集成運放多功能自動控制器課程創新性教學探討

集成運放多功能自動控制電動機的Y-Δ轉換電路如下圖所示。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的Y-Δ轉換電路的采樣元件，將電動機的負載情況送入比較器A2。當電動機空載或輕載時，電動機處于Y形狀態，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，司密特觸發器1輸出低電平，中間繼電器單元3的三極管V1處于截止狀態，中間繼電器J1中無電流，電動機保持Y形工作狀態。由于三極管V1的集電極為高電平，即Y-Δ狀態監測信號為高電平，經電阻R7向電容C4充電，電容C4上的電壓UZ不斷升高，當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導通，導致轉換控制繼電器J2吸合，為使電動機從Y形狀態向Δ形狀態轉換作好準備，此時觸點B、C斷開，觸點B、A吸合。

當電動機負載加重后，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，使司密特觸發器1翻轉，導致三極管V1飽和導通，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（其實就是實現弱電控制強電的過程），電動機轉換成Δ連接，實現了加載時Y-Δ的自動轉換。此時，由于三極管V1集電極為低電平，即Y-Δ狀態監測信號為低電平，轉換控制單元的電容C4通過電阻R7放電。當電容C4上的電壓UZ小于比較電壓U0時，電壓比較器A2輸出電位變為低電平，使三極管V2截止，轉換控制繼電器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，即為電動機由Δ形狀態向Y形狀態轉換作好準備。

當電動機重新進入輕載或空載時，重復上述變化過程，交流接觸器JΔ釋放，JY吸合，電動機又轉換成Y形連接，實現輕載、空載時Y-Δ的自動轉換。

綜上所述，包括電壓比較器A2、三極管V2和轉換控制繼電器J2的Y-Δ轉換延時控制器，在繼電器J2吸合后，如果將電位器W2阻值調到零時，Y形連接向Δ形連接的轉換可以立即進行；適當調節電位器W2的阻值，還可以滿足不同工況對Y形向Δ形方式轉換延時的需要，使之既不發生“悶車”現象，又可穩定工作。

電路中三只電位器W1、W2、W3的功能分別是：電位器W1用于調節轉換比較電平，電位器W2用于調節Y-Δ轉換延時，電位器W3用于調節Δ-Y轉換延時。

結論：經過老師“用集成運放自動控制電動機的Y-Δ轉換”一體化教學，讓學生自制控制電路板，一方面提升了電子技能，懂得了弱電控制強電的過程；另一方面使學生接觸到集成運放的實際運用，增強了創新思維的培養，同時也給老師、學生提出了新的要求：那就是教學是無止境的，不要“照書操作”，要結合科技的進步更新和創新教學方法和手段，采用新技術，運用新器件，創新新的控制線路，使教學盡量貼近企業，只有這樣，培養出來的學生才會創造，才會真正受企業歡迎。當然在這里并非否定“照書操作”不好，因為那是基礎，但基礎好了就應“創新”。

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（作者單位：廣東省佛山市南海技師學院）