实验一 三相异步电动机启停控制实验

实验一三相异步电动机启停控制实验

一、实验目的：

1．进一步学习和掌握接触器以及其它控制元器件的结构、工作原理和使用方法；

2．通过三相异步电动机的启、停控制电路的实验，进一步学习和掌握接触器控制电路的结构、工作原理。

二、实验内容及步骤：

图1-1为三相异步电动机的基本启停电路。电路的基本工作原理是：首先合上电源开关QF5 ，再按下“启动”按钮，KM5得电并自锁，主触头闭合，电动机得电运行。按下“停止”按钮，KM5失电，主触头断开，电动机失电停止。

实验步骤：

1．按图1-1完成控制电路的接线；

2．经老师检查认可后才可进行下面操作！

3．合上断路器QF5，观察电动机和接触器的工作状态；

4．按下操作控制面板上“启动”按钮，观察接触器和电动机的工作状态；

5．按下操作控制面板上“停止”按钮，观察接触器和电动机的工作状态。

6．当未合上断路器QF5时，进行4和5步操作，观察结果。

图 1-1 三相异步电动机基本启停控制

三．实验说明及注意事项

1．本实验中，主电路电压为380VAC，请注意安全。

四．实验用仪器工具

三相异步电动机 1台

断路器(QF5) 1个

接触器(KM5) 1个

按钮 2个

实验导线若干

五．实验前的准备

预习实验报告，复习教材的相关章节。

六．实验报告要求

1．记录实验中所用异步电动机的名牌数据；

2．弄清QF5型号和功能；

3．比较实验结果和电路工作原理的一致性；

4．说明6步的实验结果并分析原因。

七．思考题

1．控制回路的控制电压是多少？

2．接触器是交流接触器，还是直流接触器？接触器的工作电压是多少

3．如果将A点的连线改接在B点，电路是否能正常工作？为什么？

4．控制电路是怎样实现短路保护和过载保护的？

5．电动机为什么采用直接启动方法？

实验二三相异步电动机正反转控制实验

一、实验目的：

1．学习和掌握PLC的实际操作和使用方法；

2．学习和掌握利用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，其主电路和控制电路接线图分别为图2-1和图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和图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和接触器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。

六．实验报告要求

画出梯形图，写出指令代码，分析实验结果。

七．思考题

1.试比较继电器和接触器的结构及工作原理的异同点；

2.请说明本实验中继电器的线圈工作电压和接触器的线圈工作电压分别是多少？

3.试比较可编程控制器的三种输出接口：晶体管输出方式、晶闸管输出方式、继电器输出方式的工作原理异同点；

4.能否将接触器KM5，KM6的线圈直接接至PLC的输出端Y33、Y34（注：本实验所用的PLC为FX2N-64MT，其输出接口为晶体管型）？

实验三 PLC控制三相异步电动机变频调速实验

一、实验目的

1.学习和掌握变频器的操作及控制方法；

2.测试三相异步电动机变频调速性能。

二、实验内容及步骤：

松下VFO变频器的操作模式分：面板操作模式、外部操作模式以及混合操作模式三种。面板操作模式是根据面板设定的启动信号和频率信号进行的运行方式；外部操作模式是根据外部的启动信号和频率信号进行的运行方式；混合操作模式是启动信号、频率信号分别由面板设定、外部设定（或分别由外部设定、面板设定）的运行方式。变频器出厂时，已将操作模式设定为外部模式。

本实验采用外部操作模式(参数设置：P08=2 , P09=2)。最大运行频率值采用出厂设定值50HZ 。通过变频器控制三相异步电动机，并由三相异步电动机带动工作台主轴在不同频率下运行，同时测量并记录一些相关参数如：电压、速度等，从而得出三相异步电动机变频调速性能。图3-1为VFO变频器外部操作模式连线图。其中，PLC的电源由断路器QF1控制，VFO变频器的电源由断路器QF4和接触器KM4的主触头共同控制。

实验步骤：

1．学生根据图3-1接线（为安全起见，变频器和三相异步电动机的主控电路以及PLC外围的继电器KA4、接触器KM4输出线路已接好）；

2．征得老师同意后，合上断路器QF1和QF4，输入并运行PLC程序；

3．按“启动”按钮，接触器KM4的主触头闭合，变频器得电；

4．按“正向”按钮，Y10输出，电动机正转。根据实验记录表调节电位器1的旋钮，使电动机在某一频率下运行。按“复位”按钮，定时器开始定时10S，同时计数器C240开始计数，其速度为：N(10S内主轴转数)×6。记录正转时各频率所对应的电压值、速度值；

5．按“反向”按钮，Y11输出，电动机反转。根据实验记录表调节电位器1的

旋钮，使电动机在某一频率下运行。按“复位”按钮，定时器开始定时10S，同时计数器C240开始计数，其速度为：N(10S内主轴转数)×6。记录反转时各频率所对应的电压值、速度值； 6．按“停止”按钮，电动机停转；