机电传动控制课程实验指导书1(2011秋-新格式).doc

机电传动控制课程实验指导书马如宏 编写 审稿盐城工学院机械学院二一一年九月目录第一部分 绪论1第二部分 基本实验指导2实验一 三相异步电动机启动控制实验2实验二 三相异步电动机PLC控制实验8第一部分 绪论本指导书是根据机电传动控制课程实验教学大纲编写的，适用于机械类专业。一、 本课程实验的作用与任务机电传动控制实验是机电传动控制课程的一个重要组成部分，是培养学生独立工作能力，使用所学理论解决实际问题、巩固基本理论并获得实践技能的重要手段。二、 本课程实验的基础知识本课程是以电动机或其他执行电器为控制对象，电气控制的基本原理、线路、程序及控制装置的设计方法。电气控制技术涉及面很广，各种电气控制设备种类繁多，功能各异，但就其控制原理、基本线路、设计基础而言是类似的。本课程从应用角度出发，以方法论为手段，讲授上述几方面内容，以培养学生对电气控制系统的分析和设计的基本能力。三、本课程实验教学项目及其教学要求序号实验项目名称学时教学目标、要求1三相异步电动机启动控制实验2h1. 了解三联按钮，空气阻尼式时间继电器的结构、工作原理及使用方法。2. 掌握三相异步电动机的正反转控制线路和星形-三角形减压启动控制线路的工作原理及接线方法。3掌握上述线路的故障分析及排除故障的方法。2三相异步电动机PLC控制2h1利用PLC来实现对两个电动机的联锁控制功能。2利用PLC来实现对三相异步电动机反接制动控制。合计4h第二部分 基本实验指导实验一 三相异步电动机启动控制实验一、实验目的1. 了解三联按钮，空气阻尼式时间继电器的结构、工作原理及使用方法。2. 掌握三相异步电动机的正反转控制线路和星形-三角形减压启动控制线路的工作原理及接线方法。3.掌握上述线路的故障分析及排除故障的方法。二、实验原理（一）三相异步电动机的正反转控制正反转实现的方法：改变电源相序（两根火线对调）。 图1-1 电机“正-停-反”控制 图1-2 电机“正-反-停”控制1、正反转基本控制电路： 主电路： KM1主触点接通正相序电源M正转。 KM2主触点接通反相序电源M反转。控制电路： SB1控制正转，SB2控制反转，SB3用于停止控制。 KM的常闭触点用于互锁控制，即使在接触器故障情况下，也可以保证不发生主电路短路现象。2、按钮联锁功能图1-1的电气操作只能按正、停、反或反、停、正的方式进行操作。电路不能正反、反正操作控制，给设备的操作带来诸多不便。图1-2使用按钮连锁，首先使用和常开触点联动的常闭触点的断开对方支路线圈电流，再利用常开触点的闭合接通通电线圈电流。可以很方便地使电动机由正转进入反转，或由反转进入正转。（二）三相异步电动机星形-三角形减压启动控制1降压原理：起动时，电动机定子绕组Y连接，运行时连接。图1-3为Y型、型线圈绕阻接法。图1-3 Y型、型线圈绕阻接法2主电路分析：KM1、KM3Y起动，KM1、KM2运行。讨论：KM1、KM2、KM3容量关系。图1-4星形-三角形减压启动控制线路3Y- 降压起动过程分析：按下起动按钮SB2KM1线圈通电自锁KM3线圈通电-M作Y接起动；KT线圈通电延时KM3线圈断电KM2线圈通电自锁-M作接行。KT线圈断电复位。三、主要仪器及耗材三相异步电动机2台，交流接触器5只，热继电器2只，时间继电器1只，按钮开关5只，指示灯6只，AC380V5OHZ三相动力电源，AC220V5OHZ二次回路控制电源(所用元器件、电源实验台均配备，请自行选用)，实验导线若干。四、实验内容与步骤（一）电机正、反转控制1三相异步电动机正转、反转控制主回路原理图1-5(a)；2三相异步电动机正转、反转控制二次控制回路原理图1-5(b)。图1-5 三相异步电动机正、反转控制实验装置原理图3实验操作步骤（1）照图1-5(a)将动力主回路电源连接。三相异步电动机板电机端子按三角形接法原理，Dl、D6短接;D2、D3短接旸4、D5短接，Dl、D3.D5分别与热继电器板峭热继电器主接点下桩头黄、绿、红端子连接，主接点上桩头黄、绿、红端子与胖交流接触器板1#接触器主回路触点下桩头黄、绿、红端子分别连接，1#接触器主回路触点上桩头黄、绿、红端子与次动力电源板输出黄、绿、红端子分别连接;热继电器板1#热继电器主接点上桩头黄、绿、红端子与胖交流接触器板2#交流接触器主回路触点下桩头绿、黄、红端子分别连接，2#交接触器主回路触点上桩头黄、绿、红端子与一次动力电源板输出黄、绿、红端子分别连接，动力主回路电源连接完成。（2）照照图1-5(b)将二次控制回路连接。控制按钮板二次操作电源N黑色端子连接热继电器板胖热继电器动断接点上桩头，1#热继电器动断接点下桩头连接1#接触器板2#接触器辅助常闭接点黑色端子，2#接触器辅助常闭接点另一头黑色端子连接1#接触器线包黑色端子，1#接触器线包红色端子连接控制按钮板第一排常开按钮绿色端子，常开按钮另一端绿色端子连接控制按钮板常闭按钮红色端子，常闭按钮另一端红色端子连接控制按钮板二次操作电源A红色端子。1#接触器线包红色端子再接1#接触器辅助常开触点下桩头，1#接触器辅助常开触点上桩头连接控制按钮板常闭按钮红色端子。指示灯回路:控制按钮板二次操作电源N黑色端子连接指示灯板运行灯黑色端子，运行灯绿色端子连接1#接触器辅助另一常开触点下桩头黑色瑞子，上桩头连接控制按钮板二次操作电源A红色端子;控制按钮板二次操作电源N黑色端子连接指示灯板启动灯黑色端子，启动灯黄瑞子连接2#接触器另一辅助常开触点下桩头黑色端子，2#接触器辅助常开触点上桩头黑色端子连接控制按钮板二次操作电源A红色端子;控制按钮板二次操作电源N黑色瑞子连接指示灯板停止灯黑色端子，停止灯红色端子连接2#接触器另一辅助常闭触点，辅助常闭触点另一头再接1#接触器另一辅助常闭触点，该辅助常闭触点另一头再连接控制按钮板二次操作电源A红色端子，二次控制回路接线完成。（3）检查接线是否有错误。（4）确认接线无误后运行操作。合一次动力电源板上四极自动开关，在实验台内合二次 操作电源单极自动开关2DZ4，停止指示灯LD亮。按控制按钮板第一排常开按钮OAl，三 相异步电动机正向全速运行，运行指示灯HD亮，停止指示灯LD灭;按控制按钮板第二排 常开按钮QA2，三相异步电动机反向全速运行，启动指示灯UD亮，运行指示灯HD灭;按控制按钮板第一排常闭按钮TA，三相异步电动机停止运行，启动指示灯TTn灭，停止指示灯LD亮。实现三相异步电动机正、反向运转控制操作。（二）Y-减压启动控制1三相异步电动机Y启动运行控制主回路原理图1-6(a)或1-7(a)；2三相异步电动机Y启动运行控制二次控制回路原理图1-6(b)或1-7(b)。图1-6 三相异步电动机Y启动运行控制实验装置原理图图1-7 三相异步电动机Y启动运行控制实验装置（二）原理图3. 实验操作步骤（1）照图1-6(a)或1-7(a)将动力主回路电源连接。三相异步电动机板电机端子D1、D3、D5、黄、绿、红瑞子分别与热继电器板峭热继电器主接点下桩头黄、绿、红端子连接，其主接点上桩头黄、绿、红瑞子与峭交流接触器板伴接触器主回路触点下桩头黄、绿、红端子分别连接，伴接触器主回路触点上桩头黄、绿、红端子与一次动力电源板输出黄、绿、红瑞子分别连接;胖交流接触器板胖接触器主回路触点下桩头黄、绿、红端子再与胖交流接触器板2#接触器主回路触点上桩头黄、绿、红端子分别连接;三相异步电动机板电机端子D6、D2、D4、分别与2#接触器主回路触点下桩头黄、绿、红瑞子连接，2#接触器主回路触点下桩头黄、绿、红瑞子再与2#交流接触器板3#交流接触器主回路触点上桩头黄、绿、红瑞子分别连接，3#交流接触器主回路触点下桩头黄、绿、红端子短接。动力主回路电源连接完成。 （2）照图1-6(b) 或1-7(b)将二次控制回路连接。控制按钮板二次操作电源N黑色端子连接热继电器板1#热继电器动断接点上桩头，胖热继电器动断接点下桩头连接1#接触器板上1#交流接触器线包黑色端子，伴交流接触器线包红色端子连接控制按钮板第一排常开按钮绿色端子，常开按钮另一端绿色瑞子连接控制按钮板常闭按钮红色端子，常闭按钮另一端红色端子连接控制按钮板二次操作电源A红色端子。1#接触器线包红色瑞子再接1#接触器辅助常开触点下桩头，1#接触器辅助常开触点上桩头连接控制按钮板常闭按钮红色端子;控制按钮板二次操作电源N黑色端子再连接胖交流接触器板上2#接触器辅助常闭触点下桩头，2#接触器辅助常闭触点上桩头连接2#交流接触器板上3#接触器线包黑色瑞子，3#接触器线包红色端子连接1#时间继电器延时断开接点下桩头，1#时间继电器延时断开接点上桩头与胖接触器线包红色瑞子相联，1#时间继电器线包黑色瑞子与2#接触器辅助常闭触点上桩头连接，1#时间继电器线包红色端子与1#接触器线包红色端子相联;控制按钮板二次操作电源N黑色端子冉与2#接触器板上3#接触器辅助常闭触点下桩头相联，其上桩头与2#接触器线包黑色端子相联，2#接触器线包红色端子与1#时间继电器延时闭合接点下桩头端子相联，其上桩头连接1#接触器线包红色端子，2#接触器辅助常开触点与1#时间继电器延时闭合接点并联。指示灯回路:控制按钮板二次操作电源N黑色端子连接指示灯板运行灯黑色端子，运行灯绿色端子连接2#接触器另一辅助常开触点下桩头黑色端子，上桩头连接控制按钮板二次操作电源A红色端子;控制按钮板二次操作电源N黑色端子再连接指示灯板启动灯黑色端子，启动灯黄瑞子连接3#接触器辅助常开触点下桩头黑色端子，3#接触器辅助常开触点上桩头黑色瑞子连接控制按钮板二次操作电源A红色端子;控制按钮板二次操作电源N黑色瑞子连接指示灯板停止灯黑色端子，停止灯红色瑞子连接1#接触器辅助常闭触点，其辅助常闭触点另一头接控制按钮板二次操作电源A红色端子。二次控制回路接线完成。 （3）检查接线是否有错误。（4）确认接线无误后运行操作。整定时间继电器延时时间10秒。合一次动力电源板上四极自动开关，在实验台内合二次操作电源单极自动开关2DZ4，停止指示灯LD亮;按控制按钮板第一排常开按钮QA，三相异步电动机星形接法启动运行，启动指示灯UD亮，停止指示灯LD灭;延时时间10秒后，运行指示灯HD亮，启动指示灯UD灭，三相异步电动机三角形接法全速运行;按停止按钮TA，三相异步电动机停止运行，运行指示灯HD灭，停止指示灯LD亮。五、实验注意事项1合一次动力电源板上四级自动开关3DZ2前，先确认AC380V5OHZ三相电源已送入四极自动开关进线端，并无缺相。2运行前确认时间继电器设置正确。六、思考题1若在实验中发生故障、应画出故障现象的原理图，并分析故障原因及排除方法。2在电动机正反转实验中，如出现按下反转启动按钮，电动机旋转方向不变，分析故障原因？3在电动机星形-三角形减压起动实验中，如果时间继电器通电延时常开与常闭点接错，电路工作将会怎样？4设计一个用断电延时时间继电器控制的星形-三角形减压起动控制线路。实验二 三相异步电动机PLC控制实验一、实验目的1.利用PLC来实现对两个电动机的联锁控制功能。2.利用PLC来实现对三相异步电动机反接制动控制。二、实验原理1接线前合理安排电器、仪表的位置，通常以便于操作和观测读数为原则。各电器相互间距离应适当，以连线整齐美观并便于检查为准。2主令控制电器应安装在便于操作的位置。联接导线的截面积应按回路电流大小合理选用，其长度要适当。每个接点联接线不得多余两根。电器接点上垫片为“瓦片式”时，联接导线只需去掉绝缘层，导体部分直接插入即可，当垫片为圆形时导体部分需要顺时针方向打圆圈，然后拧紧螺钉，不允许有松脱或接触不良的情况，以免通电后产生火花或断路现象。联接导线裸露部分不宜过长，以免相邻两相间造成短路，产生不必要的故障。3在接线中，要掌握一般的接线规律，如先串联再并联；先主电路后控制电路；先控制接点后保护接点等。三、主要仪器及耗材三相异步电动机组1台(包括三相异步电动机1台，PLC一只，速度继电器1只，涡流加载和光速测速装置)，交流接触器2只，热继电器1只，按钮开关3只，指示灯3只，AC380V5OHZ三相动力电源，AC220V5OHZ二次操作电源(所用元器件、电源实验台均配备，请自行选用)实验导线若干。四、实验内容和步骤1利用PLC实现对两个电动机的联锁控制用PLC来代替常规控制中的控制回路，从而实现双机连锁。控制原理图见图1-8，外部接线图和梯形图分别见图1-9和图1-10。图1-8 两个电动机的联锁控制原理图图1-9 利用PLC实现两个电动机的联锁控制的外部接线图图1-10 利用PLC实现两个电动机的联锁控制的梯形图2利用PLC来实现对三相异步电动机反接制动控制用PLC来代替常规控制中的控制回路，从而实现三相异步电动机反接制动。控制原理图见图1-11，PLC控制的外部接线图和梯形图见图1-12。图1-11电动机反接制动控制原理图图1-12利用PLC实现的电动机反接制动控制梯形图