機電傳動與控制實驗要求

1、機電傳動與控制實驗要求實驗要求：1. 實驗分為兩大部分，第一大部分需要4個學時完成，第二大部分需要4個學時完。2. 每小組4-5人，實驗前需提交一份實驗報告，主要內(nèi)容包括：實驗的目的、實驗方法、實驗所需設備、實驗步驟、實驗用到程序。3. 實驗完成后，請在實驗報告后面繼續(xù)完成每個實驗的思考題，以及分析在做實驗的過程中遇到那些問題，問題產(chǎn)生的原因和解決方法。4. 實驗結束后一周內(nèi)，請班長將班里同學的實驗報告電子版收齊，統(tǒng)一刻錄成光盤交給指導老師。第一大類：電氣控制技術實驗實驗一 三相異步電機Y換接起動控制一、實驗目的1.了解時間繼電器的使用方法及在控制系統(tǒng)中的應用。2.熟悉異步電動機Y降壓起動控制

2、的運行情況和操作方法。二、原理說明1.按時間原則控制電路的特點是各個動作之間有一定的時間間隔，使用的元件主要是時間繼電器。時間繼電器是一種延時動作的繼電器，它從接受信號（如線圈帶電）到執(zhí)行動作（如觸點動作）具有一定的時間間隔。此時間間隔可按需要預先整定，以協(xié)調(diào)和控制生產(chǎn)機械的各種動作。時間繼電器的種類通常有電磁式、電動式、空氣式和電子式等。其基本功能可分為兩類，即通電延時式和斷電延時式，有的還帶有瞬時動作式的觸頭。 2按時間原則控制鼠籠式電動機Y降壓自動換接起動的控制線路如下圖所示。 從主回路看，當接觸器KM1、KM2主觸頭閉合，KM3主觸頭斷開時，電動機三相定子繞組作Y連接；而當接觸器KM1

3、和KM3主觸頭閉合，KM2主觸頭斷開時，電動機三相定子繞組作連接。因此，所設計的控制線路若能先使KM1和KM2得電閉合，后經(jīng)一定時間的延時，使KM2失電斷開，而后使KM3得電閉合，則電動機就能實現(xiàn)降壓起動后自動轉換到正常工作運轉。該線路具有以下特點: (1) 接觸器KM3與KM2通過動斷觸頭KM3(5-7)與KM2(5-11)實現(xiàn)電氣互鎖，保證KM3與KM2不會同時得電，以防止三相電源的短路事故發(fā)生。 (2) 依靠時間繼電器KT延時動合觸頭(11-13)的延時閉合作用，保證在按下SB1后，使KM2先得電，并依靠KT(7-9)先斷，KT(11-13)后合的動作次序，保證KM2先斷，而后再自動接通

4、KM3，也避免了換接時電源可能發(fā)生的短路事故。 (3) 本線路正常運行（接）時，接觸器KM2及時間繼電器KT均處斷電狀態(tài)。三、實驗設備序號名 稱數(shù)量1三相交流電源 12三相鼠籠式異步電動機（DJ24）13交流接觸器 24時間繼電器 15按鈕 16熱繼電器 17萬用電表 18切換開關1四、實驗內(nèi)容1.手動控制Y降壓起動控制線路。按右圖線路接線。（1）開關Q2合向上方、使電動機為接法。(2) 按控制屏啟動按鈕，接通三相交流電源，觀察電動機的轉速。(3) 按控制屏停止按鈕，切斷三相交流電源，待電動機停穩(wěn)后，開關Q2合向下方，使電動機為Y接法。 (4）按控制屏啟動按鈕，接通三相交流電源，觀察電動機在Y

5、接法直接起動時，電動機的轉速。(5) 按控制屏停止按鈕，切斷三相交流電源，(6) 待電動機停穩(wěn)后，操作開關Q2，使電動機作Y降壓啟動。 a. 先將Q2合向下方，使電動機Y接，按控制屏啟動按鈕，使電動機轉動。 b. 待電動機接近正常運轉時，將Q2合向上方運行位置，使電動機正常運行。 實驗完畢后，按控制屏停止按鈕，切斷實驗線路電源。 2. 接觸器控制Y-降壓起動線路 按圖線路接線，經(jīng)指導教師檢查后，方可進行通電操作。(1) 按控制屏啟動按鈕，接通三相交流電源。 (2) 按下按鈕SB2，電動機作Y接法起動，注意觀察起動時，電機的轉速。 (3)待電機轉速接近正常轉速時，按下按鈕SB2，使電動機為接法正

6、常運行。 (4) 按停止按鈕SB3，電動機斷電停止運行。(5) 實驗完畢，按控制屏停止按鈕，切斷實驗線路電源。3. 時間繼電器控制Y自動降壓起動線路 (1) 按圖線路進行接線，先接主回路后接控制回路。要求按圖示的節(jié)點編號從左到右、從上到下，逐行連接。 (2) 在不通電的情況下，用萬用電表檔檢查線路連接是否正確，特別注意KM2與KM3兩個互鎖觸頭是否正確接入。經(jīng)指導教師檢查后，方可通電。 (3) 開啟控制屏電源總開關，按控制屏啟動按鈕，接通三相交流電源。 (4) 按起動按鈕SB1，觀察電動機的整個起動過程及各繼電器的動作情況，記錄Y換接所需時間。 (5) 按停止按鈕SB2，觀察電機及各繼電器的動

7、作情況。 (6) 調(diào)整時間繼電器的整定時間，觀察接觸器KM2、KM3的動作時間是否相應地改變。 (7) 實驗完畢，按控制屏停止按鈕，切斷實驗線路電源。五、實驗注意事項 1. 注意安全，嚴禁帶電操作。 2. 只有在斷電的情況下，方可用萬用電表檔來檢查線路的接線正確與否。六、思考題 1. 采用Y降壓起動對鼠籠電動機有何要求。 2. 如果要用一只斷電延時式時間繼電器來設計異步電動機的Y降壓起動控制線路，試問三個接觸器的動作次序應作如何改動，控制回路又應如何設計？ 3. 控制回路中的一對互鎖觸頭有何作用？若取消這對觸頭對Y降壓換接起動有何影響，可能會出現(xiàn)什么后果？4. 降壓起動的自動控制線路與手動控制

8、線路相比較，有哪些優(yōu)點？實驗二 三相異步電機帶延時正反轉控制在繼電接觸控制實驗掛箱中完成本實驗。一、實驗目的 1. 通過對三相鼠籠式異步電動機延時正反轉控制線路的安裝接線， 掌握由電氣原理圖接成實際操作電路的方法。 2. 加深對電氣控制系統(tǒng)各種保護、自鎖、互鎖等環(huán)節(jié)的理解。 3. 學會分析、排除繼電-接觸控制線路故障的方法。二、原理說明 在鼠籠電機延時正反轉控制線路中，通過相序的更換來改變電動機的旋轉方向。具有如下特點：1. 電氣互鎖 為了避免接觸器KM1（正轉）、KM2（反轉）同時得電吸合造成三相電源短路，在KM1（KM2）線圈支路中串接有KM1（KM2）動斷觸頭，它們保證了線路工作時KM1

9、、KM2不會同時得電（如圖6-24-1），以達到電氣互鎖目的。2. 電氣和機械雙重互鎖除電氣互鎖外，可再采用復合按鈕SB1與SB2組成的機械互鎖環(huán)節(jié)（如圖6-24-2），以求線路工作更加可靠。3. 線路具有短路、過載、失、欠壓保護等功能。三、實驗設備序號名 稱數(shù)量1三相交流電源12三相鼠籠式異步電動機（DJ24）13交流接觸器34按 鈕25熱繼電器17時間繼電器18萬用電表1 四、實驗內(nèi)容 認識各電器的結構、圖形符號、接線方法；抄錄電動機及各電器銘牌數(shù)據(jù)；并用萬用電表檔檢查各電器線圈、觸頭是否完好。按下圖接線，經(jīng)指導教師檢查后，方可進行通電操作。實驗步驟： (1) 開啟控制屏電源總開關。 (2

10、) 按正向起動按鈕SB2，觀察并記錄電動機的轉向和接觸器的運行情況。 (3) 按停止按鈕SB3，觀察并記錄電動機的轉向和接觸器的運行情況。 (4) 調(diào)整時間繼電器的整定時間，觀察接觸器KM1、KM2的動作時間是否相應地改變。(5) 再按SB2，觀察并記錄電動機的轉向和接觸器的運行情況。 (6) 實驗完畢，按控制屏停止按鈕，切斷三相交流電源。 實驗三 基于PLC的三相異步電機Y/換接起動控制在繼電接觸控制實驗掛箱中完成本實驗。由于電機正反轉換接時，有可能因為電動機容量較大或操作不當?shù)仍颍菇佑|器主觸頭產(chǎn)生較為嚴重的起弧現(xiàn)象，如果電弧還未完全熄滅時，反轉的接觸器就閉合，則會造成電源相間短路。用P

11、LC來控制電機則可避免這一問題。一、 實驗目的1.掌握電機星/三角換接啟動主回路的接線。2.學會用可編程控制器實現(xiàn)電機星/三角換接降壓啟動過程的編程方法。二、 控制要求觸動啟動按鈕SB2后，電機先作星形連接啟動，經(jīng)延時6秒后自動換接到三角形連接運轉；觸動停止按鈕SB3后電機停止轉動。三、 基于PLC的三相異步電動機星/三角換接啟動控制實驗接線圖PLC接線圖 電機接線圖四、動作過程分析啟動：按啟動按鈕SB2，X000的動合觸點閉合，M100線圈得電，M100的動合觸點閉合，Y001線圈得電，即接觸器KM1的線圈得電，1秒后Y003線圈得電，即接觸器KM3的線圈得電，電動機作星形連接啟動；同時定時

12、器線圈T0得電，當啟動時間累計達6秒時，T0的動斷觸點斷開，Y003失電，接觸器KM3斷電，觸頭釋放，與此同時T0的動合觸點閉合，T1得電，經(jīng)0.5秒后，T1動合觸點閉合，Y002線圈得電，電動機接成三角形，啟動完畢。定時器T1的作用使KM3斷開0.5秒后KM2才得電，避免電源短路。停車：按停止按鈕SB3，X001的動斷觸點斷開，M100、T0失電；M100、T0的動合觸點斷開，Y001、Y003失電。KM1、KM3斷電，電動機作自由停車運行。過載保護：當電動機過載時，熱過載保護繼電器FR的動斷觸點斷開，電動機也停車。注意：接通電源之前，將三相電源模塊的開關置于“關”位置，請在連好實驗接線后，

13、才將這一開關接通，請千萬注意人身安全。第二類：變頻調(diào)速控制技術實驗實驗一 變頻器功能參數(shù)設置與操作實驗在MF51變頻器實驗掛箱中完成此實驗一、實驗目的了解并掌握變頻器面板控制方式與參數(shù)的設置二、變頻器面板圖三、基本功能參數(shù)一覽表參數(shù)名稱表示設定范圍單位出廠設定值 0轉矩提升P 0015%0.1%6% 5% 4% 1上限頻率P 10120Hz0.1Hz50 Hz 2下限頻率P 20120Hz0.1Hz0 Hz 3基波頻率P 30120Hz0.1Hz50 Hz 43速設定（高速）P 40120Hz0.1Hz50 Hz 53速設定（中速）P 50120Hz0.1Hz30 Hz 63速設定（低速）P

14、60120Hz0.1Hz10 Hz 7加速時間P 70999s0.1s5s 8減速時間P 80999s0.1 s5s 9電子過電流保護P 9050A0.1A額定輸出電流 30擴展功能顯示選擇P 300 , 110 79操作模式選擇P 7904，7，810注意：只有當Pr.30“擴展功能顯示選擇”的設定值設定為“1”時，變頻器的擴展功能參數(shù)才有效。Pr.79-操作模式選擇：變頻器的操作模式可以用外部信號操作，也可以用PU(旋鈕、RUN 鍵)操作。任何一種操作模式都可固定或組合使用。設定值內(nèi)容0用PU/EXT鍵可切換PU(設定用旋鈕、RUN 鍵）操作或外部操作。1只能執(zhí)行PU（設定用旋鈕、RUN

15、鍵）操作。2只能執(zhí)行外部操作3運行頻率啟動信號·用設定用旋鈕設定·多段速選擇·420mA（僅當AU信號ON時有效）外部端子 (STF、STR)4外部端子信號（多段速、DC05V等）RUN 鍵7PU操作互鎖（根據(jù)MRS信號的ON/OFF來決定是否可移往PU操作模式）8操作模式外部信號切換（運行中不可）根據(jù)X16信號的ON/OFF移往操作模式選擇Pr.53-頻率設定操作選擇變頻器的-頻率設定可以用旋鈕設定或調(diào)節(jié)。顯示名稱概要出廠時設定P53頻率設定操作選擇可以用設定用旋鈕象調(diào)節(jié)音量一樣運行。0:設定用旋鈕頻率設定模式1:設定用旋鈕音量調(diào)節(jié)模式0五、實驗過程1設定頻率運

16、行（例：在50Hz狀態(tài)下運行）。操作步驟如下：（1）接通電源，顯示監(jiān)示顯示畫面。（2）按 鍵設定PU操作模式。（3）旋轉設定用旋鈕，直至監(jiān)示用3位LED顯示框顯示出希望設定的頻率。約5秒閃滅。（4）在數(shù)值閃滅期間按 鍵設定頻率數(shù)。此時若不按 鍵，閃爍5秒后，顯示回到0.0。還需重復“操作3”，重新設定頻率。（5）約閃爍3秒后，顯示回到0.0狀態(tài)，按 鍵運行。（6）變更設定時，請進行上述的3、4的操作。（從上次的設定頻率開始）（7）按 鍵，停止運行。2參數(shù)設定（例：把Pr.7的設定值從“5秒”改為“10秒”）。操作步驟如下：（1）接通電源，顯示監(jiān)示顯示畫面。（2）按 鍵選中PU操作模式，此時PU

17、指示燈亮。（3）按 鍵進入?yún)?shù)設置模式。（4）撥動設定用按鈕，選擇參數(shù)號碼，直至監(jiān)示用三位LED顯示P 7。（5）按 鍵讀出現(xiàn)在設定的值。（出廠時默認設定值為5）（6）撥動設定用按鈕，把當前值增加到10。（7）按 鍵完成設定值。六、思考題（1）設定頻率時，有時會出現(xiàn)不能在設定的頻率下運行，為什么？找出問題并加以解決。（2）能不能在運行中寫入各個參數(shù)？操作并記錄結果。實驗二 三相異步電機的變頻開環(huán)調(diào)速在MF51變頻器實驗掛箱中完成此實驗一、實驗目的1.進一步了解掌握變頻器各參數(shù)的功能與設置方法2.了解掌握三相異步電機的變頻開環(huán)調(diào)速的方法二、控制要求 使電機的轉速隨著變頻器旋鈕的旋轉而時時改變?nèi)?/p>

18、三相異步電機的變頻開環(huán)調(diào)速實驗面板四、接線圖五、實驗步驟一）按接線圖正確將線連好后，合上電源，準備設置變頻器各參數(shù)。1. 按 鍵設定PU操作模式2. 按 鍵進入?yún)?shù)設置模式。3. 撥動設定用按鈕，選擇參數(shù)號碼，直至監(jiān)示用三位LED顯示“P 30”。4. 按 鍵讀出現(xiàn)在設定的值。（出廠時默認設定值為0）5. 撥動設定用按鈕，把當前值增加到1。6. 按 鍵完成設定值。7. 重復步驟（4）、（5）、（6）、（7），把Pr.53設置為“1”。把Pr.79設置為“1”。8. 連續(xù)按兩次 按鈕，退出參數(shù)設置模式。9. 按 按鈕啟動電機，旋轉設定用按鈕對電機速度進行調(diào)節(jié)觀察。二）接上轉速傳感器電源，連接電機

19、與光電編碼器以測量轉速。三）連接磁粉制動器及控制器相關連線以加制動載荷。四）數(shù)據(jù)記錄確定磁粉制動器的磁粉制動力為0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5，分別調(diào)節(jié)變頻器為不同的轉速，記錄轉速，頻率，畫出轉速及制動力曲線。六、思考題1.若要使頻率上升最高為60Hz，參數(shù)如何設置？2.若要使頻率從0Hz上升最高為60Hz所用時間為15秒，參數(shù)如何設置？3.分析制動力曲線的變化趨勢及原因。實驗三 基于PLC通信方式的變頻器開環(huán)調(diào)速在MF51變頻器實驗掛箱與繼電接觸控制實驗掛箱中完成此實驗一、實驗目的1.熟悉變頻器與PLC之間的通訊方式和接線方法。2.掌握用PLC控制電機轉速的方法。二、控制要求

20、本實驗中的SB1為啟動/停止開關，SB2、SB3分別為加、減頻率按鈕。觸動一次SB1，使系統(tǒng)處于啟動狀態(tài)，再觸動SB2、SB3對頻率進行調(diào)節(jié)，電機的轉速隨之而改變。再次觸動SB1，電機停止轉動。三、系統(tǒng)接線圖四、實驗步驟（1）正確按接線圖接好線后，接通PLC電源和變頻器電源。（2）按下表設置變頻器參數(shù)。Pr.30Pr.79n1n2n3n4n5n6n7n8n9n10n1110148100-001 0在改其他的參數(shù)時，要首先把n10改成0，然后掉電，再開電把變頻器打開，再按PU鍵使變頻器PU指示燈亮，然后改其他的參數(shù)，然后掉電。把參數(shù)保存入變頻器，然后上電，再改n10參數(shù)，然后在上電保存參數(shù)。（注

21、意：不要改變頻器的其它參數(shù)，容易出錯。更不要隨意改變頻率上限值，以免引發(fā)事故。）(3) 程序寫入。打開GX軟件，調(diào)出相應的實驗參考程序，選擇“在線”菜單下的“PLC寫入”選項，進行程序的下載(由PC機進入PLC主機)。注意：寫入程序的對話框中三項只需選中“程序MAIN”即可，寫入完畢后PLC主機要斷電一次，以確保參數(shù)的寫入。下載完畢后將主機切換到“RUN”位置。（4）觸動SB1、SB2、SB3，觀察對電機轉速的影響。（注意：當將PLC主機由“STOP”切換到“RUN”狀態(tài)時，觸動SB1，此時電機的初始轉速默認為零，只有觸動SB2按鈕對頻率進行加值，電機方才轉動。）實驗四 基于PLC通信方式的變頻器閉環(huán)定位控制在MF51變頻器實驗掛箱中完成此實驗一、實驗目的了解并掌握PLC高速計數(shù)定位的方法二、控制要求電機上同軸連旋轉編碼器，變頻器控制電機。變頻器按照設定值工作，帶動電機運行，同時電機帶動編碼盤旋轉，電機每轉一圈，從編碼盤脈沖端輸出500個脈沖信號到PLC的高速計數(shù)端X0，這樣就可以根據(jù)計數(shù)器所計脈沖數(shù)計算出電機轉數(shù)。當計數(shù)器計數(shù)到設定閥值后執(zhí)行減速程序段，控制電機減速至停止，完