工厂电气控制设备浅析
【摘要】随着社会快速发展，工厂电气控制设备的稳定对生活越来越重要的，这就使得工厂电气设备迫切需要更多的优秀人才，为了适应这种形式的发展，在教学中应确定好教学目标和教学方式，利用各种设备，来帮助学生提高学习兴趣，达到更好的学习效果。本文从工厂电气设备课程教学的角度作出以下分析，希望能帮助提高工厂电气控制设备课程教学的质量，从而更好地帮助我国工厂电气事业发展。
【关键词】工厂电气；教学方法；实践；教学改革
1.工厂电气控制设备的简述
“工厂电气控制设备”，是电子技术基础课程，它讲述了电子化的专业技术理论，这些专业技术理论紧密联系实际生产。作为电气专业技术工人，经常会遇到，如选择和安装低压电器的问题。为此，学生必须掌握低压电器结构、知识、型号意义、图形符号，选择等等的基本原理，并能运用这些知识去解决生产维修，安装，设计和遇到的一系列的具体问题。
如何让学生更好地掌握这门课程的知识？我认为新的知识，第一印象是非常重要的，我们以前有这样的经验，当有东西或者一个人第一次接触，由于某些原因留下了深刻的印象，将长久保持在我的脑海里。德国心理学家爱宾法斯的记忆第一实验研究曾经指出：“维护和重用，现在很大程度上依赖于关注和兴奋的时候第一次关于心理活动的程度。 ”于是， “工厂电气控制设备” ，不能在教学的第一印象的教学过程中忽略。
2.教学中工厂电气设备的课程安排
“工厂电气控制设备”课程的第一部分侧重于对各种电器的结构和工作原理，同时也对使用注意事项和保养方法。第二部分是各种基本的电机控制电路，其中介绍了常见的工具与生产有关晶闸管。最后一部分用于电气控制电路-电机调速控制电路的自动和可编程控制器。
工厂电气控制设备是一门实践性很强的课程，他要求我们要紧密的结合实际，教学中要注重这点，电气设备的学生缺乏认识实物，这样以来就给教师在教学中带来许多的不便，教师在课堂上讲解和学生在课本上看的都是比较抽象的，鉴于此，教师们要安排学生们来到车间进行实物观察，现场讲解其中的操作方法，这样便会取得事半功倍的教学效果。
第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013第一章常用低压电器第一节低压电器基本知识第二节电磁式接触器第三节电磁式继电器第四节热继电器第五节熔断器第六节低压开关电器与主令电器第七节常用电子电器第八节速度继电器与干簧继电器第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013是指工作在直流1200V、交流1500V及以下的电路中，以实现对电路或非电对象的控制、检测、保护、变换、调节等作用的电器。第一节低压电器的基本知识采用电磁原理构成的低压电器，称为电磁式低压电器；利用集成电路或电子元件构成的低压电器，称为电子式低压电器；利用现代控制原理构成的低压电器，称为自动化电器、智能化电器或可通信电器等。低压电器：第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013一、低压电器的分类（二）低压控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。如：接触器、控制继电器、主令电器、电阻器、电磁铁等。（一）低压配电电器：用于供、配电系统中进行电能输送和分配的电器。如：刀开关、低压断路器、熔断器等；（三）低压主令电器：用于发送控制指令的电器。如按钮、主令开关、形成开关、主令控制器、转换开关等。（四）低压保护电器：用于对电路及用电设备进行保护的电器。如熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等。（五）低压执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器。如电磁铁、电磁离合器等。第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013二、电磁式低压电器基本结构（一）电磁机构电磁机构的结构型式电磁机构：由吸引线圈、铁心、衔铁组成。图1-1 电磁机构a-直动式电磁机构b-拍合式电磁机构衔铁2-铁心3-线圈第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013电磁机构工作原理（1）反力特性图1-2 电磁机构反力特性与吸力特性a-反力特性b-直流电磁机构吸力特性c-交流电磁机构吸力特性第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013（2）直流电磁机构的吸力特性（3）交流电磁机构的吸力特性图1-3 交流电磁机构电磁吸力随时间变化情况第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013图1-4 电磁机构吸力特性与反力特性的配合1-直流吸力特性2-交流吸力特性3-反力特性4-剩磁吸力特性图1-5 交流电磁机构短路环第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013电磁机构的输入—输出特性图1-6 电磁机构的继电特性第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013（二）触头系统触头的接触形式图1-7 触头的接触形式a-点接触b-线接触c-面接触第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013触头的结构形式图1-8 触头的结构形式a-点接触桥式触头b-面接触桥式触头c-线接触指形触头第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013减小接触电阻的方法触头材料选用电阻系数小的材料，使触头本身的电阻尽量减小；增加触头的接触压力，一般在动触头上安装触头弹簧；改善触头表面状况，尽量避免或减小表面氧化膜形成，在使用过程中尽量保持触头清洁。第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013（三）电弧的产生和灭弧方法电弧的产生电弧的产生的原因（4）高温游离（1）强电场放射（2）撞击电离（3）热电子发射第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013灭弧的基本方法（1）拉长电弧，从而降低电场强度；（2）用电磁力使电弧在冷却介质中运动，降低弧柱周围的温度；（3）将电弧挤入绝缘壁组成的窄缝中以冷却电弧；（4）将电弧分成许多串联的短弧，增加维持电弧所需的临极电压降第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013常用的灭弧装置（1）电动力吹弧图1-9 双断口电动力吹弧1-静触头2-动触头3-电弧第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013（2）磁吹灭弧图1-10 磁吹灭弧原理1-磁吹线圈2-铁心3-导磁夹板4-引弧角5-灭弧罩6-磁吹线圈磁场7-电弧电流磁场8-动触头第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013（3）栅片灭弧图1-11 栅片灭弧示意图1-灭弧栅片2-触头3-电弧第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013（4）窄缝灭弧图1-12 窄缝灭弧1-纵缝2-介质3-磁性夹板4-电弧第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013接触器是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。第二节电磁式接触器第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013按操作方式分有：●电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器；按灭弧介质分有：●空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等；按主触头控制的电流性质分有：●交流接触器、直流接触器；按电磁机构的励磁方式分有：●直流励磁操作与交流励磁操作两种。第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013一、接触器的结构及工作原理图1-13 交流接触器结构示意图1-动触头2-静触头3-衔铁4-弹簧5-线圈6-铁心7-垫毡8-触头弹簧9-灭弧罩10-触头压力弹簧第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013二、接触器的主要技术参数接触器的主要技术参数有极数和电流种类，额定工作电压、额定工作电流（或额定控制功率），额定通断能力，线圈额定电压，允许操作频率，机械寿命和电寿命，接触器线圈的起动功率和吸持功率，使用类别等。常用的交流接触器有CJ20、CJX2、CJ12和CJ10、CJ0等系列，直流接触器有CZ18、CZ21、CZ22和CZ10、CZ2等系列。第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013三、常用典型交流接触器简介（一）空气电磁式交流接触器典型产品有：CJ20、CJ21、CJ26、CJ35、CJ40、NC、B、LC1-D、3TB、STF系列交流接触器等。CJ20系列型号含义：第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013B系列型号含义：第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013（二）切换电容器接触器（三）真空交流接触器专用于低压无功补偿设备中投入或切除并联电容器组，以调整用电系统的功率因素。常用产品有：CJ16、CJ19、CJ41、CJX2A、LC1-D、6C系列等。以真空为灭弧介质，其主触头密封在真空开关管内。适用于条件恶劣的危险环境中。常用的真空交流接触器有：CKJ和EVS系列等。第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013（四）直流接触器应用于直流电力线路中，供远距离接通与分断电路及直流电动机的频繁起动、停止、反转或反接制动控制，以及CD系列电磁操作机构合闸线圈或频繁接通和断开电磁铁、电磁阀、离合器和电磁线圈等。常用直流接触器有：CJ18、CZ21、CZ22和CZ0系列等。第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013CZ18系列接触器型号含义：第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013四、接触器的选用1．接触器极数和电流种类的确定2．根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触器。3．根据负载功率和操作情况来确定接触器主触头的电流等级。6．接触器触头数和种类应满足主电路和控制电路的要求。4．根据接触器主触头接通与分断主电路电压等级来决定接触器的额定电压。5．接触器吸引线圈的额定电压应由所接控制电路电压确定。第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013第三节电磁式继电器继电器是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力或使输出状态发生阶跃变化，从而通过其触头或突变量促使在同一电路或另一电路中的其它器件或装置动作的一种控制元件。它用于各种控制电路中进行信号传递、放大、转换、联锁等，控制主电路和辅助电路中的器件或设备按预定的动作程序进行工作，实现自动控制和保护的目的。常用的继电器按动作原理分有电磁式、磁电式、感应式、电动式、光电式、压电式、热继电器与时间继电器等。按激励量不同分为交流、直流、电压、电流、中间、时间、速度、温度、压力、脉冲继电器等。第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013一、电磁式继电器的基本结构及分类（一）电磁式继电器的结构1．电磁机构2．触头系统3．调节装置图1-14 电磁式继电器的典型结构1-底座2-铁心3-释放弹簧4-调节螺母5-调节螺母6-衔铁7-非磁性垫片8-极靴9-触头系统10-线圈第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013（二）电磁式继电器的分类按用途不同分有：控制继电器、保护继电器、通讯继电器和安全继电器等电磁式继电器按输入信号不同分有：电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器和中间继电器按线圈电流种类不同分有：交流继电器和直流继电器第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013二、电磁式继电器的特性及主要参数（一）电磁式继电器的特性（二）继电器的主要参数1．额定参数2．动作参数5．动作时间3．整定植４．返回参数第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013电压继电器是反映电压变化的控制电器。线圈与负载并联，以反映负载电压，其线圈匝数多而导线细。分：过电压、欠电压、零电压继电器。三、电磁式电压继电器与电流继电器（一）电磁式电压继电器1．过电压继电器在电路中用于过电压保护2．欠电压继电器在电路中用于欠电压保护第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013（二）电磁式电流继电器1．过电流继电器通常，交流过电流继电器的吸合电流I0=（1.1～3.5）IN，直流过电流继电器的吸合电流I0=（0.75～3）IN。由于过电流继电器在出现过电流时衔铁吸合动作，其触头来切断电路，故过电流继电器无释放电流值。第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013直流欠电流继电器的吸合电流与释放电流调节范围I0=（0.3～0.65）IN和Ir=（0.1～0.2）IN。2．欠电流继电器正常工作时，继电器线圈流过负载额定电流，衔铁吸合动作；当负载电流降低至继电器释放电流时，衔铁释放，带动触头动作。欠电流继电器在电路中起欠电流保护作用。第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013（三）电磁式中间继电器中间继电器实质上是一种电压继电器，但它的触点数量较多，容量较大，起到中间放大（触点数量和容量）作用。第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013（四）常用典型电磁式继电器简介１．直流电磁式通用继电器常用的有JT3、JT9、JT10、JT18等系列２．电磁式中间继电器常用的有JZ7、JDZ2、JZ14等系列3．电磁式交、直流电流继电器常用的有JL3、JL14、JL15等系列第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 20134．继电器返回系数的调节（五）电磁式继电器的选用1．使用类别的选用2．额定工作电流与额定工作电压的选用3．工作制的选用第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片20 July 2013四、时间继电器继电器输入信号输入后，经一定的延时，才有输出信号的继电器称为时间继电器。对于电磁式时间继电器，当电磁线圈通电或断电后，经一段时间，延时触都头状态才发生变化，即延时触头才动作。分类：空气式、电动式、晶体管式及直流电磁式等几大类。延时方式：通电延时和断电延时两种。
工厂电气控制设备课程标准2
课程名称：工厂电气操纵设备
由于《工厂电气操纵设备》课程具有较强的实际应用型，因此本课程在学生职业能力培养和职业素养养成两个方面起支撑和促进作用。
第一部分
课程的性质
1、初步具有对一样继电器-接触器操纵线路的故障分析与检查能力。
2、熟悉电气操纵线路的差不多环节，对一样电气操纵线路具有独立分析能力。
3、初步具有对不太复杂的电气操纵系统进行改造和设计的能力。
4、电气操纵线板安装的工艺要求。
《工厂电气操纵设备》课程要紧介绍生产设备的电气操纵原理、线路以及设计方法，通过各种操纵线路板的制作，采纳“教、学、做”一体化的教学模式。
5、熟悉常用操纵电气的结构、工作原理、用途、型号、并能正确选用。
二、课程在人才培养中的地位 1．课程定位
工厂电气操纵技术是机电一体化专业的一门核心职业技术技能课程，综合了《电机及拖动基础》、《工厂电气操纵设备》和《数控机床电气大引进与广泛应用，电气操纵系统的运行爱护岗位增加，依照对行业企业的调查，这些技术所对应的岗位群要紧分布在各类机床操纵系统的安装、调试、运行、爱护岗位以及电气元器件及电气设备的销售与技术服务岗位。，阻碍专门深远。一名从事电气设备操纵工作的人员必须学好《工厂电气操纵设备》课程的内容，不管是一般机床、数控机床依旧自动生产线，其操纵系统的基础知识与技能几乎全在此课程中。
2.专业人才培养定位
随着行业结构的调整和优化组合，企业进入了一个新的快速进展时期。新工艺、新设备、新技术大量应用，专门是自动化操纵系统的
因此机电一体化专业培养生产、建设、治理、服务一线需要的德、智、体、美等全面进展的，具有一定专业理论知识，能够从事各类自动化电气设备及系统应用、运行、爱护、安装与调试等工作的高等技术应用性专门人才。
学生把握了电气操纵技术课程以后，能够从事电气操纵设备和机床类电气设备的运行、安装、调试与爱护；工程项目的电气设备施工、爱护引进与广泛应用，电气操纵系统的运行爱护岗位增加，依照对行业企业的调查，这些技术所对应的岗位群要紧分布在各类机床操纵系统的安装、调试、运行、爱护岗位以及电气元器件及电气设备的销售与技术服务岗位。培养学生具有一定创新能力和创新精神、良好的进展潜力为主旨，以行业科技和社会进展的先进水平为标准，充分表达规范性、先进性和实效性。
- 1 - 《工厂电气控制设备》课程建设规划和实施方案
一、课程建设的意义、现状分析：
(一)课程的性质与特点：
1、电气控制技术是电气自动化及机电一体化专业的一门核心职业技术技能课程，具有实践性强、应用面广的特点，该课程是学生考取高级维修电工资格证书、毕业就业的坚实基础，该课程对学生受益面大，影响非常深远，是学习PLC技术、交直流调速技术、电力电子变流技术等课程的基础，学好这门课将使后续课程取得很好的教学效果。
2、学生掌握了电气控制技术课程以后，能够从事电气控制设备和机电一体化设备的运行、安装、调试与维护；电气、电子产品生产现场的设备操作、产品测试和生产管理；工程项目的电气电子设备施工、维护和技术服务；电气电子类产品的营销与售后服务；生产一线从事技术、技术管理、操作、维护检修及质检管理等方面工作。培养学生具有一定创新精神和实践能力。
(二)课程建设的紧迫性与现实意义：
本课程从教学内容历经三个飞跃，从无到有变化，从弱到强变化，加入新技术，新教学方法，从量到质变化——基本形成“以就业为导向”的教学模式。
本课程发展在我院经历了2个阶段:第一阶段学院举办普通专科（2007年到2010年）——计算机控制专业、生产过程自动化专业， - 2 - 该专业为为电气自动化技术专业的开设打下了良好的基础。
“工厂电气控制设备”是电气自动化技术专业的一门核心主干课程，是从事机电设备开发、生产、维修等相关工作必备的一门支撑性课程。学好这门重要的专业主干课，对学生今后的工作将起到十分重要的作用，并且，烟台经济高速发展，经过市场调研，电气自动化技术专业的就业市场广泛，国内外高校都非常重视本课程的教学工作。
二、课程建设主要内容和预期达到的目标：
(一) 课程建设预期目标
在今后2—3年的时间里，我们将对《工厂电气控制设备》这门实践性、理论性很强的课程进行全方位教学改革，总体预期目标是：争取通过课程建设达到院级精品课程，并力争用三年的时间，建设成为省级精品课程。
