機(jī)電傳動與控制實(shí)驗(yàn)要求

1、機(jī)電傳動與控制實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)要求：1. 實(shí)驗(yàn)分為兩大部分，第一大部分需要4個學(xué)時完成，第二大部分需要4個學(xué)時完。2. 每小組4-5人，實(shí)驗(yàn)前需提交一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，主要內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)所需設(shè)備、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)用到程序。3. 實(shí)驗(yàn)完成后，請?jiān)趯?shí)驗(yàn)報(bào)告后面繼續(xù)完成每個實(shí)驗(yàn)的思考題，以及分析在做實(shí)驗(yàn)的過程中遇到那些問題，問題產(chǎn)生的原因和解決方法。4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后一周內(nèi)，請班長將班里同學(xué)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告電子版收齊，統(tǒng)一刻錄成光盤交給指導(dǎo)老師。第一大類：電氣控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 三相異步電機(jī)Y換接起動控制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解時間繼電器的使用方法及在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。2.熟悉異步電動機(jī)Y降壓起動控制

2、的運(yùn)行情況和操作方法。二、原理說明1.按時間原則控制電路的特點(diǎn)是各個動作之間有一定的時間間隔，使用的元件主要是時間繼電器。時間繼電器是一種延時動作的繼電器，它從接受信號（如線圈帶電）到執(zhí)行動作（如觸點(diǎn)動作）具有一定的時間間隔。此時間間隔可按需要預(yù)先整定，以協(xié)調(diào)和控制生產(chǎn)機(jī)械的各種動作。時間繼電器的種類通常有電磁式、電動式、空氣式和電子式等。其基本功能可分為兩類，即通電延時式和斷電延時式，有的還帶有瞬時動作式的觸頭。 2按時間原則控制鼠籠式電動機(jī)Y降壓自動換接起動的控制線路如下圖所示。 從主回路看，當(dāng)接觸器KM1、KM2主觸頭閉合，KM3主觸頭斷開時，電動機(jī)三相定子繞組作Y連接；而當(dāng)接觸器KM1

3、和KM3主觸頭閉合，KM2主觸頭斷開時，電動機(jī)三相定子繞組作連接。因此，所設(shè)計(jì)的控制線路若能先使KM1和KM2得電閉合，后經(jīng)一定時間的延時，使KM2失電斷開，而后使KM3得電閉合，則電動機(jī)就能實(shí)現(xiàn)降壓起動后自動轉(zhuǎn)換到正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)。該線路具有以下特點(diǎn): (1) 接觸器KM3與KM2通過動斷觸頭KM3(5-7)與KM2(5-11)實(shí)現(xiàn)電氣互鎖，保證KM3與KM2不會同時得電，以防止三相電源的短路事故發(fā)生。 (2) 依靠時間繼電器KT延時動合觸頭(11-13)的延時閉合作用，保證在按下SB1后，使KM2先得電，并依靠KT(7-9)先斷，KT(11-13)后合的動作次序，保證KM2先斷，而后再自動接通

4、KM3，也避免了換接時電源可能發(fā)生的短路事故。 (3) 本線路正常運(yùn)行（接）時，接觸器KM2及時間繼電器KT均處斷電狀態(tài)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號名 稱數(shù)量1三相交流電源 12三相鼠籠式異步電動機(jī)（DJ24）13交流接觸器 24時間繼電器 15按鈕 16熱繼電器 17萬用電表 18切換開關(guān)1四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.手動控制Y降壓起動控制線路。按右圖線路接線。（1）開關(guān)Q2合向上方、使電動機(jī)為接法。(2) 按控制屏啟動按鈕，接通三相交流電源，觀察電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。(3) 按控制屏停止按鈕，切斷三相交流電源，待電動機(jī)停穩(wěn)后，開關(guān)Q2合向下方，使電動機(jī)為Y接法。 (4）按控制屏啟動按鈕，接通三相交流電源，觀察電動機(jī)在Y

5、接法直接起動時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。(5) 按控制屏停止按鈕，切斷三相交流電源，(6) 待電動機(jī)停穩(wěn)后，操作開關(guān)Q2，使電動機(jī)作Y降壓啟動。 a. 先將Q2合向下方，使電動機(jī)Y接，按控制屏啟動按鈕，使電動機(jī)轉(zhuǎn)動。 b. 待電動機(jī)接近正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，將Q2合向上方運(yùn)行位置，使電動機(jī)正常運(yùn)行。 實(shí)驗(yàn)完畢后，按控制屏停止按鈕，切斷實(shí)驗(yàn)線路電源。 2. 接觸器控制Y-降壓起動線路 按圖線路接線，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，方可進(jìn)行通電操作。(1) 按控制屏啟動按鈕，接通三相交流電源。 (2) 按下按鈕SB2，電動機(jī)作Y接法起動，注意觀察起動時，電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 (3)待電機(jī)轉(zhuǎn)速接近正常轉(zhuǎn)速時，按下按鈕SB2，使電動機(jī)為接法正

6、常運(yùn)行。 (4) 按停止按鈕SB3，電動機(jī)斷電停止運(yùn)行。(5) 實(shí)驗(yàn)完畢，按控制屏停止按鈕，切斷實(shí)驗(yàn)線路電源。3. 時間繼電器控制Y自動降壓起動線路 (1) 按圖線路進(jìn)行接線，先接主回路后接控制回路。要求按圖示的節(jié)點(diǎn)編號從左到右、從上到下，逐行連接。 (2) 在不通電的情況下，用萬用電表檔檢查線路連接是否正確，特別注意KM2與KM3兩個互鎖觸頭是否正確接入。經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，方可通電。 (3) 開啟控制屏電源總開關(guān)，按控制屏啟動按鈕，接通三相交流電源。 (4) 按起動按鈕SB1，觀察電動機(jī)的整個起動過程及各繼電器的動作情況，記錄Y換接所需時間。 (5) 按停止按鈕SB2，觀察電機(jī)及各繼電器的動

7、作情況。 (6) 調(diào)整時間繼電器的整定時間，觀察接觸器KM2、KM3的動作時間是否相應(yīng)地改變。 (7) 實(shí)驗(yàn)完畢，按控制屏停止按鈕，切斷實(shí)驗(yàn)線路電源。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1. 注意安全，嚴(yán)禁帶電操作。 2. 只有在斷電的情況下，方可用萬用電表檔來檢查線路的接線正確與否。六、思考題 1. 采用Y降壓起動對鼠籠電動機(jī)有何要求。 2. 如果要用一只斷電延時式時間繼電器來設(shè)計(jì)異步電動機(jī)的Y降壓起動控制線路，試問三個接觸器的動作次序應(yīng)作如何改動，控制回路又應(yīng)如何設(shè)計(jì)？ 3. 控制回路中的一對互鎖觸頭有何作用？若取消這對觸頭對Y降壓換接起動有何影響，可能會出現(xiàn)什么后果？4. 降壓起動的自動控制線路與手動控制

8、線路相比較，有哪些優(yōu)點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)二 三相異步電機(jī)帶延時正反轉(zhuǎn)控制在繼電接觸控制實(shí)驗(yàn)掛箱中完成本實(shí)驗(yàn)。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 通過對三相鼠籠式異步電動機(jī)延時正反轉(zhuǎn)控制線路的安裝接線， 掌握由電氣原理圖接成實(shí)際操作電路的方法。 2. 加深對電氣控制系統(tǒng)各種保護(hù)、自鎖、互鎖等環(huán)節(jié)的理解。 3. 學(xué)會分析、排除繼電-接觸控制線路故障的方法。二、原理說明 在鼠籠電機(jī)延時正反轉(zhuǎn)控制線路中，通過相序的更換來改變電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。具有如下特點(diǎn)：1. 電氣互鎖 為了避免接觸器KM1（正轉(zhuǎn)）、KM2（反轉(zhuǎn)）同時得電吸合造成三相電源短路，在KM1（KM2）線圈支路中串接有KM1（KM2）動斷觸頭，它們保證了線路工作時KM1

9、、KM2不會同時得電（如圖6-24-1），以達(dá)到電氣互鎖目的。2. 電氣和機(jī)械雙重互鎖除電氣互鎖外，可再采用復(fù)合按鈕SB1與SB2組成的機(jī)械互鎖環(huán)節(jié)（如圖6-24-2），以求線路工作更加可靠。3. 線路具有短路、過載、失、欠壓保護(hù)等功能。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號名 稱數(shù)量1三相交流電源12三相鼠籠式異步電動機(jī)（DJ24）13交流接觸器34按 鈕25熱繼電器17時間繼電器18萬用電表1 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 認(rèn)識各電器的結(jié)構(gòu)、圖形符號、接線方法；抄錄電動機(jī)及各電器銘牌數(shù)據(jù)；并用萬用電表檔檢查各電器線圈、觸頭是否完好。按下圖接線，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，方可進(jìn)行通電操作。實(shí)驗(yàn)步驟： (1) 開啟控制屏電源總開關(guān)。 (2

10、) 按正向起動按鈕SB2，觀察并記錄電動機(jī)的轉(zhuǎn)向和接觸器的運(yùn)行情況。 (3) 按停止按鈕SB3，觀察并記錄電動機(jī)的轉(zhuǎn)向和接觸器的運(yùn)行情況。 (4) 調(diào)整時間繼電器的整定時間，觀察接觸器KM1、KM2的動作時間是否相應(yīng)地改變。(5) 再按SB2，觀察并記錄電動機(jī)的轉(zhuǎn)向和接觸器的運(yùn)行情況。 (6) 實(shí)驗(yàn)完畢，按控制屏停止按鈕，切斷三相交流電源。 實(shí)驗(yàn)三 基于PLC的三相異步電機(jī)Y/換接起動控制在繼電接觸控制實(shí)驗(yàn)掛箱中完成本實(shí)驗(yàn)。由于電機(jī)正反轉(zhuǎn)換接時，有可能因?yàn)殡妱訖C(jī)容量較大或操作不當(dāng)?shù)仍?，使接觸器主觸頭產(chǎn)生較為嚴(yán)重的起弧現(xiàn)象，如果電弧還未完全熄滅時，反轉(zhuǎn)的接觸器就閉合，則會造成電源相間短路。用P

11、LC來控制電機(jī)則可避免這一問題。一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握電機(jī)星/三角換接啟動主回路的接線。2.學(xué)會用可編程控制器實(shí)現(xiàn)電機(jī)星/三角換接降壓啟動過程的編程方法。二、 控制要求觸動啟動按鈕SB2后，電機(jī)先作星形連接啟動，經(jīng)延時6秒后自動換接到三角形連接運(yùn)轉(zhuǎn)；觸動停止按鈕SB3后電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。三、 基于PLC的三相異步電動機(jī)星/三角換接啟動控制實(shí)驗(yàn)接線圖PLC接線圖 電機(jī)接線圖四、動作過程分析啟動：按啟動按鈕SB2，X000的動合觸點(diǎn)閉合，M100線圈得電，M100的動合觸點(diǎn)閉合，Y001線圈得電，即接觸器KM1的線圈得電，1秒后Y003線圈得電，即接觸器KM3的線圈得電，電動機(jī)作星形連接啟動；同時定時

12、器線圈T0得電，當(dāng)啟動時間累計(jì)達(dá)6秒時，T0的動斷觸點(diǎn)斷開，Y003失電，接觸器KM3斷電，觸頭釋放，與此同時T0的動合觸點(diǎn)閉合，T1得電，經(jīng)0.5秒后，T1動合觸點(diǎn)閉合，Y002線圈得電，電動機(jī)接成三角形，啟動完畢。定時器T1的作用使KM3斷開0.5秒后KM2才得電，避免電源短路。停車：按停止按鈕SB3，X001的動斷觸點(diǎn)斷開，M100、T0失電；M100、T0的動合觸點(diǎn)斷開，Y001、Y003失電。KM1、KM3斷電，電動機(jī)作自由停車運(yùn)行。過載保護(hù)：當(dāng)電動機(jī)過載時，熱過載保護(hù)繼電器FR的動斷觸點(diǎn)斷開，電動機(jī)也停車。注意：接通電源之前，將三相電源模塊的開關(guān)置于“關(guān)”位置，請?jiān)谶B好實(shí)驗(yàn)接線后，

13、才將這一開關(guān)接通，請千萬注意人身安全。第二類：變頻調(diào)速控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作實(shí)驗(yàn)在MF51變頻器實(shí)驗(yàn)掛箱中完成此實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獠⒄莆兆冾l器面板控制方式與參數(shù)的設(shè)置二、變頻器面板圖三、基本功能參數(shù)一覽表參數(shù)名稱表示設(shè)定范圍單位出廠設(shè)定值 0轉(zhuǎn)矩提升P 0015%0.1%6% 5% 4% 1上限頻率P 10120Hz0.1Hz50 Hz 2下限頻率P 20120Hz0.1Hz0 Hz 3基波頻率P 30120Hz0.1Hz50 Hz 43速設(shè)定（高速）P 40120Hz0.1Hz50 Hz 53速設(shè)定（中速）P 50120Hz0.1Hz30 Hz 63速設(shè)定（低速）P

14、60120Hz0.1Hz10 Hz 7加速時間P 70999s0.1s5s 8減速時間P 80999s0.1 s5s 9電子過電流保護(hù)P 9050A0.1A額定輸出電流 30擴(kuò)展功能顯示選擇P 300 , 110 79操作模式選擇P 7904，7，810注意：只有當(dāng)Pr.30“擴(kuò)展功能顯示選擇”的設(shè)定值設(shè)定為“1”時，變頻器的擴(kuò)展功能參數(shù)才有效。Pr.79-操作模式選擇：變頻器的操作模式可以用外部信號操作，也可以用PU(旋鈕、RUN 鍵)操作。任何一種操作模式都可固定或組合使用。設(shè)定值內(nèi)容0用PU/EXT鍵可切換PU(設(shè)定用旋鈕、RUN 鍵）操作或外部操作。1只能執(zhí)行PU（設(shè)定用旋鈕、RUN

15、鍵）操作。2只能執(zhí)行外部操作3運(yùn)行頻率啟動信號·用設(shè)定用旋鈕設(shè)定·多段速選擇·420mA（僅當(dāng)AU信號ON時有效）外部端子 (STF、STR)4外部端子信號（多段速、DC05V等）RUN 鍵7PU操作互鎖（根據(jù)MRS信號的ON/OFF來決定是否可移往PU操作模式）8操作模式外部信號切換（運(yùn)行中不可）根據(jù)X16信號的ON/OFF移往操作模式選擇Pr.53-頻率設(shè)定操作選擇變頻器的-頻率設(shè)定可以用旋鈕設(shè)定或調(diào)節(jié)。顯示名稱概要出廠時設(shè)定P53頻率設(shè)定操作選擇可以用設(shè)定用旋鈕象調(diào)節(jié)音量一樣運(yùn)行。0:設(shè)定用旋鈕頻率設(shè)定模式1:設(shè)定用旋鈕音量調(diào)節(jié)模式0五、實(shí)驗(yàn)過程1設(shè)定頻率運(yùn)

16、行（例：在50Hz狀態(tài)下運(yùn)行）。操作步驟如下：（1）接通電源，顯示監(jiān)示顯示畫面。（2）按 鍵設(shè)定PU操作模式。（3）旋轉(zhuǎn)設(shè)定用旋鈕，直至監(jiān)示用3位LED顯示框顯示出希望設(shè)定的頻率。約5秒閃滅。（4）在數(shù)值閃滅期間按 鍵設(shè)定頻率數(shù)。此時若不按 鍵，閃爍5秒后，顯示回到0.0。還需重復(fù)“操作3”，重新設(shè)定頻率。（5）約閃爍3秒后，顯示回到0.0狀態(tài)，按 鍵運(yùn)行。（6）變更設(shè)定時，請進(jìn)行上述的3、4的操作。（從上次的設(shè)定頻率開始）（7）按 鍵，停止運(yùn)行。2參數(shù)設(shè)定（例：把Pr.7的設(shè)定值從“5秒”改為“10秒”）。操作步驟如下：（1）接通電源，顯示監(jiān)示顯示畫面。（2）按 鍵選中PU操作模式，此時PU

17、指示燈亮。（3）按 鍵進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置模式。（4）撥動設(shè)定用按鈕，選擇參數(shù)號碼，直至監(jiān)示用三位LED顯示P 7。（5）按 鍵讀出現(xiàn)在設(shè)定的值。（出廠時默認(rèn)設(shè)定值為5）（6）撥動設(shè)定用按鈕，把當(dāng)前值增加到10。（7）按 鍵完成設(shè)定值。六、思考題（1）設(shè)定頻率時，有時會出現(xiàn)不能在設(shè)定的頻率下運(yùn)行，為什么？找出問題并加以解決。（2）能不能在運(yùn)行中寫入各個參數(shù)？操作并記錄結(jié)果。實(shí)驗(yàn)二 三相異步電機(jī)的變頻開環(huán)調(diào)速在MF51變頻器實(shí)驗(yàn)掛箱中完成此實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.進(jìn)一步了解掌握變頻器各參數(shù)的功能與設(shè)置方法2.了解掌握三相異步電機(jī)的變頻開環(huán)調(diào)速的方法二、控制要求 使電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著變頻器旋鈕的旋轉(zhuǎn)而時時改變?nèi)?/p>

18、三相異步電機(jī)的變頻開環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)面板四、接線圖五、實(shí)驗(yàn)步驟一）按接線圖正確將線連好后，合上電源，準(zhǔn)備設(shè)置變頻器各參數(shù)。1. 按 鍵設(shè)定PU操作模式2. 按 鍵進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置模式。3. 撥動設(shè)定用按鈕，選擇參數(shù)號碼，直至監(jiān)示用三位LED顯示“P 30”。4. 按 鍵讀出現(xiàn)在設(shè)定的值。（出廠時默認(rèn)設(shè)定值為0）5. 撥動設(shè)定用按鈕，把當(dāng)前值增加到1。6. 按 鍵完成設(shè)定值。7. 重復(fù)步驟（4）、（5）、（6）、（7），把Pr.53設(shè)置為“1”。把Pr.79設(shè)置為“1”。8. 連續(xù)按兩次 按鈕，退出參數(shù)設(shè)置模式。9. 按 按鈕啟動電機(jī)，旋轉(zhuǎn)設(shè)定用按鈕對電機(jī)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)觀察。二）接上轉(zhuǎn)速傳感器電源，連接電機(jī)

19、與光電編碼器以測量轉(zhuǎn)速。三）連接磁粉制動器及控制器相關(guān)連線以加制動載荷。四）數(shù)據(jù)記錄確定磁粉制動器的磁粉制動力為0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5，分別調(diào)節(jié)變頻器為不同的轉(zhuǎn)速，記錄轉(zhuǎn)速，頻率，畫出轉(zhuǎn)速及制動力曲線。六、思考題1.若要使頻率上升最高為60Hz，參數(shù)如何設(shè)置？2.若要使頻率從0Hz上升最高為60Hz所用時間為15秒，參數(shù)如何設(shè)置？3.分析制動力曲線的變化趨勢及原因。實(shí)驗(yàn)三 基于PLC通信方式的變頻器開環(huán)調(diào)速在MF51變頻器實(shí)驗(yàn)掛箱與繼電接觸控制實(shí)驗(yàn)掛箱中完成此實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉變頻器與PLC之間的通訊方式和接線方法。2.掌握用PLC控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法。二、控制要求

20、本實(shí)驗(yàn)中的SB1為啟動/停止開關(guān)，SB2、SB3分別為加、減頻率按鈕。觸動一次SB1，使系統(tǒng)處于啟動狀態(tài)，再觸動SB2、SB3對頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨之而改變。再次觸動SB1，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。三、系統(tǒng)接線圖四、實(shí)驗(yàn)步驟（1）正確按接線圖接好線后，接通PLC電源和變頻器電源。（2）按下表設(shè)置變頻器參數(shù)。Pr.30Pr.79n1n2n3n4n5n6n7n8n9n10n1110148100-001 0在改其他的參數(shù)時，要首先把n10改成0，然后掉電，再開電把變頻器打開，再按PU鍵使變頻器PU指示燈亮，然后改其他的參數(shù)，然后掉電。把參數(shù)保存入變頻器，然后上電，再改n10參數(shù)，然后在上電保存參數(shù)。（注

21、意：不要改變頻器的其它參數(shù)，容易出錯。更不要隨意改變頻率上限值，以免引發(fā)事故。）(3) 程序?qū)懭?。打開GX軟件，調(diào)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)參考程序，選擇“在線”菜單下的“PLC寫入”選項(xiàng)，進(jìn)行程序的下載(由PC機(jī)進(jìn)入PLC主機(jī))。注意：寫入程序的對話框中三項(xiàng)只需選中“程序MAIN”即可，寫入完畢后PLC主機(jī)要斷電一次，以確保參數(shù)的寫入。下載完畢后將主機(jī)切換到“RUN”位置。（4）觸動SB1、SB2、SB3，觀察對電機(jī)轉(zhuǎn)速的影響。（注意：當(dāng)將PLC主機(jī)由“STOP”切換到“RUN”狀態(tài)時，觸動SB1，此時電機(jī)的初始轉(zhuǎn)速默認(rèn)為零，只有觸動SB2按鈕對頻率進(jìn)行加值，電機(jī)方才轉(zhuǎn)動。）實(shí)驗(yàn)四 基于PLC通信方式的變頻器閉環(huán)定位控制在MF51變頻器實(shí)驗(yàn)掛箱中完成此實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獠⒄莆誔LC高速計(jì)數(shù)定位的方法二、控制要求電機(jī)上同軸連旋轉(zhuǎn)編碼器，變頻器控制電機(jī)。變頻器按照設(shè)定值工作，帶動電機(jī)運(yùn)行，同時電機(jī)帶動編碼盤旋轉(zhuǎn)，電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，從編碼盤脈沖端輸出500個脈沖信號到PLC的高速計(jì)數(shù)端X0，這樣就可以根據(jù)計(jì)數(shù)器所計(jì)脈沖數(shù)計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到設(shè)定閥值后執(zhí)行減速程序段，控制電機(jī)減速至停止，完