機床電器控制技術(shù)實驗指導(dǎo)書-江西理工大學(xué)

1、江西理工大學(xué)機床電氣控制技術(shù)課程實驗指導(dǎo)書主審人： 主撰人：宋小軍前言工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，無論是過程控制系統(tǒng)還是傳動控制系統(tǒng)，都包含著大量的開關(guān)量和模擬量。開關(guān)量也稱數(shù)字量，如電動機的啟停、電燈的亮滅、閥門的開閉、電子線路的置位與復(fù)位、計時、計數(shù)等；模擬量也稱連續(xù)量，如不斷變化的溫度、壓力、速度、流量、液位等。從生產(chǎn)機械所應(yīng)用的電器與控制方法看，最初是采用一些手動電器來控制執(zhí)行電器，這類手動控制適用于一些容量小、操作單一的場合。隨后發(fā)展為采用自動控制電器的繼電接觸器控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)主要由一些繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)等組成，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，維護方便，抗干擾強，因此廣泛應(yīng)用

2、于各類機械設(shè)備上。本指導(dǎo)書的初衷是使學(xué)生掌握機床電氣控制系統(tǒng)(繼電器控制、可編程序控制等)的組成、工作原理和應(yīng)用的基礎(chǔ)理論和基本知識，使其初步掌握簡單機床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計方法。目錄前言第一部分 緒論第二部分 基本實驗指導(dǎo) 第一部分 緒論本實驗指導(dǎo)書是根據(jù)機床電氣控制技術(shù)課程實驗教學(xué)大綱編寫，適用于機械工程及其自動化專業(yè)。一、 本課程實驗的作用與任務(wù)本課程實驗的作用：使學(xué)生掌握機床電氣控制系統(tǒng)(繼電器控制、可編程序控制等)的組成、工作原理和應(yīng)用的基礎(chǔ)理論和基本知識，使其初步掌握簡單機床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計方法。本課程實驗的任務(wù)： 1、熟悉機床常用電氣元件的工作原理、結(jié)構(gòu)和用途，并能正確選用。2、

3、熟悉機床控制電路的基本環(huán)節(jié)及其應(yīng)用和分析方法，初步具有簡單的機床控制電路改造和設(shè)計能力。二、 本課程實驗的基礎(chǔ)知識三、 本課程實驗教學(xué)項目及要求序號實驗項目名 稱學(xué)時實驗類別實驗要求實驗類型每組人數(shù)主要設(shè)備名稱目的和要求1電動機的啟動，點動試驗2專業(yè)必修綜合2機床電氣試驗臺、電動機試驗臺熟悉常用的控制電器和保護電器，加深理解基本控制線路的工作原理。2電動機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及多點控制實驗2專業(yè)必修綜合2機床電氣試驗臺、電動機試驗臺熟悉常用的控制電路，加深理解基本控制線路的工作原理。第二部分 基本實驗指導(dǎo)實驗一 電動機的啟動、點動控制實驗一、 實驗?zāi)康?、熟悉一些常用的控制電器和保護電器。2、學(xué)會三相

4、異步電動機的起停和控制線路，加深理解這些基本控制線路的工作原理。二、 實驗原理1、 三相異步電動機的啟動有全壓啟動和降壓啟動。一般在小功率情況下采用全壓啟動，而對于大功率電動機均采用降壓啟動方法。這里我們介紹全壓啟動的方法，圖1-1所示為三相異步電動機的起?？刂凭€路，圖1-2所示為三相異步電動機的點動和長動控制線路。圖1-1 三相異步電動機的起停控制線路 2、在圖1-1中，采用了一個空氣開關(guān)（QF），一個三相交流接觸器（KM），一臺三相交流異步電動機（M），啟、停按鈕（SB1、SB2）各一個，兩個熔斷器（FU）。在主回路中沒有使用熔斷器和熱繼電器，是因為空氣開關(guān)本身帶有短路保護和過載保護的功能

5、。當(dāng)按下啟動按鈕SB1時，接觸器KM通電吸合并自鎖，電動機開始轉(zhuǎn)動；當(dāng)按下停止按鈕SB2時，交流接觸器斷電釋放，電動機停止轉(zhuǎn)動。 圖1-2 三相異步電動機的點動和長動控制線路3、 在圖1-2中使用了三個按鈕，其中SB1為啟動按鈕，SB2為停止按鈕，SB3為點動按鈕。當(dāng)按下SB1時，電動機轉(zhuǎn)動；當(dāng)按下SB2時，電機停止，稱為啟動控制。而當(dāng)按下SB3時，電動機轉(zhuǎn)動，如果松開SB3，則電動機停止轉(zhuǎn)動，說明它沒有自鎖功能，稱之為點動控制。 4、主電路采用380V交流供電，控制電路根據(jù)所選電器，采用380V供電。三、主要儀器及耗材1、MEE-1型機床電器試驗臺 一臺2、MEE-1型電動機試驗臺 一臺3、

6、連接導(dǎo)線 若干四、實驗內(nèi)容和步驟1、三相電機的啟動將空氣開關(guān)手柄位置置于“關(guān)”位置。按圖1-1接線。接線應(yīng)按照主回路、控制回路分步來接；接線次序應(yīng)按自上而下，從左向右來接；即先主后輔，先串后并的基本原則。接線盡可能整齊、清晰，能用短線的地方，就用短線連接，便于檢查。在連線時通過轉(zhuǎn)動插頭將接插件自行鎖緊，使接點牢固、可靠。在圖1-1和圖1-2的兩個實驗中電動機都采用星型接法。接線完畢后需經(jīng)指導(dǎo)教師檢查線路后，方能接通電源。合上空氣開關(guān)，按下啟動按鈕，觀察電動機轉(zhuǎn)動情況。按下停止按鈕，觀察電動機是否停止。先切斷電源（拉下空氣開關(guān)），再拆線，主電路仍保留。2、三相電動機的點動控制按圖1-2接線，步驟

7、和以上相同。接線完畢后需經(jīng)老師檢查后，方能接通電源。按下SB1電動機為啟動，按下SB2電動機停止，按下SB3電動機為點動。分別記錄電動機轉(zhuǎn)動情況。按下SB1電動機運轉(zhuǎn)，此時SB3若按下（注意不要按到底），觀察電動機運轉(zhuǎn)情況。3、實驗結(jié)束，先切斷電源（按下空氣開關(guān)），再拆線，并將實驗器材整理好。五、數(shù)據(jù)處理與分析（無實驗數(shù)據(jù)分析的實驗可無此項目）六、實驗注意事項實驗前的準備實驗前應(yīng)認真閱讀實驗指導(dǎo)書，明確實驗?zāi)康?、要求、?nèi)容、步驟，并復(fù)習(xí)有關(guān)理論知識，在實驗前要能記住有關(guān)線路和實驗步驟。進入實驗室后，不要急于連接線路，應(yīng)先檢查實驗所用的電器、儀表、設(shè)備是否良好，了解各種電器的結(jié)構(gòu)、工作原理、型號

8、規(guī)格，熟悉儀器設(shè)備的技術(shù)性能和使用方法，并合理選用儀表及其量程。發(fā)現(xiàn)實驗設(shè)備有故障時，應(yīng)立即請指導(dǎo)教師檢查處理，以保證實驗順利進行。聯(lián)結(jié)實驗電路接線前合理安排電器、儀表的位置，通常以便于操作和觀測讀數(shù)為原則。各電器之間距離應(yīng)適當(dāng)，以聯(lián)線整齊美觀并便于檢查為準。主令控制電器應(yīng)安裝在便于操作位置，聯(lián)結(jié)導(dǎo)線的截面積應(yīng)按回路電流大小合理選用，其長度要適當(dāng)。每個接點連接線不得多于兩根。聯(lián)結(jié)不允許有松脫或接觸不良情況，以免通電后產(chǎn)生火花或斷路現(xiàn)象。聯(lián)結(jié)導(dǎo)線裸露部分不宜過長，以免相鄰兩相間造成短路，產(chǎn)生不必要的故障。聯(lián)結(jié)電路完成后，應(yīng)全面檢查，認為無誤后，請指導(dǎo)老師檢查后，方可通電實驗。在接線中，要掌握一般

9、的接線規(guī)律，例如先串聯(lián)后并聯(lián)；先主電路后控制電路；先控制接點，后保護接點等。觀察與記錄觀察實驗中的各種現(xiàn)象或記錄實驗數(shù)據(jù)是整個實驗過程中的最主要的步驟，必須認真對待。進行控制電路實驗時，應(yīng)有目的地操作主令電器，觀察電器動作情況，進一步理解電路工作原理。若出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時，應(yīng)立即斷開電源，檢查分析，排除故障后繼續(xù)進行實驗。運用萬用表檢查線路故障時，一般在斷電情況下，采用電阻檔檢測故障點;需要在通電情況下，檢測故障點時，應(yīng)用電壓檔測量（注意電壓性質(zhì)和量程）；此外，還要注意被檢測點有無其他寄生電路或旁路現(xiàn)象以及對測量儀表的阻抗要求，以免造成判斷不準確。實驗結(jié)束工作實驗結(jié)束應(yīng)先斷開電源，認真檢查實驗結(jié)

10、果，確認無遺漏或其他問題后，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查同意后，方可拆除線路，清理實驗設(shè)備、導(dǎo)線、工具并報告指導(dǎo)教師后方可離開實驗室。七、思考題為什么在主回路當(dāng)中沒有采用熱繼電器進行過載保護？在點動控制線路實驗中，當(dāng)SB1按下，電動機處在運轉(zhuǎn)狀態(tài)，此時按下SB3(注意不要按到底）會出現(xiàn)什么狀況？實驗二 電動機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及多點控制實驗一、實驗?zāi)康?、進一步熟悉一些常用的控制電路；2、學(xué)會三相異步電動機正、反轉(zhuǎn)控制線路的接線，加深理解這種基本控制線路的工作原理；3、掌握電動機多點控制電路；二、實驗原理1、在生產(chǎn)加工過程中，往往要求電動機能夠?qū)崿F(xiàn)可逆運行。如機床工作臺的前進與后退，主軸電動機的正傳與反轉(zhuǎn)，電梯的

11、升與降等等，這就要求電動機既能夠正轉(zhuǎn)，又能夠反轉(zhuǎn)。圖1-3所示為三相異步電動機正、反轉(zhuǎn)實驗電路的主回路，圖1-4所示為三相異步電動機正反轉(zhuǎn)實驗電路的控制回路。 圖1-3 主回路 圖1-4 控制回路 2、我們知道只要改變電動機的三相電源進線的任意兩相的相序，電動機即可反轉(zhuǎn)。圖1-4 所示實驗電路中采用了兩個接觸器KM1和KM2，分別承擔(dān)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的任務(wù)。SB1為正轉(zhuǎn)按鈕，SB2為反轉(zhuǎn)按鈕。這兩個按鈕和兩個接觸器采用互鎖關(guān)系的接法，以保證電路的可靠工作。當(dāng)SB1按下,KM1通電吸合并自鎖，同時互鎖住KM2，使電動機正轉(zhuǎn)；當(dāng)SB2按下,KM2通電吸合并自鎖，同時互鎖住KM1，使電動機反轉(zhuǎn)。3、在控制

12、電路中增加了一個停止按鈕SB4 ，一個正轉(zhuǎn)控制按鈕SB5 和一個反轉(zhuǎn)按鈕SB6,主要是提供在不同的工作位置都能進行操作，即多點控制。這是需要根據(jù)實際情況設(shè)置的開關(guān)。4、三相異步電動機采用星型接法。三、主要儀器及耗材1、MEE-1型機床電器試驗臺 一臺2、MEE-1型電動機試驗臺 一臺3、連接導(dǎo)線 若干四、實驗內(nèi)容和步驟1、電動機正轉(zhuǎn)實驗將空氣開關(guān)手柄位置置于“關(guān)”位置。按圖1-3和1-4接線，接線方法應(yīng)按照實驗一所要求的方法去做，虛線部分先不接。 接線完畢后，需經(jīng)檢查后，方能接通電源。 合上空氣開關(guān)，按下正轉(zhuǎn)按鈕，觀察電動機運行情況，并記錄。 按下 SB2，注意不要按到底，然后松開SB2,觀察

13、電動機運行情況。2、電動機反轉(zhuǎn)實驗按下正轉(zhuǎn)按鈕SB1，等電動機運行平穩(wěn)后，按下SB2，一直按到底，觀察電動機運行情況。按下SB1，電動機正轉(zhuǎn)起動。再按下SB3，電動機停止。再按下SB2，電動機反轉(zhuǎn)起動。3、多點控制實驗切斷電源，在SB3前串入一開關(guān)SB4，SB1、SB2的兩端分別并聯(lián)在開關(guān)SB5、SB6兩端。利用新增加的開關(guān)與原先的按鈕組合起來進行多點控制電動機的正、反轉(zhuǎn)。4、實驗結(jié)束，先切斷電源（斷開 QF） ，再拆線，并將實驗器材整理好。五、數(shù)據(jù)處理與分析六、實驗注意事項實驗前的準備實驗前應(yīng)認真閱讀實驗指導(dǎo)書，明確實驗?zāi)康摹⒁?、?nèi)容、步驟，并復(fù)習(xí)有關(guān)理論知識，在實驗前要能記住有關(guān)線路和實

14、驗步驟。進入實驗室后，不要急于連接線路，應(yīng)先檢查實驗所用的電器、儀表、設(shè)備是否良好，了解各種電器的結(jié)構(gòu)、工作原理、型號規(guī)格，熟悉儀器設(shè)備的技術(shù)性能和使用方法，并合理選用儀表及其量程。發(fā)現(xiàn)實驗設(shè)備有故障時，應(yīng)立即請指導(dǎo)教師檢查處理，以保證實驗順利進行。聯(lián)結(jié)實驗電路接線前合理安排電器、儀表的位置，通常以便于操作和觀測讀數(shù)為原則。各電器之間距離應(yīng)適當(dāng)，以聯(lián)線整齊美觀并便于檢查為準。主令控制電器應(yīng)安裝在便于操作位置，聯(lián)結(jié)導(dǎo)線的截面積應(yīng)按回路電流大小合理選用，其長度要適當(dāng)。每個接點連接線不得多于兩根。聯(lián)結(jié)不允許有松脫或接觸不良情況，以免通電后產(chǎn)生火花或斷路現(xiàn)象。聯(lián)結(jié)導(dǎo)線裸露部分不宜過長，以免相鄰兩相間造

15、成短路，產(chǎn)生不必要的故障。聯(lián)結(jié)電路完成后，應(yīng)全面檢查，認為無誤后，請指導(dǎo)老師檢查后，方可通電實驗。在接線中，要掌握一般的接線規(guī)律，例如先串聯(lián)后并聯(lián)；先主電路后控制電路；先控制接點，后保護接點等。觀察與記錄觀察實驗中的各種現(xiàn)象或記錄實驗數(shù)據(jù)是整個實驗過程中的最主要的步驟，必須認真對待。進行控制電路實驗時，應(yīng)有目的地操作主令電器，觀察電器動作情況，進一步理解電路工作原理。若出現(xiàn)不正常現(xiàn)象時，應(yīng)立即斷開電源，檢查分析，排除故障后繼續(xù)進行實驗。運用萬用表檢查線路故障時，一般在斷電情況下，采用電阻檔檢測故障點;需要在通電情況下，檢測故障點時，應(yīng)用電壓檔測量（注意電壓性質(zhì)和量程）；此外，還要注意被檢測點有無其他寄生電路或旁路現(xiàn)象以及對測量儀表的阻抗要求，以免造成判斷不準確。實驗結(jié)束工作實驗結(jié)束應(yīng)先斷開電源，認真檢查實驗結(jié)果，確