试验二 三相异步电动机的正反转控制
一、实验目的:
1、对接触器、热继电器、开关、按扭的外观和功能进行认识，可以通过简单的电路来测试其功能，借助万用表或其它指示工具来加深直观认识；
2、学会异步电动机正反转控制线路的接线方法；
3、按照电动机正反转控制电路接线，组成实际控制电路，并通电试运行，通电时要注意安全，以防触电。
二、实验仪器和设备：
1、DT31继电器-接触器1套
2、D21三相异步电动机1台
3、机电传动试验平台1套（含电流表电压表）
4、接线若干
三、实验原理：
图1 三相异步电动机正反转控制线路
1、继电接触器控制大量应用于对电动机的启动、停止、正反转、调速、制动等控制。从而使生产机械按规定的要求动作；同时，也能对电动机和生产机械进行保护。
2、图1是三相异步电动机正反转控制线路。
生产机械往往要求运动部件可以正反两个方向运行，这就要求电机可以正反转控制。
任意将电动机三相电源进线中的任意两相对调接线，即可达到反转的目的。
正反转控制电路如图1所示，采用两个接触器，即正转用的接触器KM1
和反转用的接触器KM2。KM1和KM2这两个动断辅助触点在线路中所起的作用称为互锁作用，这两个动断触点就叫互锁触点。
3、操作流程：
正转：按下常开按钮SB2后，接触器KM1线圈得电，主触点KM1闭合，电动机M起动正转；同时KM1的自锁触点闭合，互锁触点断开。
反转：先按停止按钮SB1，接触器KM1线圈断电释放，KM1触点复位，电动机M断电；然后按反转按钮SB3，接触器KM2线圈获电，KM2主触点闭合，电动机反转，同时KM2自锁触点闭合，互锁触点断开。
实验步骤注意，要改变电机方向，必须先按停止按钮SB1，再按反转按钮SB3才能使得电动机反转。
四、实验内容和步骤：
1、分别用继电器、接触器、按钮开关、热继电器、时间继电器构成独立功能的电路观察，这些元件的工作方式和外部要求；
2、按照电动机正反转控制电路图连线；
3、完成接线后，对现接线图检查有无错误，通电试运行；
4、观察电路是否按照设计意图运行；
5、线路断电并拆线，恢复现场。
五、实验总结：
在空载情况下，接通电源，调节三相电源逐渐升压至额定电压，按下正向起动按钮SB3，使电机成正向启动运行，经过一定时间后，按下按钮SB1停机，然后按动反向启动按钮SB2。观察电机的旋转方向是否发生变化。注意：在试验过程中，试观察电机的完全静止和残余速度较大的情况下切换旋转方向，其瞬间电流值的差异。
完全静止时：切换方向，电流值由0立刻上升到电流稳定值。
残余速度较大时：切换方向，电流值一瞬间上升超过电流稳定值,之后回到电流稳定值。
六、个人总结：
三相异步电动机的正反转控制线路，接线较上一个点动实验要复杂一些。主触点有两组，得注意反转触点连线是任意反接其中两条，不可接错。接错容易短路，试验台会出现报警警告。控制电路接线也有一点需要注意，就是分清楚常开与常闭辅助触点，这个也经常容易弄错，导致实验不成功。
总体来说，正反转控制电路是非常经典，实用性比较高的电路。但是这个电路有个缺点，就是操作不怎么方便，每次正反转转换，都需要先按停止按钮，再反向运转。多了一步操作，便捷性和工作效率上都会
有一些差距。
《机电传动与控制》实验教学大纲 课程代码：18044333 课程性质：非独立实验课课程分类：专业课程实验学时：8学时 适用专业：机械制造设计及其自动化开课单位：矿业工程系一、实验教学目标 机电传动与控制是机械设计制造及其自动化专业的一门专业必修课程，作为实践环节的本实验课，其地位是认识不同类型电机，了解电机控制方法以及实际对电机控制回路进行接线。通过实验更好地提高学生的实验操作技能和解决实际问题的能力，使学生对实验课的地位得到应有的认识，使学生理解组成机电系统的各个部分是如何工作的，进一步提高学生的动手、动脑能力和理论应用能力，为后继课程的学习打下坚实的基础。 二、主要仪器设备名称 电力拖动试验台 液压试验台 GE实验室柔性生产线 三、实验基本要求 对布置的实验题目能够进行分析，结合实验器材，自行设计方案，在实验装置上调试，实现规定的操作，并写出合乎规范的实验报告。 ①实验前必须预习与实验相关的教材内容，了解实验内容， 弄清实验原理。 ②实验中，必须熟练掌握单片机实验系统的硬件的连接及使 用，并能熟练使用相应的实验软件，认真调试程序。 ③每次实验学生必须完成相应的实验要求才能离开实验室。
④实验完成后必须有该次实验的相应实验报告，报告内容包 括：实验目的，实验原理，实验连线图 ⑤每次实验成绩按10分计，依据实验前的预习，实验时的 考勤，实验中的操作，实验后的报告等各部分的完成情况 来计分。 四、实验项目设置与内容 序 号 实验名称实验学时每组人数实验类型开出要求 1 机电控制系统与传动系统认知 实验 2 1 认知必做 2 液压控制回路的搭建 2 1 综合必做 3 三相异步电动机基本控制线 路 2 2 验证必做 4 三相异步电动机的正反转控 制线路 2 2 验证必做 五、实验考核 根据实际操作能力和实验报告综合评定成绩。实验满分为20分，计入《机电传动与控制》课程的总成绩。 六、教材及主要教学参考书 程宪平，机电传动与控制，华中科技大学出版社，2011年7月（教材） 执笔人：李瑾
《机电传动控制与PLC技术》课程实验教学大纲 课程名称 机电传动控制与PLC技术 课程学时 40 课程学分 2.5 课程属性 专业选修课 适用专业 自动化、电气工程及其自动化专业 课程性质 非独立设置的实验课程 先修课程 电机学、电机与拖动、工厂供电等 一、课程简介 本课程主要介绍常用控制电器的结构、原理、用途及型号 电气控制的基本线路 典型生产设 备电气控制系统 PLC的基本原理 三菱PLC的基本指令及顺序控制指令、功能指令 PLC的通信与 联网技术 PLC正确选用及PLC控制系统的简单设计。 二、课程实验目的 1、进行实验基本技能的训练 2、巩固、加深并扩大所学的基本理论知识 培养解决实际问题的能力 3、培养实事求是、严肃认真细致踏实的科学作风和良好的实验习惯 为将来从事生产和科学实验打 下必要的基础。 三、实验方式及基本要求 电气控制实验要求3-4人一组 按要求完成规定的实验项目 PLC实验要求单人单机实验 按要 求完成规定的实验项目。 要求能独立完成规定的实验项目 学会继电接触器控制线路的分析和设计方法 会观察实验现 象 会设计简单的控制险路 有解决简单控制线路故障的能力 掌握编程器、编程软件的使用 能 阅读和分析实际PLC程序与梯形图 能进行简单的程序设计 运行、调试、维护可编程序控制器系 统。 四、实验报告要求 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的表达出来 报告要求简明扼要 字迹工整 分析合理。图表整齐清楚 线路图要用铅笔及绘图仪器绘制 不应徒手描 画。报告包括以下几项内容 1、实验名称、专业、班级、姓名、同组者名称、实验台号、实验日期、交报告日期。 2、实验目的 3、实验线路图 4、实验设备
电气设备与拆装实训报告 实训课题：1.三相异步电动机行程开关控制的正反转电路 2.三相异步电动机星形/三角形换接减压起动控制 专业：电气工程与自动化 班级： 101班 学号： 201000307029 指导教师：李忠富 2013年7月4 日
实训一、三相异步电动机行程开关控制的正反转电路 一、实训目的 1.熟悉和了解交流接触器、热继电器、行程开关等常用低压电器设备的结构，工作原理及使用方法，接线方法及线号标记。 2.掌握三相异步电动机行程开关控制的正反转电路工作原理，电气原理图、元件布置图和接线图的绘制，接线方法及接线工艺。 3.了解失压、过载、零位保护的控制作用。 4.熟悉上述电路的故障分析及排除方法。 二、实训线路 三、实训设备及电气元件 1、三相异步电动机 A02-6432 一台 2、交流接触器 CJ10-10 两只 3、按钮 LA18-22 一只 4、热继电器 JR16B-20/3 2.4A 一台 5、熔断器 RL1-15/5A 三只 6、行程开关 LX111 两只 7、三相刀开关 HK2—3 15A 一只 8、电工工具及导线
四、实训步骤 1、检查各电器元件的质量情况，了解其使用方法。 2、根据电器原理图绘制元件布置图和接线图。 3、正确连接线路，先接主电路，再接控制电路。 4、同组同学检查接线无误，并经指导老师坚持认可后合闸通电试验。 5、操作启动和停止按钮，并观察电动机单方向起停情况。 6、操作启动按钮‘带点击正常运转后直接按下反方向启动按钮，并使电动机反方向运转。 7、电动机正常运转后，模拟机床运行用行程开关控制电机的正反转。 8、实验中出现不正常现象时，应断开电源，分析故障。 五、实验报告 ①实验原理图 ②故障分析 1、接完线检查的时候，发现行程开关的一个接口本应该有进线有出线的，但检查的时候只发现了进线，所以只能重新按步骤的检查线路，着重检查与行程开关有联系的器件，最终发现原来是和接触器的常闭触电接线漏了。 ③现场实物图 附图1
试验二 三相异步电动机的正反转控制 一、实验目的: 1、对接触器、热继电器、开关、按扭的外观和功能进行认识，可以通过简单的电路来测试其功能，借助万用表或其它指示工具来加深直观认识； 2、学会异步电动机正反转控制线路的接线方法； 3、按照电动机正反转控制电路接线，组成实际控制电路，并通电试运行，通电时要注意安全，以防触电。 二、实验仪器和设备： 1、DT31继电器-接触器1套 2、D21三相异步电动机1台 3、机电传动试验平台1套（含电流表电压表） 4、接线若干 三、实验原理：
图1 三相异步电动机正反转控制线路 1、继电接触器控制大量应用于对电动机的启动、停止、正反转、调速、制动等控制。从而使生产机械按规定的要求动作；同时，也能对电动机和生产机械进行保护。 2、图1是三相异步电动机正反转控制线路。 生产机械往往要求运动部件可以正反两个方向运行，这就要求电机可以正反转控制。 任意将电动机三相电源进线中的任意两相对调接线，即可达到反转的目的。 正反转控制电路如图1所示，采用两个接触器，即正转用的接触器KM1
和反转用的接触器KM2。KM1和KM2这两个动断辅助触点在线路中所起的作用称为互锁作用，这两个动断触点就叫互锁触点。 3、操作流程： 正转：按下常开按钮SB2后，接触器KM1线圈得电，主触点KM1闭合，电动机M起动正转；同时KM1的自锁触点闭合，互锁触点断开。 反转：先按停止按钮SB1，接触器KM1线圈断电释放，KM1触点复位，电动机M断电；然后按反转按钮SB3，接触器KM2线圈获电，KM2主触点闭合，电动机反转，同时KM2自锁触点闭合，互锁触点断开。 实验步骤注意，要改变电机方向，必须先按停止按钮SB1，再按反转按钮SB3才能使得电动机反转。 四、实验内容和步骤： 1、分别用继电器、接触器、按钮开关、热继电器、时间继电器构成独立功能的电路观察，这些元件的工作方式和外部要求； 2、按照电动机正反转控制电路图连线； 3、完成接线后，对现接线图检查有无错误，通电试运行； 4、观察电路是否按照设计意图运行； 5、线路断电并拆线，恢复现场。 五、实验总结： 在空载情况下，接通电源，调节三相电源逐渐升压至额定电压，按下正向起动按钮SB3，使电机成正向启动运行，经过一定时间后，按下按钮SB1停机，然后按动反向启动按钮SB2。观察电机的旋转方向是否发生变化。注意：在试验过程中，试观察电机的完全静止和残余速度较大的情况下切换旋转方向，其瞬间电流值的差异。 完全静止时：切换方向，电流值由0立刻上升到电流稳定值。 残余速度较大时：切换方向，电流值一瞬间上升超过电流稳定值,之后回到电流稳定值。 六、个人总结： 三相异步电动机的正反转控制线路，接线较上一个点动实验要复杂一些。主触点有两组，得注意反转触点连线是任意反接其中两条，不可接错。接错容易短路，试验台会出现报警警告。控制电路接线也有一点需要注意，就是分清楚常开与常闭辅助触点，这个也经常容易弄错，导致实验不成功。 总体来说，正反转控制电路是非常经典，实用性比较高的电路。但是这个电路有个缺点，就是操作不怎么方便，每次正反转转换，都需要先按停止按钮，再反向运转。多了一步操作，便捷性和工作效率上都会
《机电传动控制》实验报告 天津理工大学机械工程学院 2014年9月
实验一 直流他励电动机调速实验 一、实验目的 1.深入了解直流他励电动机的调速性能； 2.进一步学习PLC 控制系统硬件电路设计和程序设计、调试。 二、实验原理 1.直流他励电动机的调速原理、调速方法 电动机的调速就是在一定的负载条件下，人为地改变电动机的电路参数，以改变电动机的稳定转速。 从直流他励电动机机械特性方程式 T K K R R K U n t e ad a e 2φφ+-= 可知，改变串入电枢回路的电阻Rad ，电枢供电电压U 或主磁通Φ，都可以得到不同的人为机械特性，从而在负载不变时可以改变电动机的转速，以达到速度调节的要求，故直流电动机调速的方法有以下三种。 （1）改变电枢回路外串电阻Rad 如图7.1所示为串电阻调速的特性曲线，从图中可看出，在一定的负载转矩T L 下，串入不同的电阻可以得到不同的转速，如在电阻分别为R a 、R 3、R 2、R 1的情况下，可以得到对应于A 、C 、D 和E 点的转速n A 、n C 、n D 和n E 。在不考虑电枢回路的电感时，电动机调速时的机电过程（如降低转速）见图中沿A →B →C 的箭头方向所示，即从稳定转速n A 调至新的稳定转速n C 。这种调速方法存在不少缺点，如机械特性较软，电阻愈大则特性愈软，稳定度愈低；在空载或轻载时，调速范围不大；实现无级调速困难；在调速电阻上消耗大量电能等。
图7.1 电枢回路串电阻调速的特性曲线 （2）改变电动机电枢供电电压U 改变电枢供电电压U可得到人为机械特性，如图7.2所示，从图中可看出，在一定负载转矩T L下，加上不同的电压U N、U1、U2、U3、…，可以得到不同的转速n a、n b、n c、n d、…，即改变电枢电压可以达到调速的目的。 这种调速方法的特点是： ①当电源电压连续变化时，转速可平滑无级调节，一般只能在额定转速以下调节； ②调速特性与固有特性互相平行，机械特性硬度不变，调速的稳定度较高，调速范围较大； ③当T L=常数时，稳定运行状态下的电枢电流Ia与电压U无关，且Φ=ΦN，故电动机转矩T=KtΦN Ia不变，属于恒转矩调速，适合于对恒转矩型负载进行调速； ④可以靠调节电枢电压来启动电动机，而不用其他启动设备。 图7.2 改变电枢供电电压调速的特性
三相异步电动机正反转控制实验 一、实验目的: 1．学习与掌握PLC的实际操作与使用方法; 2．学习与掌握利用PLC控制三相异步电动机正反转的方法。 二、实验内容及步骤 : 本实验采用PLC对三相异步电动机进行正反转控制 ,其主电路与控制电路接线图分别为图2-1与图2-2 。图中:正向按钮接PLC的输入口X0,反向按钮接PLC的输入口X1,停止按钮接PLC的输入口X2,KM5为正向接触器,KM6反向接触器。继电器KA5、KA6分别接于PLC的输出口Y33、Y34。 其基本工作原理为:合上QF1、QF5, PLC运行。当按下正向按钮,控制程序使Y33有效,继电器KA5线圈得电,其常开触点闭合,接触器KM5的线圈得电,主触头闭合,电动机正转;当按下反向按钮,控制程序使Y34有效,继电器KA6线圈得电,其常开触点闭合,接触器KM6的线圈得电,主触头闭合,电动机反转。 实验步骤 : 1.在断电的情况下,学生按图2-1与图2-2接线(为安全起见,控制电路的PLC外围继电器 KA5、KA6以及接触器KM5、KM6输出线路已接好) ; 2.在老师检查合格后,接通断路器QF1、QF5 ; 3.运行PC机上的工具软件FX-WIN,输入PLC梯形图 ; 4.对梯形图进行编辑﹑指令代码转换等操作并将程序传至PLC; 5. 运行PLC,操作控制面板上的相应开关及按钮,实现电动机的正反转控制。在PC机上 对运行状况进行监控,同时观察继电器KA5、KA6与接触器KM5 、KM6的动作及变化情况,调试并修改程序直至正确 ; 6。记录运行结果。 图2-1 主控电路
图2-2 控制电路接线图 三.实验说明及注意事项 1．本实验中,继电器KA5、KA6的线圈控制电压为24V DC,其触点5A 220V AC(或5A 30V DC);接触器KM5、KM6的线圈控制电压为220V AC,其主触点25A 380V AC。 2．三相异步电动机的正、反转控制就是通过正、反向接触器KM5、KM6改变定子绕组的相序来实现的。其中一个很重要的问题就就是必须保证任何时候、任何条件下正反向接触器KM5、KM6都不能同时接通,否则会造成电源相间瞬时短路。为此,在梯形图中应采用正反转互锁,以保证系统工作安全可靠。 3．本实验中,主控电路的电压为380V DC,请注意安全！ 四.实验用仪器工具 PC 机 1台 PLC 1台 编程电缆线1根 三相异步电动机 1台 断路器(QF1、QF5) 2个 接触器(KM5、KM6) 2个 继电器(KA5、KA6) 2个 按钮 3个 实验导线若干 五.实验前的准备 1．预习实验报告,复习教材的相关章节; 2．根据图2-1、图2-2画出梯形图,并写出指令代码。
实验报告 实验课程：基于西门子PLC电动机正反转互锁控制学生姓名：张荣 学号：130302062 专业班级：13级应电一班 二〇一六年六月十六日
实验报告 传统的继电器控制系统中都使用了继电器、接触器等器件。在这样的纯硬继电器系统中，系统的接线难度会随着系统的复杂程度增加。再者，继电器系统使用了大量的机械触点，其存在机械磨损和电弧烧伤等缺点。以上原因使系统的可靠性和可维护性都变得很差。当前在工业控制领域广泛使用的PLCPLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。PLC具有功能强、可靠性高，抗干扰能力强、安装维护方便等很多优点，完全可以取代传统的继电器控制系统。 一、实验目的 1.能够独立制作I/O分配表； 2.能够独立完成程序的编辑； 3.能够调试并运行程序，能够学以致用，把所学知识融会贯通来控制电机 的运行； 4.能够在所学习的基础上有所创新，让电机有一些新的功能； 5.增强实践动手能力，熟悉相关电汽结构和电器的使用； 6.了解相关电子线路布线与布局； 7.了解控制电路中各种保护及互锁、自锁环节的作用； 8.学会分析故障与排除故障的方法； 二、实验设备 1.西门子实验箱 2.编程软件STEP7 V5.5 SP2 3.计算机一台 4.按钮开关3个，接触器2个，热过载1个，熔断器2个，电动机1台
三、实验步骤 1.了解电路相关控制要求，制作出电气控制原理图。 图3.1.1电动机正反转互锁控制电气图 2.电路原理介绍 图3.1.1为正反转互锁控制电路，电路分为主电路可控制电路两部分。主电路中的两个交流接触器KM1和KM2分别构成正反两个相序电源连接线。控制原理分析：KM1为电动机正向运行交流接触器，KM2为电动机反向运行交流接触器，SB1为正向启动按钮，SB3为反向启动按钮，SB2为停止按钮，KH为过载保护热继电器。当按下SB1时，KM1的线圈通电吸合，KM1主触点闭合，电机开始正向运行，同时KM1的辅助常开触点闭合而使KM1线圈保持吸合，实现了电动机的正向连续运行；反之，当按下SB3时，KM2的线圈通电闭合，KM2的主触点闭合，实现了电动机反向运行，同时KM2的辅助常开触点闭合而使KM2的线圈保持吸合，从而实现了电动机的反向持续运行，任何时候按下SB2电机都会停止运行。KM2,KM1线圈互锁，保正了不同时通电。
实验一三相异步电动机启动控制实验 一、实验目的 1. 了解三联按钮，空气阻尼式时间继电器的结构、工作原理及使用方法。 2. 掌握三相异步电动机的正反转控制线路和星形-三角形减压启动控制线路的工作原理及接线方法。 3.掌握上述线路的故障分析及排除故障的方法。 二、实验原理 （一）三相异步电动机的正反转控制 正反转实现的方法：改变电源相序（两根火线对调）。 图1-1 电机“正-停-反”控制图1-2 电机“正-反-停”控制 1、正反转基本控制电路： 主电路： KM1主触点接通正相序电源—M正转。 KM2主触点接通反相序电源—M反转。 控制电路： SB1控制正转，SB2控制反转，SB3用于停止控制。 KM的常闭触点用于互锁控制，即使在接触器故障情况下，也可以保证不发生主电路短路现象。 2、按钮联锁功能
图1-1的电气操作只能按正、停、反或反、停、正的方式进行操作。电路不能正反、反正操作控制，给设备的操作带来诸多不便。 图1-2使用按钮连锁，首先使用和常开触点联动的常闭触点的断开对方支路线圈电流，再利用常开触点的闭合接通通电线圈电流。可以很方便地使电动机由正转进入反转，或由反转进入正转。 （二）三相异步电动机星形-三角形减压启动控制 1．降压原理：起动时，电动机定子绕组Y连接，运行时△连接。图1-3为Y 型、△型线圈绕阻接法。 图1-3 Y型、△型线圈绕阻接法 2．主电路分析：KM1、KM3——Y起动，KM1、KM2——△运行。 讨论：KM1、KM2、KM3容量关系。 图1-4星形-三角形减压启动控制线路 3．Y-△降压起动过程分析： 按下起动按钮SB2—>KM1线圈通电自锁—>KM3线圈通电--M作Y接起动；—>KT线圈通电延时—>KM3线圈断电－>KM2线圈通电自锁----M作△接行。
机电传动控制 实 验 报 告 姓名：张泽超 学院：机电工程学院 班级：机械1301 学号： 0801130313 日期： 2016.6.15
一交流电机的点动与自动控制 1、电路原理图如下： 2、实验步骤: 1,断开实验台总电源开关 2,打开电脑,运行机电传动软件,先选择实验项目,然后根据软件中显示的原理图,在实验台上接线 3,按照原理图接线,接触器选用交流单元的接触器; 4,确定接线无误后,合上电源开关,就可开始进行实验 5,软件中点击<测试>--<运行>即可监测电机的扭矩和转速,5分钟后将自动弹出保存对话框,请确定并保存实验结果
3、实验过程: 按下原理图中对应的按钮,电机即可能到相应的动作 4、实验心得 该实验原理和操作都很简单，我们小组十分钟就做完了，运行也是正确的，给我们下面做实验也打好了基础，包括基本连线和基本设备，以及安全事项。
二、交流电机的能耗制动 1、电路原理图 2、实验步骤 1,断开实验台总电源开关 2,打开电脑,运行机电传动软件,先选择实验项目,然后根据软件中显示的原理图,在实验台上接线 3,按照原理图接线,接触器选用交流单元的接触器; 4,确定接线无误后,合上电源开关,就可开始进行实验 5,软件中点击<测试>--<运行>即可监测电机的扭矩和转速,5分钟后将自动弹出保存对话框,请确定并保存实验结果
3、实验过程: 按下原理图中对应的按钮,电机即可能到相应的动作 4、实验心得 能耗制动这个实验的原理接线图有一点复杂，所以我们组采取两个人分别接线主电路和控制电路。第一次接完运行后发现机器运行不了。证明我们接线有错误了。排查之后又重新连线，发现控制电路连错了。然后纠正后才能有正确的实验现象。总之，实验要认真的做，细心排查。
实验一三相异步电动机的正反转控制线路 一、实验目的 1、掌握三相异步电动机正反转的原理和方法。 2、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线路的不同接法。 二、实验设备 三相鼠笼异步电动机、继电接触控制挂箱等 三、实验方法 1、接触器联锁正反转控制线路 (1) 按下“关”按钮切断交流电源，按下图接线。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。 Q1 23 220V
图1 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2接线。经检查无误后，按下“开”按钮通电操作。 (2) 合上电源开关Q 1，接通220V 三相交流电源。 (3) 按下SB 1，观察并记录电动机M 的转向、各触点的吸断情况。 (4) 按下SB 3，观察并记录电动机M 的转向、各触点的吸断情况。 (5) 按下SB 2，观察并记录电动机M 的转向、各触点的吸断情况。 Q 1 220V
图2 按钮联锁正反转控制线路 四、分析题 1、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？ 实验二交流电机变频调速控制系统 一﹑实验目的 1．掌握交流变频调速系统的组成及基本原理； 2．掌握变频器常用控制参数的设定方法； 3. 掌握由变频器控制交流电机多段速度及正反向运转的方法。 二﹑实验设备 1．变频器；2. 交流电机。 三、实验方法 （一）注意事项 参考变频器的端子接线图，完成变频器和交流电机的接线。主要使用端子为R﹑S ﹑T；U﹑V﹑W；PLC﹑FWD﹑REV﹑BX﹑RST﹑X1﹑X2﹑X3﹑X4﹑CM。 变频器电源输入端R﹑S﹑T和电源输出端U﹑V﹑W均AC380V高电压﹑大电流信号，任何操作都必须在关掉总电源以后才能进行。
《机电传动控制》教学大纲 大纲说明 课程代码：3335030 总学时：48学时(讲课42学时，实验6学时) 总学分：3 课程类别：专业模块选修课 适用专业：机械设计制造及其自动化 预修要求：《电工技术》、《电子技术》、《自动控制原理》 一、课程的性质、目的、任务： 1．性质 《机电传动控制》是机械设计制造及其自动化专业的专业方向模块选修课。 2．目的 《机电传动控制》是机械设计制造及其自动化专业的一门专业选修课，属专业技术基础课，其目的是培养机械设计制造及其自动化专业的学生掌握机电传动控制技术，掌握实际的工程应用能力，学会解决工业电气控制中实际问题的能力。增强学生的就业竞争能力。 3．任务 二、本课程的主要任务是使学生： 1．掌握用系统的观点如何分析机电传动控制系统。 2．具备分析、设计机电传动控制系统的能力。 3．正确运用理论解决实际问题的能力。 三、课程教学的基本要求： 本课程的教学环节包括：课堂讲授、课外作业、实验和考试等。通过各个教学环节重点培养学生分析 1．教学方法和教学手段的建议： 本课程教学环节包括：课堂讲授、工程应用实例讨论、课外作业和实验等。通过各个教学环节的教学重点培养学生的自学能力、理论联系实际的能力和解决实际工程问题的能力。采用启发式教学，鼓励学生开展课堂讨论，提出不同方法。采用电子教案、多媒体教室；适当引入计算机辅助电子设计软件；使学生建立机算机仿真在概念。实验是本课程的重要教学环节，通过实验，深化和扩展对课程内容的理解，培养实际动手的能力。 2．实验要求: 实验是《机电传动控制》课程的重要教学环节，通过实验，加深学对课程内容的理解，掌握对机电传动控制的实际运用能力。 实验要求学生实验前认真准备，完成实验预习报告（对设计性实验需提交实验方案）；实验时积极思考，多动手，学会正确使用常用的机床电器和电动机等电器的使用方法，能正确联接电路，了解机电传动中常见的传动方式，学会电动机传动系统的参数调整方法；实验后要对实验现象和实验数据认真整理分析，编写出整洁的实验报告。 3．课程习题要求
1.掌握单台电动机正反转控制方法； 2.进一步熟练掌握板前明配线的接线工艺； 3.加强训练学生排除电动机基本控制线路故障的能力。 实验工具：万用表、尖嘴钳、偏口钳、螺丝刀、剥线钳、试电笔等。 实验器材：试验安装板一块，低压电器元件若干，导线若干。 实验主要内容实验要求 1（1）老师简要讲解正反转控制线路的工作原 理。回顾读图识图中“屏蔽无用信息”的思维 习惯。 （2）老师强调控制线路的布线原则和低压电器 的安装工艺。 （1）学生在实验前预习教材171页“正反转 控制”的内容。 （2）学生认真听讲并做好笔记。 2三相交流电动机正反转控制线路接线接线时，应严格遵循板前明线布线的工艺要 求和原则。 3自检与通电试车（1）排除故障前先停电，并在电气原理图上用虚线标出故障电路中最短的故障线段。（2）故障分析、故障排除的思路及方法应正确无误。 4老师作实验总结 5学生填写实验报告回答思考题并写出实验报告 1．在实验教师的指导下，分析电气控制线路原理图。 2．用万用表检查各元器件的质量。 3．读懂电气元件布置图，并依此安装和固定电器元件。 4．读懂电气安装接线图，并依此布线。 （1）主电路接线要注意接触器主辅触点的分辨和选用以及热继电器的连接； （2）控制线路接线时要注意按钮常开和常闭触点的分辨、选择和接线。 5．通电检查并排除电路故障 三相交流电动机正反转控制线路接线 ① 在未通电情况下，用万用表电阻档初步检查控制线路是否正确。 ② 接通电源，操作相关按钮，验证电路的工作情况。 1．接线后要认真逐线核对线号，重点检查控制电路中按钮和接触器的触点选择。 2．通电试车必须经指导老师的同意，并在指导老师监护下进行。 3.通电调试时，不许用手触及电气元件的导电部分，以免触电及意外损伤。
机电传动与控制实验要求 实验要求： 1.实验分为两大部分，第一大部分需要4个学时完成，第二大部分需要4个学时完。 2.每小组4-5人，实验前需提交一份实验报告，主要内容包括：实验的目的、实验方法、 实验所需设备、实验步骤、实验用到程序。 3.实验完成后，请在实验报告后面继续完成每个实验的思考题，以及分析在做实验的过程 中遇到那些问题，问题产生的原因和解决方法。 4.实验结束后一周内，请班长将班里同学的实验报告电子版收齐，统一刻录成光盘交给指 导老师。
第一大类：电气控制技术实验 实验一三相异步电机Y－△换接起动控制 一、实验目的 1.了解时间继电器的使用方法及在控制系统中的应用。 2.熟悉异步电动机Y－△降压起动控制的运行情况和操作方法。 二、原理说明 1.按时间原则控制电路的特点是各个动作之间有一定的时间间隔，使用的元件主要是时间继电器。时间继电器是一种延时动作的继电器，它从接受信号（如线圈带电）到执行动作（如触点动作）具有一定的时间间隔。此时间间隔可按需要预先整定，以协调和控制生产机械的各种动作。时间继电器的种类通常有电磁式、电动式、空气式和电子式等。其基本功能可分为两类，即通电延时式和断电延时式，有的还带有瞬时动作式的触头。 2．按时间原则控制鼠笼式电动机Y－△降压自动换接起动的控制线路如下图所示。
从主回路看，当接触器KM1、KM2主触头闭合，KM3主触头断开时，电动机三相定子绕组作Y 连接；而当接触器KM1和KM3主触头闭合，KM2主触头断开时，电动机三相定子绕组作△连接。因此，所设计的控制线路若能先使KM1和KM2得电闭合，后经一定时间的延时，使KM2失电断开，而后使KM3得电闭合，则电动机就能实现降压起动后自动转换到正常工作运转。该线路具有以下特点: (1) 接触器KM3与KM2通过动断触头KM3(5-7)与KM2(5-11)实现电气互锁，保证KM3与KM2不会同时得电，以防止三相电源的短路事故发生。 (2) 依靠时间继电器KT延时动合触头(11-13)的延时闭合作用，保证在按下SB1后，使KM2先得电，并依靠KT(7-9)先断，KT(11-13)后合的动作次序，保证KM2先断，而后再自动接通KM3，也避免了换接时电源可能发生的短路事故。 (3) 本线路正常运行（△接）时，接触器KM2及时间继电器KT均处断电状态。 三、实验设备
《机电传动控制》实验指导书 常熟理工学院机械工程学院 周自强孟涛编 2010年3月1日
目录 实验1 三相异步电动机变频调速实验 (3) 实验2 步进电机基本参数设定及PLC控制实验 (5)
实验1 三相异步电动机变频调速实验一、实验目的 1）熟悉变频器使用方法和基本参数设定的含义。 2）熟悉变频器使用的基本过程。 二、实验原理 本实验分为PU模式和外部模式两种情况： （1）PU模式 （2）外部模式
三、实验设备 1）机电传动控制综合实验台。 四、实验内容 （1）进行PU模式的变频调速实验 ●首先将参数Pr.79 设定为“1”； ●调整频率设定值（频率设定值不要超过60Hz），按下“Run”按钮启动 电机；重新设定频率，并观察电机运转情况。 （2）进行外部模式的变频调速实验 ●外部运行模式（Pr.79 设定值“0”（初始值），“2”） ●根据附录中的参数设定方法对高、中、低三个速度段的频率进行设 定； ●根据图2所示进行变频装置端子接线，确认电机变频器连接正常；
操作相应的速度按钮，并观察电机的运转情况。 五、实验报告 1）画出变频调速的基本电路原理图。 2）写出实验过程和参数设定的主要内容。 六、思考题 异步电机的转速和变频器的频率之间是什么关系？变频调速在低速时的特性如何？ 实验2 步进电机基本参数设定及PLC控制实验 一、实验目的 1）熟悉步进电机工作原理。 2）熟悉步进电机控制程序编写方法。 二、实验原理 实验原理如图所示：
1）机电控制综合实验台。 2）五相步进电动机及其驱动器。 四、实验内容 1）按图3电路接线。 2）编写正、反转控制程序，SA8断开时正转，SA8闭合时反转。 3）运行程序，验证程序的正确性。 4）修改运行步数为250步。运行程序，记录角度和时间。 五、实验报告 1）绘制梯形图。 2）列出角度和步数的关系式，角速度和脉冲周期的关系式。
课程名称： 电气原理与应用 指导老师: _____________ 成绩： _____________________ 实验名称：三相异步电动机点动控制和自锁及正反转互锁控制 实验类型: ______ 同组学生 姓名： ~~ 七、讨论、心得 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。 3?掌握三相异步电动机正反转的原理和方法，加深对电气控制系统各种保护、自锁、互 锁等环节的理解； 4?掌握接触器联锁正反转、按钮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； 5?通过对三相鼠笼式异步电动机延时正反转控制线路的安装接线，掌握由电气原理图接 成实际操作电路的方法。 6.学会分析、排除继电--接触控制线路故障的方法。 二、 实验原理 1继电接触控制在各类生产机械中获得广泛的应用，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） 电磁系统一铁心、吸引线圈和短路环； （2） 触头系统一主触头和辅助触头，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） 消弧系统一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。 沖戸乂唆实验报告 专业: 姓名: 学号: 日期: 地点: 一、实验目的和要求（必填） 三、主要仪器设备（必填） 五、实验数据记录和处理 二、实验内容和原理（必填） 四、操作方法和实验步骤 六、实验结果与分析（必填）
实验二搬运机械手的控制 一、实验目的 掌握应用PLC技术设计工艺生产控制系统的思想和方法，掌握PLC的编程技巧和程序调试方法，训练解决工程实际控制问题的能力。 二、实验仪器设备 1、THPLC－2型可编程序控制器模拟实验箱。 其中配备的主机为日本三菱FX1N－40MR型可编程序控制器，实验面板中设有多个实验区，本实验对应的实验区为“机械手动作的模拟”实验区。 2、个人计算机。 3、FX-422CAB型RS-422缆线或FX-422CAB-150型RS-422缆线。 4、FX系列PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C。 三、控制要求 有一搬运工件的机械手，其操作是将工件从左工作台搬到右工作台，工艺流程示意图如下面附图所示。 机械手通常位于原点。SQ1为下限位开关，SQ2为上限位开关，SQ3、SQ4分别为右限位开关和左限位开关。机械的上下左右移动以及工件的夹紧，均由电磁阀驱动气缸来实现。电磁阀YV1控制机械手下降，YV2负责夹紧工件，YV3使机械手上升，YV4控制机械手右移，YV5控制机械手左移。 搬取工件时，按下启动按钮1SB，则： ①机械手先由原点下降，碰到下限位开关SQ1后，停止下降； ②夹紧电磁阀YV2动作将工件夹紧，为保证工件可靠夹紧，机械手在该位置等待3s； ③待夹紧后，机械手开始上升，碰到上限位开关SQ2后，停止上升； ④改向右移动，移到右限位开关SQ3位置时，停止右移； ⑤改为下降，至碰到下限位开关SQ1时，停止下降； ⑥机械手将工件松开，放在右工作台上，为确保可靠松开，机械手在该位置停留2s； ⑦然后上升，碰到上限位开关SQ2后，停止上升； ⑧改为左移，回到原点，压在左限位开关SQ4和上限位开关SQ2上，各电磁阀均失电，机械手停在原位。 再按下启动按钮时，又重复上述过程。 四、系统配置 根据控制要求画出PLC的I/O分配表或I/O分配图； 由于所采用的实验箱中，已将PLC输入输出端外接的开关、按钮和信号灯的部分线路连接好，放置于实验模板内，因此，实验时只要将PLC主机与“机械手动作的模拟”实验模板两者的外接插孔用连接线按需要插接好即可。 五、程序设计 要求采用两种编程方法进行程序设计： 1、设计梯形图（用基本指令和移位功能指令），列写出相应的指令表； 2、设计状态转移图，画出相应的梯形图（用步进指令和基本指令），写出相应的指令表。 参考程序如附图。 六、程序的写入、运行与调试 采用FX系列PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C进行程序的写入。
电机正反转实验 一．实验目的 1．了解机床电气中三相电机的正反转控制和星三角启动控制。 2．掌握电动机的常规控制电路设计。 3.了解电动机电路的实际接线。 4.掌握GE FANUC 3I系统的电动机启动程序编写。 二．实验原理和电路 交流电动机有正转启动和反转启动，而且正反转可以切换，启动时，要求电动机先接成星型连接，过几秒钟再变成三角形连接运行。PLC控制电动机的I/O 地址如下表所示： PLC模拟控制电动机I/O地址表 输入输出 器件(触摸屏M)说明器件说明I1（M21）正转Q2 正转 I2（M22）反转Q3 星形 I3（M23）停止Q4 三角形 Q5 反转 电动机星三角启动电气接口图:
模块的现场接线 接线前请熟悉接线图，我们在这里简单介绍下输入输出模块的接线方法，在接下来的实验中不再赘述。详细请见第一章的模块介绍。 ●输入模块现场接线 IC694MDL645,数字量输入模块,提供一组共用一个公共端的16个输入点,如图所示。该模块即可以接成共阴回路又可以接成共阳回路，这样在硬件接线时就非常灵巧方便。但在本系统中，我们统一规定本模块接成共阳回路，即1号端子由系统提供负电源，外部输入共阳。 IC694MDL645数字量输入模块现场接线 ●输出模块现场接线 IC694MDL754,数字输出模块，提供两组（每组16个）共32个输出点。每组
有一个共用的电源输出端。这种输出模块具有正逻辑特性；它向负载提供的源电流来自用户共用端或者到正电源总线。输出装置连接在负电源总线和输出点之间。这种模块的输出特性兼容很广的负载，例如：电动机、接触器、继电器，BCD 显示和指示灯。用户必须提供现场操作装置的电源。每个输出端用标有序号的发光二极管显示其工作状态（ON/OFF）。这个模块上没有熔断器。接线必须注意。 即：17端接正电源，18端接负电源及外部负载的共阴端。 IC694MDL754数字量输出模块现场接线 三：实验步骤： 1.编写PLC程序，可参照参考程序，并检查，保证其正确。 2.按照电器接口图接线。 3.下载程序。 4.置PLC于运行状态，按下启动键，观察电机运行。 5.实验结束后，关电源，整理实验器材。 四：实验器材 1.GE FANUC 3I系统一套 2.PYS3电机正反转模块一块 3.网线一根 4.KNT连接导线若干
试验一三相异步电动机的点动控制 一、实验目的: 1、了解交流接触器、热继电器和按钮的结构及其在控制电路中的应用。 2、学习异步电动机基本控制电路的连接。 3、学习按钮、熔断器、热继电器的使用方法。 4、了解点动与长动的主要区别。 二、实验仪器和设备： 1、DT31继电器-接触器1套 2、D21三相异步电动机1台 3、机电传动试验平台1套 4、接线若干 三、实验原理： 1、继电接触器控制大量应用于对电动机的启动、停止、正反转、调速、制动等控制。从而使生产机械按规定的要求动作；同时，也能对电动机和生产机械进行保护。 2、图1是异步电动机直接启动的控制电路。 图1-a是点动控制线路，手放开按钮后电动机即停止工作。电路不能自锁。 图1-b是长动控制线路，手按下按钮后，线圈得电，主触点，辅助触点都闭合，电动机保持运转，控制电路实现自锁。 图1 三相异步电动机点动长动控制线路 四、实验内容和步骤： 1、在实验板台找到DT31继电器-接触器等，了解其结构及动作原理。 2、通过实验，掌握基本电路的接线方法。 3、按图1-a异步电动机启动线路连接，经老师检查允许后再送电（电动机暂不接入）。 4、1-a的控制电路改接为1-b图，即具有控制电路具有自锁功能。 5、通过点动、长动接线实验，观察实验现象，了解两种接线的不同工作状况及自锁区别。
五、实验总结： 1、电路中自锁点起什么作用？ 电路没有自锁时：按下闭合按钮，接触器线圈得电后，主触点闭合接通回路，电机运转；松开闭合按钮，电路断路，线圈失电，主触点回归常开原位，电机停转。电路处于点动。 电路有自锁点时：接触器线圈得电后，主触点、常开辅助触点都闭合接通回路，主触点闭合电机运转；常开辅助触点闭合，进行状态保持，此时再松开启动按钮，接触器也不会失电断开。电路处于长动状况。 自锁点作用就是利用常开辅助触点与通电线圈关系，实现电路长动工作状况。 2、什么叫零压保护，即电路的零压保护是如何实现的？ 所谓零压（或失压）保护是指当电源断电或电压严重降低时，接触器的线圈失电，电磁铁释放使主触点断开，电动机自动从电源切除停转。并且当电源重新恢复供电或电源电压恢复正常时，如果不重新按起动按钮，则电动机不能自行起动（因用于自锁的常开触点已断开）。 3、热继电器的整定值调节的原则是什么？ 热继电器的整定电流一般是按用电器（如电动机）的额定电流来整定的，在整定电流时，你要考虑环境的温度，如果温度很高，你可以适当的提高一点，反之就降低一点。在实际使用中也可以根据用电器的负载来定，但是在正常情况下不要超过用电器的额定电流。否则不起保护作用。 六、个人总结： 通过这次三相异步电动机的实验接线训练，初步了解了试验台和DT31继电器-接触器套组的基本操作。点动接线的后的实验现象与自锁长动的实验现象对比后，更加清晰的认识了不同控制电路控制实现工作状况的不同。 接线过程，是一次理论与实践的结合。毕竟是第一次接线实验，过程中电机的接线方式就出现过一点问题，到底采用三角形接法还是绕线式接法？两种接法的适用区别在哪里？两种接法应该怎么接线呢？这些实验中遇到的问题，通过查阅课本资料复习及与学长的沟通学习，最终得到解答并完成接线实验。 课程实验是课程内容的补充训练，非常实用有效。这次实验让我很深刻的体会到点动与长动的运动状况区别，控制线路图与实物装置连接之间的相关联系。
PLC课程实验 ————上机报告 学院： 班级： 学号：
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目录 一欧姆龙CX-Programmer软件的基本使用 (2) 1．开始一个新的工程 (2) 2．编写一个梯形图程序 (2) 3．把程序下载到PLC并上传 (3) 4．接线 (4) 5．在执行的时候监视程序 (4) 6．在线编辑 (4) 二上机实习程序 (5) 1 题目一 (5) 1.1 题目要求 (5) 1.2 IO分配及程序说明 (5) 1.3 梯形图 (5) 1.4 指令程序 (6) 2 题目二 (6) 2.1 题目要求 (6) 2.2 IO分配及程序说明 (6) 2.3 梯形图 (7) 2.4 指令程序 (10) 3 题目三 (10) 3.1 题目要求 (10) 3.2 IO分配及程序说明 (10) 3.3 梯形图 (11) 3.4 指令程序 (12) 三学习体会 (12)
一欧姆龙CX-Programmer软件的基本使用 在规划一个PLC工程时，在开始制定程序指令以前需要考虑各种项目和CX-Programmer 内部的设置。例如，要编程的PLC的类型和设置信息对CX-Programmer十分重要，因为只有这样，其才能够和PLC之间建立正确的程序检查和通信。编程要以将要使用的PLC为目标。PLC的类型可以随时改变，一旦改变，程序也跟着改变。按照不成文的约定，在开始的时候最好设置好正确的PLC类型。 1．开始一个新的工程 按照以下步骤来建立一个新的工程： （1）选择工具栏中的新建按钮。 （2）定义工程的设备条目（设备类型为CP1L，网络类型为USB,CPU类型为L，其他默认）。 （3）保存工程 2．编写一个梯形图程序 下面以一个灯亮灭控制为例说明，该程序是一个标准的顺序控制，顺序如下：按下启动开关→灯亮→按下复位开关→灯灭。 编写一个梯形图程序，包括: 创建一个梯形图程序、编译程序。 （1）建立一个梯形图程序