工廠電氣控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、工廠電氣控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)目 錄實(shí)驗(yàn)一 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)和自鎖控制2實(shí)驗(yàn)二 三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制4實(shí)驗(yàn)三 三相鼠籠式異步機(jī)電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制6實(shí)驗(yàn)四 三相異步機(jī)電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)8實(shí)驗(yàn)五 三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制10 實(shí)驗(yàn)一 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)和自鎖控制一.概述三相籠式異步電機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性?xún)r(jià)比高、維修方便等優(yōu)點(diǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常采用繼電接觸控制系統(tǒng)對(duì)中小功率籠式異步機(jī)進(jìn)行直接起動(dòng)，其控制線路大部由繼電器、接觸器、按鈕等有觸頭電器組成。某些生產(chǎn)機(jī)械在安裝或維修后常常需要所謂“點(diǎn)動(dòng)”控制。圖3-7所示為點(diǎn)動(dòng)控制原理圖，圖中主回路可不接熱繼電器。當(dāng)按

2、下起動(dòng)按鈕SB2時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；松開(kāi)按扭后，由于按鈕自動(dòng)復(fù)位，電機(jī)停轉(zhuǎn)。點(diǎn)動(dòng)起停的時(shí)間長(zhǎng)短由操作者手動(dòng)控制。除點(diǎn)動(dòng)外，電機(jī)更多地工作于連續(xù)動(dòng)轉(zhuǎn)狀態(tài)，由圖示3-8(a)所示為單向連續(xù)旋轉(zhuǎn)控制原理圖，此時(shí)主回路上應(yīng)裝設(shè)熱繼電器作長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)。當(dāng)按下起動(dòng)按鈕SB2時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，按下停止按鈕SB1，電機(jī)停轉(zhuǎn)。圖3-8 (B)所示控制原理圖可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)和連續(xù)旋轉(zhuǎn)兩種工況SB2為電機(jī)連續(xù)工作起動(dòng)按鈕，SB3為電機(jī)點(diǎn)動(dòng)起動(dòng)按鈕，SB1為電機(jī)停止按鈕。二實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉三相鼠籠式異步電機(jī)單方向起動(dòng)停止和點(diǎn)動(dòng)控制線路中各電器元件的使用方法及其在線路中所起的作用。2掌握三相鼠籠式異步電機(jī)單方向起動(dòng)停止和點(diǎn)動(dòng)控制線路的工

3、作原理、接線方法、調(diào)試及故障排除技能。三實(shí)驗(yàn)設(shè)備名 稱(chēng)數(shù)量備 注電源控制屏1提供三相四線制380V、220V電壓三相籠式異步電動(dòng)機(jī)M041PN=100W，UN=220V，IN=0.48A，nN=1420rpm繼電接觸箱 EEL-101吸引線圈額定電壓220V導(dǎo)線若干四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1三相鼠籠式異步電機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制線路2三相鼠籠式異步電機(jī)單方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)控制線路3三相鼠籠式異步電機(jī)點(diǎn)動(dòng)及單方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)復(fù)合控制線路五實(shí)驗(yàn)步驟1檢查各實(shí)驗(yàn)設(shè)備外觀及質(zhì)量是否良好。2按圖37三相鼠籠式異步電機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制線路進(jìn)行正確接線，先接主回路，再接控制回路。自己檢查無(wú)誤并經(jīng)指導(dǎo)教師檢查認(rèn)可后方可合閘通電實(shí)驗(yàn)。(1).全上三相電源

4、開(kāi)關(guān)Q。(2).按下起動(dòng)按鈕SB2，觀察電機(jī)工作情況，體會(huì)點(diǎn)動(dòng)操作（注意，操作次數(shù)不宜過(guò)多過(guò)頻繁）(3).斷開(kāi)三相電源開(kāi)關(guān)Q。3按圖38(A)三相籠式異步電機(jī)單向連續(xù)旋轉(zhuǎn)控制線路進(jìn)行正確接線，自己檢查無(wú)誤并經(jīng)指導(dǎo)教師檢查認(rèn)可后合閘通電實(shí)驗(yàn)。(1).合上三相電源開(kāi)關(guān)Q。(2).按下起按鈕SB2，觀察電機(jī)工作情況。(3).按下停止按鈕SB1，待電機(jī)完全停轉(zhuǎn)后再次按下起動(dòng)按鈕SB2，使電機(jī)工作。(4).手動(dòng)斷開(kāi)熱繼電器FR常閉觸頭一端導(dǎo)線（模擬線路中熱繼電器動(dòng)作），觀察FR動(dòng)作對(duì)線路的影響。(5).斷開(kāi)三相電源開(kāi)關(guān)Q。4按圖38(B)三相鼠籠式異步電機(jī)點(diǎn)動(dòng)及單向連續(xù)旋轉(zhuǎn)復(fù)合控制線路進(jìn)行正確接線，自己

5、檢查無(wú)誤并經(jīng)指導(dǎo)老師檢查認(rèn)可后合閘通電實(shí)驗(yàn)。(1)合上三相電源開(kāi)關(guān)Q。(2)按下點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3，觀察電機(jī)工作情況。(3)按下連續(xù)旋轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2，觀察電機(jī)工作情況。(4)按下停止按鈕SB1，斷開(kāi)三相電源開(kāi)關(guān)Q。六思考題1在圖38(A)中，若自鎖常開(kāi)觸頭錯(cuò)接成常閉觸頭，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？2在圖38(B)中，說(shuō)明按下按鈕SB3時(shí)電機(jī)為何是點(diǎn)動(dòng)工作？3實(shí)驗(yàn)線路中是如何實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、欠壓保護(hù)與失壓保護(hù)的？4自鎖控制線路在長(zhǎng)期工作后可能出現(xiàn)失去自鎖作用的現(xiàn)象，試結(jié)合有關(guān)資料分析產(chǎn)生的原因。實(shí)驗(yàn)二 三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制 一實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆杖喈惒诫妱?dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的工作原理、接線及操作方法。

6、二概述 生產(chǎn)機(jī)械往往要求運(yùn)動(dòng)部件可以實(shí)現(xiàn)正反兩個(gè)方向的起動(dòng)，這就要求拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)能作正反向旋轉(zhuǎn)。由電機(jī)原理可知，改變電動(dòng)機(jī)三相電源的相序，就能改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，常用的控制電路可采用倒順開(kāi)關(guān)以及按鈕、接觸器等電器元件實(shí)現(xiàn)。圖39、310為兩個(gè)按鈕分別控制兩個(gè)接觸器來(lái)改變電動(dòng)機(jī)相序，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)可逆旋轉(zhuǎn)的控制電路。圖39較為簡(jiǎn)單，按入正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2、KM1線圈通電并自鎖，接通正序電源，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)要使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，必須先按下停止按鈕，使KM1斷電，然后按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的反轉(zhuǎn)。在電路中，由于將KM1、KM2常閉輔助觸點(diǎn)串接在對(duì)方線圈電路中，形成相互制約的控制，稱(chēng)為互鎖或聯(lián)鎖控制。對(duì)

7、于要求頻繁實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，可用圖310電路實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)控制，它是在圖310電路基礎(chǔ)上將正反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2與反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB3的常閉觸點(diǎn)串接在對(duì)方常開(kāi)觸點(diǎn)電路中，利用按鈕的常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)的機(jī)械聯(lián)接，在電路中互相制約的方法，稱(chēng)為機(jī)械互鎖。這種具有電氣、機(jī)械雙重互鎖的控制電路是常用、可靠的電動(dòng)機(jī)可旋轉(zhuǎn)控制電路，它既可實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)停止反轉(zhuǎn)停止的控制，又可實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)停止的控制。三實(shí)驗(yàn)設(shè)備及所選用組件箱名 稱(chēng)數(shù) 量備 注電源控制屏1提供三相四線制380V、220V電壓三相異步電動(dòng)機(jī)M041PN=100W，UN=220V，IN=0.48A，nN=1420rpm繼電接觸箱 NEEL-101吸引線圈額定電壓2

8、20V四預(yù)習(xí)要求了解電機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)可采用哪幾種電路實(shí)現(xiàn)以及每一種電路的適用場(chǎng)合。五實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1按圖39接線，檢查接線正確后，合上主電源。按下SB2按鈕，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，觀察各交流接觸器的動(dòng)作情況；按下SB1，電機(jī)停轉(zhuǎn)，再按下SB3，觀察電機(jī)的轉(zhuǎn)向，并體會(huì)聯(lián)鎖觸頭的作用。 2按圖310接線，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。六實(shí)驗(yàn)總結(jié)1分析圖310的實(shí)驗(yàn)原理。2討論自鎖觸頭和聯(lián)鎖觸點(diǎn)的作用。七實(shí)驗(yàn)思考 圖310中將KM1、KM2常閉輔助觸點(diǎn)串接在對(duì)方線圈電路，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖，可否直接利用按鈕開(kāi)關(guān)的常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)互鎖。實(shí)驗(yàn)三 三相鼠籠式異步機(jī)電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制一概述工業(yè)生產(chǎn)中有時(shí)電機(jī)容量較大不允許全壓直接起動(dòng)，或?yàn)榱藴p小起動(dòng)

9、時(shí)對(duì)機(jī)械的沖擊，往往利用某些設(shè)備或采用電機(jī)定子繞組換接的方法，進(jìn)行降壓起動(dòng)。這些起動(dòng)方法的實(shí)質(zhì)，都是在電源電壓不變的情況下，起動(dòng)時(shí)減小加在電機(jī)定子繞組上的電壓，以限制起動(dòng)電流，但同時(shí)也減小了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，故只適用于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求不高的場(chǎng)合。圖311所示為三相鼠籠式異步電機(jī)定子繞組串電阻降壓起動(dòng)控制線路，SB1為電機(jī)停止按鈕。電機(jī)起動(dòng)時(shí)在三相定子繞組中串入電阻，減少定子繞組上的電壓降，起動(dòng)結(jié)束后再將電阻短接，電機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)行。整個(gè)起動(dòng)過(guò)程只需按一次起動(dòng)按鈕SB2，就可由時(shí)間繼電器自動(dòng)完成。對(duì)于正常運(yùn)行時(shí)電機(jī)定子繞組接成三角形的三相籠式異步機(jī)，起動(dòng)時(shí)均可采用星一三角起動(dòng)。圖312所示為三相鼠籠式

10、異步電機(jī)星一三角降壓起動(dòng)控制線路，其中SB2為電機(jī)起動(dòng)按鈕，SB1為停止按鈕。起動(dòng)時(shí)，先將定子繞組按星型聯(lián)接，接入三相交流電源，電機(jī)以額定電壓/1.732起動(dòng)；待電機(jī)轉(zhuǎn)速接近轉(zhuǎn)速時(shí)，再將定子繞組改接成三角形，電機(jī)承受額定電壓進(jìn)入正常動(dòng)轉(zhuǎn)二實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解空氣阻尼式時(shí)間繼電器的結(jié)構(gòu)，掌握其工作原理及使用方法2掌握三相鼠籠式異步電機(jī)星三角降壓起動(dòng)控制線路的工作原理及接線方法3熟悉實(shí)驗(yàn)線路的故障分析及排除故障的方法三實(shí)驗(yàn)設(shè)備名 稱(chēng)數(shù)量備 注電源控制屏1提供三相四線制380V、220V電壓三相籠式異步電動(dòng)機(jī)M041PN=100W，UN=220V，IN=0.48A，nN=1420rpm繼電接觸箱 NEEL

11、-101吸引線圈額定電壓220V三相電阻箱MEL-031導(dǎo)線若干四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1三相鼠籠式異步電機(jī)定子繞組串電阻降壓起動(dòng)控制線路2三相鼠籠式異步電機(jī)星三角降壓起動(dòng)控制線路五實(shí)驗(yàn)步驟1檢查各實(shí)驗(yàn)設(shè)備外觀及質(zhì)量是否良好，重點(diǎn)觀察時(shí)間繼電器的外觀及使用方法。2按圖311三相鼠籠式異步電機(jī)定子繞串電阻降壓起動(dòng)控制線路進(jìn)行正確接線，先接主回路，再接控制回路。自己檢查無(wú)誤并經(jīng)指導(dǎo)老師檢查認(rèn)可后方可合閘通電實(shí)驗(yàn)。(1).調(diào)節(jié)時(shí)間繼電器的延時(shí)旋鈕，使延時(shí)時(shí)間為3秒。(2).合上三相電源開(kāi)關(guān)QS。(3).按下起動(dòng)按鈕SB2，觀察電機(jī)及時(shí)間繼電器的工作情況。(4).按下停止按鈕SB1，斷開(kāi)三相電源開(kāi)關(guān)QS。3按圖31

12、2三相鼠籠式異步電機(jī)星三角降壓起動(dòng)控制線路進(jìn)行正確接線，先接主回路，再按控制回路。自己檢查無(wú)誤并經(jīng)指導(dǎo)老師檢查認(rèn)可后合閘通電實(shí)驗(yàn)。(1)保持時(shí)間繼電器延時(shí)時(shí)間不變。(2)合上三相電源開(kāi)關(guān)QS。(3)按下起動(dòng)按鈕SB2，觀察電機(jī)、時(shí)間繼電器及各接觸器的工作情況。(4)按下停止按鈕SB1，斷開(kāi)三相電源開(kāi)關(guān)QS。六思考題1在圖312中，如果時(shí)間繼電器的延時(shí)閉合常開(kāi)觸頭與延時(shí)斷開(kāi)常閉觸頭接錯(cuò)（互換），線路工作狀態(tài)將會(huì)怎樣。2設(shè)計(jì)一個(gè)用斷電延時(shí)時(shí)間繼電器控制的星三角降壓起動(dòng)控制線路。3若在實(shí)驗(yàn)中發(fā)生故障，畫(huà)出故障線路，分析故障原因。實(shí)驗(yàn)四 三相異步機(jī)電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)電路一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1熟悉三相異步電動(dòng)機(jī)常用

13、的制動(dòng)方法和優(yōu)缺點(diǎn)。 2掌握三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)的接線、操作方法。二實(shí)驗(yàn)任務(wù)按圖119接線，電機(jī)Y形接法，線電壓為220V，先按下SB2，電機(jī)起動(dòng)至穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)；制動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)好R的值，使電流不要過(guò)大，按下SB1，KM1失電，KM2、KT得電，VD流到零線。電源其中一相的電流經(jīng)過(guò)KM2主觸，電機(jī)定子兩相并聯(lián)繞組，并由另一相繞組經(jīng)過(guò)電阻R和二極管構(gòu)成回路。不同的直流電流有不同的制動(dòng)時(shí)間，能耗制動(dòng)的特點(diǎn)是制動(dòng)迅速準(zhǔn)確。但需直流電源等設(shè)備。三實(shí)驗(yàn)結(jié)果第一次制動(dòng)時(shí)間第二次制動(dòng)時(shí)間第三次制動(dòng)時(shí)間平均時(shí)間平均制動(dòng)時(shí)間四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及所選用組件箱名 稱(chēng)數(shù)量備 注電源控制屏1提供三相四線制380V、220V電壓三相籠式

14、異步電動(dòng)機(jī)M041PN=100W，UN=220V，IN=0.48A，nN=1420rpm繼電接觸箱 NEEL-101吸引線圈額定電壓220V三相電阻箱MEL-031導(dǎo)線若干五實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按圖119接線，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。六實(shí)驗(yàn)總結(jié)分析實(shí)驗(yàn)原理，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)五 三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制線路一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)對(duì)三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制線路的實(shí)際安裝接線，掌握由電路原理圖接成實(shí)際操作電路的方法。2熟練掌握三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)應(yīng)用在何種場(chǎng)合，并有何特點(diǎn)？二實(shí)驗(yàn)設(shè)備1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏2電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量（NMEL-13）3電機(jī)起動(dòng)箱（NMEL-09）。4繼電接觸箱 NEEL-105三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)M09三實(shí)驗(yàn)方法1檢查各實(shí)驗(yàn)設(shè)備外觀及質(zhì)量是否良好。2按圖8-16時(shí)間繼電器控制繞線式異步電機(jī)起動(dòng)控制線路進(jìn)行正確接線，先接主回路，再接控制回路。自己檢查無(wú)誤并經(jīng)指導(dǎo)老師檢查認(rèn)可方可合閘實(shí)驗(yàn)。（1）合上控制屏的漏電斷路器，觀察電源控制屏的指針式電壓表，當(dāng)電壓為220伏時(shí)，合上綠色按