劉蘊絡，史雪飛，張 蘭

（北京科技大學 信息工程學院，北京 100083）

0 引言

“電工技術(shù)”課程是非電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課，它包括兩部分內(nèi)容：電路分析和電機與控制，而繼電接觸器控制系統(tǒng)則是后者的重要組成部分，也是電工技術(shù)的主要應用方向之一。

繼電接觸器控制系統(tǒng)是借助于控制電器來實現(xiàn)一定的控制過程，它既涉及到控制電器的應用，也涉及到如何有效地由其構(gòu)成電路實現(xiàn)控制要求。對學生而言，這是一全新內(nèi)容，也是課程難點之一，在學習時，往往存在一定困難。筆者根據(jù)多年教學經(jīng)驗，總結(jié)了一些教學方法，供大家參考。

1 合理引導，夯實基礎(chǔ)

萬事開頭難，好的開始是成功的一半。由于繼電接觸器控制系統(tǒng)的學習需要全新的思維：不再關(guān)注由控制電器構(gòu)成電路的電壓、電流，而轉(zhuǎn)為關(guān)注控制電器構(gòu)成電路后，若操作控制電器時，由此產(chǎn)生的控制效果，所以首先我們要以學生已掌握的電路理論為基礎(chǔ)，采用啟發(fā)式教學，潛移默化地引導學生轉(zhuǎn)換思維方式，以其已掌握的電路知識來自主構(gòu)建實體電路，實現(xiàn)最基本控制，令學生在不知不覺中親身感知控制系統(tǒng)設計過程，體驗成就感，完成自然過渡。為此我們可以采取層層設問方式，引導學生一步步經(jīng)過思考而實現(xiàn)，具體如下：

首先提問：如何在僅有常開、常閉按鈕的情況下控制交流繼電器線圈通電？學生馬上就會想到用圖1電路實現(xiàn)。

然后，啟發(fā)學生指出圖1電路在實用時存在的問題：若想維持交流繼電器線圈持續(xù)通電，則必須始終保持按鈕閉合。

為解決此問題，可再次提問：如何能充分地利用交流繼電器的常開、常閉觸點改接電路，實現(xiàn)在按鈕放開時仍然保持線圈通電？為正確引導學生，教師還可進一步提示：交流繼電器線圈通電后，其常開、常閉觸點的狀態(tài)將完全改變。若由它構(gòu)成一條通路，應以哪種形式接入。經(jīng)過認真思考，部分學生可構(gòu)成圖2電路。

至此，我們可以圖2電路為對象進行分析，引導學生深入思考，通過操作按鈕，進一步分析交流繼電器各組成部分的先后動作情況，總結(jié)電路實現(xiàn)的控制效果，以便從中發(fā)現(xiàn)問題：交流繼電器線圈一旦通電，由于其常開觸點通電后的自鎖作用，線圈將無法斷電。如何解決？學生很快會想到串聯(lián)一個常閉按鈕SB1即可，從而實現(xiàn)圖3電路。如此就自然而然地引導學生自主設計出最終控制電路，悄然完成電路分析關(guān)注點的轉(zhuǎn)移以及思維方式的轉(zhuǎn)換。

圖1 控制電路A

圖2 控制電路B

圖3 控制電路C

最后，作為總結(jié)告知學生：圖3電路就是籠型電動機直接起動控制的控制電路圖，也是我們設計各種電動機控制系統(tǒng)的最基礎(chǔ)電路。由于整個電路都是在教師的引導之下，學生自主設計而成，因而毫無疑問，有此堅實的基礎(chǔ)及鋪墊，學生在學習全新知識——籠型電動機直接起動控制系統(tǒng)時，能很快融入其中。

2 歸納總結(jié)，實現(xiàn)質(zhì)的飛躍

“電工技術(shù)”中的繼電接觸器控制系統(tǒng)的控制對象主要是電動機，仔細分析之，筆者總結(jié)了兩種控制系統(tǒng)設計的實現(xiàn)及思維方式。

一種方式是以某控制系統(tǒng)為模板，構(gòu)成基礎(chǔ)電路，然后根據(jù)控制要求，在模板上或增加、或減少、或更改相應部分電路實現(xiàn)。此法特別適合于電動機的正反轉(zhuǎn)、順序、時間以及行程控制的設計。對教師而言，在教學時，應始終貫穿一個設計理念：無需從頭開始，可以采用拿來主義！

例如在講解實現(xiàn)電動機甲、乙兩地控制電路時，就可如此辦理。由于是對同一臺電動機進行控制，所以設計的基礎(chǔ)電路模板就是電動機直接起動控制電路。實現(xiàn)甲、乙兩地均可起動，只需在原起動按鈕處并聯(lián)一個常開的起動按鈕即可，采用并聯(lián)為電路的控制方法另外提供了一種途徑。實現(xiàn)甲、乙兩地均可停止，只需在原停止按鈕處串聯(lián)一個常閉的停止按鈕即可，采用串聯(lián)使電路控制非此即彼。

另一種設計方式適合于控制要求較復雜的控制系統(tǒng)的設計。在設計之初，首先要詳細地分析系統(tǒng)的每一步控制流程，確定控制電路的基本框架，然后，根據(jù)控制流程在基本電路框架上逐個添加控制電器，令電路逐漸充實，直到最終完成設計。

例如籠型電動機Y－△起動控制線路的設計就是一個最好的實例。經(jīng)分析其控制流程如下：

1）電動機首先以Y接方式起動。

2）經(jīng)一定延時，當電動機達一定轉(zhuǎn)速后，令電動機斷電。

3）在斷電情況下，進行Y－△換接：先完成△形連接，此時，電路中電動機的Y接和△接共存，然后再斷開Y形連接。

4）實現(xiàn)Y－△換接后，恢復電動機通電，令電動機以△接方式繼續(xù)運轉(zhuǎn)。

圖4為僅含按鈕及交流繼電器線圈的電動機Y－△起動的控制電路圖，它就是其后實現(xiàn)控制設計的基本電路框架。其中，SB1為停止按鈕；SB2為起動按鈕；交流繼電器KM1的作用是為電動機定子接入電源，KM2令電動機定子接成△型，KM3令電動機定子接成Y型。

圖5［1］為最終實現(xiàn)電動機Y－△起動的控制電路圖，它是在圖4的基礎(chǔ)上根據(jù)控制流程逐步串接或并接相應控制電器所最終實現(xiàn)的控制電路圖。其中，圖5虛線方框中標記的序號，指明了根據(jù)控制流程逐步添加控制電器的前后次序，詳細的添加過程及依據(jù)在此不再累述，請讀者自行分析。

圖4 Y－△起動的控制電路

圖5 Y－△起動的控制電路

其實，上例電動機Y－△起動的控制電路設計過程就是一個實際復雜控制系統(tǒng)設計過程的再現(xiàn)，我們相信，學生經(jīng)此體驗，將會有質(zhì)的飛躍，尤其有助于學生們設計水平的提高，且更貼近應用實際。

3 結(jié)束語

在繼電接觸器控制系統(tǒng)教學過程中，筆者作了以上有益嘗試。教學實踐表明：以上教學方法可以提高學生的學習興趣，增強學生的自信心，有利于學生獲取新知識，學以致用，提高其分析問題和解決問題的能力，總之，在教學上獲得了較好的教學效果。

［1］秦曾煌主編，電工學（第六版 上冊 電工技術(shù)）［M］.北京：高等教育出版社，2004