集成運放多功能自動控制器課程創(chuàng)新性教學(xué)探討

集成運放多功能自動控制電動機(jī)的Y-Δ轉(zhuǎn)換電路如下圖所示。它由電流互感器M、電壓比較器、直流電源、三極管開關(guān)接口電路等組成。

其原理如下：電流互感器M作為集成運放自動控制電動機(jī)的Y-Δ轉(zhuǎn)換電路的采樣元件，將電動機(jī)的負(fù)載情況送入比較器A2。當(dāng)電動機(jī)空載或輕載時，電動機(jī)處于Y形狀態(tài)，由于采樣信號電壓UX小于電阻R4、W1分壓而得到比較電平UB，即電壓比較器A1反相輸入端的電位小于其同相輸入端的電位，所以A1輸出為高電平，并通過J2觸點C、B、電阻R5、電位器W3向電容C3充電，C3為高電位，司密特觸發(fā)器1輸出低電平，中間繼電器單元3的三極管V1處于截止?fàn)顟B(tài)，中間繼電器J1中無電流，電動機(jī)保持Y形工作狀態(tài)。由于三極管V1的集電極為高電平，即Y-Δ狀態(tài)監(jiān)測信號為高電平，經(jīng)電阻R7向電容C4充電，電容C4上的電壓UZ不斷升高，當(dāng)UZ大于電阻R8、R9的分壓U0時，即電壓比較器A2的同相輸入端電位高于反相輸入端的電位時，電壓比較器A2輸出高電平，使三極管V2導(dǎo)通，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換控制繼電器J2吸合，為使電動機(jī)從Y形狀態(tài)向Δ形狀態(tài)轉(zhuǎn)換作好準(zhǔn)備，此時觸點B、C斷開，觸點B、A吸合。

當(dāng)電動機(jī)負(fù)載加重后，只要采樣電壓UX大于比較電壓UB，則電壓比較器A1輸出低電平，電容C2通過二極管D2、電位器RP2放電，使司密特觸發(fā)器1翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致三極管V1飽和導(dǎo)通，中間繼電器J1吸合，使交流接觸器JY斷電釋放，交流接觸器JΔ加電吸合（其實就是實現(xiàn)弱電控制強電的過程），電動機(jī)轉(zhuǎn)換成Δ連接，實現(xiàn)了加載時Y-Δ的自動轉(zhuǎn)換。此時，由于三極管V1集電極為低電平，即Y-Δ狀態(tài)監(jiān)測信號為低電平，轉(zhuǎn)換控制單元的電容C4通過電阻R7放電。當(dāng)電容C4上的電壓UZ小于比較電壓U0時，電壓比較器A2輸出電位變?yōu)榈碗娖剑谷龢O管V2截止，轉(zhuǎn)換控制繼電器J2斷電釋放，中間觸點B與觸點A斷開而與觸點C閉合，為電容C3充電接通電路，即為電動機(jī)由Δ形狀態(tài)向Y形狀態(tài)轉(zhuǎn)換作好準(zhǔn)備。

當(dāng)電動機(jī)重新進(jìn)入輕載或空載時，重復(fù)上述變化過程，交流接觸器JΔ釋放，JY吸合，電動機(jī)又轉(zhuǎn)換成Y形連接，實現(xiàn)輕載、空載時Y-Δ的自動轉(zhuǎn)換。

綜上所述，包括電壓比較器A2、三極管V2和轉(zhuǎn)換控制繼電器J2的Y-Δ轉(zhuǎn)換延時控制器，在繼電器J2吸合后，如果將電位器W2阻值調(diào)到零時，Y形連接向Δ形連接的轉(zhuǎn)換可以立即進(jìn)行；適當(dāng)調(diào)節(jié)電位器W2的阻值，還可以滿足不同工況對Y形向Δ形方式轉(zhuǎn)換延時的需要，使之既不發(fā)生“悶車”現(xiàn)象，又可穩(wěn)定工作。

電路中三只電位器W1、W2、W3的功能分別是：電位器W1用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換比較電平，電位器W2用于調(diào)節(jié)Y-Δ轉(zhuǎn)換延時，電位器W3用于調(diào)節(jié)Δ-Y轉(zhuǎn)換延時。

結(jié)論：經(jīng)過老師“用集成運放自動控制電動機(jī)的Y-Δ轉(zhuǎn)換”一體化教學(xué)，讓學(xué)生自制控制電路板，一方面提升了電子技能，懂得了弱電控制強電的過程；另一方面使學(xué)生接觸到集成運放的實際運用，增強了創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，同時也給老師、學(xué)生提出了新的要求：那就是教學(xué)是無止境的，不要“照書操作”，要結(jié)合科技的進(jìn)步更新和創(chuàng)新教學(xué)方法和手段，采用新技術(shù)，運用新器件，創(chuàng)新新的控制線路，使教學(xué)盡量貼近企業(yè)，只有這樣，培養(yǎng)出來的學(xué)生才會創(chuàng)造，才會真正受企業(yè)歡迎。當(dāng)然在這里并非否定“照書操作”不好，因為那是基礎(chǔ)，但基礎(chǔ)好了就應(yīng)“創(chuàng)新”。

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（作者單位：廣東省佛山市南海技師學(xué)院）