《变频器技术及应用》电子教案 混合式教学设计 任务5-2 开关状态组合多段速运行电路的装调 混合式教学设计
变频器技术及应用课程教学设计第五章变频器应用技术
第五章变频器应用技术一、教学目标1、了解掌握变频器的主电路形式及技术特点、类型变频器的控制形式、变频器各控制形式的特点、变频器载波频率的影响因素及选择变频器载波频率的方法。
2、熟悉生产机械的负载类型、变频器节能程度的影响因素、几种典型负载的节电率计算方法、IGBT的主要用途、浪涌电压、缓冲电压等概念、IGBT模块的选用方法和IGBT模块的性能。
3、掌握变频器类型的选用、变频器负载率与效率的关系曲线、变频器箱体的结构类型、前置放大器箱、主速设定器的功能、比率设定箱、遥控设定箱、跟踪设定箱的原理、联动设定操作箱、三速设定箱和带频率操作箱的功能及特点、变器的保护方法和常见变频器报警显示内容。
二、课时分配本章共8节，安排13课时。
三、教学重点通过本项目的学习，让学生学习变频器主电路形式的原理、技术特点、众多变频器的控制形式及特性、正确选择载波频率值的方法，掌握常见功率模块的性能及使用时的有关问题、变频器的选择方法和变频器的保护方法。
四、教学难点1.变频器的控制形式及特性分析2.正确选择变频器的载波频率3.解决变频器节能运行时的几个问题4.功率模块IGBT、IPM的性能及使用时的有关问题五、教学内容任务一变频器的主电路形式阶段一概述变频器的主电路多数属于电压源型(VSI)的交—直—交结构形式。
它与电流源型(CSI)相比具有运行稳定、调速范围宽、输出波形好、输入电流谐波含量低、功率因数高、效率高、电路简单、适应性好等优点。
阶段二二电平电路形式国内外所有品牌的低压变频器几乎都是二电平 6 脉冲主电路结构形式(见图)。
因输入电压较低，功率较小(≤200kW)，电网电压可直接进入整流环节。
当电动机功率大于200kW 而又采用高压供电方式时，一般采用以下两种方案。
图为二电平6脉冲主电路1.高—低—低方案(见图)高—低—低方案可采用通用的低压变频器，易于改造现有设备，可靠性高，造价低，但降压变压器要特殊设计。
图为高—低—低方案2.高—低—高方案(见图)高—低—低方案投资高，效率低，占地多，升压变压器要特殊设计。
变频器应用技术教案完整版
变频器应用技术教案完整版一、教学内容本节课选自《电气自动化技术》教材第十二章“变频器及其应用”，具体内容包括：12.1节变频器的基本原理，12.2节变频器的主要参数及其设置，12.3节变频器在实际工程中的应用案例。
二、教学目标1. 理解变频器的基本原理，掌握变频器的主要参数设置方法。
2. 学会分析变频器在实际工程中的应用，提高解决实际问题的能力。
3. 培养学生的动手操作能力和团队协作精神。
三、教学难点与重点1. 教学难点：变频器参数设置及其在实际工程中的应用。
2. 教学重点：变频器的基本原理，变频器参数设置方法。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体教学设备，PPT课件，实验用变频器，电动机，示波器等。
2. 学具：实验报告册，笔，计算器等。
五、教学过程1. 导入：通过实际工程案例，引出变频器在现代工业生产中的重要作用，激发学生兴趣。
2. 理论讲解：1) 变频器基本原理：讲解变频器的工作原理，结合动画演示，让学生直观地理解变频调速的原理。
2) 变频器主要参数及其设置：详细讲解变频器的各项参数，如频率设置、电压设置、启动停止方式等。
3. 实践操作：1) 案例分析：分析变频器在实际工程中的应用案例，让学生了解变频器在实际工作中的使用方法。
2) 动手实验：分组进行变频器参数设置实验，让学生亲自动手操作，掌握变频器参数设置方法。
4. 随堂练习：布置相关练习题，让学生巩固所学知识，及时发现问题并进行解答。
六、板书设计1. 变频器基本原理2. 变频器主要参数及其设置3. 变频器在实际工程中的应用案例七、作业设计1. 作业题目：1) 解释变频器的基本原理，并画出变频器的工作原理图。
2) 列举变频器的主要参数，并说明其设置方法。
2. 答案：八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课通过理论讲解、实践操作、随堂练习等环节，使学生掌握了变频器的基本原理和参数设置方法。
但在实践操作环节，部分学生对变频器的操作不够熟练，需要加强个别辅导。
变频器应用技术教学教案
变频器应用技术教学教案第一章：变频器基础知识1.1 变频器的定义与作用1.2 变频器的分类及特点1.3 变频器的基本组成部分1.4 变频器的工作原理第二章：变频器的参数设置与调试2.1 变频器的参数设置方法2.2 主要参数的含义与设置2.3 变频器的调试步骤与方法2.4 变频器与电机的匹配调试第三章：变频器在工业控制中的应用实例3.1 变频器在风机和水泵控制中的应用3.2 变频器在电梯控制中的应用3.3 变频器在机床控制中的应用3.4 变频器在其他工业设备控制中的应用第四章：变频器的安装与维护4.1 变频器的安装位置与注意事项4.2 变频器的接线方法与要求4.3 变频器的日常维护与保养4.4 变频器的故障诊断与维修第五章：变频器的选用与未来发展5.1 变频器的选用原则与步骤5.2 变频器市场的现状与发展趋势5.3 变频器技术的创新与应用5.4 我国变频器产业的发展策略与前景展望第六章：变频器在工业自动化中的应用案例6.1 变频器在塑料机械控制中的应用6.2 变频器在起重机械控制中的应用6.3 变频器在输送带控制中的应用6.4 变频器在其他工业自动化设备中的应用第七章：变频器与其他控制技术的结合与应用7.1 变频器与PLC控制的结合7.2 变频器与触摸屏的结合7.3 变频器与矢量控制技术的结合7.4 变频器与其他先进控制技术的融合与发展第八章：变频器的编程与操作8.1 变频器的编程原理与方法8.2 常用变频器编程软件的使用8.3 变频器的操作步骤与技巧8.4 变频器编程实例与操作训练第九章：变频器的通信与联网9.1 变频器的通信原理与标准9.2 常用变频器通信协议介绍9.3 变频器与其他设备的联网方法9.4 变频器通信应用实例与实践第十章：变频器在新能源领域的应用10.1 变频器在风力发电中的应用10.2 变频器在太阳能发电中的应用10.3 变频器在其他新能源领域中的应用10.4 我国新能源产业的发展趋势与变频器的市场前景第十一章：变频器的节能环保特性与经济效益分析11.1 变频器节能原理与效果11.2 变频器在节能环保方面的优势11.3 变频器节能案例分析11.4 变频器的经济效益评估与投资回报第十二章：变频器在特殊环境中的应用12.1 变频器在高温环境中的应用12.2 变频器在低温环境中的应用12.3 变频器在潮湿与腐蚀环境中的应用12.4 变频器在嘈杂环境中的应用与解决方案第十三章：变频器的故障处理与安全防护13.1 变频器常见故障类型与原因13.2 变频器故障诊断与排除方法13.3 变频器的安全防护措施与操作规程13.4 变频器故障案例分析与经验总结第十四章：变频器在国内外市场的应用与发展趋势14.1 变频器在国际市场的应用与发展14.2 我国变频器产业的现状与挑战14.3 变频器技术的创新与研发趋势14.4 变频器在新兴市场的应用前景分析第十五章：变频器培训与教育15.1 变频器培训的目标与内容15.2 变频器培训的方法与技巧15.3 变频器培训资源的开发与利用15.4 变频器教育的发展与未来趋势重点和难点解析本文主要介绍了变频器的基础知识、参数设置与调试、应用实例、安装与维护、选用与未来发展、工业自动化应用案例、与其他控制技术的结合与应用、编程与操作、通信与联网、新能源领域应用、节能环保特性与经济效益分析、特殊环境应用、故障处理与安全防护、市场应用与发展趋势以及培训与教育等方面。
变频器应用技术教学教案
变频器应用技术教学教案第一章：变频器概述1.1 教学目标1.了解变频器的概念、作用和分类2.掌握变频器的基本构成和原理3.了解变频器在工业应用中的重要性1.2 教学内容1.变频器的概念和作用2.变频器的分类及特点3.变频器的基本构成4.变频器的工作原理1.3 教学方法1.采用讲授法讲解变频器的基本概念和原理2.通过案例分析法让学生了解变频器在实际应用中的重要性1.4 教学评价1.考查学生对变频器概念、作用和分类的掌握情况2.评估学生对变频器基本构成和原理的理解程度第二章：变频器的工作原理2.1 教学目标1.掌握变频器的工作原理2.了解变频器的主要性能参数3.熟悉变频器的调速原理1.变频器的工作原理2.变频器的主要性能参数3.变频器的调速原理2.3 教学方法1.采用讲授法讲解变频器的工作原理2.通过实验演示法让学生了解变频器的调速原理2.4 教学评价1.考查学生对变频器工作原理的掌握情况2.评估学生对变频器性能参数和调速原理的理解程度第三章：变频器的安装与调试3.1 教学目标1.熟悉变频器的安装流程2.掌握变频器的调试方法3.了解变频器常见故障及处理方法3.2 教学内容1.变频器的安装流程2.变频器的调试方法3.变频器常见故障及处理方法3.3 教学方法1.采用讲授法讲解变频器的安装流程和调试方法2.通过案例分析法让学生了解变频器常见故障及处理方法1.考查学生对变频器安装流程的掌握情况2.评估学生对变频器调试方法和故障处理的了解程度第四章：变频器在电机控制中的应用4.1 教学目标1.了解变频器在电机控制中的作用2.掌握变频器控制电机启动、停止和调速的方法3.熟悉变频器与电机的连接方式4.2 教学内容1.变频器在电机控制中的作用2.变频器控制电机启动、停止和调速的方法3.变频器与电机的连接方式4.3 教学方法1.采用讲授法讲解变频器在电机控制中的应用2.通过实验演示法让学生了解变频器控制电机的方法4.4 教学评价1.考查学生对变频器在电机控制中作用的掌握情况2.评估学生对变频器控制电机启动、停止和调速方法的熟悉程度第五章：变频器在工业应用案例分析5.1 教学目标1.了解变频器在工业应用中的典型应用案例2.掌握变频器在不同行业中的应用特点3.培养学生分析实际问题并解决问题的能力5.2 教学内容1.变频器在工业应用中的典型应用案例2.变频器在不同行业中的应用特点5.3 教学方法1.采用讲授法讲解变频器在工业应用中的典型案例2.通过小组讨论法让学生分析变频器在不同行业中的应用特点5.4 教学评价1.考查学生对变频器在工业应用中典型案例的掌握情况2.评估学生对变频器在不同行业中应用特点的理解程度第六章：变频器的保护功能6.1 教学目标1. 理解变频器的基本保护功能2. 掌握变频器过流、过压、过热等保护机制3. 学习如何设置和调整变频器的保护参数6.2 教学内容1. 变频器的主要保护功能及其作用2. 变频器的保护机制和工作原理3. 保护参数的设置和调整方法6.3 教学方法1. 使用讲授法介绍保护功能及其作用2. 通过模拟实验演示保护机制的运作3. 指导学生进行参数设置和调整的实践操作6.4 教学评价1. 评估学生对变频器保护功能的理解程度2. 考查学生设置和调整保护参数的实际操作能力第七章：变频器的节能原理与应用7.1 教学目标1. 认识变频器节能的原理2. 掌握变频器在节能应用中的技术要点3. 了解变频器节能实例和效果评估7.2 教学内容1. 变频器节能的基本原理2. 变频器节能技术的应用案例3. 节能效果的评估方法和技巧7.3 教学方法1. 使用讲授法解释变频器节能原理2. 通过案例分析展示变频器节能应用3. 开展小组讨论，评估节能效果7.4 教学评价1. 考查学生对变频器节能原理的理解2. 评估学生对节能应用案例的分析能力第八章：变频器的通信与控制8.1 教学目标1. 理解变频器通信的基本概念2. 掌握变频器与上位机通信的协议和方式3. 学习变频器的控制指令及其编程8.2 教学内容1. 变频器通信的基本原理和协议2. 变频器与上位机的通信案例3. 变频器控制指令的编程和应用8.3 教学方法1. 使用讲授法介绍通信原理和协议2. 通过实际操作演示通信过程3. 指导学生编程实现控制指令8.4 教学评价1. 评估学生对变频器通信原理的理解2. 考查学生编程实现控制指令的能力第九章：变频器在自动化生产线中的应用9.1 教学目标1. 了解自动化生产线的基本构成2. 掌握变频器在自动化生产线中的作用3. 学习变频器在协调multiple devices 中的配置和调试9.2 教学内容1. 自动化生产线的基本构成和运作原理2. 变频器在自动化生产线中的应用案例3. 多设备协调中的变频器配置和调试方法9.3 教学方法1. 使用讲授法介绍自动化生产线的基本概念2. 通过案例分析展示变频器在生产线中的应用3. 指导学生进行多设备协调的配置和调试实践9.4 教学评价1. 评估学生对自动化生产线构成和运作原理的理解2. 考查学生进行变频器配置和调试的实际操作能力第十章：变频器的维护与故障诊断10.1 教学目标1. 熟悉变频器的日常维护流程2. 掌握变频器故障诊断的方法和技巧3. 学习变频器故障处理的一般步骤10.2 教学内容1. 变频器的日常维护操作2. 变频器故障诊断的方法和技巧3. 变频器故障处理的一般步骤和案例分析10.3 教学方法1. 使用讲授法讲解日常维护操作和故障诊断方法2. 通过模拟故障处理演示故障诊断和处理流程3. 开展小组讨论，分析故障处理案例10.4 教学评价1. 评估学生对变频器日常维护操作的掌握程度2. 考查学生进行故障诊断和处理的实际操作能力第十一章：变频器在特定行业中的应用11.1 教学目标1. 理解变频器在不同行业中的特殊应用2. 掌握变频器在特定行业中的优化配置3. 学习特定行业中变频器应用的案例分析11.2 教学内容1. 变频器在特定行业中的应用案例2. 特定行业中变频器的优化配置方法3. 案例分析：变频器在不同行业中的应用挑战与解决方案11.3 教学方法1. 使用讲授法介绍变频器在特定行业中的应用2. 通过案例分析展示变频器的优化配置3. 指导学生进行案例分析，解决实际应用问题11.4 教学评价1. 评估学生对变频器在特定行业中应用的理解程度2. 考查学生分析并解决实际应用问题的能力第十二章：变频器的编程与功能扩展12.1 教学目标1. 理解变频器编程的基本概念2. 掌握变频器常用编程指令和功能模块3. 学习如何进行变频器的功能扩展12.2 教学内容1. 变频器编程的基本原理和指令集2. 变频器常用功能模块及其应用3. 变频器功能扩展的方法和策略12.3 教学方法1. 使用讲授法介绍变频器编程的基本概念2. 通过编程实践演示变频器功能的实现3. 指导学生进行功能扩展的实践操作12.4 教学评价1. 评估学生对变频器编程原理的理解程度2. 考查学生实现变频器功能模块的实际操作能力第十三章：变频器的安全标准和规范13.1 教学目标1. 理解变频器安全的重要性和相关标准2. 掌握变频器安全操作的基本规范3. 学习变频器安全维护的注意事项13.2 教学内容1. 变频器安全标准的基本要求2. 变频器安全操作规范和应急预案3. 变频器安全维护的注意事项和常见问题13.3 教学方法1. 使用讲授法讲解变频器安全标准和规范2. 通过情景模拟演示安全操作和应急预案3. 指导学生进行安全维护的实际操作13.4 教学评价1. 评估学生对变频器安全标准和规范的理解程度2. 考查学生执行安全操作和应急预案的实际能力第十四章：变频器的环保与认证14.1 教学目标1. 理解变频器环保的意义和现状2. 掌握变频器环保认证的基本要求3. 学习变频器环保设计的策略14.2 教学内容1. 变频器对环境的影响和环保要求2. 变频器环保认证的标准和流程3. 变频器环保设计的实践案例14.3 教学方法1. 使用讲授法讲解变频器环保的意义和要求2. 通过案例分析展示变频器环保认证的实践3. 指导学生进行环保设计的思考和讨论14.4 教学评价1. 评估学生对变频器环保意识和认证要求的了解程度2. 考查学生提出和实施环保设计方案的实际能力第十五章：变频器的未来发展趋势15.1 教学目标1. 理解变频器技术的最新发展趋势2. 掌握变频器在新兴领域的应用3. 学习变频器技术发展的未来展望15.2 教学内容1. 变频器技术的最新研究动态2. 变频器在新兴领域的应用案例3. 变频器技术发展的未来趋势和挑战15.3 教学方法1. 使用讲授法介绍变频器技术的最新发展2. 通过案例分析展示变频器在新兴领域的应用3. 开展小组讨论，探讨变频器技术发展的未来方向15.4 教学评价1. 评估学生对变频器技术最新发展的理解程度2. 考查学生分析并预测变频器技术未来趋势的实际能力重点和难点解析本文主要介绍了变频器应用技术教学教案，内容包括变频器的基本概念、作用、分类、构成、原理、安装、调试、保护功能、节能原理、通信与控制、应用案例、维护与故障诊断、特定行业中的应用、编程与功能扩展、安全标准和规范、环保与认证以及未来发展趋势等。
变频器技术与应用课程设计报告
变频器技术与应用课程设计报告系别自动化工程系班级08级电气5班姓名谭鸿达学号08020168指导教师肖宝兴2011年12月《变频器技术及应用》课程设计一、课程设计题目基于PLC的变频器调速系统的设计二、设计目的1、熟悉西门子S7-200硬件结构及其实验装置的结构。
2、熟悉应用上位机实验程序设计及调试。
3、完成变频器电机实验程序设计及调试。
、三、可供选择的仪器和设备1、三相异步电动机2、变频器控制实验箱3、连接导线4、西门子CPU2265、模拟量仿真组件四、变频器简介变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素、过流/过压/过载保护等功能。
国内技术较领先的品牌有汇川、欧瑞(原烟台惠丰)、三晶、蓝海华腾。
变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。
任何电动机的电磁转矩都是电流和磁通相互作用的结果，电流是不允许超过额定值的，否则将引起电动机的发热。
因此，如果磁通减小，电磁转矩也必减小，导致带载能力降低。
由公式E=4.44*K*F*N*Φ可以看出，在变频调速时，电动机的磁路随着运行频率fX是在相当大的范围内变化，它极容易使电动机的磁路严重饱和，导致励磁电流的波形严重畸变，产生峰值很高的尖峰电流。
因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。
这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。
采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同，为125%~200%)。
用工频电源直接起动时，起动电流为额定电流6~7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。
采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。
《变频器技术及应用》电子教案 单元设计 变频器主电路结构及功能认知(单元设计1-3)
课程单元教学设计（2016～2017学年第2学期）单元名称：任务1-3变频器主电路结构及功能认知院系部：电气工程系制定人：周奎合作人：王玲制定时间：淮安信息职业技术学院教务处制《变频器系统运行与维护》课程单元教学设计单元教学进度设计详案：一、能力/知识目标能力要求：1. 能够认识交直交主电路电路结构；2. 能够说出交直交主电路信号的处理过程；3. 能够进行典型的故障点的分析。
知识要求：1.掌握交直交变频器主电路的结构及各个部分的作用；2.理解三相桥式整流电路的工作过程；3.掌握交直交主电路中各电子器件的特性及作用。
4.理解SPWM 控制技术 二、教学内容1.交直交变频器主电路结构（1） 结构主电路包括三个组成部分：整流电路、中间电路和逆变电路。
问题1：你能在主电路中圈出各功能电路吗？ （2）信号的变换过程2、三相桥式整流电路分析问题1：通过上述信号变化过程，整流电路输出的是脉动的直流电，是如何实现信号的转换的？输出的直流电有怎样的特点？（1）三相桥式不可控整流电路结构整流电路中间电路逆变电路M 3～R ST1）结构特点三相桥式整流电路共有六只整流二极管；其中VD 1、VD 3、VD 5三只管子的阴极连接在一起，称为共阴极组； VD 4、VD 6、VD 2三只管子的阳极连接在一起，称为共阳极组。
2）工作特点 分析思路① 三相交流电特点分析 说明自然换相点问题1: 一个周期有几个自然换相点？ 将一个周期分为6段。
② 对于共阴极组三只二极管哪一个承受的阳极电压最大，哪一个管子优先导通。
③ 对于共阳极组三只二极管哪一个承受的阴极电压最小，哪一个管子优先导通。
④ 一个周期6段中进行最大，最小电压观察。
⑤ 得出一个周期输出的6脉动的直流电。
（2）三相桥式可控整流电路uU aU bU cU atoVD 5VD 1VD 1 VD 3VD 3 VD 5VD 5 VD 1VD 1VD 6VD 6 VD 2VD 2 VD 4VD 4 VD 6 VD 6 VD 2 ut ot 1 t 2 t t t t t t 9 （b ）i ai d1）类比学习结构及电路分析从相电压波形看，共阴极组晶闸管导通时，u d1为相电压的正包络线，共阳极组导通时，u d2为相电压的负包络线，u d=u d1- u d2是两者的差值，为线电压在正半周的包络线。
《变频器技术及应用》电子教案 混合式教学设计 任务4-1 模拟量控制变频调速电路的装调混合式教学设计
学情分析
有效“0”和死区参数的理解存在困难
4
学习计划
任务单学习：
学习4-1任务单，明确本次课的学习任务。
知识点学习：
预习配套教材4-1内容，并学习课程平台4-1MM440变频器模拟量输入设置、频率给定线的设置方法、电位器调速电路的装调、有效“0”的设置等相关视频、课件、学案，明确学习任务。
技能点学习：
1．学习变频器模拟量输入信号的设置；
2.学习电位器来装调变频调速电路。
自我测评：完成测试4-1。
5
学习内容
1．任务要求：
在了解变频器模拟量输入端子以及模拟量输入端子功能参数设置的基础上，正确的装调电位器实现变频调速电路，进而掌握模拟量调节变频器运行频率的方法以及运行特点。
2.学习内容
（1）模拟量端子
（2）设置以下参数对应的频率给定线，观察记录运行特点，绘出频率给定线。
P0757=1,P0758=0,P0759=8,P0760=100，P0761=0.5。
（3）设置以下参数对应的频率给定线，观察记录运行特点，绘出频率给定线。
P0757=0,P0758=-60， P0759=10，P0760=100，P0761=0.5。
《变频器技术及应用》课程
项目（任务）
任务4-1模拟量控制变频调速电路的装调
周次
星期
节次
序号
项目
内容
1
知识点（技能点）
1.掌握变频器模拟量输入端子；
2.掌握变频器模拟量输入端子的接线方法；
3.掌握变频器频率给定线的含义；
4.掌握频率给定线的参数设置方法。
2
学习目标
1.学会变频器模拟量输入信号的设置；
2.学会用电位器来装调变频调速电路。
变频器应用技术教学教案
软启动与软停止
变频器可实现电机的平滑 启动和停止，减少机械冲 击和电气冲击。
多段速控制
根据工艺需求，变频器可 设置多个运行速度，方便 风机、水泵在不同工况下 的运行。
提升机、传送带类负载应用案例
重载启动
提升机、传送带在启动时往往需 要较大的扭矩，变频器可通过调 整启动参数，实现重载平稳启动。
速度同步
散热设计及防护措施
散热设计
采用合理的散热结构和散热方式， 如自然冷却、强制风冷或水冷等，
确保变频器在正常工作条件下温 度不会过高。
防护措施
采取防尘、防潮、防腐蚀等措施， 提高变频器的环境适应性和使用寿 命。同时设置过温保护，避免变频 器因温度过高而损坏。
注意事项
在安装和使用变频器时，应注意周 围环境是否满足变频器的工作要求， 并定期清理和维护变频器以确保其 正常运行。
温度控制
通过与温度传感器连接，变频器可根据温度变化调整电机 转速，实现对注塑机、压缩机工作温度的精确控制。
故障保护 变频器具有过流、过压、过热等保护功能，可确保注塑机、 压缩机在异常情况下及时停机，保护设备安全。
07 总结回顾与展望未来发展趋势
关键知识点总结回顾
变频器基本概念
定义、分类、工作原理 等。
应用领域及市场需求
应用领域
广泛应用于电力、冶金、石油、化工、纺织、造纸、食品等工业领域，以及电梯、 空调、洗衣机等家电领域。
市场需求
随着工业自动化程度的提高和节能环保政策的实施，变频器市场需求不断增长，对 变频器的性能、功能、可靠性等方面提出更高要求。同时，新兴领域如新能源汽车、 智能制造等也为变频器市场带来新的发展机遇。
B
C
问题解决能力
《变频器技术及应用》电子教案 混合式教学设计 任务3-1 面板控制变频调速电路的装调 混合式教学设计
项目（任务）
任务3-1面板控制变频调速电路的装调
周次
பைடு நூலகம்星期
节次
序号
项目
内容
1
知识点（技能点）
1.掌握面板控制变频器运行的参数设置；
2.掌握变频器主电路的接线方法；
3.熟悉面板控制变频器运行电机的控制工艺；
4.掌握恒压频比控制方式的特点。
2
学习目标
1.能够正确的完成变频器主电路的接线；
任务验收：系统调试，逐组验收。
任务点评：选小组代表讲解本组操作，教师点评，同时讲解施工过程中存在的常见问题分析。
做习题和任务单：重新发布课前习题，让学生当堂完成，对比学习效果。
10
课后学习任务
作业：线上作业3-1，共6题。
任务单：没完成任务单的，继续按规范填写任务单，并在第2天提交。
拓展：问题一：面板控制时，变频器启动运行频率是多少？启动频率可以设定吗？如何设定？
2.学会用面板操作变频器实现电机的启动/停止、点动、正反转以及速度调节的操作。
3
学情分析
恒压频比控制方式的理解比较困难
4
学习计划
任务单学习：
学习3-1任务单，明确本次课的学习任务。
知识点学习：
预习配套教材3-1内容，并学习课程平台3-1MM440变频调速电路的类型、MM440变频器面板的基本操作、M440变频器故障复位方法、MM440变频器运行数据的浏览等相关视频、课件、学案，明确学习任务。
预习任务单：课程平台——任务3-1——任务单——明确本次课任务。
自我测评：完成任务3-1的课前检测，共6题。
9
课上学习任务
发布任务：展示几个问题，明确学习任务。
《变频器技术及应用》电子教案 混合式教学设计 任务9-1 恒压供水PID控制系统的装调 混合式教学设计
自我测评：完成知识点与技能点的摸底检测。
5
学习内容
1.完成的任务
本任务以模拟恒压供水系统为控制对象，进行PID控制硬件接线、参数设置和系统调试，要求PID参数设置合理，变频器在PID控制功能下输出频率能最快速接近目标值，稳定运行在设定的固定频率上。
任务实施：恒压供水PID控制系统的硬件接线、参数设置、功能调试。
任务点评：教师点评讲解施工过程中存在的常见问题分析。
任务验收：系统调试，逐组验收。
做习题和任务单：重新发布课前习题，让学生当堂完成，对比学习效果。并填写任务单。
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课后学习任务
作业：线上作业9-1。
任务单：没完成任务单的，继续按规范填写任务单。
思考：
PID控制有些必须设置的参数？PID的使能控制、增益系数、积分时间如何设置？
复习：针对不足，看完课程平台上的9-1所有学习资源，巩固所学知识。
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教学设计反思
《变频器技术及应用》课程
项目（任务）
周次
星期
节次
序号
项目
内容
1
知识点（技能点）
1.PID控制的原理及特点；
2.PID使能控制、增益系数、积分时间等参数。
2
学习目标
1.了解PID控制的原理及特点；
2.了解PID的主要控制参数；
3.会设置PID使能控制、增益系数、积分时间等参数；
4.能进行PID控制功能的调试；
2.制定学习计划：了解学习任务，明确学习步骤。
3.实施学习任务：按照给定任务及预定步骤，实施学习计划，现场完成任务的制作。
4.学习任务评价：线上资源观看情况、答题情况、讨论情况、小组任务完成情况等，均纳入课程线上学习成绩，并按比例纳入课程总成绩。
《变频器应用技术》教案第1课认识变频器(2024)
当变频器内部温度过高时，会触发过热保护。处 理方法包括检查散热风扇是否正常运转、散热通 道是否堵塞等，并相应清理散热通道、更换散热 风扇。
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04
CATALOGUE
变频器选型与应用场景分析
2024/1/29
15
选型依据及注意事项
电机参数
负载类型
需要了解电机的额定功率、额定电压、额 定电流等参数，以便选择合适的变频器型 号和规格。
逆变电路
将直流电转换为频率和电 压均可调的交流电，通常 采用三相桥式逆变电路。
8
控制电路部分
控制核心
一般采用微处理器或数字 信号处理器（DSP），实 现各种控制算法和逻辑功 能。
2024/1/29
检测电路
检测主电路中的电压、电 流等参数，为控制核心提 供反馈信号。
驱动电路
将控制核心输出的PWM信 号放大，驱动逆变电路中 的开关器件。
欠压故障
当变频器输入电压低于额定电压的0.9倍时，会触 发欠压保护。处理方法包括检查输入电源是否正 常、输入线路是否接触不良等，并相应处理电源 问题、修复线路接触问题。
2024/1/29
过压故障
当变频器输出电压超过额定电压的1.1倍时，会触 发过压保护。处理方法包括检查输入电压是否过 高、减速时间是否过短等，并相应调整输入电压 、延长减速时间。
9
操作显示面板
操作按键
用于设置变频器的参数、启动/停止电 机等操作。
指示灯
指示变频器的电源状态、运行状态等 ，提供直观的视觉反馈。
显示屏幕
显示变频器的运行状态、故障信息等 ，方便用户了解变频器的工作情况。
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03
CATALOGUE
变频器原理及应用电子教案
•IGBT的输出特性，也称伏安特性，它描述的是以栅射电压为参考变量
时，集电极电流IC与集射极间电压UCE之间的关系。
IGBT的开关过程
UGE 90%UGEM
UGEM
10%UGEM
0
90%
IC ICM
td(on)
ICM tr
td(off)
t tf
10% ICM 0
• PWM控制的基本原理示意图
（1）单相桥式PWM变频电路工作原理 单相桥式PWM变频电路
1）单极性PWM控制方式工作原理 按照PWM控制的基本原理，如果给定了正弦波频率、幅值和半个周期内
的脉冲个数，PWM波形各脉冲的宽度和间隔就可以准确地计算出来。 图6-25 单极性PWM控制方式原理波形
① 当ur正半周时，让V1一直保持通态，V2保持断态。 ② 当ur负半周时，让V2一直保持通态，V1保持断态。
样可以用于IGBT。
• 在用于驱动电动机的逆变器电路中，为使IGBT能够稳定工作，要求IGBT
的驱动电路采用正负偏压双电源的工作方式。
• 为了使驱动电路与信号电隔离，应采用抗噪声能力强，信号传输时间端
的光耦合器件。
• 基极和发射极的引线应尽量短，基极驱动电路的输入线应为绞合线 • 为抑制输入信号的振荡现象，基极和发射极并联一阻尼网络。 • 驱动电路的输出级采用互补电路的形式以降低驱动源的内阻，同时加速
UCE
ton UCEM
tfi1
tfi2
toff
t
tfv1 tfv2
UCE(on)
O
t
2）主要参数 ①集电极—发射极额定电压UCES ②栅极—发射极额定电压UGES ③额定集电极电流IC
变频器应用技术教学教案
变频器应用技术教学教案第一章：变频器概述1.1 教学目标让学生了解变频器的定义、功能和作用。
让学生掌握变频器的分类和基本原理。
让学生熟悉变频器在工业应用中的重要性。
1.2 教学内容变频器的定义和功能变频器的分类和基本原理变频器在工业应用中的重要性1.3 教学方法采用讲解、演示和案例分析相结合的方式进行教学。
使用PPT、实物演示等辅助教学手段，帮助学生更好地理解变频器的工作原理和应用。
1.4 教学评估通过课堂提问、小组讨论等方式评估学生对变频器概述的理解程度。
第二章：变频器的基本原理2.1 教学目标让学生了解变频器的工作原理和基本组成部分。
让学生掌握变频器的工作方式和控制信号。
让学生熟悉变频器的调速原理和特性。
2.2 教学内容变频器的工作原理和基本组成部分变频器的工作方式和控制信号变频器的调速原理和特性2.3 教学方法采用讲解、演示和案例分析相结合的方式进行教学。
使用PPT、实物演示等辅助教学手段，帮助学生更好地理解变频器的工作原理和基本组成部分。
2.4 教学评估通过课堂提问、小组讨论等方式评估学生对变频器基本原理的理解程度。
第三章：变频器的安装与接线3.1 教学目标让学生了解变频器的安装位置和环境要求。
让学生掌握变频器的接线方法和注意事项。
让学生熟悉变频器的防护措施和故障预防。
3.2 教学内容变频器的安装位置和环境要求变频器的接线方法和注意事项变频器的防护措施和故障预防3.3 教学方法采用讲解、演示和案例分析相结合的方式进行教学。
使用PPT、实物演示等辅助教学手段，帮助学生更好地理解变频器的安装与接线过程。
通过课堂提问、小组讨论等方式评估学生对变频器安装与接线的理解程度。
第四章：变频器的参数设置与调试4.1 教学目标让学生了解变频器的参数设置方法和注意事项。
让学生掌握变频器的调试步骤和技巧。
让学生熟悉变频器参数对电机运行的影响。
4.2 教学内容变频器的参数设置方法和注意事项变频器的调试步骤和技巧变频器参数对电机运行的影响4.3 教学方法采用讲解、演示和案例分析相结合的方式进行教学。
变频器应用技术教学教案
变频器应用技术教学教案第一章：变频器基础知识1.1 变频器的定义1.2 变频器的工作原理1.3 变频器的分类及应用领域1.4 变频器与其他调速方式的比较第二章：变频器的构成及功能2.1 变频器的构成部件2.2 变频器的功能介绍2.3 变频器的接线方式2.4 变频器的主要性能参数第三章：变频器的调试与维护3.1 变频器的调试步骤3.2 变频器的参数设置3.3 变频器的维护与保养3.4 变频器常见故障及排除方法第四章：变频器在电动机控制中的应用4.1 变频器控制电动机的原理4.2 变频器控制电动机的运行方式4.3 变频器与电动机的匹配选择4.4 变频器在电动机控制中的应用案例第五章：变频器在其他设备中的应用5.1 变频器在风机和水泵中的应用5.2 变频器在起重机械中的应用5.3 变频器在生产线上的应用5.4 变频器在其他领域中的应用案例分析第六章：变频器在工业自动化中的应用6.1 工业自动化概述6.2 变频器在plc 控制系统中的应用6.3 变频器与plc 的联合调试与运行6.4 变频器在工业自动化领域案例分析第七章：变频器在交通运输领域的应用7.1 交通运输领域调速需求分析7.2 变频器在轨道交通中的应用7.3 变频器在汽车制造中的应用7.4 变频器在船舶推进系统中的应用第八章：变频器在电力系统中的应用8.1 电力系统对变频器的需求8.2 变频器在电力系统中的应用案例8.3 变频器在无功补偿中的应用8.4 变频器在新能源发电领域的应用第九章：变频器的节能效果及环保意义9.1 变频器节能原理9.2 变频器在不同领域的节能案例9.3 变频器在环保方面的意义9.4 变频器节能环保的未来发展趋势第十章：变频器技术的发展与创新10.1 变频器技术的发展历程10.2 当前变频器技术的研究热点10.3 变频器技术的创新应用10.4 变频器技术在未来发展趋势展望重点和难点解析重点环节1：变频器的工作原理与分类解析：理解变频器的工作原理是掌握其应用技术的基础。
《变频器技术及应用》电子教案 混合式教学设计 任务7-1 PLC控制3速运行 混合式教学设计
9
课上学习任务
发布任务：PLC控制3速如何实现？
问题讨论：以线上预习情况为依据，提出问题，让学生发表观点。教师点评并总结知识点。
知识讲解：分析控制要求，3速设计的硬件、参数实现的方法，15、16、17的区别？
任务实施：3速控制的硬件设计、PLC程序设计、参数设置。
5.学习任务汇报：选取代表小组汇报程序设计思路，并点评优缺点。
6．学习效果巩固：课后复习与完善，针对不足，有选择性的观看视频，解决不会的问题。
8
课前学习任务
预习教材：教材项目7任务7-1内容
观看视频：课程平台——任务7-1——PLC控制的3速的视频、及学案。
预习任务单：课程平台——任务7-1——任务单——明确本次课任务。
自我测评：完成7-1的课前检测。
（1）3速控制时，参数P0700应设置为？
（2）3速控制时，参数P1000应设置为？
（3）3速控制时，16控制方式时，使用下列哪些开关量端子是可行的？
（4）3速控制时，开关量端子对应的参数设置为15、16、17的区别？
（5）3速控制时，如何实现反转？
（6）如何实现4速？
技能点检测：分组完成7-1PLC控制的变频多档调速系统的硬件接线、参数设置、程序编写、运行调试，并验收。
7
学习活动设计
1.接收学习任务：课前预习上课内容对应的视频资源及任务单
2.制定学习计划：了解学习任务，明确学习步骤。
3.实施学习任务：按照给定任务及预定步骤，实施学习计划，现场完成任务的制作。
4.学习任务评价：线上资源观看情况、答题情况、讨论情况、小组任务完成情况等，均纳入课程线上学习成绩，并按比例纳入课程总成绩。
变频技术及应用电子教案变频第5章
河北工业职业技术学院
5.1 项目1-变频器键盘面板的 基本操作
项目内容 利用变频器的键盘面板进行变频器参数的设定和确认，并
进行运行状态的监视。 项目目的 一．熟悉变频器的键盘面板各按键的功能； 二．掌握键盘面板设定变频器参数的操作方法； 三．能够利用变频器键盘面板控制电动机进行连续运行； 四．能够利用变频器键盘面板控制电动机进行点动运行。 五．掌握变频器多项频率参数的特点； 六．掌握变频器多项频率参数的设定原则与方法。
1. 变频器的外端子控制电动机正反转 （1）变频器的外端子控制电动机正反转接线，如图所示。
河北工业职业技术学院
（2）MM440的开关量运行 MM440变频器有6个数字输入端口，用户可根据需要设置
每个端口的功能。从P0701~P0706为数字输入l功能至数字 输入6功能，每一个数字输入功能设置参数值范围均从 0~99，工厂默认值为1 。 2. 模拟输入端控制电动机转速 （1）变频器的外端子控制电动机转速接线，如图5-7所示。 （2）MM440模拟量运行 MM440变频器可以通过6个数字输入端口对电动机进行正 反转运行、正反转点动运行方向控制，可通过基本操作板 BOP或高级操作板AOP来设置正反向转速的大小；也可以 由数字输入端口控制电动机的正反转方向，由模拟输入端 控制电动机转速的大小。MM440变频器为用户提供了两对 模拟输入端口，即端口3、4和端口10、11，如图所示。
河北工业职业技术学院
2．变频器的其他频率参数 （1）点动频率 点动频率是指变频器在点动时的给定频率。生产机械在调试以及每次
新的加工过程开始前常需进行点动，以观察整个拖动系统各部分的运 转是否良好。为防止意外，大多数点动运转的频率都较低。如果每次 点动前都需将给定频率修改成点动频率是很麻烦的，所以一般的变频 器都提供了预置点动频率的功能。如果预置了点动频率，则每次点动 时，只需要将变频器的运行模式切换至点动运行模式即可，不必再改 动给定频率了。 （2）载波频率（PWM频率） 在第3章中，阐述了PWM变频器的输出电压是一系列脉冲，脉冲的宽 度和间隔均不相等，其大小取决于调制波(基波)和载波(三角波)的交点。 载波频率越高，一个周期内脉冲的个数越多，也就是说脉冲的频率越 高，电流波形的平滑性就越好，但是对其他设备的干扰也越大。载波 频率如果预置不合适，还会引起电动机铁心的振动而发出噪声，因此 一般的变频器都提供了PWM频率调整的功能，使用户在一定的范围内 可以调节该频率，从而使得系统的噪声最小，波形平滑性最好，同时 干扰也最小。
《变频器原理及应用(第3版)》—电子教案
教学内容1.2 异步电动机变频调速的原理知识目标：1. 掌握异步电动机变频调速的原理。
2. 了解异步电动机的机械特性。
技能目标：熟悉异步电动机变频调速的原理。
教学内容1.2 异步电动机变频调速的原理1.2.1 异步电动机变频调速工作原理异步电动机的转速n的表达式为)1(60)1(1spfsnn-=-=改变f1 、p和s都可以调速。
11.2.2 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性曲线如图1-5所示。
图1-5 三相异步电动机的机械特性曲线教学内容1．起动转矩T st度2．额定转矩T N 3．最大转矩T M1.2.3 三相异步电动机的起动在生产中，除了小容量的三相异步电动机能直接起动外，一般要采取不同的方法起动，比如自耦变压器降压起动、串电阻或电抗器降压起动、Y-Δ降压起动等。
在变频调速拖动系统中，变频器用降低频率f1从而也降低了U1的方法来起动电动机。
如图1-6所示为低频起动时电动机的机械特性曲线。
电动机以很低的频率起动，随着频率的上升，转速上升，直至达到电动机的工作频率后，电动机稳速运行。
在此过程中，转速差Δn被限制在一定的范围，起动电流也将被限制在一定的范围内．而且动态转矩ΔT很小，起动过程很平稳。
图1-6 低频起动时电动机的机械特性曲线1.2.4 三相异步电动机的制动电动机的制动状态是指电磁转矩T与转速n方向相反的状态。
三相异步电动机的制动方式有直流制动、回馈制动和反接制动等。
教学内容1．直流制动电动机制动时，切断电动机的三相电源，在定子绕组中通入直流电，产生一恒定磁场，如图1-7a所示。
由于转子在机械惯性作用下仍按原方向旋转．它切割恒定磁场产生感应电流．用左手定则可判断感应电流在磁场中的受力方向，从而可判断电磁转矩方向与转子转速方向相反，为制动转矩。
如图1-7b所示。
a) 直流制动的原理b)直流制动的机械特性曲线图1-7 直流制动的原理与机械特性2．回馈制动由于某些原因，当n＞n1时，转子切割旋转磁场的方向和电动运行状态n＜n1正好相反，转子中感应电动势和电流的方向也相反，电磁转矩T也就和n反向，为制动转矩。
变频技术及其应用单元2 任务2 PLC控制变频器的多段速调速控制
3．多段速度说明 1 当多段速度信号接通时，其优先级别高于主速度。 2 只有3段速度设定的场合，2段设定以上同时被选择时，低速
信号的设定频率优先，即以低速设定的信号频率运行。
3 Pr.24～Pr.27和Pr.232～Pr.239之间的设定没有优先级别。 4 运行期间参数值可以被改变。 5 当Pr.180～Pr.186改变端子分配时，其他功能可能受影响。设
一、分配输入点和输出点，写出I/O通道地址分配表 根据任务控制要求，可确定PLC需要5个输入点，14个
输出点，其I/O通道分配表见下表。
二、画出PLC控制变频器接线图
三、程序设计 本任务的梯形图
本任务的梯形图ຫໍສະໝຸດ 四、程序输入 启动MELSOFT系列GX Developer编程软件，首先创建新文件名，
任务2 PLC控制变频器的多段速调速控制
学习目标
1. 熟悉变频器和PLC实现组合控制的形式。 2. 掌握实现多段速调速的方法。 3. 理解多段速各参数的意义。 4. 能够进行PLC与变频器的连接和控制程序的编制。 5. 能独立完成PLC和变频器联机实现电动机多段速 运行电路的安装与调试。
一、多段速度相关知识 用变频器实现电动机的多段速控制，可通过开启、关闭外部触点信 号（RH、RM、RL）实现。通过RH、RM、RL的开关信号组合，最
表1
2．4段以上的多段速度设定（Pr.24～Pr.27，Pr.232～Pr.239） 通过RH、RM、RL、REX信号的组合可以进行速度4～15段速度的设定 。且在Pr.24～Pr.27，Pr.232～Pr.239设定运行频率。（初始值的状态为 不可以使用4速～15速设定。）REX信号输入所使用的端子应在Pr.178～ Pr.189（输入端子功能选择）设定为“8”，来进行端子功能的分配。
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3．能安装7速运行电路，学会正确的操作7速运行电路；
3
学情分析
17方式的设置与操作特点是教学难点
4
学习计划
任务单学习：
学习5-2任务单，明确本次课的学习任务。
知识点学习：
预习配套教材5-2内容，并学习课程平台5-27段速（17方式）运行电路装调相关视频、课件、学案，明确学习任务。
技能点学习：
1．学习设计7速运行电路变频器硬件电路；
2.学习7速运行电路的变频器开关量端子参数、速度参数的设置；
3．学习安装7速运行电路，学会正确的操作7速运行电路。
自我测评：完成测试5-2。
5
学习内容
1．任务要求：
利用变频器的外部开关量端子实现某机床主轴的7段速运行控制，具体的要求是变频器的输出频率分别为10 Hz、15Hz、20Hz、25Hz、30Hz、35Hz、40Hz七种，使电动机能工作在7个不同转速状态。
2.学习内容
（1）开关端子功能参数设置
（2）开关状态组合选择速度的方法可以实现多少段速度切换？
（3）17方式端子选择及功能参数设置方法。
注意说明：前四个开关量端子功能参数都设为17时，才有+1命令。
（4）列出前四个开关量端子对应的15种有效状态
（5）这15种状态对应的速度如何设置？
6
学习检测
知识点检测：完成配套任务单5-2及线上配套作业5-2。
预习任务单：课程平台——任务5-2——任务单——明确本次课任务。
自我测评：完成任务5-2的课前检测，共4题。
9
课上学习任务
发布任务：展示几个问题，明确学习任务。
问题讨论：以线上预习情况为依据，提出问题，让学生发表观点。教师点评并总结知识点。
知识讲解：点评式讲解。
任务实施：主电路+开关端子接线—参数设置—操作运行。
复习：针对不足，看完课程平台上的5-1所有视频资源，巩固所学知识。
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教学设计反思
4.学习任务评价：线上资源观看情况、答题情况、讨论情况、小组任务完成情况等，均纳入课程线上学习成绩，并按比例纳入课程总成绩。
5.学习效果巩固：课后复习与完善，针对不足，有选择性的观看视频，解决不会的问题。
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课前学习任务
预习教材：教材项目5任务5-2内容
观看视频：课程平台——任务5-2——7段速（17方式）运行电路装调（5-2-1）。
《变频器技术及应用》课程
项目（任务）
任务5-2开关状态组合多段速运行电路的装调周次Biblioteka 星期节次序号
项目
内容
1
知识点（技能点）
1.掌握开关量端子实现变频多速功能时的参数设置；
2.掌握实现多段速17方式的设置以及操作特点；
3.掌握多速运行时速度的设置方法；
4.掌握多速运行的应用。
2
学习目标
1.能画出7速运行电路变频器硬件电路；
技能点检测：完成任务5-2：
（1）7段速运行电路的操作步骤
（2）17方式与直接选择频率方案中15方式和16方式的区别
（3）17方式最多可以设置多少段速度。
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学习活动设计
1.接收学习任务：课前预习上课内容对应的视频资源及任务单
2.制定学习计划：了解学习任务，明确学习步骤。
3.实施学习任务：按照给定任务及预定步骤，实施学习计划。
任务验收：系统调试，逐组验收。
任务点评：选小组代表讲解本组操作，教师点评，同时讲解施工过程中存在的常见问题分析。
做习题和任务单：重新发布课前习题，让学生当堂完成，对比学习效果。
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课后学习任务
作业：线上作业5-2，共4题。
任务单：没完成任务单的，继续按规范填写任务单，并在第2天提交。
拓展：对于多段速控制如何实现反向运行？总结实现正反转不同运行速度的实现方法。