电气控制技术实验指导书

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电气控制技术

实验指导书信息工程学院自动化教研室

《电气控制技术》实验指导书

目录...................................................... 错误！未定义书签。第一章电气控制技术实验说明 ................................. 错误！未定义书签。

1-1实验的目的和实验方法 ................................ 错误！未定义书签。 1-2实验安全操作规程 .................................... 错误！未定义书签。第二章电气控制技术实验 ...................................................... 4

2-1三相异步电动和自锁控制线路 ........................................... 4 2-2三相异步电动机可逆运转控制 ........................................... 5 2-3三相异步电动机Y-? 降压启动控制线路 .................................. 7 2-4能耗制动控制 ......................................................... 9 2-5工作台往返自动控制 .................................................. 10 2-6 C620车床电气控制 ................................................... 12 2-7电动葫芦电气控制电路实验 ............................................ 13 2-8 x62w铣床模拟控制线路的调试分析 ..................................... 14

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第一章电气控制技术实验说明

1-1实验的目的和实验方法

实验课是整个教学过程的一个重要环节，实验是培养学生独立工作能力，使用所学理论解决实际问题，巩固基本理论并获得实践技能重要手段。

做一个实验大致可分为三个阶段，即实验前的准备；进行实验；实验后的数据处理、分析及写出实验报告。一、实验前的准备

实验前应认真阅读实验指导书，明确实验目的、要求、内容、步骤，并复习有关理论知识，在实验前要熟悉有关线路和实验步骤。

进入实验室后，不要急于连接线路，应先熟悉所用的组件的工作原理，使用方法及其额定值，合理选用仪表及其量程。二、实验的进行

１、建立小组，分工合作。

做实验时应以小组为单位，实验过程中的接线、检查线路、调节负载、记录数据等工作明确到没一个人，以保证实验的顺利进行。２、连接实验电路

接线前应合理安排所用组件的位置，通常以便利与操作和观测读数为原则。在接线中，要注意先接串联主回路，后接并联支路。先接主电路后接控制电路；先控制接点，最后控制线圈等。

３、观察和记录

观察实验中各种现象或记录实验说据是整个实验过程中最主要的步骤，必须认真对待。应有目的地操作主令电器，观察电器的动作情况，进一步理解电路的工作原理。

注意：运用万用表检查线路鼓掌时，一般在断电情况下。采用阻挡检测故障点；需要在通电情况下检测故障点时，应用电压档测量（注意电压性质和量程）４、实验结束工作

实验结束应先断开电源，认真检查实验结果，确认无遗漏或其它问题后，经指导老师检查同意后，方可拆除线路，清理实验设备、导线、工具并报告指导老师后方可离开实验室。三、实验报告及要求

实验报告是实验工作的全面总结，要用简明的形式将实验结果完整和真实地表达出来。报告要求简明扼要，字迹工整，分析合理。图表整齐清楚，曲线线路图用铅笔和绘图仪器绘制，不应徒手描画。报告包括以下内容：

１）实验名称、专业、班级、姓名、同组者姓名、实验日期、交报告日期、温室。２）列出实验中所用组件编号名称，电机铭牌数据等。３）画出实验连线图。

４）根据实验原始记录，整理而成的数据表格、曲线及计算数据等。５）根据上述曲线及计算数据，分析实验结果是否与理论符合。６）回答实验指导书所提出的问题。

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１－２实验安全操作规程

为了确保人身与设备安全，做实验时严格遵守以下规程；１）在实验进行中，人体不可接触带电部分。２）更改线路必须在切断电源后进行。

３）连接电路完后，应全面检查，确认无误时，经老师检查后，方可通电。实验中如发现问题，应立即切断电源，经查清楚并妥善处理后，方可继续实验。

４）启动电机时应注意仪表的量程及转速表的方向。５）总电源或电源控制屏的总开关应由指导老师来控制，其他人只有在指导老师允许后才能操作。

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第二章电气控制技术实验

2-1三相异步电动和自锁控制线路

一、实验目的

1、熟悉三相异步电动机启动停止和点动线路中各电器元件的工作原理、使用方法及其在线路中的作用。二、选用组件

1、编号为DJ82的三相鼠笼异步电动机，UN=220V（?接法）

2、编号为DT42的继电接触控制（二）挂箱 3、编号号DT43的继电接触控制（三）挂箱三、实验步骤

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，即将它向逆时针向旋转到底，各个电源输出端没有连接负载，开启控制屏上的 “电源总开关” ，按下“启动”按钮，向顺时针方向旋转控制屏左侧端面上的调压器旋纽，将三相交流电源输出端U、V、W的线电压调到220V，以后保持不变。

2、按下控制屏上的“停止”按钮以切断三相交流电源，按实验图2-1所示点动控制线路进行安装接线，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，经三刀开关Q1、熔断器FU，接触器KM1的主触头，热电器FR的热元件到电动机M的三个线端A、B、C的电路。用导线按顺序串联起来，有三路。主电路连接完整无误后，再连接控制电路，它是从容电器FU后的插孔V开始，经过常开按钮SB1、接线器KM1的线圈、热继电器FR的常闭触头到插孔W，显然它是对接触器KM1主触头吸合，电机机M因接通电源而被投入运转。当送开SB1时，KM1线圈断电，KM1主触头断开，M停止运转。实验线路经指导教师检查无误后，方可按下控制屏上的“ 启动”按钮，按下列步骤进行通电实验。（1）合上DT43挂箱上的开关Q1。接通三相交流220V电源。

（2）按下DT42挂箱上的启动按钮SB1，对电动机M进行点动操作，即比较按下SB1与松开SB1时电动机M的运转情况。按下SB1，接触器线圈KM1得电，接触器常开触点闭合，电动机得电运转。松开SB1由于抚慰弹簧的作用，使按钮复位，KM1线圈失电，电动机停转，从而实现电动控制。

3、按下控制屏上的“停止”按钮以切断三相交流电源。按实验图2-2所示的自锁线路进行接线，它与图2-1的不同，只在于控制电路中多串联一只常闭按钮SB2 ，同时在SB1上并联有一只接触器KM1的常开触头，它起自锁作用，实验线路经指导老师检查无误后，方可按下控制屏上的“启动”按钮，按下列步骤进行通电实验。（1）合上开关Q1，接通三相交流220V电源。

（2）按下启动按钮SB1，松手后观察电动机M是否继续运转。（3）按下停止按钮SB2，松手后观察电动机M是否停止运转。

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图2-1 点动控制线路图2-2自锁控制线路四、讨论题

1、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？

2、自锁控制线路在长期工作后可能出现失去自锁作用。试分析产生的原因是什么？

3、图中各个电器如QI、FU、KM1、FR、SB1、SB2各起什么作用？已经使用了熔断器为何还要使用热继电器？已经有了开关Q1为何还要使用接触器KM1？

4、图7-2电路能否对电动机实验过流保护、短路保护和失压保护？ 5、自锁常开触点错接成常闭触点，会发生怎样的现象？

6、实验中发现，一接通电源，不按按钮电机即启动旋转，是何原因？

2-2三相异步电动机可逆运转控制

一、实验目的

1、牢固掌握三相鼠笼型异步发动机正反转控制电路的工作原理及正确的接线方法。 2、通过三相异步电动机正反转控制线路，说明联锁环节的作用。二、选用组件

1、编号为DJ82的三相鼠电动机，UN=220V（?）接法

2、编号为DT42的继电接触控制（二）挂箱 3、编号为DT43的继电接触控制（三）挂箱三、实验步骤

1、在接线之前要检查控制屏左侧端面上的调压器旋钮须在零位。各个电源输出端没有连接负载。开启“电源总开关” ，按下“启动，向顺时针方向旋转调压器旋钮。将三相调压电源U、V、W输出的线电压调到220V，以后保持不变。

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图2-3 接触器联锁的正反转控制线路

2、按下“停止“按钮以切断交流电源后，按实验图2-3的内容接线，图中开关Q1、熔断器FU选用DT43挂箱，接触器KM1、KM2、按钮SB1、SB2、SB3及热继电器FU选用DT42挂箱。经指导教师检查无误后，方可按下“启动”按钮，按下列实验步骤进行通电操作。（1）合上电源开关Q1，接通三相交流220V电源。

（2）按下按钮SB1，观察并记录电动机M的转向，自锁和联锁触头的吸断状态。（3）按下按钮SB2，并观察记录电动机M的转向，自锁和联锁触头的吸断状态。（4）按下按钮SB3，并观察记录电动机M的转向状态，自锁和联锁触头的吸断状态。（5）在按SB2，观察并记录电动机M的运转状态，自锁和联锁触头的吸断状态。

3、按下“停止”按钮以切断三相交流电源，按实验图2-4的内容接线，经指导教师检查无误后，方可按下“启动”按钮按下实验步骤进行通电实验。（1）合上开关Q1，接到220V交流电源。

（2）按下按钮SB1，观察并记录电动机M的转向、自锁和联锁触头的吸断状态。（3）按下按钮SB2，观察并记录电动机M的转向、自锁和联锁触头的吸断状态。（4）按下按钮SB3，观察并记录电动机M的转向状态、自锁和联锁触头的吸断状态。

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~220VQ1FUKM1SB3KM1KM2--------------------------------------------KM2------------------------------------------------KM1SB2SB1KM1KM2KM2FR---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------M3~

图2-4接触器和按钮双重联锁的正反转控制线路

（5）将SB1按下一半（即不是按到底），将SB2按到底，分别观察并记录电动机运转状态、自锁和联锁触头的吸断状态。

（6）将SB2按下一半（即不是按到底），将SB1按到底，分别观察上述状态。（7）同时按下SB1和SB2，观察上述状态四、讨论题

1、在图2-3的实验中，自锁触头的功能是什么？ 2、在图2-3的实验中，联锁触头的功能是什么？

3、在图2-4的实验中，使用了双重联锁，和图2-3实验相比，有什么特点？

4、实验中如发现按下正（或反）转按钮，电动机旋转方向不变，试分析鼓掌原因？ 5、若运行中主电路有一相熔断器熔断，可能会发生什么情况？

2-3 三相异步电动机Y-? 降压启动控制线路

一、实验目的

1、了解时间继电器的工作原理及使用方法。二、选用组件

1、编号为DJ82的三相鼠电动机，UN=220V（?接法）

2、编号为DT42的继电接触控制（二）挂箱 3、编号号DT43的继电接触控制（三）挂箱 4、编号为DT11的交流电流表挂箱三、实验方法 1、检查控制屏左侧端面上的调压器旋钮须在零位，各个电源输出端没有连接负载。开启“电

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源总开关” ，按下“启动”按钮，向顺时针方向旋转调压器，旋钮，将三相交流电源输出的线电压调到220V，以后保持不变。

2、按下“停止”按钮以切断交流电源后，按实验图2-5所示接触控制Y-?降压启动控制线路进行接线，图中Q1选用DT43挂相，其余电器选用DT42挂箱，经指导老师检查无误后，方可按下“启动”按钮按下列实验步骤进行通电实验（交流电流表选用DT11挂箱可接入任何一相主电路）

（1）合上挂箱DT43上的开关Q1，接通三相交流220V电源，

（2）按下挂箱DT42上的按钮SB2，电机作Y接法起动，注意观察起动时，电流表最大读数为IY= A。

（3）按下挂箱DT42上的按钮SB3，使电机为?接法正常运行。（4）按下挂箱DT42上的按钮SB1，电机断电停止运行。

（5）先按下按钮SB3，再同时按下起动按钮SB2，观察电机在?接法直接起动时电流表电流表最大读数为I?起动= 安。

（6）试比较IY起动/I?起动= ，结果说明了什么问题？

2-6时间继电器控制Y-起动

3、按下“停止”按钮切断三相交流电源，按实验图2-6所示时间继电器Y-?起动控制线路进行接线，图中图中Q1选用DT43挂箱，其余电器和时间继电器KT选用DT42挂箱。（注意：它是吸合延时的，DT41时间继电器是断电延时的）。经知道老师检查后方可通电实验：（1）合上电流开关Q1，接通三相交流220V电源。

（2）按下按钮SB1，电动机M作Y接法起动，经过一定的延时时间，电机自动按接法正常运行。

（3）调节时间继电器的延时螺钉，观察电机从Y接法自动转为接法的延时时间。（4）按下停止按钮SB2，电动机M停止运转。

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4、按下控制屏上的“停止”按钮切断三相交流电源，按实验图2-7所示手动Y- 降压启动控制线路进行接线，经指导教师检查无误后，方可按下列步骤进行通电实验。

~220VQ1--------------------------------FUAQ2ABZXM3~CY------------------Y

图2-7 手动控制Y-? 降压起动控制线路（1）开关Q2合向上方、使电机?接法。

（2）合上开关Q1，接通三相交流220V电源，观察电机在?接法启动时，电流表最大读数为I Y起动=一安。

（3）断开Q1（合至下方），关断电源，待电机停转后，作Y- 降压启动实验。（4）开关Q2合向下方，使电机为Y接法。

（5）合上电源开关Q1，观察电机在Y接法起动时，电流表最大数为IY起动= 安。（6）当电机接近正常运转时，将Q2开关合向上方运行位置，使电机正常运行。（7）试比较IY起动/I?起动= ，结果说明了什么问题？四、讨论题

1、采用Y-?降压起动的方法时电动机有何要求？

2、降压启动的自动控制线路与手动控制线路比较，有哪些优点？ 3、时间继电通电延时常开和常闭触点接错，电路工作状态怎样？

2-4 能耗制动控制

一、实验目的

1、熟悉三相异步电动机采用能耗制动的控制电路及接线方法。 2、了解时间继电器延时长短对停机效果的影响。二、选用组件

1、编号为DJ81的三相鼠笼异步电动机，（UN=220V ?接法）

2、DT41的继电接触控制（一）挂箱 3、DT42的继电接触控制（一）挂箱 4、DT43的继电接触控制（一）挂箱 5、DT22三相可调电阻挂箱三、实验方法

开启交流电源，将三相输出线电压调节袄220V，保持不变。按下“关”按钮以切断交流电源，按实验图2-8电路接线，图中KM1、KM2、SB1、SB2、KT，选用DT42挂箱，V及T选用DT41挂箱，FU选用DT43挂箱，R选用DT23挂箱的180电阻（两个90+90 串联）。指导教师

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检查无误后，开启电源按下列步骤操作。

~220VFUSB1KM1220V+VR26VKTKM1KM2SB2KM1KM2T-KM2M3~KM2KT 图2-8 异步电动机能耗制动控制线路

（1）调节能耗制动的限流电阻R值，使流过电动机的直流制动电流约为电动机的额定电流IN值。

（2）调节时间继电器，使延时时间约为10秒。（3）接通三相交流220V电源。

（4）按下SB2，使电动机M起动运转。

（5）待电动机运转稳定后，按下SB1，观察并记录电动机M从按下SB1起至电动机停止旋转止的能耗制动时间。

（6）增大限流电阻R值，使流过电动机的直流制动电流小于IN值，分别观察并记录电动机M能耗制动的时间，并比较分析与理论是否符合。四、思考题

1、时间继电器的延时长短对制动效果有什么影响？

2-5 工作台往返自动控制

一、实验目的

1、通过对工作台自动往返控制线路的实际安装接线，掌握由电气原理图变换成安装接线图的能力。

2、通过实验进一步理解工作台往返自动控制的原理。二、选用组件

1、DJ81的三相鼠笼式异步电动机，（UN=220V ? 接法） 2、DT42的继电接触控制（二）挂箱 3、DT43的继电接触控制（三）挂箱三、实验方法

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1、图2-9（a）为示意图，图2-9（b）为工作台自动往返控制线路图。当工作台的档块停在行程开关SQ1和SQ2之间的任意位置时，可以按下任一启动按钮SB1和SB2使工作台向任一方向运动。例如按下正转按钮SB1，电动机正转带动工作台左进。当工作台到达终点时档块压下终点行程开关SQ2，SQ2的常闭触点断开正转控制回路，电动机停止正转，同时SQ2的常开触点闭和，使反转接触器KM2得电动机作，工作台右退。当工作台退回原位时，档块又压下SQ1，其常闭触头断开反转控制电路，常开触点闭合，使接触器KM1得电，电动机带动工作台左进，实现了自动往复运动。

SQ2MSQ1

SQ2

SQ1图2-9（a）示意图

~220---------------------Q1FUSB1SB2KM1SQ1FRKM1SQ2KM2KM1-----------------------------------KM2SB2KM2SQ2SQ1KM2KM1---------------------------------------------------------------------FR3~M

图2-9（b）工作台自动往返控制线路

2、按实验图2-9（b）工作台自动往返控制线路图界限，经教师检查无误后，按下列步骤操作

（1）合上开关Q1，接通三相 220V电源。

（2）按SB1按钮，使电动机正转，运转约半分钟。

（3）用手按SQ2（模拟工作台左进到达终点，档块压下行程开关）。观察电动机应停止正运转，并变为反转。

（4）反转约半分钟，用手按SQ1）（模拟工作台退到达原位，挡块压下行程开关），观察电动机应停止反转并变为正转。

（5）重复上述步骤，实验接线应能正常工作。

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2-6 C620车床电气控制

一、实验目的

1、熟悉C620车床控制线路及其操作。

2、通过操作，掌握车床电器设备的调试，鼓掌分析及排除鼓掌的方法。二、选用组件

1、DJ81的三相鼠笼式异步电动机及DJ82三相鼠笼电动机各一台，UN=220V ? 接法。其中DJ81作主电机M1，另一台DJ82作冷却泵电机M2， 2、DT41的继电接触控制（一）挂箱 3、DT42的继电接触控制（二）挂箱 4、DT43的继电接触控制（三）挂箱三、实验方法

按实验图2-10接线，经指导检查无误后，方可按下列步骤实验

~220VTQ26.3VSB1220VHL3SB2FRKM1-------------------------------KM1KM1FUM13~----------------FRQ1M23~图 2-10 C620车床电气控制原理图

（1）接通三相交流220V电源

（2）按下SB2按钮，接触器KM1线圈通电，其在主电路中的常开主触头KM1接通，主电动机M1启动按钮。

（3）合上开关Q1，冷却泵电动机M2工作。

（4）若车床需提供照明灯，可合上开关Q2，使SB3的HL3等亮（模拟照明灯）。

（5）按下SB1按钮，KM1线圈断电，主电路中的KM1断开，主电动机M1断电停止运转，同时冷却泵电动机M2也停止运转。

（6）如果冷却泵电动机M2缺相（保险丝FU少了一相）或过载，则热键电器FR动作，使控制电路的常闭触点FR断开，KM1线圈断电，使主触头断开、主电动机M1和冷却泵电动机M2也停止运转。

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四、讨论题

1、为什么冷却泵电机接在主触头KM1的下面？ 2、为什么照明灯要接在主触头KM1的上面？

2-7 电动葫芦电气控制电路实验

一、实验目的

1、学习并掌握电动葫芦的提升和移行机构电气控制的方法； 2、学习用限位三相异步电动机进行能耗制动并观察其制动效果；二、选用组件：

1、M1用DJ81三相鼠式异步电动机 2、M2用DJ82三相鼠笼电动机

2、DT41继电接触控制（一） 3、DT42继电接触控制（二） 4、DT43继电接触控制（三）三、实验方法 1、先对热电器DR16B-2D/3D的整定电流进行调整，调整在M1三相鼠笼式异步电动机的额定电流0.5A位置。

~220VQ1FU下降---------------------------------提升SQKM2FRKM1----------------------------KM1KM2KM1SB3SB2K1KM2--------------------------------KZK1K2K2--------------向前K2K1SB3SQ4FR----------220V26V图2-11 电动葫芦控制电路图

2、M1异步电动机装在导航上，M2鼠笼电动机放在实验桌的台面上，分别模拟升降、移行电

向后 KZ------------------------------------------+-KZM23~M13~----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SQ - 13 -

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动机。

3、按图2-11接线。因为挂箱提供的按钮不够，在图中限位开关SQ当作按钮使用，线路连接完成经指导教师检查无误后，方可按下列步骤进行通电调试，假定电动机M1提升为顺时针转向，电动机M2向前移行为顺时针转向，则按SB1和SB3应符合转向要求，若不符合要求，应调整相序使电动机转向符合顺时针的假定要求。

4、按SB2及SB4、M1及M2的转向应符合逆时针转向要求，在电机M1运转的状态下，按SQ即对电机能耗制动，观察电机应很快停转，以模拟实际电葫芦的升降电动机停机时，必须有制动电磁铁（即抱闸）将其轴卡住，能使重物悬挂在空中。 5、再次操作各按钮，先按SB2，M1电机逆时针转向（下降），在按SB3，M2电机顺时针转向（向前），改为按SQ4，M2电机逆时针转向（向后），松开各按钮，电机应停止运转；按SB1，M1电机顺时针转向（提升），按10秒钟（模拟电机已提升高到最高位），此时按SQ（模拟提升到最高位碰撞限位开关SQ），电机应很快停止运转，

6、为了在实验操作中保证安全，要求每次只按下一个按钮，以使重物升降时不作行运行，或在移行运行时不使重物作升降运动。也可设想在电路中加连锁使操作更安全。

2-8 x62w铣床模拟控制线路的调试分析

一、实验目的

1、熟悉x62w万能铣床电气控制线路及其操作。

2、通过操作掌握铣床电气设备的调试，故障分析及排除故障的方法。二、实验线路

按图2-12接线，其中M1选用DJ82三相鼠笼电动机，M2选用DJ81三相鼠笼异步电动机；KM1、KM2、KM3、FR、SB1、SB2、SB3选用DT42挂件Q1、Q2、FU、SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、K1、K2选用DT32挂件S1、S2、S3选用DT32挂件；K、T、V、SQ、选用DT41挂件。

三、实验步骤

1、接好线后，仔细查有对有无错接、漏接，各开关位置是否符合要求，检查无误后先对主轴电机及进给电机进行操作控制。 1）主轴电机控制

（1）按按钮SB3接通交流电源，操作S1开关，对主轴的正转（假定为逆时针）分转（假定为顺时针）进行预选，按下SB1或SB2电机停止转动。

（2）按启动按钮SB3，观察主轴的正转，并符合假定的正、反要求。

（3）变速冲动，在停机情况下，按SQ实现主轴电机的冲动，便于齿轮的齿合。 2）进给电机控制

（1）园工作台工作，Q1开关置于园工作台接通位置（Q1-1、Q1-3断开、Q1-2闭合）。主轴电机启动情况下，进给电机正转，Q1开关置于工作台断开位置时，（即Q1-2，Q1-1闭合、Q1-3闭合）进给电机停止运转。

（2）工作台纵向进给：Q1开关置于园工作台接通位置（Q1-1、Q1-3闭合、Q1-2断开）操作SQ1或SQ2（使SQ1-1闭合或SQ2-1闭合），进给电机应正转或反转运行，实现工作台纵向进给。

（3）工作台横向或垂直进给，Q1开关置于园工作台接通位置（Q1-2、Q1-1断开、Q1-3闭合）操作SQ3或SQ4（使SQ3-1闭合或SQ4-1闭合），进给电机应正转或反转运行，实现工

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作台横向或垂直进给。

（4）工作台快速移动：在主轴电机正常运转，工作台有进给运动情况下，若合上开关S2，则K1吸合（模拟电磁铁动作），工作台快速移动。