利用多媒体技术开设三相异步电动机控制综合性实验的实践

王 勤，谢仁权，施建南，王贤书，明雪梅

贵阳中医学院药学院，贵阳 550002

三相异步电动机实验可以开设电动机起动控制、电动机正反转控制、电动机点动和自锁控制等实验，实验线路连接较为复杂，是动手操作难度较大的实验［1-3］。在教学实践中由于学时的限制，一般只能选择其中一个实验项目开设，教师指导工作量大，而且效果不理想。

为此，我们在电工学实验教学中，重点调研电动机实验所需观察的现象和测定的数据，从中分析实际生产中经常遇到的电动机使用和控制的问题，分析电动机使用和控制的各个实验方法的优势和缺陷，并研究设计出相应的实验改革步骤和方法，以便更多地开发实验装置功能，节约教学成本，促使学生的实践能力得到充分发挥。多媒体技术是集文本、声音、图形、图像、视频等多种媒体信息的处理、调度、协调于一体，集微电子产品与计算机技术于一身的综合信息处理技术［4］。学生都希望各科教师经常使用多媒体计算机教学手段，以便达到既学习了本学科知识，又掌握了一些计算机知识的目的［5］。我们根据研究的内容和方案制作多媒体课件，把电动机实验由简到繁分层进行演示，将三相鼠笼式异步电动机的连接、正反转控制、点动和自锁控制实验综合在一起进行。学生按照多媒体课件的电路动画演示的连接方法，循序渐进顺利完成各项实验操作，更多地掌握了电动机的使用与控制，大大降低了实验操作的难度，同时到达较好的实验效果。

1 鼠笼式异步电动机的直接起动

1．1 电动机三相定子绕组接成Y型接法

采用380V三相交流电源的直接起动，学生按多媒体课件(如图1所示)接线。

图1 星形连接图

供电线电压为380V;实验线路中Q1及Fu由控制屏上的接触器KM和熔断器Fu代替，学生可直接从U、V、W端子开始接线，以后的各种控制实验均同此。

学生按控制屏上启动按钮，电动机直接起动，观察起动瞬间电流冲击情况及电动机旋转方向，记录起动电流。当起动运行稳定后，将电流表量程切换至较小量程档位上，记录空载电流。电动机稳定运行后，突然拆除U、V、W中的任一相电源(注意小心操作，以免触电)，观测电动机作单相运行时电流表的读数并记录之。再仔细倾听电机的运行声音有何变化。电动机起动之前先断开U、V、W中的任一相，作缺相起动，观测电流表读数，记录之，观察电动机有否起动，再仔细倾听电动机有否发出异常的声响。

1．2 电动机定子绕组接成△型接法

采用220V三相交流电源直接起动。按多媒体课件(如图2所示)接线，调节调压器输出，使输出线电压为220V。重复(1)中各项内容，记录之。

图2 三角形连接图

2 异步电动机的点动控制

图3 点动控制电路

鼠笼机接成△接法，实验线路电源端接三相自耦调压器输出端U、V、W，供电线电压为220V。按图3所示电路和多媒体课件(如图4所示)点动控制线路进行安装接线，接线时，先接主电路，即从220V三相交流电源的输出端U、V、W开始，经接触器KM的主触头，热继电器FR的热元件到电动机M的三个线端A、B、C，用导线按顺序串联起来。主电路连接完整无误后，再连接控制电路，即从220V三相交流电源某输出端(如V)开始，经过常开按钮SB1、接触器KM的线圈、热继电器FR的常闭触头到三相交流电源另一输出端(如W)。显然这是对接触器KM线圈供电的电路。

图4 点动控制连接图

接好线路，经指导教师检查后，方可进行通电操作。其步骤为:

①开启控制屏电源总开关，按启动按钮，调节调压器输出，使输出线电压为220V;

②按起动按钮SB1，对电动机M进行点动操作，比较按下SB1与松开SB1电动机和接触器的运行情况;

③实验完毕，按控制屏停止按钮，切断实验线路三相交流电源。

3 异步电动机的自锁控制电路

按图5所示电路和多媒体课件(如图6所示)自锁线路进行接线，它与图4的不同点在于控制电路中多串联一只常闭按钮SB2，同时在SB1上并联1只接触器KM的常开触头，它起自锁作用。

图5 自锁控制电路

接好线路经指导教师检查后，方可进行通电操作:

①按控制屏启动按钮，接通220V三相交流电源;

②按起动按钮SB1，松手后观察电动机M是否继续运转;

图6 自锁控制连接图

实验完毕，将自耦调压器调回零位，按控制屏停止按钮，切断实验线路的三相交流电源。

在以上实验基础上，可以启发学生探索连接两个交流接触器，进行电动机的正反控制实验。给学生提供实践能力锻炼的空间。

各种典型机床复杂控制电路都是在三相异步电动机的起动和简单控制线路基础上，增加速度继电器、行程开关等元件构成的，这种复杂电路可以根据其各部分的功能又可分解为若干简单电路构成。掌握了简单电气控制电路原理，并能够实际连线操作，对复杂电路即可自行学习并进行实验，对学生今后进入生产实践起到很好的作用。

我们开设的三相异步电动机综合性实验优化了教学过程，能够丰富实验内容，是对传统实验教学的一种完善。电动机综合实验的开设，将理论教学与实践操作结合起来，多媒体实验课件辅助教学能将实验中的难点、重点分解处理消化，降低了实验操作的难度，不仅降低了实验成本，而且可充分发挥学生的主观能动性，促使学生得到更多的实验操作技能训练，有效的提高实验效果。

［1］秦曾煌．电工学简明教程［M］．北京:高等教育出版社，2007:12

［2］张立生，刘陆平．电工技术基础［M］．北京:清华大学出版，2005:132-169

［3］杨利军．电工技能训练［M］．北京:机械工业出版社，2002:122-125

［4］李维杰，徐帆．多媒体技术及应用简明教程［M］．北京:清华大学出版社，2006:6

［5］乔立恭，安嘉翔．计算机辅助教学(CAI)及其教学功能［J］．电化教育研究，1995，(2):122