实验三十三   三相鼠笼式异步电动机

     点动和自锁控制

一、实验目的

　　1. 通过对三相鼠笼式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

二、原理说明

    1. 继电─接触控制在各类生产机械中获得广泛地应用，凡是需要进行前后、上下、左右、进退等运动的生产机械，均采用传统的典型的正、反转继电─接触控制。

    交流电动机继电─接触控制电路的主要设备是交流接触器，其主要构造为：

    (1) 电磁系统─铁心、吸引线圈和短路环。

    (2) 触头系统─主触头和辅助触头，还可按吸引线圈得电前后触头的动作状态，分动合（常开）、动断（常闭）两类。

    (3) 消弧系统─在切断大电流的触头上装有灭弧罩，以迅速切断电弧。

    (4) 接线端子，反作用弹簧等。

    2. 在控制回路中常采用接触器的辅助触头来实现自锁和互锁控制。要求接触器线圈得电后能自动保持动作后的状态，这就是自锁，通常用接触器自身的动合触头与起动按钮相并联来实现，以达到电动机的长期运行，这一动合触头称为“自锁触头”。使两个电器不能同时得电动作的控制，称为互锁控制，如为了避免正、反转两个接触器同时得电而造成三相电源短路事故，必须增设互锁控制环节。为操作的方便，也为防止因接触器主触头长期大电流的烧蚀而偶发触头粘连后造成的三相电源短路事故，通常在具有正、反转控制的线路中采用既有接触器的动断辅助触头的电气互锁，又有复合按钮机械互锁的双重互锁的控制环节。

    3. 控制按钮通常用以短时通、断小电流的控制回路，以实现近、 远距离控制电动机等执行部件的起、停或正、反转控制。按钮是专供人工操作使用。对于复合按钮，其触点的动作规律是：当按下时，其动断触头先断，动合触头后合；当松手时，则动合触头先断，动断触头后合。

    4. 在电动机运行过程中，应对可能出现的故障进行保护。

    采用熔断器作短路保护，当电动机或电器发生短路时，及时熔断熔体，达到保护线路、保护电源的目的。熔体熔断时间与流过的电流关系称为熔断器的保护特性，这是选择熔体的主要依据。

    采用热继电器实现过载保护，使电动机免受长期过载之危害。其主要的技术指标是整定电流值，即电流超过此值的20％时，其动断触头应能在一定时间内断开，切断控制回路，动作后只能由人工进行复位。

    5. 在电气控制线路中，最常见的故障发生在接触器上。 接触器线圈的电压等级通常有220V和380V等，使用时必须认请，切勿疏忽，否则，电压过高易烧坏线圈，电压过低，吸力不够，不易吸合或吸合频繁，这不但会产生很大的噪声，也因磁路气隙增大，致使电流过大，也易烧坏线圈。此外，在接触器铁心的部分端面嵌装有短路铜环，其作用是为了使铁心吸合牢靠，消除颤动与噪声，若发现短路环脱落或断裂现象，接触器将会产生很大的振动与噪声。

三、实验设备

四、实验内容

    认识各电器的结构、图形符号、接线方法；抄录电动机及各电器铭牌数据；并用万用电表Ω档检查各电器线圈、触头是否完好。

    鼠笼机接成△接法；实验线路电源端接三相自耦调压器输出端U、V、W，供电线电压为220V。

1、 点动控制

按图33-1点动控制线路进行安装接线，接线时，先接主电路，即从220v三相交流电源的输出端U、V、W开始，经接触器KM的主触头，热继电器FR的热元件到电动机M的三个线端A、B、C，用导线按顺序串联起来。主电路连接完整无误后，再连接控制电路，即从220V三相交流电源某输出端(如V)开始，经过常开按钮SB1、接触器KM的线圈、热继电器FR的常闭触头到三相交流电源另一输出端(如W)。显然这是对接触器KM线圈供电的电路。

    接好线路，经指导教师检查后，方可进行通电操作。

(1) 开启控制屏电源总开关，按启动按钮，调节调压器输出，使输出线电压为220V。

    (2) 按起动按钮SB1，对电动机M进行点动操作，比较按下SB1与松开SB1电动机和接触器的运行情况。

    (3) 实验完毕，按控制屏停止按钮，切断实验线路三相交流电源。

 

                                    

图 33-1                           图33-2

    2、自锁控制电路

    按图33-2所示自锁线路进行接线，它与图33-1的不同点在于控制电路中多串联一只常闭按钮SB2，同时在SB1上并联1只接触器KM的常开触头，它起自锁作用。

    接好线路经指导教师检查后，方可进行通电操作。

    (1) 按控制屏启动按钮，接通220V三相交流电源。

    (2) 按起动按钮SB1，松手后观察电动机M是否继续运转。

    (3) 按停止按钮SB2，松手后观察电动机M是否停止运转。

    (4) 按控制屏停止按钮，切断实验线路三相电源，拆除控制回路中自锁触头KM，再接通三相电源，启动电动机，观察电动机及接触器的运转情况。从而验证自锁触头的作用。

    实验完毕，将自耦调压器调回零位，按控制屏停止按钮，切断实验线路的三相交流电源。

五、实验注意事项

    1. 接线时合理安排挂箱位置，接线要求牢靠、整齐、清楚、安全可靠。

    2. 操作时要胆大、心细、谨慎，不许用手触及各电器元件的导电部分及电动机的转动部分，以免触电及意外损伤。

    3. 通电观察继电器动作情况时,要注意安全,防止碰触带电部位。

六、预习思考题

    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？从功能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、交流接触器线圈的额定电压为220V，若误接到380V 电源上会产生什么后果？反之，若接触器线圈电压为380V，而电源线电压为220V，其结果又如何？

    4、在主回路中，熔断器和热继电器热元件可否少用一只或两只？ 熔断器和热继电器两者可否只采用其中一种就可起到短路和过载保护作用？为什么？

 

第二篇：实验一 三相鼠笼式异步电动机的点动和自锁控制线路

杭州职业技术学院

《电器控制与PLC》

实验报告

机电工程系电气教研室

20##年4月

实验一 三相鼠笼式异步电动机的点动和自锁控制线路

一、实验内容

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。除点动外，电机更多地工作于连续工作状态。

1、本次实验的内容：

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

2、实验原理图

1） 三相鼠笼式异步电机点动控制线路的原理图

  2）三相鼠笼式异步电机单方向连续工作控制线路的原理图

  3）三相鼠笼式异步电机点动及单方向连续工作复合控制线路的原理图

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。

三、实验步骤

１）、三相鼠笼式异步电机点动控制

２）、三相鼠笼式异步电机单方向连续旋转控制

３）、三相鼠笼式异步电机点动及单方向连续旋转复合控制

四、思考题

1、在单向连续工作控制线路中，若自锁常开触头错接成常闭触头，会发生什么现象？

２、在点动及单向连续工作复合控制线路中，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？

实验二   三相鼠笼式异步电动机可逆旋转控制线路

一、实验内容

　　在生产实践中，常常需要生产机械的运动部件能在一定范围内自动往复运动，此时往往要求电动机能正转、反转可逆运行。

1、本次实验的内容：

三相鼠笼式异步机“正←→反”可逆控制线路

2、实验原理图

三相鼠笼式异步电机“正←→反”可逆控制线路的原理图

二、实验目的

１、掌握三相笼式异步机可逆运行控制线路的工作原理、接线方式及操作方法。

２、掌握机械及电气互锁的连接方法及其在控制线路中所起的作用。

三、实验步骤

四、思考题

1、在三相鼠笼式异步电机“正←→反”可逆控制线路中，是如何实现机械及电气互锁？

2、若在实验中发生故障，画出故障线路，分析故障原因。

PLC实验一 

基本指令的编程练习

（一）  与或非逻辑功能实验

一、实验目的

1、熟悉PLC实验装置。

2、熟悉系统操作。

3、掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。

二、基本指令编程练习的实验面板

Xi为输入点，Yi为输出点。

其中：X1～X3为输入按键。

Y1～Y4是LED指示灯，接继电器输出用以模拟输出负载的通与断。

三、编制梯形图并写出程序

通过程序判断Y1、Y2、Y3、Y4的输出状态，然后再输入并运行程序加以验证。

                                

四、实验步骤

（二）  定时器/计数器功能实验

一、实验目的

掌握定时器、计数器的正确编程方法，并学会定时器和计数器扩展方法。

二、编制梯形图并写出实验程序

1、定时器的认识实验

定时器的控制逻辑是经过时间继电器的延时动作，然后产生控制作用。其控制作用同一般继电器。

利用定时器产生5S钟的延时。

2、定时器扩展实验

由于PLC的定时器和计数器都有一定的定时范围和计数范围。如果需要的设定值超过机器范围，我们可以通过几个定时器和计数器的串联组合来扩充设定值的范围。

（1）   用两个定时器产生8S钟的延时。

（2）   用定时器和计数器的组合产生50S钟的延时。

三、实验步骤

PLC实验二  

三相异步电动机的星/三角换接起动控制

由于电机正反转换接时，有可能因为电动机容量较大或操作不当等原因，使接触器主触头产生较为严重的电弧现象，如果电弧还未完全熄灭时，反转的接触器就闭合，则会造成电源相间短路。用PLC来控制电机则可避免这一问题。

一、实验目的

1、掌握电机星/三角换接启动主回路的接线。

2、学会用可编程控制器实现电机星/三角换接降压启动过程的编程方法。

二、实验要求

合上启动按钮后，电机先作星形连接启动，经延时6秒后自动换接到三角形连接运转。

三、画出主电路、PLC接线图、编制梯形图并写出程序

五、动作过程分析