電工學(xué)實驗指導(dǎo)

1、實驗一 電工基礎(chǔ)知識與直流電路的測量一 實驗?zāi)康模?.通過電阻、電壓、電流的測量，熟悉直讀式儀表、直流穩(wěn)壓電源的使用。2.驗證疊加原理和基爾霍夫定律。3.進(jìn)一步理解電壓、電流參考方向（正方向）的意義。二 實驗設(shè)備和器材：1.直流穩(wěn)壓電源；直流電壓表；直流電流表；2. 電路基礎(chǔ)實驗板。三 實驗原理(電路)：1. 實驗電路如下圖所示，實踐電壓和電流的測量。2）接線前，把直流穩(wěn)壓電壓調(diào)節(jié)到U1=12V、U2=6V，接電后接入電路中，檢查無誤后接通電源，按要求測量各支路電流及電壓。3）熟悉電流插頭的結(jié)構(gòu)，將電流插頭的兩端接至數(shù)字毫安表的“+、-”兩端。四 實驗內(nèi)容(表格)：測量實驗電路圖中電壓和電流，

2、驗證疊加原理，實驗數(shù)據(jù)如下表所示。被測值I1(mA)I2(mA)I3(mA)U1(V)U2(V)UFA(V)UAB(V)UAD(v)UCD(V)UDE(V)U1單獨作用U2單獨作用共同作用測量值共同作用計算值共同作用相對誤差五 實驗思考題：1. 分析實驗數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)，舉例驗證疊加原理。2. 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)，選定節(jié)點A，驗證KCL的正確性。選定實驗電路中的任一個閉合回路，驗證KVL的正確性。實驗二日光燈及其功率因數(shù)的提高 一 實驗?zāi)康模?. 了解日光燈電路的組成、工作原理和線路的連接。2. 熟悉正弦交流電路的主要特點，培養(yǎng)用基爾霍夫定律分析交流電路的能力。3. 了解輸電線路損耗及其改善

3、感性負(fù)載功率因數(shù)的方法，加深對提高功率因數(shù)的理解。二 實驗設(shè)備和器材：1. 交流電壓表，交流電流表，功率表，自耦調(diào)壓器，電容器、電流測量插頭與插座。2. 鎮(zhèn)流器，啟輝器（與30W燈管配用），日光燈燈管。三 實驗原理(電路)：日光燈電路下圖所示，圖中A是日光燈管，L是鎮(zhèn)流器，S是啟輝器，C是補(bǔ)償電容器，用以改善電路的功率因數(shù)（cos值）。四 實驗內(nèi)容(表格)：1. 日光燈電路模型參數(shù)的測量按上圖接線，調(diào)整自耦調(diào)壓器的輸出電壓為220V，斷開電容器，按下表測量并計算數(shù)據(jù)。測試項目 測 量 值 計 算 值 U/V UR/V UL/V IA P/W cosPR PL數(shù)據(jù)2. 提高電路功率因數(shù)的測量確保

4、接線正確無誤后，接通電源。將自耦調(diào)壓器的輸出調(diào)至220V，記錄功率表，電壓表讀數(shù)。通過一只電流表和三個電流插座分別測得三條支路的電流，改變電容值，進(jìn)行三次重復(fù)測量，數(shù)據(jù)如下表所示。電容值測量數(shù)值計算值（F）P（W）cosU (V)I(A)IL(A)IC(A)cos012.24.7五 實驗思考題：1. 為什么UUR+UL，IID+IC？2. 并聯(lián)電容器后，提高了電路的功率因數(shù)，能否改變感性負(fù)載本身的功率因數(shù)？為什么？實驗三 三相交流電路 一 實驗?zāi)康模?. 學(xué)習(xí)三相負(fù)載的星形和三角形連接方法，觀察和測量三相交流電路負(fù)載不同連接時，對稱和不對稱的線電壓與相電壓、線電流與相電流的關(guān)系。2. 充分理解

5、中線在三相四線制供電線路中的作用。3. 觀察不對稱負(fù)載作三角形連接時的工作情況。二 實驗設(shè)備和器材：1.交流電壓表；交流電流表；自耦調(diào)壓器；電流測量插頭與插座；2. 實驗用三相照明燈組負(fù)載板。三 實驗原理(電路)：1. 測量Y型接法各種負(fù)載情況下的電壓，電流。按圖1連接實驗電路。即三相燈組負(fù)載經(jīng)三相自耦調(diào)壓器接通三相對稱電源，將三相調(diào)壓器的旋柄置于輸出為0V的位置。確認(rèn)電路連接無誤后，接通電源。圖12. 測量型接法各種負(fù)載情況下的電壓，電流。按圖2連接電路，確認(rèn)連接無誤后接通電源，并調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使其輸出線電壓為220V。圖2四 實驗內(nèi)容(表格)：如圖1所示，按下述內(nèi)容完成各項實驗，分別測量Y型

6、接法三相負(fù)載的線電壓、相電壓、線電流、相電流、中線電流、電源與負(fù)載中點間的電壓，數(shù)據(jù)如表1所示。表1測量數(shù)據(jù)開燈盞數(shù)線電流（A）線電壓（V）相電壓（V）中線電流（A）中線電壓（V）實驗內(nèi)容ABCIAIBICUABUBCUCAUA0UB0UC0I0U0Y0接平衡負(fù)載333Y接平衡負(fù)載333平衡負(fù)載A相功率平衡負(fù)載總功率如圖2所示，按表2內(nèi)容進(jìn)行測試型接法各種負(fù)載情況下的電壓，電流。表2測量數(shù)據(jù)開燈盞數(shù)線電壓相電壓線電流（A）相電流（A）負(fù)載情況ABBCCAUABUBCUCAIAIBICIABIBCICA三相平衡333五 實驗思考題：1. 在三相四線制供電系統(tǒng)中，中性線為什么不允許安裝熔斷器或開關(guān)

7、？2. 在三相負(fù)載作三角形連接時，如果負(fù)載不對稱，對負(fù)載本身的運行有無影響，為什么？實驗四 繼電接觸器控制電路的認(rèn)識及基本操作 一 實驗?zāi)康模?.熟悉交流接觸器、按鈕等低壓控制電器的結(jié)構(gòu)、規(guī)格和型號。2.掌握實際生產(chǎn)設(shè)備中簡單控制環(huán)節(jié)及設(shè)計方法，提高運用能力。3.培養(yǎng)連接、檢查和操作簡單控制電路的能力，提高實踐能力。二 實驗設(shè)備和器材：1.三相異步電動機(jī)、實驗用繼電接觸控制箱，實驗用按扭控制箱； 2.數(shù)字萬用電表。三 實驗原理(電路)：在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大量存在的是一些簡單的中小型生產(chǎn)設(shè)備的自動控制。它們大都廣泛采用繼電接觸控制系統(tǒng)對中小功率異步電動機(jī)進(jìn)行直接起動、正反轉(zhuǎn)控制、順序控制和Y延時起

8、動控制。這種控制系統(tǒng)主要由交流接觸器、按鈕、熱繼電器等組成。自動生產(chǎn)機(jī)械中的控制線路的種類很多，有的甚至較復(fù)雜，但它們都是由這些單元線路所組成。 (1)單向控制環(huán)節(jié)單向控制環(huán)節(jié)有單向點動控制和單向長動控制兩種基本形式，單向點動環(huán)節(jié)常用于快速行程及地面操作的行車等場合。單向長動與單向點動基本相同，常用于單方向直接起動的連續(xù)運轉(zhuǎn)的場合。(2)可逆啟動控制環(huán)節(jié)可逆起動控制環(huán)節(jié)有輔助觸點作聯(lián)鎖保護(hù)，電路如圖1所示。 圖1 可逆控制電路四 實驗內(nèi)容(表格)：一臺電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制實驗電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路如圖1所示，其中，按鈕SB1 和SB2控制電動機(jī)的正常正、反轉(zhuǎn)、SB3用于停止控制。按圖連線，操作。要求

9、如下：(1)按銘牌要求正確接好電動機(jī)的三相定子繞組，接三相220V電源。 (2)仔細(xì)觀察按鈕、交流接觸器、熱繼電器的結(jié)構(gòu)，分清線圈、熱元件、各觸點的位置。(3)先接主電路，再接控制電路。注意互鎖點的連接。接好線后，在斷電的情況下，用萬用表檢查控制電路?？煞謩e按下常開按鈕SB1、SB2，用萬用表的歐姆檔檢查控制電路VW兩點間的阻值是否分別等于控制線圈KM1、KM2的阻值，若等于，可合上電源。(4)分別按正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1、停止按鈕SB3及反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2，觀察各電器工作狀態(tài)及電動機(jī)啟動、停止、反轉(zhuǎn)運行情況。(5)觀察互鎖點的作用。1.檢查電機(jī)繞組表格A相繞組電阻B相繞組電阻C相繞組電阻2.電動

10、機(jī)銘牌數(shù)據(jù)表格：3.描述電機(jī)運轉(zhuǎn)情況：五 實驗思考題：(1)如何檢查控制電路？控制電路具有哪些保護(hù)功能？(2)試修改并畫出實驗內(nèi)容1的控制電路，使其增加一個互鎖按扭環(huán)節(jié)，并分析，增加互鎖按扭進(jìn)行聯(lián)鎖的含意。實驗五 可編程序控制器系統(tǒng)的認(rèn)識和基本操作 一 實驗?zāi)康模?.了解可編程序控制器系統(tǒng)的組成，熟悉S7-200系列PLC的外部結(jié)構(gòu)和外部接線方法。2.了解和熟悉STEP7-Micro/win編程軟件的使用方法，學(xué)會用它寫入程序，編輯程序以及對PLC的運行進(jìn)行監(jiān)控的方法。3.熟悉并掌握S7-200系列PLC的基本指令和基本編程方法。二 實驗設(shè)備和器材：1.S7226可編程控制器，編程用計算機(jī)及S

11、7200編程軟件，編程通訊電纜。2.輸入輸出模塊。三 實驗原理(電路)：PLC是專為在工業(yè)環(huán)境下使用而設(shè)計的工業(yè)控制器（CPU模塊）。 其最小控制系統(tǒng)如圖4.3.1所示。它一般由一個PLC工業(yè)控制器、計算機(jī)和編程軟件、外部設(shè)備組成，還可能包括一個或多個I/O 擴(kuò)展模塊。外部輸入輸出接線是指工業(yè)控制器的輸入接口、輸出接口與外部設(shè)備的連線，也稱為輸入驅(qū)動電路、輸出驅(qū)動電路。 STEP7-MICRO/MIN32軟件的基本功能是協(xié)助用戶完成開發(fā)應(yīng)用軟件的任務(wù)，如創(chuàng)建用戶程序、修改和編寫應(yīng)用程序等。(1)創(chuàng)建應(yīng)用程序(2)編譯并下載應(yīng)用程序。(3)運行應(yīng)用程序。四 實驗內(nèi)容(表格)：1.邏輯指令練習(xí)編寫

12、并調(diào)試下列梯形圖，并觀察記錄輸出結(jié)果，操作步驟如下：(1)用STEP7-Micro/win 編程軟件分別將下列的梯形圖寫入計算機(jī)，并完成編輯和調(diào)試。(2)檢查無誤后，保存并下載到可編程序控制器（PLC）上。(3)用實驗連接導(dǎo)線將可編程序控制器（PLC）的輸入/輸出端子與輸入/輸出模塊連接。(4)運行寫入計算機(jī)的梯形圖程序，觀察輸出結(jié)果并分別填入對應(yīng)的表格。I0.0ON OFF Q0.0 I0.1ON OFF Q0.1 I0.0ONONOFFOFFI0.1ONOFFONOFQ.0 I0.0ONONOFFOFFI0.1ONOFFONOFFQ0.0 I0.0ONONOFFOFFI0.1ONOFFON

13、OFFQ0.0 輸入I0.0I0.3Q0.01I0.0與I0.1同為ON,IO.2、I0.3任意2I0.2與I0.3同為ON,I0.0、I0.1任意3I0.0或I0.1不同時為ON,且I0.2、I0.3 不同為ON 輸入I0.0I0.3Q0.01I0.0與I0.1同為OFF, I0.2、I0.3為ON2I0.2與I0.3同為OFF,I0.0、I0.1為ON3I0.2或I0.3不同時為OFF,且I0.0、I0.1不同時為ON 2.定時器指令實驗及應(yīng)用編寫并調(diào)試下列梯形圖，觀察記錄輸出結(jié)果，并用時序圖表示。3.計數(shù)器指令及應(yīng)用編寫并調(diào)試下列梯形圖，觀察記錄輸出結(jié)果，并用時序圖表示。五 實驗思考題：

14、(1)PLC最小控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？輸入電源規(guī)格多少伏？舉例畫出輸入驅(qū)動電路、輸出驅(qū)動電路的形式。(2)說明本次實驗所用PLC可編程序控制器的型號，輸入為多少點？輸出為多少點？實驗六 可編程序控制器的基本控制綜合練習(xí) 一 實驗?zāi)康模?.進(jìn)一步熟悉S7-200系列PLC的基本指令和應(yīng)用方法，學(xué)習(xí)編程設(shè)計2.學(xué)會設(shè)計簡單的梯形圖程序。3.學(xué)習(xí)在PLC中，低壓電器、電動機(jī)、及其與PLC的連接。二 實驗設(shè)備和器材：1.S7226可編程控制器、編程用計算機(jī)及S7200編程軟件、通訊電纜。2.鼠籠式電動機(jī)、輸入輸出模塊。三 實驗原理(電路)：三相異步電動機(jī)過去用繼電器和接觸器控制。而工業(yè)控制器（PLC）是將繼電器接觸器的優(yōu)點與計算機(jī)自動控制技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的一種新的工業(yè)控制裝置，用可編程控制器實現(xiàn)的自動控制電動機(jī)。其步驟為：(1)連接被控對象（多指電動機(jī)）的主電路。(2)連接可編程邏輯控制器的I/O電路。(3)將反映控制要求的多個觸點的“串并組合”轉(zhuǎn)換成”與”“或”邏輯關(guān)系以程序的形式送入可編程控制器。(4)按照實驗任務(wù)要求調(diào)試并運行程序，直至滿