 1 VD 3VD 3 VD 5VD 5 VD 1VD 1VD 6VD 6 VD 2VD 2 VD 4VD 4 VD 6 VD 6 VD 2 ut ot 1 t 2 t t t t t t 9 （b ）i ai d1）类比学习结构及电路分析从相电压波形看，共阴极组晶闸管导通时，u d1为相电压的正包络线，共阳极组导通时，u d2为相电压的负包络线，u d=u d1- u d2是两者的差值，为线电压在正半周的包络线。

详案：一、能力/知识要求知识要求：1.了解EM235功能；2.掌握变频器开关量输出设置；3.掌握变频器模拟量输出设置；4.了解变频器在消防排风中解决的实际问题。

能力要求：1.能分析消防排风变频控制系统电路；2.会分析消防排风变频控制系统的软件程序、参数设置；3.能消防排风变频控制系统的电路，并调试电路。

教师：分析任务，指导操作，验收点评学生：设计方案，施工操作，填写任务单二、教学内容【任务描述】商场是一个人流量比较大的场合，对防火，空气环境影响要求都比较高。

目前，大中型商场及低下停车场均安装有鼓风、送风系统，在给人们带来舒适购物环境的同时，也消耗掉了大量的电力和能源。

鼓风机在大多数时间内处于轻载运行，通常采用传统的节流控制方式—采用调节挡板或阀门来改变鼓风量。

即在供风管路上设置一排风口，用挡板或阀门调整排风口开度，使之改变排向空中的风量，从而影响实际供风量。

这种方法必须以风机提供过剩的风量为前提。

虽然实际供风量改变了，但电动机的额定电压和额定转速不变，使电动机消耗的功率变化不大，电动机长期处于高功耗、低效率、低功率因数下运行，因而造成电能的极大浪费。

采用变频调速技术，改造传统商场的供风系统，能够显著地降低电能消耗。

本任务以某中央商场的通风为例，进行消防排风变频系统设计。

通风拖动电动机能根据商场的消防、通风的实时要求，自动进行变频及工频状态的切换。

【控制要求】1.用户根据工作消防或排风需要选择工频运行或变频运行。

2.当没有消防命令，风机变频运行，处于变频排风状态。

当有消防命令时，则风机切换运行在工频状态下，即消防工频运行。

3．在变频运行时，一旦变频器因故障而跳闸时，可自动切换为工频运行方式。

4. 设置故障报警与运行显示。

【知识学习】1．变频器的开关量输出西门子MM440变频器提供了三个继电器输出端子，分别为继电器1（端子18 ~ 20，一对常开触点和一对常闭触点，共用公共端）、继电器2（端子21、22，常开）和继电器3（端子23 ~ 25，一对常开触点和一对常闭触点，共用公共端）。

教学内容1.2 异步电动机变频调速的原理知识目标：1. 掌握异步电动机变频调速的原理。

2. 了解异步电动机的机械特性。

技能目标：熟悉异步电动机变频调速的原理。

教学内容1.2 异步电动机变频调速的原理1.2.1 异步电动机变频调速工作原理异步电动机的转速n的表达式为)1(60)1(1spfsnn-=-=改变f1 、p和s都可以调速。

11.2.2 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性曲线如图1-5所示。

图1-5 三相异步电动机的机械特性曲线教学内容1．起动转矩T st度2．额定转矩T N 3．最大转矩T M1.2.3 三相异步电动机的起动在生产中，除了小容量的三相异步电动机能直接起动外，一般要采取不同的方法起动，比如自耦变压器降压起动、串电阻或电抗器降压起动、Y-Δ降压起动等。

在变频调速拖动系统中，变频器用降低频率f1从而也降低了U1的方法来起动电动机。

如图1-6所示为低频起动时电动机的机械特性曲线。

电动机以很低的频率起动，随着频率的上升，转速上升，直至达到电动机的工作频率后，电动机稳速运行。

在此过程中，转速差Δn被限制在一定的范围，起动电流也将被限制在一定的范围内．而且动态转矩ΔT很小，起动过程很平稳。

图1-6 低频起动时电动机的机械特性曲线1.2.4 三相异步电动机的制动电动机的制动状态是指电磁转矩T与转速n方向相反的状态。

三相异步电动机的制动方式有直流制动、回馈制动和反接制动等。

教学内容1．直流制动电动机制动时，切断电动机的三相电源，在定子绕组中通入直流电，产生一恒定磁场，如图1-7a所示。

由于转子在机械惯性作用下仍按原方向旋转．它切割恒定磁场产生感应电流．用左手定则可判断感应电流在磁场中的受力方向，从而可判断电磁转矩方向与转子转速方向相反，为制动转矩。

如图1-7b所示。

a) 直流制动的原理b)直流制动的机械特性曲线图1-7 直流制动的原理与机械特性2．回馈制动由于某些原因，当n＞n1时，转子切割旋转磁场的方向和电动运行状态n＜n1正好相反，转子中感应电动势和电流的方向也相反，电磁转矩T也就和n反向，为制动转矩。