电气控制技术实验指导书.docx
《电气控制技术实验指导书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气控制技术实验指导书.docx（59页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
电气控制技术实验指导书
电气控制技术实验指导书
《电气控制技术实验》课程
实验指导书
前言
《电气控制技术实验》课程的教学进程中对学生进行感性认识和基本技能训练的实践性教学环节，目的在于通过实验教学，使学生能将感性认识与课堂上学到的理论知识有机地结合起来，进一步巩固和加深对理论知识的理解，增强动手能力，在实验过程中强调实用性和针对性、培养实事求是的工作作风、训练综合运用知识的本领、提高解决实际问题的能力。
在实验的过程中，对学生进行职业素质训导，树立学生的安全与质量意识，进一步培养学生的敬业、务实、奉献、协作和创新精神。
实训措施：
通过统一着装、考勤，安全教育和分配任务等形式，仿真职业环境，使学生不断感受现代企业对员工的基本要求，培养敬业精神；通过高强度的电气控制技术技能训练，培养学生吃苦耐劳，不畏困难的奉献精神；通过在电气线路连接和调试中严格执行工艺纪律，培养学生的安全与质量意识和严谨细致的务实精神；通过实训项目的分工与合作，培养学生的团结协作精神；通过综合性、设计型的实训项目，培养学生刻苦钻研，勇攀科学高峰的创新精神。
同时通过实训进一步对常用电器的结构、原理、型号、规格加深理解；熟练地掌握一般的继电接触器控制线路的基本环节；熟悉典型电气控制系统的组成。
为从事电气控制系统的安装、运行、调试、维修与管理打下良好的基础。
实验对电气工程及自动化专业的老师和学生都是非常重要的教育环节，是学生成才的关键，老师和学生都必须充分重视并保证质量的完成。
实训要求：
1、配合课堂教学内容，验证、巩固、加深理解所学知识。
2、进行实训技能的基本训练，会正确运用低压电器，能对照线路图进行实际接线，正确完成各项控制功能。
3、对实验与实训中所需的仪器设备及元器件型号、规格、数量进行检查，初步判定是否损坏。
4、线路装接应遵循“先主后控，先串后并；从上到下，从左到右；上进下出，左进右出。
”的原则进行接线。
按规定的接线图进行接线，接线点应牢固，插紧,不能松动。
5、学会正确处理实验数据，分析实验结果，编写实验报告。
6、培养严谨的、实事求是的科学态度和严肃认真的工作作风，仔细研究分析实训过程中出现的各种现象，培养解决实际问题的能力。
为力求学以致用，实验项目的安排必须精选确保学生经受规范和系统的培训和训练，特编写此实训指导书。
HKDQ-1型电机及电气技术实验装置交流电源操作说明
实验中开启及关闭电源都在控制屏上操作。
开启三相交流电源的步骤为：
1）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）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。
2）检查无误后开启“电源总开关”，旋转钥匙开关,使钥匙开关指到“开”的位置,“停止”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。
3）旋转钥匙开关,使钥匙开关指到“开”的位置,按下“启动”按钮，“启动”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“停止”按钮以切断交流电源，保证实验操作安全。
实验完毕，旋转钥匙开关,使钥匙开关指到“关”的位置,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“电枢电源”开关拨回到“关”断位置。
电气控制技术实验的基本要求和安全操作规程
电气控制技术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，观察电动机现象，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
1、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。
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，再接控制回路。
三相电源主电路可用黄绿红颜色的线,控制线路为查找线路方便，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。
三、实验报告
实验报告是根据实测数据和在实验中观察和发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的心得体会。
实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。
实验报告包括以下内容：
1）实验名称、专业班级、学号、姓名、实验日期、室温℃。
2）列出实验中所用组件的名称及编号，电机铭牌数据（PN、UN、IN、nN）等。
3）列出实验项目并绘出实验时所用的线路图，并注明仪表量程，电阻器阻值，电源端编号等。
4）数据的整理和计算分析现象。
5）写出电动机控制过程流程图,同时用手机拍下实验接线图和现象,粘贴到实验报告中。
6）认真完成实验课后思考题,并在实验报告中作答,实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。
7）每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。
实验总纲
一、电气控制技术实验与实训目的：
1、巩固电力拖动控制基础理论知识，加深对基本理论的理解。
2、训练实践操作技能，掌握电力拖动控制所涉及的常用低压电器的原理和使用，并形成正确规范的操作习惯。
3、学会处理实验与实训过程中出现的各种情况，通过分析找到原因并提出解决问题的办法，增强分析、设计或改进常见设备电气控制系统的能力。
4、按照电力拖动的控制要求，用继电接触控制方式自行设计主电路和控制电路，并能正确选用低压电器、正确连接线路、实现所设计的电路，正确完成各项控制要求，为后续的可编程控制器（PLC）控制电动机打好基础。
5、培养理论联系实际，实事求是的工作作风。
二、电气控制技术实验前的准备工作：
实验与实训前作好准备工作，对顺利完成实验与实训和取得良好的预期效果有着十分重要的作用。
因此，每次实验与实训前必须做到：
1、复习有关课程内容，明确实验的目的、内容和方法。
2、弄懂实验电路，了解操作步骤，熟悉所需测试的项目、内容、数据，掌握有关仪表的使用方法。
3、特别关注授课中提到的安全注意事项。
三、电气控制技术实验中应注意的问题：
1、实验开始前，检查本组内仪器设备、器材是否齐全且完好无损、规格是否适用。
2、实验时，小组内人员应有分工，并轮流担任接线、记录、观察、操作等工作。
线路连接应正确、牢固。
3、线路连接完毕须经指导教师检查无误后，方能接通电源进行实验。
改接线路时必须先切断电源。
4、合闸通电前，通知全组同学。
测量数据和操作仪器设备时，要认真仔细，不要抚摸带电裸露部分，注意人身和设备的安全。
5、实验过程中，若发现异常现象、异常气味或其他危险迹象时，应立即切断电源，然后报告指导教师检查处理，切勿惊慌失措。
6、实验过程中测得的数据应自行判断是否正确，有否误读，以免过后因数据错误导致实训失败。
7、实验结束后，检查、清理所用的仪器、仪表、元器件、设备和导线，如有损坏应及时报告指导教师，以便及时修复，避免影响其他同学的实验。
实验一 电气元件的认识与检测
一、实验目标
1、通过电气识图训练，掌握一般电气元器件的识别，培养学生识图的能力。
2、通过拆卸接触器、热继电器、时间继电器、控制按钮等电器了解各自的结构和工作原理。
3、使用万用表测量接触器、热继电器、时间继电器、控制按钮等电器的好坏。
二、实验复习
1、电气元器件的结构、用途、工作原理、符号表示。
2、万用表的使用
三、实验设备
序号
型号
名称
数量
1
HK39
继电接触控制组件
（一）
1件
2
HK39-1
继电接触控制组件
（二）
1件
3
万用表
1个
4
接触器
1个
5
热继电器
1个
6
按钮开关
1个
7
十字改锥
1把
四、实验过程
1、接触器
（1）接触器是一种用来自动接通和断开大电流电路的电器。
它不仅能自动地接通和断开电路，还具有控制容量大、低电压释放保护、寿命长、能远距离控制等优点，广泛应用于电气控制系统中。
（2）接触器的电气符号如图1-1所示。
（3）如图1-2所示接触器结构：
主要由传动装置（电磁机构）、触头装置（执行机构）和灭弧装置组成。
（4）接触器的工作原理是当接触器的电磁线圈通电后，会产生很强的磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：
常闭触头断开，常开触头闭合，两者是联动的。
当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原：
常闭触头闭合，常开触头断开．
（5）识别挂件HK39上的接触器。
（6）使用万用表检测接触器是否良好，将实验数据及现象记录于表1中
（7）使用工具对接触器进行拆装，观察接触器的结构。
图1-1接触器的电气符号图
图1-2接触器的结构图
通电前
通电后
接触器
型号
线圈额定电压
常开触头数目/是否良好
常闭触头数目/是否良好
观察接触器机械损伤
线圈的实际电压
常开触头是否良好
常闭触头是否良好
释放电压
接触器KM1
接触器KM2
表1
2、热继电器
（1）热继电器是电流通过发热元件产生热量，使检测元件受热弯曲而推动机构动作的一种继电器。
由于热继电器中发热元件的发热惯性，在电路中不能做瞬时过载保护和短路保护。
它主要用于电动机的过载保护、断相保护和三相电流不平衡运行的保护。
（2）热继电器的电气符号如图1-3所示。
（3）如图1-4所示热继电器的结构：
主要由热元件（检测机构）、触头装置（执行机构）和电流整定旋钮组成。
（4）识别挂件HK39上的热继电器。
（5）使用万用表检测热继电器是否良好。
（6）使用工具对热继电器进行拆装，观察热继电器的结构。
1-3热继电器的电气符号图
1-4热继电器的结构
3、时间继电器
（1）在自动控制系统中，当时间继电器得到信号后不立即动作，而是要顺延一段时间后再动作并输出控制信号，以达到按时间顺序进行控制的目的。
按延时方式可分为：
通电延时型和断电延时型。
（2）时间继电器的电气符号如图1-5所示。
（3）识别挂件HK39上的时间继电器。
1-5通电延时时间继电器的电气符号图
4、控制按钮
（1）控制按钮是一种短时接通或断开小电流电路的电器，它不直接控制主电路的通断，而在控制电路中发出“指令”去控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路。
（2）按钮的电气符号如图1-6所示。
图1-6接触器的电气符号图
五、注意事项
对以上各电气元件的学习，掌握其用途后，在以后的实训中，按照接线图正确接线。
实验二 三相异步电动机的点动控制
一、实验目标
1、掌握三相异步电动机的Y接法和△接法。
2、掌握三相异步电动机点动控制电路的工作原理、安装及操作方法。
3、通过对三相异步电动机点动控制控制线路的实际操作过程，掌握由电气原理图变换成实际电路接线图的知识。
4、通过实验进一步加深理解点动控制的特点。
二、实验复习
1、什么叫点动？
2、掌握三相异步电动机的Y接法和△接法。
三、实验设备
序号
型号
名称
数量
1
HKDD01
电源控制屏
1套
2
HK39
继电接触控制组件
（一）
1件
3
HK39-1
继电接触控制组件
（二）
1件
4
HK26-1
三相异步电动机
1台
5
HK24
交流电流表
1件
6
HK23
交流电压表
1件
四、实验过程
1、三相异步电动机的Y接法和△接法。
（1）如图2-1所示为三相异步电动机的Y接法和△接法。
Y接法将W2，V2，U2接线端子用短接线短接，W1，V1，U1接三相电源L1，L2，L3。
此时三相异步电动机定子绕组为Y接法。
每相定子上的电压仅为△接法电压的
、而电网的电流仅为△接法直接启动时的1/3。
（2）△接法是将三相异步电动机的定子绕组首位相连，三个结点接三相电源L1，L2，L3。
此时三相异步电动机定子绕组为△接法。
这种接法只仅适用于电动机正常运行时定子绕组为△形接法时。
图2-1三相异步电动机的Y接法和△接法
2.三相异步电动机的点动控制
（1）三相异步电动机点动控制电路图如图2-2所示：
如图2-2三相异步电动机点动控制电路
（2）电路工作原理：
合上开关QS，给电路送电；
按图2-2接线。
电机选用HK26-1（Y/220V）。
接线时，先接主电路，它是从220V三相交流电源的输出端U、V、W开始、熔断器FU、接触器KM主触点到电动机M的三个线端U、V、W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，再接控制线路，从熔断器FU出线插孔W开始，经按钮SB1常开、接触器KM线圈到插孔V。
线路接好经指导老师检查无误后，按下面步骤进行实验：
1）按下控制屏上“启动”按钮，调节调压器旋钮，接通三相交流220V电源。
2）再按下起动按钮SB1，对电动机M进行点动操作，比较按下SB1和松开SB1时电动机M的运转情况。
3）切断实验线路三相交流电源，拆除电路。
调节调压器旋钮，调节三相交流电源为0V。
五、注意事项
1、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“励磁电源”开关须在“关”断位置。
打开空气开关，按下启动按钮，旋转控制屏左侧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“停止”按钮以切断三相交流电源。
以后在实验接线之前都应如此。
2、接线要求牢靠、清楚、安全可靠。
3、线路连接完毕，请指导教师检查后才能合闸通电。
4、不允许带电接、拆线。
5、任何人不允许用手触摸电动机的旋转部分。
6、如发现电动机不转，且有嗡嗡叫声，也必须立即断开电源，检查是否缺相。
六、实验报告要求
1、实验的项目名称
2、实验的实验目标
3、实验所用到的实验设备
4、实验的接线图
5、记录实验的过程、现象
6、分析实验线路的工作原理
7、小结、体会和建议
七、思考题：
1.电动机点动控制电路是否一次成功，出现了什么故障，如何排除的？
2.在点动控制线路中低压断路器QS，熔断器FU1与FU2，启动按钮SB，接触器各起什么作用？
3.三相异步电动机电动控制中为什么没有热继电器？
实验三 三相异步电动机的连续运行控制
一、实验目标
1、掌握异步电动机自锁控制线路的工作原理，掌握根据原理图安装接线的技能。
2、进一步学会交流接触器、钮开关，热继电器，熔断器的使用。
3、通过实验进一步加深对自锁控制线路的特点的了解。
二、实验复习
1、什么叫自锁运行
2、三相异步电动机自锁工作原理。
三、实验设备
序号
型号
名称
数量
1
HKDD01
电源控制屏
1套
2
HK39
继电接触控制组件
（一）
1件
3
HK39-1
继电接触控制组件
（二）
1件
4
HK26-1
三相异步电动机
1台
5
HK24
交流电流表
1件
6
HK23
交流电压表
1件
四、实验过程
1.三相异步电动机的点动控制
（1）三相异步电动机点动控制电路图如图3-1所示：
如图3-1三相异步电动机连续运行控制电路
（2）电路工作原理：
合上开关QS，给电路送电；
按图3-1接线。
电机选用HK26-1（Y/220V）。
接线时，先接主电路，它是从220V三相交流电源的输出端U、V、W开始、熔断器FU、接触器KM主触点到热继电器再到电动机M的三个线端U、V、W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，再接控制线路，线路接好经指导老师检查无误后，按下面步骤进行实验：
1）按下控制屏上“启动”按钮，调节调压器旋钮，接通三相交流220V电源。
2）按启动按钮SB2，松手后观察电动机M是否继续运转。
3）按停止按钮SB1，松手后观察电动机M是否停止运转。
4）模拟电源突然切断后，电动机的失压保护：
在电动机运行时，断开空气开关模拟电源突然断电。
稍后合上空气开关恢复供电，这时，若不按启动按钮，电动机将不会自行启动。
5）切断实验线路三相交流电源，拆除电路。
调节调压器旋钮，调节三相交流电源为0V。
五、注意事项
1、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“励磁电源”开关须在“关”断位置。
打开空气开关，按下启动按钮，旋转控制屏左侧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“停止”按钮以切断三相交流电源。
以后在实验接线之前都应如此。
2、接线要求牢靠、清楚、安全可靠。
3、线路连接完毕，请指导教师检查后才能合闸通电。
4、不允许带电接、拆线。
5、任何人不允许用手触摸电动机的旋转部分。
6、如发现电动机不转，且有嗡嗡叫声，也必须立即断开电源，检查是否缺相。
六、实验报告要求
1、实验的项目名称
2、实验的实验目标
3、实验所用到的实验设备
4、实验的接线图
5、记录实验的过程、现象
6、分析实验线路的工作原理
7、小结、体会和建议
七、思考题：
1、接触器靠什么动作？
热继电器又靠什么动作。
2、自锁的作用是什么
3、启动和停止的按钮，哪一个是常开哪一个是常闭
4、若SB1和SB2都接成常闭（或常开）按钮，会有什么现象？
5、若将控制回路的220 V电源误接成380V，会有什么现象会有什么后果
6、在接触器自锁控制线路中，当电源电压降低到某一个值时，发现电动机会自动停转，其原理是什么？
7、试比较点动控制线路与自锁控制线路从结构上看主要区别是什么从功能上看主要区别是什么
8、当按下停止按钮SB1，电动机失电停转后，松开其触头恢复闭合，电动机会不会自动重新启动，为什么？
实验四 三相异步电动机的点动与连续运行控制
一、实验目标
1、通过将三相异步电动机的点动与连续运行接线，掌握通过原理图接线的技能。
2、通过实验掌握及加深理解点动与连续控制线路。
3、通过三种不同的三相异步电动机的点动与连续运行地控制电路，了解接触器继电器设计的灵活性。
二、实验复习
1、什么叫点动，自锁运行
2、符合按钮和接触器，中间继电器的应用。
三、实验设备
序号
型号
名称
数量
1
HKDD01
电源控制屏
1套
2
HK39
继电接触控制组件
（一）
1件
3
HK39-1
继电接触控制组件
（二）
1件
4
HK26-1
三相异步电动机
1台
5
HK24
交流电流表
1件
6
HK23
交流电压表
1件
7
HK31
波形测试及开关板
1件
四、实验过程
1.三相异步电动机的点动与连续第一种控制方式
（1）三相异步电动机点动控制电路图如图4-1所示：
如图4-1三相异步电动机点动连续运行控制电路
（3）电路工作原理：
合上开关QS，给电路送电；
按图4-1接线。
电机选用HK26-1（Y/220V）。
接线时，先接主电路，它是从220V三相交流电源的输出端U、V、W开始、熔断器FU、接触器KM主触点到热继电器再到电动机M的三个线端U、V、W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，再接控制线路，控制电路中SA旋钮开关用HK31上的开关代替，线路接好经指导老师检查无误后，按下面步骤进行实验：
1）按下控制屏上“启动”按钮，调节调压器旋钮，接通三相交流220V电源。
2）SA开关断开时，按启动按钮SB1，观察电动机M是否转动，松开SB1后观察电动机M是否继续运转。
判断此时为点动控制，还是连续运行控制。
3）SA开关闭合时，按启动按钮SB1，观察电动机M是否转动，松开SB1后观察电动机M是否继续运转。
判断此时为点动控制，还是连续运行控制。
4）按下SB0，电动机是否停止。
5）切断实验线路三相交流电源，拆除电路。
调节调压器旋钮，调节三相交流电源为0V。
2.三相异步电动机的点动与连续第二种控制方式
（1）三相异步电动机点动控制电路图如图4-2所示：
如图4-2三相异步电动机点动连续运行控制电路
（4）电路工作原理：
合上开关QS，给电路送电；
按图4-2接线。
电机选用HK26-1（Y/220V）。
接线时，先接主电路，它是从220V三相交流电源的输出端U、V、W开始、熔断器FU、接触器KM主触点到热继电器再到电动机M的三个线端U、V、W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，再接控制线路，控制电路中SB2为复合按钮，线路接好经指导老师检查无误后，按下面步骤进行实验：
1）按下控制屏上“启动”按钮，调节调压器旋钮，接通三相交流220V电源。
2）按启动按钮SB1，观察电动机M是否转动，松开SB1后观察电动机M是否继续运转。
判断此时为点动控制，还是连续运行控制。
3）按下停止按钮SB0，观察电动机是否停止。
4）按启动按钮SB2，观察电动机M是否转动，松开SB2后观察电动机M是否继续运转。
判断此时为点动控制，还是连续运行控制。
5）切断实验线路三相交流电源，拆除电路。
调节调压器旋钮，调节三相交流电源为0V。
3.三相异步电动机的点动与连续第三种控制方式
（1）三相异步电动机点动控制电路图如图4-3所示：
如图4-3三相异步电动机点动连续运行控制电路
（5）电路工作原理：
合上开关QS，给电路送电；
按图4-3接线。
电机选用HK26-1（Y/220V）。
接线时，先接主电路，它是从220V三相交流电源的输出端U、V、W开始、熔断器FU、接触器KM主触点到热继电器再到电动机M的三个线端U、V、W的电路，用导线按顺序串联
升级会员 