《机电传动控制》实验指导书

《机电传动控制》实验指导书刘丽萱何家强编写机电工程学院电子系2007年2月TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章DDSZ-1型电机及电气技术实验装置简介 2\o"CurrentDocument"第二章实验装置安全操作说明 6第三章机电传动控制实验内容 8\o"CurrentDocument"验一直流并励电动机的工作特性 8\o"CurrentDocument"验二 三相鼠笼异步电动机的起动与工作特性 14\o"CurrentDocument"验三三相异步电动机的继电接触控制线路 20\o"CurrentDocument"实验四 PLC学习机使用及电机控制 25\o"CurrentDocument"实验五 交通信号灯控制 27\o"CurrentDocument"验六三相异步电机变频调速实验 28附录1 〈机电传动控制〉实验须知 36\o"CurrentDocument"附录2TVT-90A1箱式PLC学习机 40第一章DDSZ-1型电机及电气技术实验装置简介、实验装置介绍(1)实验装置采用挂件结构，可根据不同实验内容进行自由组合，故结构紧凑、使用方便功能齐全、综合性能好，能在一套装置上完成本课程所开设的主要实验项目。(2)实验机组容量小，耗电小，配置齐全；装置使用的电机经过特殊设计淇参数特性能模拟3KW左右的通用实验机组。图1-1DDSZ-1电机及电气技术实验装置外形图(3)装置布局合理，面板示意图明确、清晰、直观；实验连接线采用强、弱电分开的手枪式插头，两者不能互插，避免强电接入弱电设备，造成该设备损坏；电路连接方式安全、可靠、迅速、简便；除电源控制屏和挂件外，实验桌上可放置机组、示波器等实验仪器，操作舒适、方便。电机采用导轨式安装，更换机组简捷、方便；实验台底部安装有轮子和不锈钢固定调节机构，便于移动和固定。实验装置外形如上图1-1.二、交流及直流电源操作说明实验中开启及关闭电源都在控制屏上操作。1）开启三相交流电源的步骤为：）开启电源前。要检查控制屏下面“直流电机电源”的“电枢电源”开关（右下角）及“励磁电源”开关（左下角）都须在“关”断的位置。控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮必须在零位，即必须将它向逆时针方向旋转到底。）检查无误后开启“电源总开关” ，“关”按钮指示灯亮，表示实验装置的进线接到电源，但还不能输出电压。此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。）按下“开”按钮，“开”按钮指示灯亮，表示三相交流调压电源输出插孔U、V、W及N上已接电。实验电路所需的不同大小的交流电压，都可适当旋转调压器旋钮用导线从这三相四线制插孔中取得。输出线电压为0-450V（可调）并可由控制屏上方的三只交流电压表指示。当电压表下面左边的“指示切换”开关拨向“三相电网电压”时，它指示三相电网进线的线电压；当“指示切换”开关拨向“三相调压电压”时，它指示三相四线制插孔 U、V、W和N输出端的线电压。4）实验中如果需要改接线路，必须按下“关”按钮以切断交流电源，保证实验操作安全。实验完毕，还需关断“电源总开关”，并将控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮调回到零位。将“直流电机电源”的“电枢电源”开关及“励磁电源”开关拨回到“关”断位置。2开启直流电机电源的操作：1直流电源是由交流电源变换而来，开启“直流电机电源”，必须先完成开启交流电源，即开启“电源总开关”并按下“开”按钮。2在此之后，接通“励磁电源”开关，可获得约为 220V、0.5A不可调的直流电压输出。接通“电枢电源”开关，可获得40〜230V、3A可调节的直流电压输出。励磁电源电压及电枢电源电压都可由控制屏下方的1只直流电压表指示。当将该电压表下方的“指示切换”开关拨向“电枢电压”时，指示电枢电源电压，当将它拨向“励磁电压”时，指示励磁电源电压。但在电路上“励磁电源”与“电枢电源”，“直流电机电源”与“交流三相调压电源”都是经过三相多绕组变压器隔离的，可独立使用。“电枢电源”是采用脉宽调制型开关式稳压电源，输入端接有滤波用的大电容，为了不使过大的充电电流损坏电源电路，采用了限流延时的保护电路。所以本电源在开机时，从电枢电源开合闸到直流电压输出约有3〜4秒钟的延时，这是正常的。电枢电源设有过压和过流指示告警保护电路。当输出电压出现过压时，会自动切断输出，并告警指示。此时需要恢复电压，必须先将“电压调节”旋钮逆时针旋转调低电压到正常值（约240V以下，再按“过压复位”按钮，即能输出电压。当负载电流过大（即负载电阻过小超过 3A时，也会自动切断输出，并告警指示，此时需要恢复输出，只要调小负载电流（即调大负载电阻即可。有时候在开机时出现过流告警，说明在开机时负载电流太大，需要降低负载电流，可在电枢电源输出端增大负载电阻或甚至暂时拔掉一根导线（空载开机，待直流输出电压正常后，再插回导线加正常负载（不可短路工作。若在空载时开机仍发生过流告警，这是由于气温或湿度明显变化，造成光电耦合器 TIL117漏电使过流保护起控点改变所致，一般经过空载开机（即开启交流电源后，再开启“电枢电源”开关）予热几十分钟，即可停止告警，恢复正常。所有这些操作到直流电压输出都有3〜4秒钟的延时。）在做直流电动机实验时，要注意开机时须先开“励磁电源”，后开“电枢电源”；在关机时，则要先关“电枢电源”而后关“励磁电源”的次序。同时要注意在电枢电路中串联起动电阻以防止电源过流保护。具体操作要严格遵照实验指导书中有关内容的说明。第二章实验装置安全操作说明本实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。培养学生学会根据实验目的，实验内容及实验设备拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测取所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。在整个实验过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。现按实验过程提出下列基本要求。一、实验前的准备实验前应复习教科书有关章节，认真研读实验指导书,了解实验目的、项目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题 （有些内容可到实验室对照实验预习，如熟悉组件的编号，使用及其规定值等 ），并按照实验项目准备记录抄表等。实验前应写好预习报告 ,经指导教师检查认为确实作好了实验前的准备，方可开始作实验。认真作好实验前的准备工作，对于培养同学独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备都是很重要的。二、实验的进行、建立小组，合理分工每次实验都以小组为单位进行 ，每组由2〜3人组成，实验进行中的接线、调节负载、保持电压或电流、记录数据等工作每人应有明确的分工，以保证实验操作协调，记录数据准确可靠。2、选择组件和仪表实验前先熟悉该次实验所用的组件，记录电机铭牌和选择仪表量程，然后依次排列组件和仪表便于测取数据。3、按图接线根据实验线路图及所选组件、仪表、按图接线，线路力求简单明了，按接线原则是先接串联主回路，再接并联支路。为查找线路方便，每路可用相同颜色的导线或插头。4、起动电机，观察仪表在正式实验开始之前，先熟悉仪表刻度，并记下倍率，然后按一定规范起动电机，观察所有仪表是否正常 （如指针正、反向是否超满量程等 ）。如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；如果一切正常，即可正式开始实验。5、测取数据预习时对电机的试验方法及所测数据的大小作到心中有数。正式实验时根据实验步骤逐次测取数据。6、认真负责，实验有始有终实验完毕，须将数据交指导教师审阅。经指导教师认可后，才允许拆线并把实验所用的组件、导线及仪器等物品整理好。第3章 机电传动控制实验内容验一 直流并励电动机的工作特性一、实验目的、掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。、掌握直流并励电动机的调速方法。二、预习要求3、直流电动机调速及改变转向的方法。4、什么是直流电动机的工作特性和机械特性？三、实验内容1、工作特性和机械特性保持U=Un和If=尿不变，测取n、T2、r]=f(Ia)、n=f(T2)。2、调速特性)改变电枢电压调速：保持U=Un、If=IfN=常数，T2=常数，测取n=f(Ua)。)改变励磁电流调速：保持U=Un,T2=常数，测取n=f(If)。四、实验方法1、实验设备序号型号名 称数量1DD03导轨、测速发电机及转速表1台2DJ23校正直流测功机1台3DJ15直流并励电动机1台4D31直流电压、毫安、电流表2件5D42三相可调电阻器1件6D44可调电阻器、电容器r1件7D51波形测试及开关板1件2、屏上挂件排列顺序： D31、D42D51、D31、D443、并励电动机的工作特性和机械特性

1）按图3-1接线。图中直流电动机 M用DJ15,其额定功率Pn=185W,额定电压Un=220V,额定电流In=1.2A,额定车t速nN=1600r/min,额定励磁电流IfNV0.16A。校正直流测功机MG用DJ23作为测功机使用，MG按他励发电机连接，在此作为直流电动机 M的负载，用于测量电动机的转矩和输出功率。Rfi选用D44的1800◎阻值。Rf2选用D42的900◎串联900◎共1800◎阻值。R1用D44的180◎阻值。R2选用D42的900◎串联900◎再加900◎并联900◎共2250◎阻值。接好线后，检查M、MG之间是否用联轴器组绕磁励组绕励并组绕磁励组绕励并图3—1直流并励电动机接线图2）将直流并励电动机M的磁场调节电阻Rf1调至最小值，电枢串联起动电阻R1调至最大值，接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动， 其旋转方向应符合转速表正向旋转的要求。3）M起动正常后，将其电枢串联电阻 R调至零，调节电枢电源的电压为220V,调节校正直流测功机的励磁电流 幅为校正值（50mA或100mA,再调节其负载电阻&和电动机的磁场调节电阻 Rf1,使电动机达到额定值：U=Un,I=In,n=nN。此时M的励磁电流If即为额定励磁电流IfN。4）保持U=Un,If=IfN,If2为校正值不变的条件下，逐次减小电动机负载。测取电动机电枢输入电流 Ia,转速n和校正电机的负载电流 If（由校正曲线查出电动机输出对应转矩 丁2）。共取数据5-6组，记录于表3-1中。表3—1U=Un=VIf=IfN=mAIf2=mA实Ia(A)验n(r/min)数据If(A)T2(Nm)计P2(W)算P1(W)数据ri(%)[An(%)4、调速特性（1）改变电枢端电压的调速1）直流电动机M运行后，将电阻Ri调至零，If2调至校正值，再调节负载电阻R2、电枢电压及磁场电阻 Rf1,使M的U=Un,I=0.5In,If=IfN记下此时MG的If值。2）保持此时的If值（即T2值）和If=IfN不变，逐次增加R1的阻值，降低电枢两端的电压 Ua,使R1从零调至最大值，每次测取电动机的端电压Ua,转速n和电枢电流Ia。3）共取数据5-6组，记录于表3-2中。表3—2If=IfN=mA T2=NmUa(V)n(r/min)Ia(A)（2）改变励磁电流的调速1）直流电动机运行后，将M的电枢串联电阻R和磁场调节电阻 Rf1调至零，调节MG的磁场调节电阻将If2调至校正值，再调节M的电枢电源调压旋钮和MG的负载，使电动机M的U=Un,I=0.5In,记下此时的If值。2)保持此时MG的If值(T2值)和M的U=Un不变，逐次增加磁场电阻阻值：直至n=1.3nN,每次测取电动机的n、If和la。共取5—6组记录于表3—3中。表3—3U=Un=V T2=Nmn(r/min)If(mA)Ia(A)五、实验报告1 、由表3-1计算出P2和刀，并名^出n、T2、『f(la)及n=f(T2)的特性曲线。电动机输出功率： P2=0.105nT2式中输出转矩T2的单位为N.m(由If2及If值，从校正曲线T2=f(If)查得)，转速n的单位为r/min。电动机输入功率： Pi=ui输入电流： I=Ia+IfN电动机效率： —2100%P1 n0nN由工作特性求出转速变化率： n%——N100%nN2、绘出并励电动机调速特性曲线 n=f(Ua)和n=f(If)。分析在恒转矩负载时两种调速的电枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点。六、思考题、当电动机的负载转矩和励磁电流不变时， 减小电枢端电压，为什么会引起电动机转速降低?、当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时，减小励磁电流会引起转速的升高，为什么？、并励电动机在负载运行中，当磁场回路断线时是否一定会出现“飞车”？为什么？七、注意事项、直流他励电动机起动时，须将励磁回路串联的电阻 Rf1调至最小，先接通励磁电源,使励磁电流最大 ,同时必须将电枢串联起动电阻 R1调至最大 ,然后方可接通电枢电源。使电动机正常起动。起动后，将起动电阻 R1调至零，使电机正常工作。2、直流他励电动机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源同时必须将电枢串联的起动电阻 R1调回到最大值， 励磁回路串联的电阻 Rf1调回到最小值。给下次起动作好准备。3、若要测量电动机的转矩 T2，必须将校正直流测功机 MG的励磁电流调整到校正值：100mA，以便从校正曲线中查出电动机 M的输出转矩。4、测量前注意仪表的量程、极性及其接法，是否符合要求。（1）电压量程的选择如测量电动机两端为220V的直流电压，选用直流电压表为1000V量程档。（2）电流量程的选择因为直流并励电动机的额定电流为1.2A，测量电枢电流的电表A3可选用直流电流表的 5A量程档；额定励磁电流小于 0.16A,电流表A1选用200mA量程档。（3）电机额定转速为 1600r/min，转速表选用1800r/min量程档。

注2实验二三相鼠笼异步电动机的起动与工作特性一、实验目的1、通过实验掌握鼠笼异步电动机的起动方法。2、用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。二、预习要点1、复习鼠笼式异步电动机有哪些起动方法。2、异步电动机的工作特性指哪些特性？三、实验项目1、鼠笼式异步电动机直接起动。2、鼠笼式异步电动机星形一三角形 (Y-A)换接起动。3、用直接负载法测取异步电动机工作特性 Pi、Ii、ecos1=f(P2)。四、实验方法1、实验设备序号型号名 称数量1DD03导轨、测速发电机及转速表1件2DJ16三相鼠笼异步电动机1件3DJ23校正过的直流电机1件4D31直流电压、毫安、安培表1件5D32交流电流表1件6D33交流电压表1件7D42三相可调电阻器1件8D51波形测试及开关板1件2、屏上挂件排列顺序D33、D32、D31、D42、D51

三相鼠笼式异步电机的组件编号为DJ16三相鼠笼式异步电机的组件编号为DJ16。Pn=100W,UN=220V（A）,IN=0.5A,nN=i420r/min,极数2P=4.3、三相鼠笼式异步电机直接起动试验聘必信内，~:眶正3一口白口聘必信内，~:眶正3一口白口图3-2三相鼠笼式异步电动机直接起动接线图1）按图3-2接线。电机绕组为A接法。异步电动机直接与测速发电机同轴联接，不联接负载电机 DJ23。2）把交流调压器退到零位，开启电源总开关，按下“开”按钮，接通三相交流电源。3）调节调压器，使输出电压达电机额定电压 220伏，使电机起动旋转，（如电机旋转方向不符合要求需调整相序时，必须按下“关”按钮，切断三相交流电源）。4）再按下“关”按钮，断开三相交流电源，待电动机停止旋转后，按下“开”按钮，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电机起动瞬间电流值（按指针式电流表偏转的最大位置所对应的读数值定性计量），记录于表3-4中。4星星形赭关活隼上4星星形赭关活隼上一旦理111一口匕二图3-3三相鼠笼式异步电机星形一一三角形起动接线图1）按图3-3接线。线接好后把调压器退到零位。2）三刀双掷开关合向右边（Y接法）。合上电源开关，逐渐调节调压器使升压至电机额定电压220伏，打开电源开关，待电机停转。3）合上电源开关，观察起动瞬间电流，然后把 S合向左边，使电机（A）正常运行，整个起动过程结束。观察起动瞬间电流表的显不'值记录于表3—4中。表3-4测量值UnIStA(A)IstY(A)5、直接负载法测定工作特性W图3-4三相鼠笼式异步电动机试验接线图1）测量接线图同图3-4。同轴联接负载电机。图中Rf用D42上1800◎阻值，Rl用D42上1800◎阻值加上900◎并联900◎共2250◎阻值。2）合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至额定电压并保持不变。3）合上校正过的直流电机的励磁电源，调节励磁电流至校正值（100mA）并保持不变。4）调节负载电阻Rl（注：先调节1800◎电阻，调至零值后用导线短接再调节450◎电阻），使异步电动机的定子电流逐渐上升，直至电流上升到1.25倍额定电流。5）从这负载开始，逐渐减小负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、直流电机的负载电流 If等数据。6)共取数据5〜6组记录于表3-5中。表3-5Ui产Uin=220V(A) If=mA序号I1L(A)P1(W)If(A)T2(Nm)n(r/min)IaIbIc11LPiPnP1五、实验报告1、由表3-4中起动试验数据，比较外施额定电压 Un（直接法起动）时和外施电压为Un/t3（Y—A起动）时的启动电流，并说明与理论分析是否一致。2、作工作特性曲线P1、|1、刀、cos61=f（P2）由直接负载法试验数据计算工作特性，填入表 3-6中。并做出工作

特性曲线Pl、II、刀、cos61=f(P2)表3-6Ui=220V(A) If=mA序号电动机输入电动机输出计算值I1(A)Pi(W)T2(N•m)n(r/min)P2(W)(%)cos61计算公式为： I1cosP21LI计算公式为： I1cosP2・、3 3.3P113U1I10.105nT2P2100%P1式中I1-定子绕组相电流，A;U1一定子绕组相电压，V;刀一效率。六、思考题1、起动电流和外施电压成正比，起动转矩和外施电压的平方成正比在什么情况下才能成立？2、起动时的实际情况和上述假定是否相符，不相符的主要因素是什么？3、由直接负载法测得的电机效率求得的电机效率有哪些因素会引起误差？§3.3实验三三相异步电动机继电接触控制线路、实验目的1、通过对三相异步电动机点动控制、自锁控制线路、三相异步电动机正反转控制线路的实际安装接线， 掌握由电气原理图变换成安装接线图的知识。2、通过实验进一步加深理解点动控制和自锁控制的特点及三相异步电动机正反转控制的原理和方法。3、利用复合按钮设计直接正反转控制线路。4、利用行程开关设计直接正反转控制线路（选做）。、实验设备1、实验设备序号型号名 称数量1DJ16三相鼠笼异步电动机（△/220V）1件2D61继电接触控制挂箱（一"）1件3D62继电接触控制挂箱（二）1件2、屏上挂件排列顺序：D61、D62、实验方法：实验前要检查控制屏左侧端面上的调压器旋钮须在零位， 下面“直流电机电源”的“电枢电源”开关及“励磁电源”开关须在“关”断位置。开启“电源总开关，按下启动按钮，旋转调压器旋钮将三相交流电源输出端U、V、W的线电压调到220V。再按下控制屏上的关”按钮以切断三相交流电源。以后在实验接线之前都应如此。1、三相异步电动机点动控制线路按图3-5接线。图中SB1、FR1、KM假用D61上元器件，Q1、

FU1、FU2、FU3FU砒用口62±元器件，电机选用DJ16(△/220V)。接线时，先接主电路，它是从220V三相交流电源的输出端JVW开始，经三刀开关Q1、熔断器FU1、FU2、FUa接触器KM在触点、FR1的发热元件到电动机M勺三个线端AB、C的电路，用导线按顺序串联起来，有三路。主电路经检查无误后，再接控制电路，从熔断器FU4B孔V%始，经FR1的常闭触点、按钮SB得T开、接触器KM1线圈到插孔W线接好经指导老师检查无误后，按下列步骤进行实图3-5三相异步电动机点动控制线路(1)按下控制屏上“开”按钮；(2)先合Q1,,接通三相交流220V电源；(3)按下启动按钮SB1,对电动机M此行点动操作，比较按下SB便口松开SB1时电动机M勺运转情况。2、三相异步电动机自锁长动控制线路：按下控制屏上的“关”按钮以切断三相交流电源。按图8-2接线,图中SBISB2、KM!FR1选用D61挂件，Q1、FU1、FU2、FU3、FU砒用D62挂件，电机选用DJ16(4/220V)。检查无误后，启动电源进行实验：(1)合上开关Q1,接通三相交流220V电源；(2)按下起动按钮SB2,松手后观察电动机M回转情况；(3)按下停止按钮SB1,松手后观察电动机M1转情况。220VLz L>D Q图3-6三相异步电动机自锁长动控制线路3、三相异步电动机正反转控制线路(带电气互锁)(1)按下“关”按钮切断交流电源。按图3-7接线。图中SB1、SB2SBaKM1KM2FR琏用D61件，Q1、Q2FU1、FU2、FU3FU砒用口6配件，电机选用DJ16(△/220V)。检查无误后，按下“开”按钮通电操作。(2)合上电源开关Q1,接通220VE相交流电源。(3)按下SB1,,观察并记录电动机M勺转向、接触器自锁和互锁触点的吸断情况。(4)按下SB3,观察并记录M1转状态、接触器各触点的吸断情况。(5)再按下SB2,观察并记录M勺转向、接触器自锁和联锁触点的吸断情况。图3-7三相异步电动机正反转控制线路(带电气互锁)4、复合按钮控制三相异步电动机直接正反转控制线路(1)按下“关”按钮切断交流电源。(2)按自行设计的电路图接线。(3)电路中使用的按钮、接触器、热继电器等选用 D61挂件，电源开关、熔断器选用口6出件，电机选用DJ16g/220V)。5、行程开关控制三相异步电动机直接正反转控制线路（选做）（1）按下“关”按钮切断交流电源。按自行设计的电路图接线。（3）电路中使用的按钮、接触器、热继电器等选用 D61挂件，电源开关、熔断器、行程开关选用 D62挂件，电机选用DJ16（△/220V）。四、讨论题、试分析什么叫点动，什么叫自锁，并比较图3-5和图3-6的结构和功能上有什么区别？、图3-6电路能否对电动机实现长期过载和短路保护？3、接触器和按钮的互锁触点在继电接触控制中起到什么作用？4、行程开关主要用于什么场合？一般安装在什么地方？§3.4 实验四PLC学习机使用及电机控制实验、实验目的①学习TVT-90型PLC学习机的的使用;②利用PLC控制三相异步电动机实现正反转和 Y/启动。、实验设备①TVT-90系列学习机主机箱（主机型号为 FP1-C24）;②UNIT-1电机控制实验板（如图）；③连接导线一套。三、实验内容①控制要求：按下正转启动按钮SB1,电动机正转运行，且KM1KMY接通。2s后KMY断开，KMA接通，即完成正转启动。按下停止按钮SB2,电动机停止运行。按下反转启动按钮SB3,电动机反转运行，且KM2KMY接通。2s后KMY断开，KMA接通，即完成反转启动。Ohl UMI/O分配输出输入X0-——SB1Y0-——KM1X1-一SB2Y1-——KM2X2-一SB3Y2-——KMYY3-——KM©®©EUI 田,0 旦一⑥：混示发光二根管 ©1班而茂1ft开关©:表示痰疑越风③按设计的梯形图输入程序。④调试并运行程序。四、实验报告启动的外部接线Y/启动的梯形画出PLC启动的外部接线Y/启动的梯形图；写出实现PLC控制三相异步电动机实现正反转和图；对程序调试中出现的故障，试分析原因并说明解决方法。§3.5 实验五交通信号灯控制、实验目的用PLC构成交通灯控制系统。、实验设备FP1-C24）。①TVT-90FP1-C24）。②UNIT-3交通灯控制实验板。③连接导线一套。三、实验内容①控制要求：开关合上后，东西绿灯亮 4s后闪2s灭；黄灯亮2s灭;红灯亮8s；绿灯亮循环，对应东西绿黄灯亮时南北红灯亮 8s,接着绿灯亮4s后闪2s灭；黄灯亮2s后，红灯又亮循环。②I/O分配输入 输出X0:启动按钮 Y0:南北红灯X1:停止按钮 Y1:东西黄灯Y2:南北绿灯Y3:东西红灯Y4:南北黄灯Y5:东西绿灯③按设计的梯形图输入程序。④调试并运行程序。四、实验报告①画出PLC控制交通灯的外部接线图；写出实现PLC控制交通灯的梯形图；对程序调试中出现的故障，试分析原因并说明解决方法。

注6 实验六三相异步电机变频调速实验一、实验目的(1)掌握三菱FR-S520S-0.4K型变频器控制器的使用方法。(2)熟悉用三菱FR-S520S-0.4K型变频器控制器对三相异步电动机的控制。、实验所需挂件及附件序号型 号备 注1DZ01电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。2DJK04电机调速控制实验3GK-07交流变频调速控制器4万用表1、DZ01电源控制屏面板图:三相电网

电压指示三相电网

电压指示图3-1DZ01 电源控制屏面板图2、DJK04电机调速控制实验面板图：

图3-2DJK04 电机调速控制实验面板图3、GK-07交流变频调速控制器挂箱如图3-3所示，交流变频控制挂箱面板图。变频器为三菱FR-S520S-0.4K型。（一）、挂箱面板接线端子功能说明为了使变频器各接线端子不因每次做实验经常的装拆线而损坏或丢失，应将常用端子引到挂箱面板上，以方便实验连线，它们分别是：1、A、B、C:变频器的三个输出端，（连接GK-01中的三相鼠笼电机三相定子绕阻的接线端U、V、W）。2、2和5:外部电压控制信号（0~5V）输入端，2接信号正极，5接信号地端。3、STF、STR:电机正转与反转控制端，当STF与SD相连时电机为

正转，当STR与SD相连时电机为反转。4、其它：PC:外部晶体管公共端、 DC24V电源接点输入端。SE:集电极开路公共。RUN:集电极开路。10:频率设定用电源。 4:频率设定电流信号。RH、RM、RL:RH、RM、RL分别与SD连接实现多段速度选择。a、b、c：报警输出。AM:模拟信号输出。RST:复位。SD：输入/输出公共端。PCSERUM102 5®®9®®®4 RH RL STF STR AMG 宴 ® ® ® Q卫士 C RL1 H SD® © ® © ®PCSERUM102 5®®9®®®4 RH RL STF STR AMG 宴 ® ® ® Q卫士 C RL1 H SD® © ® © ®图7-1、GK-07挂箱面板图（二）、变频器的基本操作说明:父面板说明）惘弧兄求] 运1时践亮/内或明[Pu显示“1 PuMt作犊式时点先.储棚用春蜕田5] *示疆率、，排序号等.外部舞什模式时点亮费史幅率设定，叁城的设定值，不能取下♦海行显示点亮：正转运行中慢叫掘口送砂I次;：快闪等珈次7：rPWEXT显本计算机也接运行模式时,慢闪配BRUNTpu曲遍|场肥岬事盘作盘式.州外事H腕式M酬册的同窜殿皿和其胡通行）机曲展下此里1雨旦示受力点亮的就小.%:汽捶作桶式EIT外割£作箱式—|HUNMITstop祗躯阈班行必行的停a.度转运打工善达行・正函）域取电启动措令TSET键|痴定各设定.-iMOpeai切换设定模式.V基本操作》u酢用蹄物拿审审〉—MI口口a—►(^按棋式的府WEXT廖◎-:成设定用Etti他星联率技设定维捌率由土写入完了F和利率网球酒逅)蚪日前I策:;1弱恒呼止口-*

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ps)其中n为电机转速，f为电源频率,p为电机极对数，s为电机的转差率。当转差率固定在最佳值时，改变f即可改变转速n。为使电机在不同转速下运行在额定磁通，改变频率的同时必须成比例地改变输出电压的基波幅值。这就是所谓的VVVF(变压变频)控制。工频50Hz的交流电源经整流后可以得到一个直流电压源。对直流电压进行 PWM^变控制，使变频器输出PWM波形中的基波为预先设定的电压/频率比曲线所规定的电压频率数值。四、实验内容(1)直接变频调速。(2)外部电压控制变频调速。五、预习要求(1)阅读电力电子技术教材中变频调速的有关内容。(2)仔细阅读试验指导书，熟悉实验所用装置的功能及实验步骤六、实验步骤1、直接变频调速实验①将三菱FR-S520S-0.4K型变频调速控制器设置为内部控制变频调速状态按如下步骤设置三菱FR-S520S-0.4K型变频调速控制器：1）把内一3。的设定值从»变到4%30”扩张劲旋显示选撵"的燃定信为T时.1T张功能泰敷有鼓 操作 1.通行显示和揖作事式1■示的事认 操作 1.通行显示和揖作事式1■示的事认■停止中•PU探作模式；覆〔耙犍.2.进入办敷及定梭直3拨砌◎正定用就钮词出P30PrW4.按同世4出现在的谩定片显示“C”，出厂值5位瑜©设定用吮Hf杷潦定伯变成“L.6,按。睚.篝成设定，[7||啊闪忻瘴率设定宛了”■TT动G用,庠旗打，"二•「HE■乔克'按@5酬而次优示设定值・按2次。镇.川显示下一个桂数布故设£冒了石攫1次@碗显与冷阳I历壬.•…，饰Z;I-7-；国示，如果变更：H它捧取晌设定0T调』登上法』石的小时捕件22）把pr.n的值设定 ▽p『.m-扩张功能显示透杼”的设定值为r“时，扩张功能参数为效 操作 表示运行品示和*他小汇国示的曲认•停止中・PU操作模式..1.进入叁起设定橙式运行品示和*他小汇国示的曲认•停止中・PU操作模式..1.进入叁起设定橙式3.技劫®设定用旅租纲出户7g.tvrnnr.w.u二r—sn/KaMUE\[f_Q]t出的事就弓 g/E4按O诲漆出现在的设定值.i值）摆动。靴疣同旋钮

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把设定情咫咸-0,,完成设定.□口■80]•陵党0谀定用旋钮.可谦出其它独数.,按◎豌，再也展示破定值•核尸次@）城.时昴录下一个春般等数设定完了后.按1次④键，显示报警思历，挂2次日鲤，叵到显示特・示*如里变更其它拳效的设定值.请橙上述a、E的步丽作.星示.如果变更其它餐敷而很定值.事统上幽）7的步骅诵柞

②将三相异步电动机三相定子绕阻接成△连接， 将JV、怔个端子分别与；变频控制器的A、B、C三个输出端连接。③按动变频控制器上的 “run”，旋转变频控制器上的转动旋钮， 按表1选择不同的频率，按下图改变频率，并将对应的转速及负载电压记录在表1中表1直接变频调速的频率、转速及负载电压的关系频率（Hz） 10 20 30 40 50转速（rad/min）负载电压（V） ^操作 ^操作 1.建通电源时为监示显示面面.旋转O业定用关期届不希金设定的氨率约s杪M灭，一在数般闷天朝驾 .二）按C；肄.设定热率数一不按㊀读，内熔5秒后,显示回到00；

《盅示落起示J.此时-再回到”操作\3",设定药率， /凤妁闪烁刃*后，噩示回到口,口£显示器号圣，用曾运行6一变史设定频率时.请进行上述的仇4的撵作.!从以前的设定播率开始一7-技（雏.停止，表示 .殴-Ruq

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seW显示点亮 T7jn口］:的5种闪灭:国圻轼率设定先了！।A01—I3QOJ§①将三菱FR-S520S-0.4K型变频调速控制器设置为外部电压控制变频调速状态把三菱FR-S520S-0.4K型变频调速控制器设置为外部控制： 具体方法如下

1)把Pr/9的设定值从F”变到“4" 表示 |rsn]|叵到止瑞器' 表示 |rsn]|叵到止瑞器'11i回9：.运行显示和耀性攫贰显示的猫认•停止市•pL提作横式 技麴地.JS④健事人冬钳谀定纯式3,核功0设定用勘河训出P79(PrW)4.技三匕现产的境建喧显乔~口”上出厂值｝5,血功©设定用监忸把设定位变成r"..6.槐完成设定一拉动_©母拼用/钿，可流出其它善粘150再次用赤漫定值.按w次◎匿,则显示下一个叁戮赤数设定完了后.摧1次的虢展示报警事历，按？次筠诉回到显示册显示.如堞要更翼它必救於设定位.调按上述m0的步舜.件2)把力.的值设定加”'Pr30”犷张功能显示选择”的设定值为-1-时，犷强功能叁敌有效• 操作 1.运行显示和操作模式显示的统认・停止中 产飞«lL-1|T，.士 「J 操作 1.运行显示和操作模式显示的统认・停止中 产飞«lL-1|T，.士 「J证?.按卬门律逃入春敝出前模式3.陆功O设定用量陶纲出P(Pr)n4校O告茂出现行的设定侑5,技访e设定用埃法

把设定俏变成J0p-..6,演65献・完成设定.按动©设定用欣铀，可灌出其它磐豹按lg•迸.再次显示出疣值.搜2次©铿-则定示下一个管塞！林救设定完了G.抵1次@就显示粗瞥历历，按2次 表7F' 1—T »,S1示n苗4PI出的参数片| '吗 ][P_.xx]《显示当篇他)二I。|PIT曼示，割果变更K它参数的设定值.请按上逑3号的多麻操作忌曜，回到品示猾②将DJK04电机调速控制实验面板上的“给定”输出 Ug直接与GK-07交流变频调速控制器挂箱上的2和5相接：外部电压控制信号(0~5V)输入端，2接信号正极，5接信号地端。③调节RP中各DJK04电机调速控制实验面板上的 “给定”输出U调至零④按动变频控制器上的 “run”，旋转DJK04电机调速控制实验面板上的RP侦钮，按表2选择不同的给定电压值，并将对应的转速及负载电压记录在表2中表2外部电压控制变频调速的频率、转速及负载电压的关系给定电压(V)12345频率(Hz)转速（rad/min）负载电压(V)七、实验报告⑴按表1画出n-f及f-负载电压v曲线。(2)按表2画出n-f及f-给定电压v曲线。八、思考题(1)实现交流变频的方法有哪些种？九、注意事项注意三相异步电动机三相定子绕阻接成△的方法。附录1《机电传动控制》实验要求、预习要求学生在进行实验前应复习有关内容，认真阅读实验指示书及与实验有关的参考资料，明确实验要求，做好准备。实验预习报告应包括以下几个部分：实验目的；实验内容；实验电路原理图及实验接线图(要求画出电机的接线板，电流插口、仪表的接线及位置等，所用的实验装置及其接线端子都应明确标识)；实验步骤 (应写明每项实验内容的具体操作步骤，每个实验的保持条件、应读取哪些数据等 )；仪表选择 (包括仪表的名称、量程、数量、用途 )；(6)预习报告中应设计好实验数据记录表格，以备实验时记录数据用。预习报告封面应写明实验名称、班号，小组成员及其学号、预习报告完成人及日期。各组的预习报告应独立完成，不得互相抄袭．、实验要求、学生应按时到达实验室．在辅导教师宣布开始实验后，布置设备、接线。凡在某一项实验中暂时不用的设备、仪表应整理好放在一边，以免用错发生意外。书包、衣服等不能放在实验台或仪器设备上。、接线须整齐、清楚，力求简单、避免交叉．导线的长短、粗细选择应合适。一个接线柱上最多接两根线，以免导线松脱．线路布置 (仪器摆放，接线等)应文明，安全、便于检查和操作。仪表位置应正确、便于准确读数。3、接线完毕，组内应互相认真检查，且每个成员对全部线路都应掌握。实验中不用的导线应整理好放回原处。然后请辅导教师检查， 未经教师检查和同意不得进行实验。4、在调节负载或改变电阻、电压、转速等量时，必须考虑到其他量的变化关系，随时注意其他量是否超过额定值、 全组同学应明确分工、统一指挥，以免发生因配合不当而使设备过载乃至损坏的事故。5、原始记录中应包括实验日期、 小组成员、主要铭牌数据及实验数据(包括实验保才e条件等)。记录数据要清晰，尽量避免涂改。对所作记录应随时检查，以免事后返工。实验内容完成后，组内应先检查所记录的数据，确信合理后再将原始记录送交教师审查，教师认可后方能拆线。实验数据不符合要求的应返工重做。学生将拆下的导线及电压，电流插头整理好并放归原处后，再请教师签字。签字后的原始记录不得再随意涂改。6、在操作过程中，如果发生故障，学生应在教师的帮助下，学习判断分析故障原因和排除方法。实验中应注意安全：(1)实验时不得穿大衣、戴围巾，女同学(长发的)须戴好安全帽，禁止身体接触有电线路的裸露部分和设备的转动部分，以免发生人身伤害事故。(2)接线时，后接电源线；拆线时，须先切断电源。 严禁带电改接线。合闸前须通知全组成员。调节时不应过猛。(8)机器运转后，小组成员不得远离机器。一旦发生事故，应立即切断电源，保持除电源刀闸外的一切现场，并报告辅导教师处理。、实验报告要求、实验报告应按实验指导书的要求根据原始记录作出，于规定时间内交到指导教师处。2、实验报告由个人独立完成，每人一份。报告要用实验报告纸，装钉整齐，并后附经指导教师签字后的实验原始数据记录。无原始记录的报告无效。报告应字迹整齐，数据、曲线等符合要求。