《设备电气控制与维修》课程Word文件下载.docx
《《设备电气控制与维修》课程Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《设备电气控制与维修》课程Word文件下载.docx（42页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
三、模拟机床各电机顺序工作控制线路
第五编课程设计课题
一、加热炉自动上料控制线路
二、车床主轴电动机与润滑油泵电动机的控制线路
三、小型梁式吊车的控制线路
电气控制实验与实训是《设备电气控制与维修》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，是课程的重要组成部分，目的在于通过实训教学，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，在实训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。
通过实验与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；
能连接模拟仿真机床的控制电路；
能分析仿真机床所设的故障点，并能采取正确措施加以排除。
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。
一、电气控制实验与实训目的：
1、巩固电气控制基础理论知识，加深对基本理论的理解。
2、训练实践操作技能，掌握电气控制技术所涉及的常用控制元器件的原理和使用，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、按照电气设备的控制要求，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、电气控制实验与实训要求：
1、配合课堂教学内容，验证、巩固、加深理解所学知识。
2、进行实验技能的基本训练，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、遵循先接主电路、后接控制电路的接线原则，按规定的接线图进行接线，接线点应牢固，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。
三、实验与实训前的准备工作：
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、仔细阅读实验与实训讲义，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、特别关注讲义中提到的安全注意事项。
四、实验与实训中应注意的问题：
1、实验与实训开始前，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、实验与实训时，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。
3、线路连接应正确、牢固、整齐、美观。
4、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。
5、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。
6、实验与实训过程中，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。
7、实验与实训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。
8、实验与实训结束后，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训。
实验部分
第一编常用低压电器的认识与拆装
一、实训目的：
1、了解常用低压电器的结构、型号、规格、技术数据及使用方法。
2、熟悉常用开关类电器、接触器、继电器的基本结构，掌握其拆装工艺。
二、内容与步骤：
1、仔细听实训指导教师讲解具体操作中的安全注意事项。
2、观察并熟悉各种工具的使用方法，熟悉各电器的外观、结构、型号、接线触点的位置。
3、拆卸电器，按表格内容的要求逐项操作与记录。
4、组装电器，恢复原状。
5、完成报告及思考题。
三、注意事项：
1、拆卸时要注意顺序，记清各零部件的安装位置与顺序。
2、观察清楚各种电器的接线触头位置。
3、拆装电器时，注意选择合适的工具，不能蛮干，以免损坏电器或工具。
四、实训过程：
1、按表格要求填写电器的型号规格与技术数据。
2、根据实训过程中的内容，顺次写出主要零部件的名称与作用。
3、根据表格中给定的故障现象分析故障原因与排除方法。
4、回答问题。
1、刀开关
（1）技术数据：
观察给定的刀开关的型号、额定电压、额定电流、极数；
观察动作前和
动作后的触头状态，并将观察结果填入实验报告册。
写出刀开关的图形符号和文字符号，填入实验报告册相应位置。
（2）刀开关的结构和各部件的作用
拆装刀开关时，观察器件结构，写出主要部件的名称，并分析各部件的
主要作用，填入实验报告册。
（3）故障分析及排除方法
针对下列故障现象，指出故障原因，提出排除该故障的方法，填入实验
报告册。
①合闸后一相有电两相无电
②闸刀短路
③动静触头烧坏
（4）简答题：
①试述刀开关的用途。
②使用刀开关时应注意事项。
③使用刀开关时应如何选择？
④刀开关在电路中应如何连接？
2、转换开关
（1）技术数据
观察给定的转换开关的型号、额定电压、额定电流、极数；
观察动作前
和动作后的触头状态，并将观察结果填入实验报告册。
写出转换开关的图形符号和文字符号，填入实验报告册相应位置。
（2）转换开关的结构和各部件的作用
拆装转换开关时，观察器件结构，写出主要部件的名称，并分析各部件
的主要作用，填入实验报告册。
①转动手柄无法转动
②动静触点无法同时通断
③接线柱间短路
（4）简答题：
1试述转换开关的用途。
2使用转换开关时应注意的事项
3手柄转动时每层的动触头还是静触头随之转动？
④如何选择转换开关？
3、熔断器
观察给定的转换开关的型号、额定电压、额定电流、熔体额定电流；
并将观察结果填入实验报告册。
写出熔断器的图形符号和文字符号，填入实验报告册相应位置。
（2）熔断器的结构和各部件的作用
拆装熔断器时，观察器件结构，写出主要部件的名称，并分析各部件
（3）故障分析及排除方法
①熔体电阻无穷大
②熔断器入端有电出端无电
③电路接通瞬间，熔体便熔断
①熔断器分断能力的含义是什么？
②选择熔断器应注意什么事项？
③熔断器使用时应注意什么问题？
4、按钮
观察给定按钮的型号、额定电压、额定电流、触头组数；
观察常开触点、常闭触头动作前和动作后的闭合、断开的状态，并将观察结果填入实验报告册。
写出按钮的图形符号和文字符号，填入实验报告册相应位置。
（2）按钮的结构和各部件的作用
拆装按钮时，观察器件结构，写出主要部件的名称，并分析各部件
①按下按钮触点不动作
②按钮不能自动复位
③触摸按钮时，有触电的感觉
①使用按钮时对按钮的颜色有什么要求？
②按钮是主令电器还是控制电器？
使用前应如何检查？
③本型号按钮的触点是否可以扩展？
如何扩展？
④画出触头初始状态的简图
5、行程开关
观察给定行程开关的型号、额定电压、额定电流、触头组数；
写出行程开关的图形符号和文字符号，填入实验报告册相应位置。
（2）行程开关的结构和各部件的作用
拆装行程开关时，观察器件结构，写出主要部件的名称，并分析各部件
1触头不能自动复位
2触点不动作
3开关无法限位
①行程开关与按钮有何区别？
②行程开关在设备电气控制系统中起何作用？
③使用行程开关时应满足哪些方面的要求？
6、交流接触器
观察给定的交流接触器的型号、主触头额定电压、主触头额定电流、线圈额定电压、触头组数；
观察线圈通电前后常开触点和常闭触头的闭合、断开状态，并将观察结果填入实验报告册。
写出交流接触器的线圈和触头的图形符号和文字符号，并填入实验报告册相应位置。
（2）交流接触器的结构和各部件的作用
拆装交流接触器时，观察器件结构，写出主要部件的名称，并分析各部
件的主要作用，填入实验报告册。
①触头熔焊
②吸力不足
③线圈过热或烧毁
④衔铁振动或噪声
⑤触头不能复位
①交流接触器的用途及使用方法。
②选用交流接触器的依据是什么？
7、时间继电器
观察给定的时间继电器的型号、额定电压、额定电流、延时类型、触头组数；
观察线圈通电前后延时触点和瞬时触头的闭合、断开状态，并将观察结果填入实验报告册。
写出时间继电器的线圈、瞬时触头、延时触头的图形符号和文字符号，并填入实验报告册相应位置。
（2）时间继电器的结构和各部件的作用
拆装时间继电器时，观察器件结构，写出主要部件的名称，并分析各部
①延时不准确
②延时触点不能准确动作
③触点不能准确恢复原位
①怎样从图形上来判断时间继电器的延时触头和瞬时触头？
②试举一例你所知道的时间继电器，谈谈其工作原理。
8、热继电器
观察给定的热继电器的型号、额定电压、额定电流、热元件的规格、触头组数；
观察模拟热元件动作前后触头的闭合、断开状态，并将观察结果填入实验报告册。
写出热继电器的热元件、触头的图形符号和文字符号，并填入实验报告册相应位置。
（2）热继电器的结构和各部件的作用
拆装热继电器时，观察器件结构，写出主要部件的名称，并分析各部
①热元件烧断
②热继电器误动作
③热继电器不动作
①如何选用热继电器？
②既然在电动机的主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器？
装有热继电器是否可以不装熔断器？
为什么？
9、速度继电器
观察给定的速度继电器的型号、额定电压、额定电流、动作转速、复位转速、触头组数；
观察模拟速度继电器动作前后触头的闭合、断开状态，并将观察结果填入实验报告册。
写出速度继电器转子、触头的图形符号和文字符号，并填入实验报告册相应位置。
（2）速度继电器的结构和各部件的作用
拆装速度继电器时，观察器件结构，写出主要部件的名称，并分析各部
①电动机断电后不能迅速制动
②电动机反向制动后继续往反方向转动
①速度继电器在电路中如何使用？
②速度继电器的两组触点在接线时是否可以随便选用？
第二编电气控制线路的基本环节
本部分的实验在本专业自制的电气控制接线训练柜中完成。
电气控制接线训练柜的外形和内部构成如下图所示：
柜体面板上是已经安装好的指示灯和各种带有常开或常闭触头的按钮，当右上方红绿黄三色灯发光时表示电源已接入柜子，若有某灯不亮，则说明来电缺相；
面板上还有电流表和电压表可以检测电机的运行情况，以及各线电压的数值；
内部是各种低压电器，比如刀开关、转换开关、不同形式的熔断器、不同型号的接触器、不同型号的热继电器、时间继电器以及接线排和电机，学生应当按照实验要求，实验前设计实验电路，实验时自行按要求选择元器件，并连接电路，直至电机正常运行
实验一、电动机直接起动控制线路
一、实验目的：
1、了解三相异步电动机的直接起动控制电路的构成。
2、练习三相异步电动机控制电路的连接。
3、熟悉三机异步电动机直接起动的方法、实现点动和长动的相应措施。
4、学会各种简单故障的判断和处理。
二、实验器材
1、三相异步电动机1台
2、热继电器1个
3、按钮3个
4、三相刀开关1个
5、交流接触器1个
6、熔断器5个
7、工具箱1个
三、实验内容
1、电动机的直接起动和停止控制：
自行设计电路，画于实验报告图1—1处，并按一定规则编号，根据主电路、控制电路中各点的编号用导线按照先连接串联电路、后连接并联电路的顺序连接电路。
在每个接点上，接线尽量不超过两根，以保证接线牢固可靠。
2、电动机的点动控制：
拆去图1—1控制电路中自锁触点的连接线，再按起动按钮，实现点动控制。
3、电动机的既能点动又能长动的控制：
主电路不变，控制电路改接成既能点动又能长动的控制电路,将图画于实验报告图1—2处。
按SB2,由KM自锁，电动机长动；
按SB1,电动机停止。
按下SB3，电动机起动；
松开则停止，即为点动。
实现了既能点动又能长动的控制。
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，断开刀开关模拟电源突然断电。
稍后合上刀开关恢复供电，这时，若不按起动按钮，电动机将不会自行起动。
四、实验参考电路
下图可作为本实验的主电路和控制电路的参考电路，（a）图是点动控制电路；
（b）图是用小开关SA实现的既能点动也可长动的控制电路。
五、注意事项：
1、不允许带电接、拆线。
合闸后，不要用手触摸裸露的接线端。
2、线路连接完毕，请指导教师检查后才能合闸通电。
3、任何人不允许用手触摸电动机的旋转部分。
六、思考题：
1、电动机直接起动和停止控制电路是否一次成功，出现了什么故障，如何排除的？
2、为什么凡是用按钮和接触器一起控制电动机起动运行的电路，都有失压保护作用，根据是什么？
实验二、电动机可逆旋转控制线路
1、学习三相异步电动机的可逆旋转控制电路的连接和操作。
2、加深理解三相异步电动机的可逆旋转控制电路的工作原理，以及电路中自锁和互锁环节的作用。
二、实验设备：
1、三相鼠笼式异步电动机1台
2、交流接触器2个
3、三相刀开关1个
4、复合按钮3个
5、热继电器1个
三、实验内容：
1、接触器互锁的可逆旋转控制：
自行设计电路，画于实验报告册图2—1处，并按一定规则编号。
先接主电路，后接控制电路。
主电路用导线从电源端开始逐渐接到负载端，并且先接好正转接触器的主触点，然后再并联上反转接触器的主触点。
控制电路则可以先接正转控制电路，然后再接反转控制电路。
电路接好，经教师检查后，开始起动操作。
2、接触器和复合按钮双重互锁的可逆旋转控制：
主电路不变，控制电路的其他部分接线不变，仅将按钮部分的接线改接成复合按钮，将图画于实验报告册图2—2处，然后将电路接好，经指导教师检查确认无误后，便可通电操作。
下图可作为本实验的主电路和控制电路的参考电路。
控制电路为接触器互锁。
1、本实验电路中共有哪些保护环节？
它们由什么电器元件来完成这些保护作用？
2、通常在接有复式按钮的直接正反转控制电路中，仍然接有由两个接触器的常闭触点组成的联锁环节，为什么？
3、对大容量的电动机，如果不是让它先停止再反转，而是直接使它快速反转，这样做有什么不妥？
实验三、电动机Y--△降压起动控制电路
1、进一步明确三相异步电动机降压起动的目的。
2、熟悉三相异步电动机Y--△降压起动控制电路的构成。
3、了解Y--△降压起动的工作原理。
1、三相异步电动机 1台
2、三相刀开关 1个
3、交流接触器 2个
4、熔断器5个
5、热继电器 1个
6、按钮 3个
7、时间继电器 1个
8、工具箱1个
三、实训内容：
1、手动Y--△减压起动：
（1）电路设计：
①用三个交流接触器的主触点实现电动机定子绕组的Y--△连接；
②用两个按钮实现减压起动与全压运行；
③有必要的保护环节；
④将电路画在实验报告册图3—1处。
（包括主电路与控制电路）
（2）接线练习：
按图接线，先接主电路，后接控制电路。
主电路导线从电源端开始逐渐接到负载端，并且分别接好实现Y连接接触器的主触点、△连接的接触器的主触点。
控制电路也依次相联。
电路接好，经教师检查后，再进行通电运行。
2、用时间继电器自动实现Y--△减压起动。
※
主电路不变，对控制电路稍作修改，使电动机从起动到运行能实现自动过渡，即用时间继电器的延时触点代替按钮来完成从Y连接起动到△连接运行的过渡，将电路画在实验报告册的图3—2处，并改接线路。
接线完毕，经指导教师检查确认无误后，便可通电操作。
※部分的内容，若时间不够可以不做。
1、本次实验中，自动Y--△减压起动控制电路从起动转换到运行的时间是多少秒？
这个时间与什么有关？
2、Y--△减压起动控制电路起动时的电压是运行时的多少倍？
起动转矩是全压起动的多少倍？
起动电流是全压起动的多少倍？
实训部分
本部分实验内容为机床电气控制线路常见故障的查找与排除训练。
利用我院电气专业自行设计制作的机床电气故障排除训练柜，进行训练。
实际训练中，由教师在电气控制线路中预设故障，并演示给学生看故障现象，学生根据现象，判断故障存在于电路的某一部分，比如是主电路、控制电路还是信号电路。
断电后学生用万用表循着电路图进行查找。
具体查明故障点，并提出解决办法。
实训一、车床电气故障的查找与排除
普通车床故障排除训练柜的电气控制线路是以C650--2型车床为原型，加以修改后制成的，所以查找故障的过程中应以附图1为基础。
本训练柜既可以作为故障排除训练之用，也可以进行车床工作状态的模拟。
训练柜的外形和内部如图所示。
一、训练柜功能简介：
车床共有三台电动机，主轴电动机M1：
主要完成主轴主运动和刀具的纵横向进给运动的驱动，电动机为不调速的笼型异步电动机，能实现正反两个方向的运行，采用全压直接起动，串电阻反接制动。
冷却泵电动机M2：
在加工工件时提供冷却液，防止刀具和工件的温升过高。
采用直接启动方式和连续工作状态。
刀架快速移动电动机M3，可以根据使用需要，随时手动控制起停。
1、电气控制线路分析
C650-2型车床电气控制线路是由主电路、控制电路、信号电路、保护环节、照明电路等部分组成。
主电路由黑色导线、控制电路由红色导线、信号电路由绿色导线分别在柜内的线槽里走线。
各电动机采用380V的交流电源供电。
当外接电源送电时，训练柜外表右上方三色电源指示灯亮，表示供电正常。
闭合柜内QS，面板上的黄色电源指示灯亮，表示训练柜内已接通电源。
（1）主轴电动机的控制：
正转起动按钮为SB2，按下后使接触器KM3线圈得电，常开触点闭合，主触头KM3闭合，中间继电器KA得电，常开触点KA闭合，使KM1线圈得电，自锁触点闭合，主触头KM1闭合，主轴电动机正转，车床正转运行。
停止时，按下按钮SB6，KM3线圈失电，中间继电器常闭触点闭合，由于电动机转速高，速度继电器KS的一组触点处于闭合状态，使得KM2线圈得电，接入反相序电源，电动机串电阻反接制动开始，当电动机速度下降到100r/min时速度继电器触点断开，制动结束。
反转起动按钮为SB3，按下后使接触器KM3线圈得电，然后KA线圈得电，使KM2线圈得电，KM2主触头闭合，电机反转，主电动机工作在反转状态。
停止时，按下SB6，KM3线圈失电，中间继电器常闭触点闭合，由于电动机转速高，速度继电器另一组触点处于闭合状态，使得KM1线圈的电，接入反相序电源，实现反接制动，速度下降到100r/min时速度继电器触点断开，制动结束。
（2）冷却泵电动机的控制过程：
起动时按SB1，线圈KM4得电并自锁，冷却泵电动机起动。
SB7为停止按钮。
（3）刀架快速移动电动机的控制过程：
刀架快速移动电动机由按钮SB5点动实现，且电动机由一组按星形连接的灯泡代替实现。
2、模拟车床运行状态
面板上相应的指示灯与按钮其颜色与位置一一对应。
如要使主轴机正转运行，按下绿色正转起动按钮，电机正转，且面板指示灯中的绿色正转指示灯点亮；
按下红色停止按钮，正转指示灯灭，绿色反转指示灯和红色制动灯同时点亮，表示电机正进入反接制动状态，电机迅速停机后，反转指示灯和制动指示灯同时灭，表示制动结束。
电动机反转时的起动和停止与正转时相类似，通过反转起动按钮和停止按钮来完成，相应指示灯会点亮或熄灭。
正转点动按钮表示车床主轴机有单方向的点动，以模拟车刀的对刀过程。
刀架快移时，按下刀架快移按钮，使相应的指示灯点亮来模拟车削加工间隙时迅速改变刀架位置，提高工作效率。
3、在控制线路中设
升级会员 