机床电器控制技术实验指导书-江西理工大学

1、江西理工大学机床电气控制技术课程实验指导书主审人： 主撰人：宋小军前言工业生产的各个领域，无论是过程控制系统还是传动控制系统，都包含着大量的开关量和模拟量。开关量也称数字量，如电动机的启停、电灯的亮灭、阀门的开闭、电子线路的置位与复位、计时、计数等；模拟量也称连续量，如不断变化的温度、压力、速度、流量、液位等。从生产机械所应用的电器与控制方法看，最初是采用一些手动电器来控制执行电器，这类手动控制适用于一些容量小、操作单一的场合。随后发展为采用自动控制电器的继电接触器控制系统。这种控制系统主要由一些继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，其特点是结构简单，价格低廉，维护方便，抗干扰强，因此广泛应用

2、于各类机械设备上。本指导书的初衷是使学生掌握机床电气控制系统(继电器控制、可编程序控制等)的组成、工作原理和应用的基础理论和基本知识，使其初步掌握简单机床电气控制系统的设计方法。目录前言第一部分 绪论第二部分 基本实验指导 第一部分 绪论本实验指导书是根据机床电气控制技术课程实验教学大纲编写，适用于机械工程及其自动化专业。一、 本课程实验的作用与任务本课程实验的作用：使学生掌握机床电气控制系统(继电器控制、可编程序控制等)的组成、工作原理和应用的基础理论和基本知识，使其初步掌握简单机床电气控制系统的设计方法。本课程实验的任务： 1、熟悉机床常用电气元件的工作原理、结构和用途，并能正确选用。2、

3、熟悉机床控制电路的基本环节及其应用和分析方法，初步具有简单的机床控制电路改造和设计能力。二、 本课程实验的基础知识三、 本课程实验教学项目及要求序号实验项目名 称学时实验类别实验要求实验类型每组人数主要设备名称目的和要求1电动机的启动，点动试验2专业必修综合2机床电气试验台、电动机试验台熟悉常用的控制电器和保护电器，加深理解基本控制线路的工作原理。2电动机的正转、反转及多点控制实验2专业必修综合2机床电气试验台、电动机试验台熟悉常用的控制电路，加深理解基本控制线路的工作原理。第二部分 基本实验指导实验一 电动机的启动、点动控制实验一、 实验目的1、熟悉一些常用的控制电器和保护电器。2、学会三相

4、异步电动机的起停和控制线路，加深理解这些基本控制线路的工作原理。二、 实验原理1、 三相异步电动机的启动有全压启动和降压启动。一般在小功率情况下采用全压启动，而对于大功率电动机均采用降压启动方法。这里我们介绍全压启动的方法，图1-1所示为三相异步电动机的起停控制线路，图1-2所示为三相异步电动机的点动和长动控制线路。图1-1 三相异步电动机的起停控制线路 2、在图1-1中，采用了一个空气开关（QF），一个三相交流接触器（KM），一台三相交流异步电动机（M），启、停按钮（SB1、SB2）各一个，两个熔断器（FU）。在主回路中没有使用熔断器和热继电器，是因为空气开关本身带有短路保护和过载保护的功能

5、。当按下启动按钮SB1时，接触器KM通电吸合并自锁，电动机开始转动；当按下停止按钮SB2时，交流接触器断电释放，电动机停止转动。 图1-2 三相异步电动机的点动和长动控制线路3、 在图1-2中使用了三个按钮，其中SB1为启动按钮，SB2为停止按钮，SB3为点动按钮。当按下SB1时，电动机转动；当按下SB2时，电机停止，称为启动控制。而当按下SB3时，电动机转动，如果松开SB3，则电动机停止转动，说明它没有自锁功能，称之为点动控制。 4、主电路采用380V交流供电，控制电路根据所选电器，采用380V供电。三、主要仪器及耗材1、MEE-1型机床电器试验台 一台2、MEE-1型电动机试验台 一台3、

6、连接导线 若干四、实验内容和步骤1、三相电机的启动将空气开关手柄位置置于“关”位置。按图1-1接线。接线应按照主回路、控制回路分步来接；接线次序应按自上而下，从左向右来接；即先主后辅，先串后并的基本原则。接线尽可能整齐、清晰，能用短线的地方，就用短线连接，便于检查。在连线时通过转动插头将接插件自行锁紧，使接点牢固、可靠。在图1-1和图1-2的两个实验中电动机都采用星型接法。接线完毕后需经指导教师检查线路后，方能接通电源。合上空气开关，按下启动按钮，观察电动机转动情况。按下停止按钮，观察电动机是否停止。先切断电源（拉下空气开关），再拆线，主电路仍保留。2、三相电动机的点动控制按图1-2接线，步骤

7、和以上相同。接线完毕后需经老师检查后，方能接通电源。按下SB1电动机为启动，按下SB2电动机停止，按下SB3电动机为点动。分别记录电动机转动情况。按下SB1电动机运转，此时SB3若按下（注意不要按到底），观察电动机运转情况。3、实验结束，先切断电源（按下空气开关），再拆线，并将实验器材整理好。五、数据处理与分析（无实验数据分析的实验可无此项目）六、实验注意事项实验前的准备实验前应认真阅读实验指导书，明确实验目的、要求、内容、步骤，并复习有关理论知识，在实验前要能记住有关线路和实验步骤。进入实验室后，不要急于连接线路，应先检查实验所用的电器、仪表、设备是否良好，了解各种电器的结构、工作原理、型号

8、规格，熟悉仪器设备的技术性能和使用方法，并合理选用仪表及其量程。发现实验设备有故障时，应立即请指导教师检查处理，以保证实验顺利进行。联结实验电路接线前合理安排电器、仪表的位置，通常以便于操作和观测读数为原则。各电器之间距离应适当，以联线整齐美观并便于检查为准。主令控制电器应安装在便于操作位置，联结导线的截面积应按回路电流大小合理选用，其长度要适当。每个接点连接线不得多于两根。联结不允许有松脱或接触不良情况，以免通电后产生火花或断路现象。联结导线裸露部分不宜过长，以免相邻两相间造成短路，产生不必要的故障。联结电路完成后，应全面检查，认为无误后，请指导老师检查后，方可通电实验。在接线中，要掌握一般

9、的接线规律，例如先串联后并联；先主电路后控制电路；先控制接点，后保护接点等。观察与记录观察实验中的各种现象或记录实验数据是整个实验过程中的最主要的步骤，必须认真对待。进行控制电路实验时，应有目的地操作主令电器，观察电器动作情况，进一步理解电路工作原理。若出现不正常现象时，应立即断开电源，检查分析，排除故障后继续进行实验。运用万用表检查线路故障时，一般在断电情况下，采用电阻档检测故障点;需要在通电情况下，检测故障点时，应用电压档测量（注意电压性质和量程）；此外，还要注意被检测点有无其他寄生电路或旁路现象以及对测量仪表的阻抗要求，以免造成判断不准确。实验结束工作实验结束应先断开电源，认真检查实验结

10、果，确认无遗漏或其他问题后，经指导教师检查同意后，方可拆除线路，清理实验设备、导线、工具并报告指导教师后方可离开实验室。七、思考题为什么在主回路当中没有采用热继电器进行过载保护？在点动控制线路实验中，当SB1按下，电动机处在运转状态，此时按下SB3(注意不要按到底）会出现什么状况？实验二 电动机的正转、反转及多点控制实验一、实验目的1、进一步熟悉一些常用的控制电路；2、学会三相异步电动机正、反转控制线路的接线，加深理解这种基本控制线路的工作原理；3、掌握电动机多点控制电路；二、实验原理1、在生产加工过程中，往往要求电动机能够实现可逆运行。如机床工作台的前进与后退，主轴电动机的正传与反转，电梯的

11、升与降等等，这就要求电动机既能够正转，又能够反转。图1-3所示为三相异步电动机正、反转实验电路的主回路，图1-4所示为三相异步电动机正反转实验电路的控制回路。 图1-3 主回路 图1-4 控制回路 2、我们知道只要改变电动机的三相电源进线的任意两相的相序，电动机即可反转。图1-4 所示实验电路中采用了两个接触器KM1和KM2，分别承担正转和反转的任务。SB1为正转按钮，SB2为反转按钮。这两个按钮和两个接触器采用互锁关系的接法，以保证电路的可靠工作。当SB1按下,KM1通电吸合并自锁，同时互锁住KM2，使电动机正转；当SB2按下,KM2通电吸合并自锁，同时互锁住KM1，使电动机反转。3、在控制

12、电路中增加了一个停止按钮SB4 ，一个正转控制按钮SB5 和一个反转按钮SB6,主要是提供在不同的工作位置都能进行操作，即多点控制。这是需要根据实际情况设置的开关。4、三相异步电动机采用星型接法。三、主要仪器及耗材1、MEE-1型机床电器试验台 一台2、MEE-1型电动机试验台 一台3、连接导线 若干四、实验内容和步骤1、电动机正转实验将空气开关手柄位置置于“关”位置。按图1-3和1-4接线，接线方法应按照实验一所要求的方法去做，虚线部分先不接。 接线完毕后，需经检查后，方能接通电源。 合上空气开关，按下正转按钮，观察电动机运行情况，并记录。 按下 SB2，注意不要按到底，然后松开SB2,观察

13、电动机运行情况。2、电动机反转实验按下正转按钮SB1，等电动机运行平稳后，按下SB2，一直按到底，观察电动机运行情况。按下SB1，电动机正转起动。再按下SB3，电动机停止。再按下SB2，电动机反转起动。3、多点控制实验切断电源，在SB3前串入一开关SB4，SB1、SB2的两端分别并联在开关SB5、SB6两端。利用新增加的开关与原先的按钮组合起来进行多点控制电动机的正、反转。4、实验结束，先切断电源（断开 QF） ，再拆线，并将实验器材整理好。五、数据处理与分析六、实验注意事项实验前的准备实验前应认真阅读实验指导书，明确实验目的、要求、内容、步骤，并复习有关理论知识，在实验前要能记住有关线路和实

14、验步骤。进入实验室后，不要急于连接线路，应先检查实验所用的电器、仪表、设备是否良好，了解各种电器的结构、工作原理、型号规格，熟悉仪器设备的技术性能和使用方法，并合理选用仪表及其量程。发现实验设备有故障时，应立即请指导教师检查处理，以保证实验顺利进行。联结实验电路接线前合理安排电器、仪表的位置，通常以便于操作和观测读数为原则。各电器之间距离应适当，以联线整齐美观并便于检查为准。主令控制电器应安装在便于操作位置，联结导线的截面积应按回路电流大小合理选用，其长度要适当。每个接点连接线不得多于两根。联结不允许有松脱或接触不良情况，以免通电后产生火花或断路现象。联结导线裸露部分不宜过长，以免相邻两相间造

15、成短路，产生不必要的故障。联结电路完成后，应全面检查，认为无误后，请指导老师检查后，方可通电实验。在接线中，要掌握一般的接线规律，例如先串联后并联；先主电路后控制电路；先控制接点，后保护接点等。观察与记录观察实验中的各种现象或记录实验数据是整个实验过程中的最主要的步骤，必须认真对待。进行控制电路实验时，应有目的地操作主令电器，观察电器动作情况，进一步理解电路工作原理。若出现不正常现象时，应立即断开电源，检查分析，排除故障后继续进行实验。运用万用表检查线路故障时，一般在断电情况下，采用电阻档检测故障点;需要在通电情况下，检测故障点时，应用电压档测量（注意电压性质和量程）；此外，还要注意被检测点有无其他寄生电路或旁路现象以及对测量仪表的阻抗要求，以免造成判断不准确。实验结束工作实验结束应先断开电源，认真检查实验结果，确