PLC实验指导书

第八章 电力拖动继电接触控制

8-1 三相异步电动机点动和自锁控制线路 一、实验目的

1、通过对三相异步电动机点动控制和自锁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知识。

2、通过实验进一步加深理解点动控制和自锁控制的特点以及在机床控制中的应用。 二、选用组件 1、实验设备

序 号 1 2 3 型 号 DJ24 D61 D62 名 称 三相鼠笼异步电动机(△/220V) 继电接触控制挂箱（一） 继电接触控制挂箱（二） 数 量 1件 1件 1件 2、屏上挂件排列顺序 D61、D62

注：若未购买D62挂箱，图中的Q1和FU可用控制屏上的接触器和熔断器代替，学生可从U、V、W端子开始接线。以后同此。 三、实验方法

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“直流电机电源”的“电枢电源”开关及“励磁电源”开关须在“关”断位置。开启“电源总开关”，按下启动按钮，旋转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“关”按钮以切断三相交流电源。以后在实验接线之前都应如此。

1、三相异步电动机点动控制线路：

按图8-1接线。图中SB1、KM1选用D61上元器件，Q1、FU1、FU2 、FU3 、FU4选用D62上元器件，电机选用DJ24（△/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，经三刀开关Q1、熔断器FU1、FU2、FU3、接触器KM1主触点到电动机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。主电路经检查无误后，再接控制电路，从熔断器FU4插孔V开始，经按钮SB1常开、接触器KM1线圈到插孔W。线接好经指导老师检查无误后，按下列步骤进行实验：

FU1Q1U11V11W11SB1FU4L1220VL2L3FU2

KM1FU3V21BW21C

U21AKM1

图8-1 点动控制线路

(1)按下控制屏上“开”按钮； (2)先合Q1，接通三相交流220V电源；

(3)按下启动按钮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。

2、三相异步电动机自锁控制线路：

按下控制屏上的“关”按钮以切断三相交流电源。按图8-2接线，图中SB1、SB2、KM1、FR1选用D61挂件，Q1、FU1、FU2 、FU3 、FU4选用D62挂件，电机选用DJ24（△/220V）。

检查无误后，启动电源进行实验：

(1) 合上开关Q1，接通三相交流220V电源；

(2) 按下起动按钮SB2，松手后观察电动机M运转情况；

(3) 按下停止按钮SB1，松手后观察电动机M运转情况。

FU1Q1L1220VL2L3U11V11W11FR1FU2

FU3

FU4SB1KM1KM1U21V21W21FR1SB2ABCKM1图8-2 自锁控制线路

3、三相异步电动机既可点动又可自锁控制线路：

图8-3 既可点动又可自锁控制线路

按下控制屏上“关”按钮切断三相交流电源后，按图8-3接线，图中SB1、SB2、SB3、KM1、FR1选用D61挂件，Q1、FU1、FU2 、FU3 、FU4选用D62挂件，电机选用DJ24（△/220V），检查无误后通电实验：

(1) 合上Q1接通三相交流220V电源；

(2) 按下起动按钮SB2，松手后观察电机M是否继续运转；

(3) 运转半分钟后按下SB3，然后松开，电机M是否停转；连续按下和 松开SB3，观察此时属于什么控制状态；

(4) 按下停止按钮SB1，松手后观察M是否停转。

ABCKM1FR1KM1SB3SB2SB3KM1Q1U11FU2U220VVWV11FU3W11FR1FU1FU4SB1四、讨论题

1、试分析什么叫点动，什么叫自锁，并比较图8-1和图8-2的结构和功能上有什么区别？ 2、图中各个电器如Q1、FU1、FU2、FU3、FU4、KM1、FR、SB1、SB2、SB3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？

3、图8-2电路能否对电动机实现过流、短路、欠压和失压保护？ 4、画出图8-1、8-2、8-3的工作原理流程图。

8-2 三相异步电动机的正反转控制线路

一、实验目的

1、通过对三相异步电动机正反转控制线路的接线，掌握由电路原理图接成实际操作电路的方法。

2、掌握三相异步电动机正反转的原理和方法。

3、掌握手动控制正反转控制、接触器联锁正反转、按钮联锁正反转控制及按钮和接触器双重联锁正反转控制线路的不同接法，并熟悉在操作过程中有哪些不同之处。

二、选用组件

1、实验设备 序 号 1 2 3 型 号 DJ24 D61 D62 名 称 三相鼠笼异步电动机(△/220V) 继电接触控制挂箱（一） 继电接触控制挂箱（二） 数 量 1件 1件 1件 2、屏上挂件排列顺序 D61、D62

三、实验方法

1、倒顺开关正反转控制线路：

(1) 旋转调压器旋钮将三相调压电源U、V、W输出线电压调到220V，按下“关”按钮切断交流电源。

(2) 按图8-4接线。图中Q1（用以模拟倒顺开关）、FU1 、FU2、FU3选用D62挂件，电机选用DJ24（△/220V）。

(3) 启动电源后，把开关Q1合向“左合”位置，观察电机转向。

(4) 运转半分钟后，把开关Q1合向“断开”位置后，再扳向“右合”位置，观察电机转向。

L1220VL2L3

FU1FU2FU3

Q1左合断开右合 AB C图8-4 倒顺开关正反转控制线路

2、接触器联锁正反转控制线路：

(1) 按下“关”按钮切断交流电源。按图8-5接线。图中SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、FR1选用D61件，Q1、FU1、FU2 、FU3、FU4选用D62挂件，电机选用DJ24（△/220V）。经指导老师检查无误后，按下“开”按钮通电操作。

(2) 合上电源开关Q1，接通220V三相交流电源。

(3) 按下SB1，观察并记录电动机M的转向、接触器自锁和联锁触点的吸断情况。 (4) 按下SB3，观察并记录M运转状态、接触器各触点的吸断情况。

(5) 再按下SB2，观察并记录M的转向、接触器自锁和联锁触点的吸断情况。

ABCFR1KM2KM1KM1KM2Q1L1220VL2L3FU1FU2FU3FU4KM1KM1KM2

图8-5 接触器联锁正反转控制线路

3、按钮联锁正反转控制线路：

(1)按下“关”按钮切断交流电源。按图8-6接线。图中SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、FR1选用D61挂件，Q1、FU1、FU2 、FU3、FU4选用D62挂件，电机选用DJ24（△/220V）。经检查无误后，按下“开”按钮通电操作。

(2) 合上电源开关Q1，接通220V三相交流电源。

(3) 按下SB1，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。 (4) 按下SB3，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。 (5) 按下SB2，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。 L1 Q1 220VL2L3FU1FU2 FU3 FU4KM 1KM2 FR1SB2SB1 图8-6 按钮联锁正反转控制线路

ABC4、按钮和接触器双重联锁正反转控制线路：

(1) 按下“关”按钮切断三相交流电源按图8-7接线。图中SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、FR1

选用D61挂件，FU1、FU2、FU3、FU4、Q1选用D62挂件，电机选用DJ24（△/220V）。经检查无

误后，按下“开”按钮通电操作。

(2) 合上电源开关Q1，接通220V交流电源。

(3) 按下SB1，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。 (4) 按下SB2，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。 (5) 按下SB3，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。

L1220VL2L3 Q1 FU2FU3FU1 FU4KM1 KM2SB2KM2FR1SB1KM1ABC

图 8-7 按钮和接触器双重联锁正反转控制线路

四、讨论题

1、在图8-4中，欲使电机反转为什么要把手柄扳到“停止”使电动机M停转后，才能扳向“反转”使之反转，若直接扳至“反转”会造成什么后果？

2、试分析图8-4、8-5、8-6、8-7各有什么特点？并画出运行原理流程图。

3、图8-5、8-6虽然也能实现电动机正反转直接控制，但容易产生什么故障，为什么？图8-7比图8-5和8-6有什么优点？

4、接触器和按钮的联锁触点在继电接触控制中起到什么作用？

8-3 工作台自动往返循环控制线路

一、实验目的

1、通过对工作台自动往返循环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方法、掌握行程控制中行程开关的作用、以及在机床电路中的应用。 2、通过实验进一步加深自动往返循环控制在机床电路中的应用场合。

二、选用挂件

1、实验设备 序 号 1 2 3 型 号 DJ24 D61 D62 名 称 三相鼠笼异步电动机(△/220V) 继电接触控制挂箱（一） 继电接触控制挂箱（二） 数 量 1件 1件 1件 2、屏上挂件排列顺序 D61、D62

三、实验方法

1、图8-8（a）为控制线路图，8-8（b）为示意图。当工作台的档块停在行程开关ST1和ST2之间任何位置时，可以按下任一启动按钮SB1或SB2使之运行。例如按下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ST1，使其常闭触点ST1-1断开，接触器KM1因线圈断电而释放，电机停转；同时行程开关ST1的常开触电ST1-2闭合，使接触器KM2通电吸合且自锁，电动机反转，拖动工作台向右移动；同时ST1复位，为下次正转作准备，当电机反转拖动工作台向右移动到一定位置时，档块2碰到行程开关ST2，使ST2-1断开，KM2断电释放，电动机停电释放，电动机停转；同时常开触点ST2-2闭合，使KM1通电并自锁，电动机又开始正转，如此反复循环，使工作台在预定行程内自动反复运动。

2、按图8-8（a）接线。图中SB1、SB2、SB3、FR1、KM1、KM2选用D61挂件，FU1、FU2、FU3、FU4、Q1、ST1、ST2、ST3、ST4选用D62挂件，电机选用DJ24（△/220V）。经指导老师检查无误后通电操作：

(1) 合上开关Q1，接通220V三相交流电源。 (2) 按SB1按钮，使电动机正转约十秒钟。

(3) 用手按ST1（摸拟工作台左进到终点，档块压下行程开关ST1），观察电动机应停止正转并变为反转。

L1220VL2L3(4) 反转约半分钟，用手压ST2（模拟工作台右进到终点，档块压下行程开关ST2），观察电动

FU1FU2Q1

FU3FU4ST2-2KM1KM2ST1-2KM1KM2ST1-1ST3ST2-1ST4KM2FR1ABCKM1 M3~ (a)

床身ST3ST1ST4挡铁１挡铁２

(b)

图8-8 工作台自动往返循环控制线路

机应停止反转并变为正转。

(5) 正转十秒钟后按下ST3和反转十秒钟后按下ST4，观察电机运转情况。(6) 重复上述步骤，线路应能正常工作。 四、讨论题

1、行程开关主要用于什么场合，它是运用什么来达到行程控制，行程开关一般安装在什么地方？

2、图中ST3、ST4在行程控制中起什么作用？ 3、列举几种限位保护的机床控制实例。

8-4 顺 序 控 制 线 路

一、实验目的

1、通过各种不同顺序控制的接线，加深对一些特殊要求机床控制线路的了解。 2、进一步加深学生的动手能力和理解能力，使理论知识和实际经验进行有效的结合。 二、选用部件 1、实验设备 序 号 1 2 3 4

2、屏上挂件排列顺序 D61、D62

型 号 DJ16 DJ24 D61 D62 名 称 三相鼠笼异步电动机(△/220V) 三相鼠笼异步电动机(△/220V) 继电接触控制挂箱（一） 继电接触控制挂箱（二） 数 量 1件 1件 1件 1件 三、实验方法

1、三相异步电动机起动顺序控制（一）：

按图8-9接线。图中SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、FR1选用D61挂件，FU1、FU2、FU3、FU4、Q1、FR2选用D62挂件，电机M1选用DJ16（△/220V），M2选用DJ24（△/220V）。

(1) 按下启动按钮，合上开关Q1，接通220V三相交流电源。 (2) 按下SB1，观察电机运行情况及接触器吸合情况。

(3) 保持M1运转时按下SB2，观察电机运转及接触器吸合情况。 (4) 在M1和M2都运转时，能不能单独停止M2。

(5) 按下SB3使电机停转后，先按SB2，分析电机M2为什么不能起动。

L1220VL2L3

FU1FU2FU3Q1

FU4KM1KM2KM1FR1 AFR2 B

CABCKM1KM2图8-9 起动顺序控制（一）

2、三相异步电动机起动顺序控制（二）：

按图8-10接线。图中SB1、SB2、SB3、FR1、KM1、KM2选用D61挂件，Q1、FU1、FU2、FU3、FU4、SB4、FR2选用D62挂件，M1选用DJ16，M2选用DJ24。

(1) 按下屏上起动按钮，合上开关Q1，接通220V三相交流电源。 (2) 按下SB2，观察并记录电机及各接触器运行状态。 (3) 再按下SB4，观察并记录电机及各接触器运行状态。 (4) 单独按下SB3，观察并记录电机及各接触器运行状态。

(5) 在M1与M2都运行时，按下SB1，观察电机及各接触器运行状态。

FU1Q1L1220VL2L3FU2FU3

FU4KM1

图8-10 起动顺序控制（二）

3、三相异步电动机停止顺序控制：

ABCABCKM1FR1FR2KM1KM2SB4KM1KM2确保断电后，按图8-11接线。图中SB1、SB2、SB3、FR1、KM1、KM2选用D61挂件，Q1、FU1、FU2、FU3、FU4、SB4、FR2选用D62挂件，电机M1用DJ16（△/220V），M2用DJ24（△/220V）。

(1) 按下屏上起动按钮，合上开关Q1，接通220V三相交流电源。 (2) 按下SB2，观察并记录电机及接触器运行状态。 (3) 同时按下SB4，观察并记录电机及接触器运行状态。

(4) 在M1与M2都运行时，单独按下SB1，观察并记录电机及接触器运行状态。 (5) 在M1与M2都运行时，单独按下SB3，观察并记录电机及接触器运行状态。 (6) 按下SB3使M2停止后再按SB1，观察并记录电机及接触器运行状态。

Q 1L1220VL2L3FU1 RFU2FU3FU4A RRKM2KM1KM1 M3~ABCFR1KM2KT1KM1KT1KM2

图8-14 时间继电器控制串电阻降压起动控制线路

3、接触器控制Y-Δ降压起动控制线路：

关断电源后，按图8-15接线。图中SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、KM3、FR1用D61挂件，FU1、FU2、FU3、FU4、Q1选用D62挂件，安培表用D32上2.5A档，电机选用DJ24（△/220V）。

L1220VL2L3

KM3Q1FU1FU2FU3FU4AKM1KM1FR1A M3~ZXYBCSB2KM3KM2SB2KM3KM2

KM1KM2KM3图8-15 接触器控制Y-Δ降压起动控制线路

(1) 起动控制屏，合上Q1，接通220V交流电源。

(2) 按下SB1，电动机作Y接法起动，注意观察起动时，电流表最大读数IY起动= A。 (3) 按下SB2，使电机为Δ接法正常运行，注意观察Δ运行时，电流表电流为IΔ运行= A。

(4) 按SB3停止后，先按下SB2，再同时按下起动按钮SB1，观察电机在Δ接法直接起动时电流表最大读数IΔ起动= 安。

(5) 比较IY起动/IΔ起动= ，结果说明什么问题？ 4、时间继电器控制Y-Δ降压起动控制线路：

L1220VL2L3

KM3Q1FU1FU2FU3FU4AKM1KM1FR1KM3KM2A M3~ZBCKT1KT1KM3XYKM1KM2KT1KM3KM2图8-16 时间继电器控制Y-Δ降压起动控制线路

关断电源后，按图8-16接线。图中SB1、SB2、KM1、KM2、KM3、KT1、FR1选用D61挂件，FU1、FU2、FU3、FU4、Q1选用D62挂件，安培表用D32上2.5A档，电机用DJ24（△/220V）。

(1) 起动控制屏，合上Q1，接通220V三相交流电源。

(2) 按下SB1，电动机作Y接法起动，观察并记录电机运行情况和交流电流表读数。 (3) 经过一定时间延时，电机按Δ接法正常运行后，观察并记录电机运行情况和交流电流表读数。

(4) 按下SB2，电动机M停止运转。

四、讨论题

1、画出图8-13、8-14、8-15、8-16的工作原理流程图。 2、时间继电器在图8-14、8-16中的作用是什么？ 3、图8-14比图8-13中串电阻方法有什么优点？

4、采用Y-Δ降压起动的方法时对电动机有何要求？ 5、降压起动的最终目的是控制什么物理量？

6、降压起动的自动控制与手动控制线路比较，有哪些优点？

8-7 三相线绕式异步电动机的起动控制线路

一、实验目的

1、通过对三相线绕式异步电动机的起动控制线路的实际安装接线，掌握由电路原理图接成实际操作电路的方法。

2、熟练掌握三相线绕式异步电动机的起动应用在何种场合，并有何特点？

二、选用组件

1、实验设备 序 号 1 2 3 4 5 型 号 D61 D62 D41 D32 DJ17 名 称 继电接触控制挂箱（一） 继电接触控制挂箱（二） 三相可调电阻箱 交流电流表 三相线绕式异步电动机(Y/220) 数 量 1件 1件 1件 1件 1台 2、屏上挂件排列顺序 D61、D62、D32、D41 三、实验方法

1、时间继电器控制线绕式异步电动机起动控制线路：

将可调三相输出调至220V线电压输出，再按下“关”按钮切断电源后，按图8-17接线。图中SB1、SB2、KM1、KM2、FR1、KT1用D61挂件，FU1、FU2、FU3、FU4、Q1选用D62挂件，R用D41上180Ω电阻，安培表选用D32上1A档。经检查无误后，按下列步骤操作：

(1) 按下“开”按钮，合上开关Q1，接通220V三相交流电源。

(2) 按SB1，观察并记录电动机M的运转情况。电机起动时电流表的最大读数为 A。

(3) 经过一段时间延时，起动电阻被切除后，电流表的读数为 A。(4) 按下SB2，电机停转后，用导线把电动机转子短接。

(5) 再按下SB1，记录电机起动时电流表的最大读数为 A。

L1220VL2L3

Q1FU1FU2FU3

FU4AKM1KM1KM2FR1KM2KM1KT1KM2A M3~ZKM2BCXKM2KM1KT1KM2

图8-17 时间继电器控制线绕式异步电动机起动控制线路

四、讨论题

1、三相线绕式异步电动机转子串电阻可以减小起动电流，提高功率因数增加起动转矩外，还可以进行什么？

2、三相线绕式电动机的起动方法有哪几种？什么叫频敏变阻器，有何特点？

8-8 双速异步电动机的控制线路

一、实验目的

1、掌握由电路原理图换接成实际操作接线的方法。

2、掌握双速异步电动机定子绕组接法不同时转速有何差异。

二、选用组件

1、实验设备

序 号 1 2 3 4 5 型 号 D61 D62 D63 D32 DJ22 名 称 继电接触控制挂箱（一） 继电接触控制挂箱（二） 继电接触控制挂箱（三） 交流电流表 双速异步电动机 数 量 1件 1件 1件 1件 1台 2、屏上挂件排列顺序 D61、D62、D63、D32

三、实验方法

1、双速异步电动机的控制线路：

起动控制屏将三相调压输出调至三相线电压220V输出，按下“关”按钮，按图8-18接线。图中SB1、SB2、KM1、KM2用D61挂件，FU1、FU2 、FU3、FU4、Q1、KA1用D62挂件，KT2用D63挂件，安培表用D32上5A档，电机用DJ22。经检查无误后按以下步骤操作：

(1) 起动电源，按下SB2，电动机按三角形接法起动，观察并记录电动机转速和安培表最大读数为 A。

(2) 经过一段时间延时后，电动机按双星形接法运行，观察并记录电动机转速和安培表读数为 A。

(3) 按下SB1，电动机停止运转。

154L1

65142536142536220VL2L33L126L2L3Q1FU1FU2FU3FU4AKA1KM1KM1KM2KM24KT21KM2L1L2L3362KT2KM1KA1KM2图8-18 时间继电器控制双速电动机自动加速控制电路

四、讨论题

1、双速电动机是靠改变什么来改变转速？

2、从三角形接法换接成双星形接法应注意哪些问题？

KA123KM1KM21KA145

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