工厂电气控制技术实验指导书

工厂电气控制技术

实验指导书

目 录

实验一 三相鼠笼式异步电动机的点动和自锁控制??????????????2 实验二 三相异步电动机的正反转控制?????????????????????4 实验三 三相鼠笼式异步机电动机降压起动控制???????????????6 实验四 三相异步机电动机能耗制动????????????????????8 实验五 三相线绕式异步电动机的起动控制?????????????????10

实验一 三相鼠笼式异步电动机的点动和自锁控制

一.概述

UVW~UQSB2FU1KM1~VKM1M3~图3-7 三相鼠笼式异步电机点动控制线路三相笼式异步电机由于结构简单、性价比高、维修方便等优点获得了广泛的应用。在工农业生产中，经常采用继电接触控制系统对中小功率笼式异步机进行直接起动，其控制线路大部由继电器、接触器、按钮等有触头电器组成。

某些生产机械在安装或维修后常常需要所谓“点动”控制。图3-7所示为点动控制原理图，图中主回路可不接热继电器。当按下起动按钮SB2时，电机转动；松开按扭后，由于按钮自动复位，电机停转。点动起停的时间长短由操作者手动控制。

除点动外，电机更多地工作于连续动转状态，由图示3-8(a)所示为单向连续旋转控制原理图，此时主回路上应装设热继电器作长期过载保护。当按下起动按钮SB2时，电机转动，按下停止按钮SB1，电机停转。图3-8 (B)所示控制原理图可实现点动

和连续旋转两种工况SB2为电机连续工作起动按钮，SB3为电机点动起动按钮，SB1为电机停止按钮。

~U~V~W~UQSB1~USB1二．实验目的

1．熟悉三相鼠笼式异步电机单方向起动停止和点动控制线路中各电器元件的使用方法及其在线路中所起的作用。

2．掌握三相鼠笼式异步电机单方向起动停止和点动控制线路的工作原理、接线方法、调试及故障排除技能。

FU1KM1SB2KM1KM1SB2SB3SB3KM1FRFRKM1FRM3~~V~V(a)图3-8 三相鼠笼式异步电机单向连续旋转控制线路(b)

三．实验设备

名 称 数量 备 注 电源控制屏 三相笼式异步电动机M04 继电接触箱 EEL-10 导线若干 1 1 1 提供三相四线制380V、220V电压 PN=100W，UN=220V，IN=0.48A，nN=1420rpm 吸引线圈额定电压220V 四．实验内容

1．三相鼠笼式异步电机点动控制线路

2．三相鼠笼式异步电机单方向连续旋转控制线路

3．三相鼠笼式异步电机点动及单方向连续旋转复合控制线路

五．实验步骤

1．检查各实验设备外观及质量是否良好。

2．按图3－7三相鼠笼式异步电机点动控制线路进行正确接线，先接主回路，再接控制回路。自己检查无误并经指导教师检查认可后方可合闸通电实验。

(1).全上三相电源开关Q。

(2).按下起动按钮SB2，观察电机工作情况，体会点动操作（注意，操作次数不宜过多过频繁）

(3).断开三相电源开关Q。

3．按图3－8(A)三相笼式异步电机单向连续旋转控制线路进行正确接线，自己检查无误并经指导教师检查认可后合闸通电实验。

(1).合上三相电源开关Q。

(2).按下起按钮SB2，观察电机工作情况。

(3).按下停止按钮SB1，待电机完全停转后再次按下起动按钮SB2，使电机工作。 (4).手动断开热继电器FR常闭触头一端导线（模拟线路中热继电器动作），观察FR动作对线路的影响。

(5).断开三相电源开关Q。

4．按图3－8(B)三相鼠笼式异步电机点动及单向连续旋转复合控制线路进行正确接线，自己检查无误并经指导老师检查认可后合闸通电实验。

(1)合上三相电源开关Q。

(2)按下点动按钮SB3，观察电机工作情况。

(3)按下连续旋转起动按钮SB2，观察电机工作情况。 (4)按下停止按钮SB1，断开三相电源开关Q。

六．思考题

1．在图3－8(A)中，若自锁常开触头错接成常闭触头，会发生什么现象？ 2．在图3－8(B)中，说明按下按钮SB3时电机为何是点动工作？

3．实验线路中是如何实现短路保护、过载保护、欠压保护与失压保护的？

4．自锁控制线路在长期工作后可能出现失去自锁作用的现象，试结合有关资料分析产生的原因。

实验二 三相异步电动机的正反转控制

一．实验目的

掌握三相异步电动机正反转控制电路的工作原理、接线及操作方法。

U～

二．概述 生产机械往往要求运动部件可以实现正反两个方向的起动，这就要求拖动电动机能作正反向旋转。由电机原理可知，改变电动机三相电源的相序，就能改变电动机的转向，常用的控制电路可采用倒顺开关以及按钮、接触器等电器元件实现。 图3—9、3—10为两个按钮分别控制两个接触器来改变电动机相序，实现电动机可逆旋转的控制电路。图220VUVW～220VVWQSFUFRSB3KM2KM11KM1SB1KM235KM1KM2SB27KM19KM22FRM3～3—9较为简单，按入正转起动按钮SB2、FUKM1线圈通电并自FR锁，接通正序电源，电动机正转。当要使KM1SB2SB1电动机反转时，必须KM2KM1先按下停止按钮，使KM2SB3KM2KM1KM1断电，然后按下KM1KM2反转起动按钮SB2，实现电机的反转。在电路中，由于将KM1、FRKM2常闭辅助触点串接在对方线圈电路M3～中，形成相互制约的图3－10控制，称为互锁或联锁控制。

对于要求频繁实现正反转的电动机，可用图3—10电路实现电动机控制，它是在图3—10电路基础上将正反转起动按钮SB2与反转起动按钮SB3的常闭触点串接在对方常开触点电路中，利用按钮的常开、常闭触点的机械联接，在电路中互相制约的方法，称为机械互锁。这种具有电气、机械双重互锁的控制电路是常用、可靠的电动机可旋转控制电路，它既可实现正转—停止—反转—停止的控制，又可实现正转—反转—停止的控制。

QS图3－9

三．实验设备及所选用组件箱

名 称 电源控制屏 三相异步电动机M04 继电接触箱 NEEL-10 数 量 1 1 1 备 注 提供三相四线制380V、220V电压 PN=100W，UN=220V，IN=0.48A，nN=1420rpm 吸引线圈额定电压220V 四．预习要求

了解电机实现正反转可采用哪几种电路实现以及每一种电路的适用场合。

五．实验内容

1．按图3—9接线，检查接线正确后，合上主电源。按下SB2按钮，电动机正转，观察各交流接触器的动作情况；按下SB1，电机停转，再按下SB3，观察电机的转向，并体会联锁触头的作用。

2．按图3—10接线，实现电机的正反转。

六．实验总结

1．分析图3—10的实验原理。

2．讨论自锁触头和联锁触点的作用。

七．实验思考

图3—10中将KM1、KM2常闭辅助触点串接在对方线圈电路，实现联锁，可否直接利用按钮开关的常闭触点实现互锁。

实验三 三相鼠笼式异步机电动机降压起动控制

一．概述

工业生产中有时电机容量较大不允许全压直接起动，或为了减小起动时对机械的冲击，往往利用某些设备或采用电机定子绕组换接的方法，进行降压起动。这些起动方法的实质，都是在电源电压不变的情况下，起动时减小加在电机定子绕组上的电压，以限制起动电流，但同时也减小了起动转矩，故只适用于起动转矩要求不高的场合。图3－11所220V~~~UVW~U~V~WQSFU1SB2KM1KM2~USB1KM1KM2KM2KTRKTKM1KM2FR~VFR～M3~QS图3-11 三相鼠笼式异步电机定子绕组串电阻降压起动控制线路示为三相鼠笼式异步电机定子绕组串电阻降压起动FU1FR控制线路，SB1为电机停止

按钮。电机起动时在三相定SB1SB25KM713KT子绕组中串入电阻，减少定

子绕组上的电压降，起动结KTKMYKM9束后再将电阻短接，电机在

KMYKM额定电压下正常运行。整个KM11FR起动过程只需按一次起动KMYU1V1W1KM13按钮SB2，就可由时间继电

器自动完成。对于正常运行

M时电机定子绕组接成三角KM3～形的三相笼式异步机，起动W2U2V2时均可采用星一三角起动。

KMY图3－12所示为三相鼠笼

式异步电机星一三角降压起动控制线路，其中SB2图3-12 三相鼠笼式异步电机星形-三角形降压起动控制线路为电机起动按钮，SB1为停

止按钮。起动时，先将定子绕组按星型联接，接入三相交流电源，电机以额定电压１/1.732起动；待电机转速接近转速时，再将定子绕组改接成三角形，电机承受额定电压进入正常动转．

???

二．实验目的

1．了解空气阻尼式时间继电器的结构，掌握其工作原理及使用方法．

2．掌握三相鼠笼式异步电机星－三角降压起动控制线路的工作原理及接线方法． 3．熟悉实验线路的故障分析及排除故障的方法．

三．实验设备

名 称 电源控制屏 三相笼式异步电动机M04 继电接触箱 NEEL-10 三相电阻箱MEL-03 导线若干

数量 1 1 1 1 备 注 提供三相四线制380V、220V电压 PN=100W，UN=220V，IN=0.48A，nN=1420rpm 吸引线圈额定电压220V 四．实验内容

1．三相鼠笼式异步电机定子绕组串电阻降压起动控制线路 2．三相鼠笼式异步电机星－三角降压起动控制线路

五．实验步骤

1．检查各实验设备外观及质量是否良好，重点观察时间继电器的外观及使用方法。 2．按图3－11三相鼠笼式异步电机定子绕串电阻降压起动控制线路进行正确接线，先接主回路，再接控制回路。自己检查无误并经指导老师检查认可后方可合闸通电实验。

(1).调节时间继电器的延时旋钮，使延时时间为3秒。 (2).合上三相电源开关QS。

(3).按下起动按钮SB2，观察电机及时间继电器的工作情况。 (4).按下停止按钮SB1，断开三相电源开关QS。

3．按图3－12三相鼠笼式异步电机星－三角降压起动控制线路进行正确接线，先接主回路，再按控制回路。自己检查无误并经指导老师检查认可后合闸通电实验。

(1)保持时间继电器延时时间不变。 (2)合上三相电源开关QS。

(3)按下起动按钮SB2，观察电机、时间继电器及各接触器的工作情况。 (4)按下停止按钮SB1，断开三相电源开关QS。

六．思考题

1．在图3－12中，如果时间继电器的延时闭合常开触头与延时断开常闭触头接错（互换），线路工作状态将会怎样。

2．设计一个用断电延时时间继电器控制的星－三角降压起动控制线路。 3．若在实验中发生故障，画出故障线路，分析故障原因。

实验四 三相异步机电动机能耗制动电路

一．实验目的

1．熟悉三相异步电动机常用的制动方法和优缺点。 2．掌握三相异步电动机能耗制动的接线、操作方法。

二．实验任务

按图1—19接线，电机Y形接法，线电压为220V，先按下SB2，电机起动至稳定运转；制动时调节好R的值，使电流不要过大，按下SB1，KM1失电，KM2、KT得电，VD流到零线。电源其中一相的电流经过KM2主触，电机定子两相并联绕组，并由另一相绕组经过电阻R和二极管构成回路。不同的直流电流有不同的制动时间，能耗制动的特点是制动迅速准确。但需直流电源等设备。

三．实验结果

第一次制动时间 平均制动时间 第二次制动时间 第三次制动时间 平均时间

四．实验设备及所选用组件箱

名 称 电源控制屏 三相笼式异步电动机M04 继电接触箱 NEEL-10 三相电阻箱MEL-03 导线若干

数量 1 1 1 1 备 注 提供三相四线制380V、220V电压 PN=100W，UN=220V，IN=0.48A，nN=1420rpm 吸引线圈额定电压220V 五．实验内容

按图1—19接线，并进行实验。

六．实验总结

分析实验原理，写出实验报告。

实验五 三相绕线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．实验设备

1．教学实验台主控制屏

2．电机导轨及测功机、转速转矩测量（NMEL-13）

3．电机起动箱（NMEL-09）。

4．继电接触箱 NEEL-10

5．三相线绕式异步电动机M09

UQFU1FU2FU3VWFU4FR1SB2SB1KM2FR1KM1KM2KT1KM2AABM3~C三．实验方法

1．检查各实验设备外观及质量是否良好。 KM2KM1KT1ZYX2．按图8-16时间

继电器控制绕线式异步

图8-16时间继电器控制线绕式异步电机起动控制线路RRR电机起动控制线路进行

正确接线，先接主回路，再接控制回路。自己检

查无误并经指导老师检查认可方可合闸实验。

（1）合上控制屏的漏电断路器，观察电源控制屏的指针式电压表，当电压为220伏时，合上绿色按钮开关，此时U、V、W输出交流电压。

（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。

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？

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