电机与电气控制技术 实训指导书 朱益朋 编 私立华联学院 2022年9月
电机与电气控制技术 实训指导书 朱益朋 编 私立华联学院 2022 年 9 月
《电机与电器控制技术实训指导书》 目录 实训一：三相交流笼型异步电动机点动与自锁控制...........3 实训二：三相交流笼型异步电动机减压启动控制...........12 实训三：三相交流绕线型异步电动机转子串联三相对称电阻启动控制...15 实训四：三相交流笼型异步电动机的正、反转控制..........17 实训五：工作台自动往返循环控制.................23 实训六：两地控制................... 25 实训七：顺序控制 27 实训八：双速笼型异步电动机变极调速控制 ……………………………… 32 实训九：三相交流异步电动机能耗制动控制 ……………………… 34 实训十：三相交流异步电动机可逆运行反接制动控制.........36 第2页
《电机与电器控制技术实训指导书》 第 2 页 目 录 实训一: 三相交流笼型异步电动机点动与自锁控制 ...................... 3 实训二: 三相交流笼型异步电动机减压启动控制 ....................... 12 实训三: 三相交流绕线型异步电动机转子串联三相对称电阻启动控制 ...... 15 实训四: 三相交流笼型异步电动机的正、反转控制 ..................... 17 实训五: 工作台自动往返循环控制 ................................... 23 实训六：两地控制 ................................................. 25 实训七：顺序控制 ................................................. 27 实训八: 双速笼型异步电动机变极调速控制 ........................... 32 实训九: 三相交流异步电动机能耗制动控制 ........................... 34 实训十：三相交流异步电动机可逆运行反接制动控制 .................... 36
《电机与电器控制技术实训指导书》 实训一：三相交流笼型异步电动机点动与自锁控制 1.实训目的 (1)通过对三相交流笼型异步电动机点动控制和自锁控制电路的实际安装 接线，掌握由电气原理图变换成安装接线图的知识。 (②)通过实训，加深理解点动控制和自锁控制的特点及其在机床控制中的应 用。 2.实训设备 浙江天煌教仪DZSZ-1型电动机及自动控制实验装置DZ01挂件一一电源控制 屏，其面板图如图1-1所示：61挂件一一继电接触控制挂箱（一），其面板图如 图1-2所示，D62挂件一一继电接触控制挂箱（仁），其面板图如图1-3所示，DJ24 -一三相笼型异步电动机（△/220V). 000232 。 电开天 2开 00☑ 89g 第3页
《电机与电器控制技术实训指导书》 第 3 页 实训一:三相交流笼型异步电动机点动与自锁控制 1.实训目的 (1) 通过对三相交流笼型异步电动机点动控制和自锁控制电路的实际安装 接线,掌握由电气原理图变换成安装接线图的知识。 (2)通过实训，加深理解点动控制和自锁控制的特点及其在机床控制中的应 用。 2.实训设备 浙江天煌教仪DZSZ-1型电动机及自动控制实验装置DZ01挂件——电源控制 屏，其面板图如图 1-1 所示;D61 挂件——继电接触控制挂箱(一)，其面板图如 图 1-2 所示，D62 挂件——继电接触控制挂箱(二)，其面板图如图 1-3 所示，DJ24 ——三相笼型异步电动机(△/220V)
《电机与电器拉制技术实训指导书》 0 F01 ST2 ST3 图1-2继电接触控制挂箱 第4页
《电机与电器控制技术实训指导书》 第 4 页 图 1-2 继电接触控制挂箱
《电机与电器拉制技术实训指导书) D61 图1-3继电接触控制挂箱 第5页
《电机与电器控制技术实训指导书》 第 5 页 图 1-3 继电接触控制挂箱
《电机与电器拉制技术实训指导书》 3.实训前准备工作 实训前要检查电源控制屏左侧的调压器旋转手柄，使其处于零位，即必须将 手柄逆时针方向旋到底，此时三相调压器输出为零。电源控制屏面板下方“直流 电机电源”文字标志右侧的电源开关（即直流电机电枢电源开关）及左侧电源开 关（即直流电机励磁电源开关）必须打到“关”位置。然后将面板中部的电源总 开关钥匙转向“开”位置。按下面板上部的启动按钮，启动按钮绿色指示灯亮。 顺时针旋转三相调压器旋转手柄并观察三个电压表，将三相调压输出端山、V、 线电压调至220V。再按下面板上部的停止按钮，停止按钮红色指示灯亮，表示 实训装置的电源已接通，但不输出电压。此时在电源输出端即U、V、W端后进 行实训电路接线工作是安全的。 4.实训内容 1)三相异步电动机点动控制电路 按图1-4接线，图中SB1、KM1选用D61挂件对应的元器件，Q1、FU1、FU2 FU3、FU4选用D62挂件中对应的元器件，电动机选用DJ24(△/220V)。 Q1十vm SB FU4 KM12221 B A0 图1-4 第6页
《电机与电器控制技术实训指导书》 第 6 页 3.实训前准备工作 实训前要检查电源控制屏左侧的调压器旋转手柄，使其处于零位，即必须将 手柄逆时针方向旋到底，此时三相调压器输出为零。电源控制屏面板下方“直流 电机电源”文字标志右侧的电源开关 (即直流电机电枢电源开关) 及左侧电源开 关 (即直流电机励磁电源开关)必须打到“关”位置。然后将面板中部的电源总 开关钥匙转向“开”位置。按下面板上部的启动按钮，启动按钮绿色指示灯亮。 顺时针旋转三相调压器旋转手柄并观察三个电压表，将三相调压输出端 U、V、W 线电压调至 220V。再按下面板上部的停止按钮，停止按钮红色指示灯亮，表示 实训装置的电源已接通，但不输出电压。此时在电源输出端即 U、V、W 端后进 行实训电路接线工作是安全的。 4.实训内容 1)三相异步电动机点动控制电路 按图 1-4 接线，图中 SB1、KM1 选用 D61 挂件对应的元器件，Q1、FU1、FU2、 FU3、FU4 选用 D62 挂件中对应的元器件，电动机选用 DJ24 (△/220V)。 图 1-4
《电机与电器控制技术实训指导书》 接线时，先接主电路，它是从220V三相调压输出端、V、"开始的，经 三相刀开关Q1,熔断器FU1、FU2、FU3,接触器KM1主触点到电动机M的三个 出线端A、B、C用导线按顺序串联起来，共有三路。为查找线路方便，每相可 用相同颜色的导线或插头连接，三相电路分别用黄、绿、红三色区分。电动机出 线端A与Z相接、B与X相接、C与Y相接。主电路经检查无误后，再接控制电 路。从W相熔断器FU3的插孔开始，经熔断器FU4、按钮SB1常开触点、接触 器KM1线圈到V相熔断器℉U2的插孔。接好线经指导老师检查无误后，按下列 步骤进行实际操作。 (1)按下电源控制屏上的启动按钮，启动按钮绿色指示灯亮。 (2)先合上Q1,接通三相交流220v电源。 (3)按下启动按钮SB1,对电动机M进行点动控制，比较按下SB1和松开 SB1时电动机的运转情况。 2)三相异步电动机自锁控制电路 按下电源控制屏上的停止按钮，切断三相交流电源。按图1一5接线。图 中SB1、SB2、KM1、FR1选用D61挂件中对应的元器件，Q1、FU1、FU2、FU3、 FU4选用D62挂件中对应的元器件，电动机选用DJ24(△/220V)。接线方法与 图1一4所示的方法一样。检查无误后，按下列步骤进行实际操作。 (1)按下电源控制屏上的启动按钮，启动按钮绿色指示灯亮 (②)合上Q1,接通三相交流220V电源。 (3)按下启动按钮SB2,松手后观察电动机M的运转情况，此时M应连 续运转。 (4)按下停止按钮SB1,松手后观察电动机M的运转情况，此时M应停 车。 第7页
《电机与电器控制技术实训指导书》 第 7 页 接线时，先接主电路，它是从 220V 三相调压输出端 U、V、W 开始的，经 三相刀开关 Q1，熔断器 FU1、FU2、FU3，接触器 KM1 主触点到电动机 M 的三个 出线端 A、B、C 用导线按顺序串联起来，共有三路。为查找线路方便，每相可 用相同颜色的导线或插头连接，三相电路分别用黄、绿、红三色区分。电动机出 线端 A 与 Z 相接、B 与 X 相接、C 与 Y 相接。主电路经检查无误后，再接控制电 路。从 W 相熔断器 FU3 的插孔开始，经熔断器 FU4、按钮 SB1 常开触点、接触 器 KM1 线圈到 V 相熔断器 FU2 的插孔。接好线经指导老师检查无误后，按下列 步骤进行实际操作。 (1)按下电源控制屏上的启动按钮，启动按钮绿色指示灯亮。 (2)先合上 Q1，接通三相交流 220V 电源。 (3) 按下启动按钮 SB1，对电动机 M 进行点动控制，比较按下 SB1 和松开 SB1 时电动机的运转情况。 2)三相异步电动机自锁控制电路 按下电源控制屏上的停止按钮，切断三相交流电源。按图 1 - 5 接线。图 中 SB1、SB2、KM1、FR1 选用 D61 挂件中对应的元器件，Q1、FU1、FU2、FU3、 FU4 选用 D62 挂件中对应的元器件，电动机选用 DJ24 (△/220V)。接线方法与 图 1 -4 所示的方法一样。检查无误后，按下列步骤进行实际操作。 （1）按下电源控制屏上的启动按钮，启动按钮绿色指示灯亮 (2)合上 Q1，接通三相交流 220V 电源。 （3）按下启动按钮 SB2，松手后观察电动机 M 的运转情况，此时 M 应连 续运转。 （4）按下停止按钮 SB1，松手后观察电动机 M 的运转情况，此时 M 应停 车
《电机与电器拉制技术实训指导书》 220V Q1什大mwn E KM1 KM1 U21 】V21 W21 A KM1 3 图1-5 3)三相异步电动机既可点动又可自锁控制电路 按下电源控制屏上的停止按钮，切断三相交流电源。按图1一6接线。图 中SB1、SB2、SB3、KM1、FR1选用D61挂件中对应的元器件，Q1、FU1、FU2 FU3、FU4选用D62挂件中对应的元器件，电动机选用DJ24(/220V)。接线方法 与图1-4一样检查无误后，按下列步骤进行实际操作。 (①)按下电源控制屏上的启动按钮，启动按纽绿色指示灯亮 (②)合上Q1,接通三相交流220N电源。 第8页
《电机与电器控制技术实训指导书》 第 8 页 图 1-5 3)三相异步电动机既可点动又可自锁控制电路 按下电源控制屏上的停止按钮，切断三相交流电源。按图 1 - 6 接线。图 中 SB1、SB2、SB3、KM1、FR1 选用 D61 挂件中对应的元器件，Q1、FU1、FU2、 FU3、FU4 选用 D62 挂件中对应的元器件，电动机选用 DJ24 (/220V)。接线方法 与图 1-4 一样检查无误后，按下列步骤进行实际操作。 (1)按下电源控制屏上的启动按钮，启动按钮绿色指示灯亮 (2)合上 Q1，接通三相交流 220V 电源
《电机与电器控制技术实训指导书》 (3)按下启动按钮SB2,松手后观察电动机M是否继续运行。 (4)电动机运转半分钟后，按下按钮SB3,然后松开，电动机是否停车：连续 按下和松开SB3,观察此时属于什么控制状态。 (⑤)按下停止按钮SB1,松手后观察电动机M是否停车。 220v W Q1 SB1 弘 KM1 FR1 KM1 图1-6 5.思考题 (1)试分析什么叫点动？什么叫自锁？并比较图1-4和图1-5所的电路结构 和功能上有什么区别。 (2)图1-4、图1-5、图1-6中各个电气元件如Q1、FU1、FU2、FU3、FU4、 KM1、FR1、SB1、SB2、SB3各起什么作用？己经使用了熔断器，为何还要使用热 继电器？已经有了三相刀开关Q1,为何还要使用接触器KM1? 第9页
《电机与电器控制技术实训指导书》 第 9 页 (3)按下启动按钮 SB2，松手后观察电动机 M 是否继续运行。 (4)电动机运转半分钟后，按下按钮 SB3，然后松开，电动机是否停车;连续 按下和松开 SB3，观察此时属于什么控制状态。 (5)按下停止按钮 SB1，松手后观察电动机 M 是否停车。 图 1-6 5.思考题 (1)试分析什么叫点动?什么叫自锁?并比较图 1 -4 和图 1 -5 所的电路结构 和功能上有什么区别。 (2)图 1-4、图 1-5、图 1 -6 中各个电气元件如 Q1、FU1、FU2、FU3、FU4、 KM1、FR1、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?已经有了三相刀开关 Q1，为何还要使用接触器 KM1?
《电机与电器拉制技术实训指导书》 (3)图1-5所示的电路能否对电动机实现过电流、短路、欠电压和失电压保 护？ (4)试述图1-4、图1-5、图1-6的工作原理。 6.常见电路故障及排除 (1)图1-5所示电路进行空操作实训时（空操作实训指不接电动机，只检查 控制电路的实训方法)，按下SB,接触器KM,衔铁剧烈振动，发出严重的噪声。 原因可能是熔断器℉U接触不良，当接触器动作时，因振动造成控制电路电源时 通时断，使接触器振动：或者接触器电磁机构有故障，如短路环断裂造成振动。 此时应检查熔断器接触情况，保证与静插座接触良好。或者拆开接触器，检查电 磁机构，更换损坏的短路环。 (2)图1-5所示的电路空操作试验正常，带负载试车（接上电动机）时按下 $B1发现电动机嗡嗡响，不能启动。原因可能是电动机缺相运行。因为主电路与 控制电路共用V、W相，经检查是正常的，此时可以检查电源线U是否接触不良 或断路。其次检查接触器一相的主触点是否歪斜或脱落。接好电源线，装好接触 器主触点，装回灭弧罩，故障便可排除。 (③)如图1-5所示电路，合上刀开关Q1,虽未按下SB2,但接触器K1立即 得电动作；再按下SB1,则KM1释放。松开SB1时K1又得电动作。此故障现象 说明SB1停车控制功能正常但SB2不起作用，这是S2被短路所致。可能是将 SB1下端连接线直接接到SB2下端，或者接到接触器自锁触点下端引起的。应核 对两个按钮及接触器自锁触点的接线，并改正之。 (4)如图1-5所示电路，合上Q1,虽未按下SB2但接触器剧烈振动，振动频 率不高，约1020Hz,主触点产生强烈电弧，电动机时转时停：按下SB1则KW1 立即释放。松开SB1接触器又剧烈振动。此故障现象仍是SB1,起到停车控制作 用，但SB2不起作用。接触器振动频率低不是由电源电压低（噪声约50Hz)和短 路环损坏（噪声约100Hz)引起的，而是由接触器反复的接通和分断造成的，如 果将接触器自锁触点由常开触点错接为常闭触点就会出现这种现象。其云力作过 程分析如下： 此时，将KM的常开辅助触点并联到启动按钮SB2两端便可。 (⑤)如图1-5所示电路，按下SB2,KM1不动作，同时按下SB1和SB2则 第10页
《电机与电器控制技术实训指导书》 第 10 页 (3)图 1-5 所示的电路能否对电动机实现过电流、短路、欠电压和失电压保 护? (4)试述图 1-4、图 1-5、图 1 -6 的工作原理。 6.常见电路故障及排除 (1)图 1-5 所示电路进行空操作实训时(空操作实训指不接电动机，只检查 控制电路的实训方法)，按下 SB，接触器 KM,衔铁剧烈振动，发出严重的噪声。 原因可能是熔断器 FU 接触不良，当接触器动作时，因振动造成控制电路电源时 通时断，使接触器振动;或者接触器电磁机构有故障，如短路环断裂造成振动。 此时应检查熔断器接触情况，保证与静插座接触良好。或者拆开接触器，检查电 磁机构，更换损坏的短路环。 (2)图 1-5 所示的电路空操作试验正常，带负载试车(接上电动机) 时按下 SB1 发现电动机嗡嗡响，不能启动。原因可能是电动机缺相运行。因为主电路与 控制电路共用 V、W 相，经检查是正常的，此时可以检查电源线 U 是否接触不良 或断路。其次检查接触器一相的主触点是否歪斜或脱落。接好电源线，装好接触 器主触点，装回灭弧罩，故障便可排除。 (3)如图 1-5 所示电路，合上刀开关 Q1，虽未按下 SB2，但接触器 KM1 立即 得电动作;再按下 SB1，则 KM1 释放。松开 SB1 时 KM1 又得电动作。此故障现象 说明 SB1 停车控制功能正常但 SB2 不起作用，这是 SB2 被短路所致。可能是将 SB1 下端连接线直接接到 SB2 下端，或者接到接触器自锁触点下端引起的。应核 对两个按钮及接触器自锁触点的接线，并改正之。 (4)如图 1-5 所示电路，合上 Q1，虽未按下 SB2 但接触器剧烈振动，振动频 率不高，约 10~20Hz，主触点产生强烈电弧，电动机时转时停;按下 SB1 则 KM1 立即释放。松开 SB1 接触器又剧烈振动。此故障现象仍是 SB1，起到停车控制作 用，但 SB2 不起作用。接触器振动频率低不是由电源电压低 (噪声约 50Hz)和短 路环损坏(噪声约 100Hz) 引起的，而是由接触器反复的接通和分断造成的，如 果将接触器自锁触点由常开触点错接为常闭触点就会出现这种现象。其云力作过 程分析如下: 此时，将 KM 的常开辅助触点并联到启动按钮 SB2 两端便可。 (5)如图 1-5 所示电路，按下 SB2，KM1 不动作，同时按下 SB1 和 SB2 则