电气控制技术实验讲义.docx

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电气控制技术实验讲义

电气控制技术实验讲义

马德贵编著

安徽农业大学工学院

二O一二年二月

前言

《电气控制技术》是电气工程及自动化专业的一门专业核心课，该门课程具有很强的实践性。

随着控制技术和手段的发展，该门课程目前以继电—接触式的控制逐步过渡到可编逻辑器件控制，可编程序控制器控制，数字控制和计算机控制，尤以可编程序控制器控制为主，即PLC控制。

《电气控制技术》实验教学主要以继电—接触式控制线路作为实验对象开设，同时强调变频器技术在变频调速系统的应用实验。

通过开展《电气控制技术》实验教学，使学生了解常用的低压控制电器的原理、结构、性能，加深理解和巩固已学过的电气控制线路，培养正确进行科学实验的方法，树立尊重实践和培养严谨的科学作风，掌握正确的线路连接原则。

提高学生的实验技能及分析问题、解决问题的能力。

每次实验课前，要求认真阅读实验指导书，明确本次实验的目的及要求、实验内容、实验线路、实验原理。

复习教材中有关内容，搞清实验原理和有关理论知识。

实验结束后，要求对实验现象和过程进行总结分析，加深理解和巩固理论知识。

目录

前言……………………………………………………………………………………………1

实验一：

机床工作台自动往返控制线路…………………………………………………………3

实验二：

三相异步电动机的Y-Δ起动控制………………………………………………………5

实验三：

CA6140型车床的电气控制线路………………………………………………………7

实验四：

两台三相异步电动机的顺序控制……………………………………………………9

实验五：

变频器调速控制………………………………………………………………………10

附录A：

电气控制实验装置操作面板…………………………………………………………16

附录B：

三菱变频器的结构外形………………………………………………………………17

附录C：

三菱变频器的操作面板………………………………………………………………18

附录D：

三菱变频器的主回路和控制回路接线………………………………………………19

实验一机床工作台自动往返控制线路

（综合性实验2学时）

一、实验目的

1.通过实验进一步加深对行程开关和热继电器的正确使用。

2.通过对控制线路的实验安装接线，初步掌握由电气原理图变换成安装接线图的能力。

二、实验设备

1.电工电子实验装置TH-DD型1台

2.电气控制实验箱D61-21件

3.电气控制实验箱D62-21件

4.三相异步电动机1台

5.实验连接导线若干

三、实验线路

四、实验原理

1.主电路

三相异步电动机的正反转拖动工作台的自动往复运动，三相异步电动机的正反转控制由交流接触器KM1，KM2的主触点闭合来实现。

2.控制电路

按下起动按钮SB2后，交流接触器KM1线圈通电，KM1主触点闭合，且自锁，三相异步电动机接通电源，正向转动。

当工作台达到设定位置后，其挡铁撞击行程开关，行程开关的常开触点闭合，常闭触点断开。

交流接触器KM2线圈通电，KM2的主触点闭合，且自锁，三相异步电动机接入相序改变的三相交流电而反转，拖动工作台实现反向运动。

五、实验内容

1.首先根据控制线路原理图完成主电路的实际接线。

2.其次根据控制线路原理图完成控制电路及辅助电路的实际接线。

3.仔细检查实际接线的正确性。

4.接通电源，观察控制电路是否能够完成控制要求。

5.人为设定故障，然后根据故障现象利用电压表检查并且排除故障。

六、实验报告

1.试列写一种实验中出现的故障，并排除的过程。

2.本次实验的心得体会。

实验二三相异步电动机的Y-Δ起动控制

（综合性实验2学时）

一、实验目的

1.掌握用时间继电器控制的Y-Δ起动控制线路的接线方法。

2.熟悉三相异步电动机Y型和Δ型绕组正确接线方法。

3.通过实验，训练对本控制线路的故障分析和故障排除的能力。

二、实验设备

1.电工电子实验装置TH-DD型1台

2.电气控制实验箱D61-21件

3.电气控制实验箱D62-21件

4.三相异步电动机1台

5.实验连接导线若干

三、实验线路

四、实验原理

1.主电路

三相异步电动机的三相绕组的Y型联结是由交流接触器KM3的主触点闭合来完成的；三相异步电动机的三相绕组的Δ型联结是由交流接触器KM2的主触点闭合来完成。

从交流接触器KM3，KM2的交替闭合，实现三相异步电动机Y到Δ的降压起动。

2.控制电路

按下起动按钮SB2，交流接触器KM3的线圈通电，其主触点闭合，同时交流接触器KM1、KT的线圈通电，KM1的主触点闭合，三相异步电动机以Y型起动。

到达设定时间后，KT的延时常开触点闭合，延时常闭触点断开，交流接触器KM2的线圈通电，交流接触器KM3的线圈断电，三相异步电动机以Δ型正常运转。

完成了三相异步电动机的Y-Δ起动控制。

五、实验内容

1.首先根据控制线路原理图完成主电路的实际接线。

2.其次根据控制线路原理图完成控制电路及辅助电路的实际接线。

3.仔细检查实际接线的正确性。

4.接通电源，观察控制电路是否能够完成控制要求。

5.人为设定故障，然后根据故障现象利用电压表检查并且排除故障。

六、实验报告

1.三相异步电动机的Y-Δ起动控制的意义是什么？

2.本次实验的心得体会。

实验三CA6140型车床的电气控制线路

（综合性实验2学时）

一、实验目的

1.掌握典型机床的电气控制线路正确接线。

2.通过实验，培养对机床控制线路的故障分析和故障排除的能力。

二、实验设备

1.电工电子实验装置TH-DD型1台

2.电气控制实验箱D61-21件

3.电气控制实验箱D62-21件

4.三相异步电动机3台

5.实验连接导线若干

三、实验线路

四、实验原理

1.主电路

电源由开关QS引入，该开关不宜直接接通或断开负荷。

主电机M1由接触器KM1的3个动合触点控制其运转和停止。

由于电机容量不大，故采用直接起动。

由于电源进线处已装有熔断器，所以主电机不再装设熔断器作短路保护。

冷却泵电动机M2和快速移动电动机M3分别由接触器KM2、KM3的动合触点控制，M2和M3的容量都很小，分别用熔断器FU1和FU2作为短路保护。

在3个电动机的主电路中还分别设有FR1、FR2和FR3作过载保护。

2.控制电路

控制电路有控制变压器TC将380V交流电压将为110V控制电压供电，并由熔断器FU3作短路保护。

3.照明和信号电路

照明灯由控制变压器TC次级24V安全电压供电，由转换开关SA2控制，熔断器FU6作短路保护。

指示灯由TC次级6V低压供电，熔断器FU5作短路保护，电源开关QS接通后指示灯亮，表示车床已开始工作。

五、实验内容

1.首先根据控制线路原理图完成主电路的实际接线。

2.其次根据控制线路原理图完成控制电路及辅助电路的实际接线。

3.仔细检查实际接线的正确性。

4.接通电源，观察控制电路是否能够完成控制要求。

5.人为设定故障，然后根据故障现象利用电压表检查并且排除故障。

六、实验报告

1.机床电气控制线路实际接线的步骤怎样安排？

2.列写一种故障现象，提出解决的思路和方法。

3.本次实验的心得体会。

实验四两台三相异步电动机的顺序控制

（设计性实验2学时）

一、实验目的

1.培养运用经验设计法设计电气控制线路的能力。

2.进一步训练从电气原理图到接线图的能力。

二、实验设备

1.电工电子实验装置TH-DD型1台

2.电气控制实验箱D61-21件

3.电气控制实验箱D62-21件

4.三相异步电动机2台

5.实验连接导线若干

三、实验线路

自行设计两台三相异步电动机的顺序起动控制线路，具体要求如下：

1.M1起动后，M2才能起动。

2.M2停止后，M1才能停止。

实现控制的方法自行选择：

1.利用手动控制。

2.利用时间继电器自动控制，延时时间自定。

四、实验要求

1.实验前将实验控制线路设计好。

2.根据设计好的控制线路完成实际的电路连接。

五、实验报告

1.三相异步电动机的顺序控制的实现方法有哪些？

2.本次实验的心得体会。

实验五变频器调速控制

（综合性实验2学时）

一、实验目的

1.进一步熟悉变频器工作原理，培养应用变频器设计电气控制线路的能力。

2.进一步训练从电气原理图到接线图的能力。

二、实验设备

1.电工电子实验装置TH-DD型1台

2.三菱变频器FR-D740-1.5K-CHT1台

3.电气控制实验箱D61-21件

4.电气控制实验箱D62-21件

5.三相异步电动机1台

6.实验连接导线若干

三、实验内容

1.操作键盘面板运行，停止。

（1）参数设置：

见图1所示。

（2）启动、停止：

按“RUN”键变频器运行，按“STOP/RESET”键变频器停止。

图1通过操作面板进行频率设定

2.操作键盘面板运行、停止、键盘电位器M调速。

（1）参数设置：

见图2所示。

图2通过操作键盘电位器M调速

（2）启动、停止：

按“RUN”键变频器运行，按“STOP/RESET”键变频器停止。

（3）调速：

旋转键盘电位器即可改变频率。

3.连接外部端子运行、停止、外接开关调速。

（1）参数设置：

见图3所示。

图3通过外部开关进行频率设定

（2）接好外部接线：

见图4所示

图4外部开关与变频器连接

（3）操作说明：

“RH-SD”闭合时电机高速运行，“RM-SD”闭合时电机中速运行；“RL-SD”闭合时电机低速运行，“STR-SD”断开、变频器停止。

（4）调速；旋转外接电位器即可改变频率。

四、实验要求

1.实验前预习变频器的使用说明书。

2.根据实际的调速要求完成实际的变频器电路连接。

五、实验报告

1.变频器的频率控制的实现方法有哪些？

2.本次实验的心得体会。

附录：

A：

电气控制实验装置操作面板

B：

三菱变频器的结构外形

C：

三菱变频器的操作面板

D：

三菱变频器的主回路和控制回路接线

图1三相380V电源输入电路接线图

图2单相220V电源输入电路接线图

图3变频器主回路供电控制