電氣控制實驗

1、實驗一三相鼠籠式異步電動機點動和自鎖控制一、實驗?zāi)康?. 通過對三相鼠籠式異步電動機點動控制和自鎖控制線路的實際安裝接線，掌握由電氣原理圖變 換成安裝接線圖的知識。2. 通過實驗進(jìn)一步加深理解點動控制和自鎖控制的特點二、原理說明1. 繼電一接觸控制在各類生產(chǎn)機械中獲得廣泛地應(yīng)用，凡是需要進(jìn)行前后、上下、左右、進(jìn)退等 運動的生產(chǎn)機械，均采用傳統(tǒng)的典型的正、反轉(zhuǎn)繼電一接觸控制。交流電動機繼電一接觸控制電路的主要設(shè)備是交流接觸器，其主要構(gòu)造為：(1) 電磁系統(tǒng)一鐵心、吸引線圈和短路環(huán)。(2) 觸頭系統(tǒng)一主觸頭和輔助觸頭，還可按吸引線圈得電前后觸頭的動作狀態(tài)，分動合(常開)、 動斷(常閉)兩類。(3)

2、 消弧系統(tǒng)一在切斷大電流的觸頭上裝有滅弧罩，以迅速切斷電弧。(4) 接線端子，反作用彈簧等。2. 在控制回路中常采用接觸器的輔助觸頭來實現(xiàn)自鎖和互鎖控制。要求接觸器線圈得電后能自動 保持動作后的狀態(tài)，這就是自鎖，通常用接觸器自身的動合觸頭與起動按鈕相并聯(lián)來實現(xiàn)，以達(dá)到電 動機的長期運行，這一動合觸頭稱為“自鎖觸頭”。使兩個電器不能同時得電動作的控制，稱為互鎖 控制，如為了避免正、反轉(zhuǎn)兩個接觸器同時得電而造成三相電源短路事故，必須增設(shè)互鎖控制環(huán)節(jié)。 為操作的方便，也為防止因接觸器主觸頭長期大電流的燒蝕而偶發(fā)觸頭粘連后造成的三相電源短路事 故，通常在具有正、反轉(zhuǎn)控制的線路中采用既有接觸器的動斷輔助

3、觸頭的電氣互鎖，又有復(fù)合按鈕機 械互鎖的雙重互鎖的控制環(huán)節(jié)。3. 控制按鈕通常用以短時通、斷小電流的控制回路，以實現(xiàn)近、遠(yuǎn)距離控制電動機等執(zhí)行部件的起、停或正、反轉(zhuǎn)控制。按鈕是專供人工操作使用。對于復(fù)合按鈕，其觸點的動作規(guī)律是：當(dāng)按下時，其動斷觸頭先斷，動合觸頭后合；當(dāng)松手時，則動合觸頭先斷，動斷觸頭后合。4. 在電動機運行過程中，應(yīng)對可能岀現(xiàn)的故障進(jìn)行保護(hù)。采用熔斷器作短路保護(hù)，當(dāng)電動機或電器發(fā)生短路時，及時熔斷熔體，達(dá)到保護(hù)線路、保護(hù)電源 的目的。熔體熔斷時間與流過的電流關(guān)系稱為熔斷器的保護(hù)特性，這是選擇熔體的主要依據(jù)。采用熱繼電器實現(xiàn)過載保護(hù)，使電動機免受長期過載之危害。其主要的技術(shù)指標(biāo)

4、是整定電流值， 即電流超過此值的20%時，其動斷觸頭應(yīng)能在一定時間內(nèi)斷開，切斷控制回路，動作后只能由人工進(jìn) 行復(fù)位。5. 在電氣控制線路中，最常見的故障發(fā)生在接觸器上。接觸器線圈的電壓等級通常有220V和380V等，使用時必須認(rèn)請，切勿疏忽，否則，電壓過高易燒壞線圈，電壓過低，吸力不夠，不易吸合或吸合頻繁，這不但會產(chǎn)生很大的噪聲，也因磁路氣隙增大，致使電流過大，也易燒壞線圈。此外， 在接觸器鐵心的部分端面嵌裝有短路銅環(huán)，其作用是為了使鐵心吸合牢靠，消除顫動與噪聲，若發(fā)現(xiàn) 短路環(huán)脫落或斷裂現(xiàn)象，接觸器將會產(chǎn)生很大的振動與噪聲。三、實驗設(shè)備序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1三相交流電源220V2三相鼠籠

5、式異步電動機DJ2613交流接觸器1HE-514按鈕2HE-515熱繼電器D9305d1HE-516交流電壓表0 450V7萬用電表1自備四、實驗內(nèi)容認(rèn)識各電器的結(jié)構(gòu)、圖形符號、接線方法；抄錄電動機及各電器銘牌數(shù)據(jù)；并用萬用電表Q檔檢 查各電器線圈、觸頭是否完好。鼠籠機接成接法；實驗線路電源端接三相自耦調(diào)壓器輸岀端U、V W供電線電壓為220V1、點動控制按圖33-1點動控制線路進(jìn)行安裝接線，接線時，先接主電路，即從220V三相交流電源的輸岀端 U、V Wf始，經(jīng)接觸器KM勺主觸頭，熱繼電器 FR的熱元件到電動機 M勺三個線端A、B、C,用導(dǎo)線按順序 串聯(lián)起來。主電路連接完整無誤后，再連接控制

6、電路，即從220V三相交流電源某輸岀端 (如V)開始，經(jīng)過常開按鈕SB1、接觸器KM勺線圈、熱繼電器 FR的常閉觸頭到三相交流電源另一輸岀端(如W)。顯然這是對接觸器K儼圈供電的電路。接好線路，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，方可進(jìn)行通電操作。(1)(2)況。220V。開啟控制屏電源總開關(guān)，按啟動按鈕，調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出，使輸出線電壓為實驗完畢，按控制屏停止按鈕，切斷實驗線路三相交流電源。圖 33-1圖 33-2自鎖控制電路按圖33-2所示自鎖線路進(jìn)行接線，它與圖同時在SB1上并聯(lián)1只接觸器KM勺常開觸頭，接好線路經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，方可進(jìn)行通電操作?？?FU | 按控制屏啟動按鈕，接通 220V三相交流電源。-

7、按起動按鈕SB1，松手后觀察電動機 M!否繼續(xù) 按停止按鈕SB2,松手后觀察電動機 M是否停止運車轉(zhuǎn)。按控制屏停止按鈕，切斷實驗線路三相電源，拆除控制回路(1)-220V33-1的不同點在于控制電路中多串聯(lián)一只常閉按鈕SB2,它起自鎖作用-%叭Q1運轉(zhuǎn)SB1中自鎖觸頭 ,、 '一作用。 實驗完畢，將自耦調(diào)壓器調(diào)回零位，按控制屏停止按鈕，切斷實驗線路的三相交流電源。五、實驗注意事項源，啟動電動機，觀察電動機及接觸器的運轉(zhuǎn)情況。從而驗證自馬觸1.接線時合理安排掛箱位置，接線要求牢靠、整齊、G2.操作時要膽大、心細(xì)、謹(jǐn)慎，不許用手觸及各電觸電及意外損傷。£Km I再接通三相電部位。

8、匚FR。件的導(dǎo)電部分及電動機的轉(zhuǎn)動部分，以免3.通電觀察繼電器動作情況時，要注意安全，防止碰按起動按鈕SB1，對電動機M進(jìn)行點動操作，比較按下SB1與松開SB1電動機和接觸器的運行情六、預(yù)習(xí)思考題1 、試比較點動控制線路與自鎖控制線路從結(jié)構(gòu)上看主要區(qū)別是什么？從功能上看主要區(qū)別是什么？2 、自鎖控制線路在長期工作后可能岀現(xiàn)失去自鎖作用。試分析產(chǎn)生的原因是什么？3 、交流接觸器線圈的額定電壓為220V，若誤接到380V電源上會產(chǎn)生什么后果？反之，若接觸器線圈電壓為380V,而電源線電壓為 220V,其結(jié)果又如何？4 、在主回路中，熔斷器和熱繼電器熱元件可否少用一只或兩只？熔斷器和熱繼電器兩者可否

9、只采用其中一種就可起到短路和過載保護(hù)作用？為什么？實驗二 三相鼠籠式異步電動機正反轉(zhuǎn)控制一、實驗?zāi)康? 、通過對三相鼠籠式異步電動機正反轉(zhuǎn)控制線路的安裝接線，掌握由電氣原理圖接成實際操作電路的方法。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、原理說明在鼠籠機正反轉(zhuǎn)控制線路中，通過相序的更換來改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向。本實驗給岀兩種不同的 正、反轉(zhuǎn)控制線路如圖 34-1及34-2，具有如下特點：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

10、動斷觸頭，它們保證了線路工作時 KM1 KM2不會同時得電（如圖 34-1 ），以達(dá)到 電氣互鎖目的。2、電氣和機械雙重互鎖除電氣互鎖外，可再采用復(fù)合按鈕SB1與SB2組成的機械互鎖環(huán)節(jié)（如圖 34-2 ），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、實驗設(shè)備序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1三相交流電源220V2三相鼠籠式異步電動機DJ2613交流接觸器JZC4-402HE-514按鈕3HE-515熱繼電器D9305d1HE-516交流電壓表0 450V17萬用電表1自備四、實驗內(nèi)容認(rèn)識各電器的結(jié)構(gòu)、圖形符號、接線方法；抄錄電動機及各電器銘牌數(shù)據(jù)；并用萬用電表Q檔檢 查各

11、電器線圈、觸頭是否完好。鼠籠機接成接法；實驗線路電源端接三相自耦調(diào)壓器輸岀端U、V、W供電線電壓為220V圖 34-11 、接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路按圖 34-1 接線，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，方可進(jìn)行通電操作。(1) 開啟控制屏電源總開關(guān)，按啟動按鈕，調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出，使輸出線電壓為220V。(2) 按正向起動按鈕 SB1,觀察并記錄電動機的轉(zhuǎn)向和接觸器的運行情況。(3) 按反向起動按鈕 SB2觀察并記錄電動機和接觸器的運行情況。(4) 按停止按鈕SB3,觀察并記錄電動機的轉(zhuǎn)向和接觸器的運行情況。(5) 再按 SB2 觀察并記錄電動機的轉(zhuǎn)向和接觸器的運行情況。(6) 實驗完畢 按控制屏停止按鈕 切

12、斷三相交流電源。2 、接觸器和按鈕雙重聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路按圖 34-2 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 220V 三相交流電源。(2) 按正向起動按鈕 SB1 電動機正向起動 觀察電動機的轉(zhuǎn)向及接觸器的動作情況。按停止按鈕 SB3 使電動機停轉(zhuǎn)。圖 34 2(3) 按反向起動按鈕 SB2 電動機反向起動 觀察電動機的轉(zhuǎn)向及接觸器的動作情況。按停止按鈕 SB3 使電動機停轉(zhuǎn)。(4) 按正向 (或反向 )起動按鈕 電動機起動后 再去按反向 (或正向 )起動按鈕 觀察有何情況發(fā) 生？(5) 電動機停穩(wěn)后 同時按正、反向兩只起動按鈕 觀察有何情況發(fā)生？(6)

13、 失壓與欠壓保護(hù)a、 按起動按鈕 SB1(或SB2)電動機起動后，按控制屏停止按鈕，斷開實驗線路三相電源，模擬電 動機失壓 (或零壓 )狀態(tài) 觀察電動機與接觸器的動作情況 隨后 再按控制屏上啟動按鈕 接通三相電 源，但不按SB1(或SB2)，觀察電動機能否自行起動？b、重新起動電動機后，逐漸減小三相自耦調(diào)壓器的輸岀電壓，直至接觸器釋放，觀察電動機是否 自行停轉(zhuǎn)。(7) 過載保護(hù) 打開熱繼電器的后蓋，當(dāng)電動機起動后，人為地?fù)軇与p金屬片模擬電動機過載情況，觀察電機、 電器動作情況。注意：此項內(nèi)容，較難操作且危險，有條件可由指導(dǎo)教師作示范操作。實驗完畢，將自耦調(diào)壓器調(diào)回零位，按控制屏停止按鈕，切斷實

14、驗線路電源。四、故障分析1、 接通電源后，按起動按鈕(SB1或SB2)，接觸器吸合，但電動機不轉(zhuǎn)，且發(fā)岀“嗡嗡”聲響或 電動機能起動，但轉(zhuǎn)速很慢。這種故障來自主回路，大多是一相斷線或電源缺相。2、 接通電源后，按起動按鈕(SB1 或 SB2), 若接觸器通斷頻繁，且發(fā)岀連續(xù)的劈啪聲或吸合不牢， 發(fā)岀顫動聲，此類故障原因可能是：(1) 線路接錯，將接觸器線圈與自身的動斷觸頭串在一條回路上了。(2) 自鎖觸頭接觸不良，時通時斷。(3) 接觸器鐵心上的短路環(huán)脫落或斷裂。(4) 電源電壓過低或與接觸器線圈電壓等級不匹配。五、預(yù)習(xí)思考題1. 在電動機正、反轉(zhuǎn)控制線路中，為什么必須保證兩個接觸器不能同時工

15、作？采用哪些措施可解 決此問題，這些方法有何利弊，最佳方案是什么？2 、在控制線路中，短路、過載、失、欠壓保護(hù)等功能是如何實現(xiàn)的？在實際運行過程中，這幾種保護(hù)有何意義？實驗三三相鼠籠式異步電動機丫 降壓起動控制一、實驗?zāi)康?. 進(jìn)一步提高按圖接線的能力。2. 了解時間繼電器的結(jié)構(gòu)、使用方法、延時時間的調(diào)整及在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。3. 熟悉異步電動機丫-降壓起動控制的運行情況和操作方法。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(如觸點動作)具 有一定的時間間隔。此時

16、間間隔可按需要預(yù)先整定，以協(xié)調(diào)和控制生產(chǎn)機械的各種動作。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。時間繼電器的延時時間通常可在80s范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。2 、按時間原則控制鼠龍式電動機丫-降壓自動換接起動的控制線路如圖35-1所示。圖 35-1從主回路看，當(dāng)接觸器 KM1 KM2主觸頭閉合，KM3主觸頭斷開時，電動機三相定子繞組作丫連接；而當(dāng)接觸器KM1 和 KM3主觸頭閉合，KM2主觸頭斷開時，電動機三相定子繞組作連接。因此，所設(shè)計 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

17、失電斷開，而后使 KM3得電閉合，則電動機就能實現(xiàn)降壓起動后自動轉(zhuǎn)換到正常工作運轉(zhuǎn)。圖35-1的控制線路能滿足上述要求。該線路具有以下特點：(1) 接觸器KM3與KM2通過動斷觸頭 KM3(5-7)與KM2(5-11)實現(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 KM3也避免了 換接時電源可能發(fā)生的短路事故。(3) 本線路正常運行(接)時，接觸器KM2及時間

18、繼電器 KT均處斷電狀態(tài)。(4) 由于實驗裝置提供的三相鼠籠式電動機每相繞組額定電壓為220V，而丫/ 換接起動的使用條件是正常運行時電機必須作接，故實驗時，應(yīng)將自耦調(diào)壓器輸岀端(U、V、W)電壓調(diào)至220V。三、實驗設(shè)備序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1三相交流電源220V12三相鼠籠式異步電動機DJ2613交流接觸器JZC4-402HE-514時間繼電器ST3PA-B1HE-525按鈕1HE-516熱繼電器D9305d1HE-517萬用電表1自備四、實驗內(nèi)容1. 時間繼電器控制 Y自動降壓起動線路實驗前應(yīng)了解空氣阻尼式時間繼電器的結(jié)構(gòu)，并結(jié)合HE-52實驗箱，認(rèn)清其電磁線圈和延時動合、動斷觸頭的

19、接線端子。用手推動時間繼電器銜鐵模擬繼電器通電吸合動作，用萬用電表Q檔測量觸頭 的通與斷，以此來大致判定觸頭延時動作的時間。通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣孔螺釘，即可整定所需的延時時間。實驗線路電源端接自耦調(diào)壓器輸岀端(U、V、W),供電線電壓為220V。(1) 按圖35-1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Q檔檢查線路連接是否正確，特別注意KM2與KM3兩個互鎖觸頭KM3(5-7)與KM2(5-11)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220V三相交流電源。(4) 按起動按鈕SB1,觀察電動