《機電傳動控制》實驗指導書

PAGEPAGE45《機電傳動控制》實驗指導書劉麗萱何家強編寫中國石油大學（北京）機電工程學院電子系2007年2月目錄第一章DDSZ-1型電機及電氣技術實驗裝置簡介……2第二章實驗裝置安全操作說明…………6第三章機電傳動控制實驗內容…………8§3.1實驗一直流并勵電動機的工作特性………8§3.2實驗二三相鼠籠異步電動機的起動與工作特性…………14§3.3實驗三三相異步電動機的繼電接觸控制線路……………20§3.4實驗四PLC學習機使用及電機控制………25§3.5實驗五交通信號燈控制……27§3.6實驗六三相異步電機變頻調速實驗………28附錄1〈機電傳動控制〉實驗須知…………………36附錄2TVT-90A1箱式PLC學習機……40DDSZ-1型電機及電氣技術實驗裝置簡介一、實驗裝置介紹(1)實驗裝置采用掛件結構，可根據不同實驗內容進行自由組合，故結構緊湊、使用方便功能齊全、綜合性能好，能在一套裝置上完成本課程所開設的主要實驗項目。(2)實驗機組容量小，耗電小，配置齊全；裝置使用的電機經過特殊設計,其參數特性能模擬3KW左右的通用實驗機組。圖1-1DDSZ-1電機及電氣技術實驗裝置外形圖(3)裝置布局合理，面板示意圖明確、清晰、直觀；實驗連接線采用強、弱電分開的手槍式插頭，兩者不能互插，避免強電接入弱電設備，造成該設備損壞；電路連接方式安全、可靠、迅速、簡便；除電源控制屏和掛件外，實驗桌上可放置機組、示波器等實驗儀器，操作舒適、方便。電機采用導軌式安裝，更換機組簡捷、方便；實驗臺底部安裝有輪子和不銹鋼固定調節(jié)機構，便于移動和固定。實驗裝置外形如上圖1-1.二、交流及直流電源操作說明實驗中開啟及關閉電源都在控制屏上操作。（1）開啟三相交流電源的步驟為：1）開啟電源前。要檢查控制屏下面“直流電機電源”的“電樞電源”開關（右下角）及“勵磁電源”開關（左下角）都須在“關”斷的位置?？刂破磷髠榷嗣嫔习惭b的調壓器旋鈕必須在零位，即必須將它向逆時針方向旋轉到底。2）檢查無誤后開啟“電源總開關”，“關”按鈕指示燈亮，表示實驗裝置的進線接到電源，但還不能輸出電壓。此時在電源輸出端進行實驗電路接線操作是安全的。3）按下“開”按鈕，“開”按鈕指示燈亮，表示三相交流調壓電源輸出插孔U、V、W及N上已接電。實驗電路所需的不同大小的交流電壓，都可適當旋轉調壓器旋鈕用導線從這三相四線制插孔中取得。輸出線電壓為0-450V（可調）并可由控制屏上方的三只交流電壓表指示。當電壓表下面左邊的“指示切換”開關撥向“三相電網電壓”時，它指示三相電網進線的線電壓；當“指示切換”開關撥向“三相調壓電壓”時，它指示三相四線制插孔U、V、W和N輸出端的線電壓。4）實驗中如果需要改接線路，必須按下“關”按鈕以切斷交流電源，保證實驗操作安全。實驗完畢，還需關斷“電源總開關”，并將控制屏左側端面上安裝的調壓器旋鈕調回到零位。將“直流電機電源”的“電樞電源”開關及“勵磁電源”開關撥回到“關”斷位置。（2）開啟直流電機電源的操作：1）直流電源是由交流電源變換而來，開啟“直流電機電源”，必須先完成開啟交流電源，即開啟“電源總開關”并按下“開”按鈕。2）在此之后，接通“勵磁電源”開關，可獲得約為220V、0.5A不可調的直流電壓輸出。接通“電樞電源”開關，可獲得40～230V、3A可調節(jié)的直流電壓輸出。勵磁電源電壓及電樞電源電壓都可由控制屏下方的1只直流電壓表指示。當將該電壓表下方的“指示切換”開關撥向“電樞電壓”時，指示電樞電源電壓，當將它撥向“勵磁電壓”時，指示勵磁電源電壓。但在電路上“勵磁電源”與“電樞電源”，“直流電機電源”與“交流三相調壓電源”都是經過三相多繞組變壓器隔離的，可獨立使用。3）“電樞電源”是采用脈寬調制型開關式穩(wěn)壓電源，輸入端接有濾波用的大電容，為了不使過大的充電電流損壞電源電路，采用了限流延時的保護電路。所以本電源在開機時，從電樞電源開合閘到直流電壓輸出約有3～4秒鐘的延時，這是正常的。4）電樞電源設有過壓和過流指示告警保護電路。當輸出電壓出現過壓時，會自動切斷輸出，并告警指示。此時需要恢復電壓，必須先將“電壓調節(jié)”旋鈕逆時針旋轉調低電壓到正常值（約240V以下），再按“過壓復位”按鈕，即能輸出電壓。當負載電流過大（即負載電阻過小）超過3A時，也會自動切斷輸出，并告警指示，此時需要恢復輸出，只要調小負載電流（即調大負載電阻）即可。有時候在開機時出現過流告警，說明在開機時負載電流太大，需要降低負載電流，可在電樞電源輸出端增大負載電阻或甚至暫時拔掉一根導線（空載）開機，待直流輸出電壓正常后，再插回導線加正常負載（不可短路）工作。若在空載時開機仍發(fā)生過流告警，這是由于氣溫或濕度明顯變化，造成光電耦合器TIL117漏電使過流保護起控點改變所致，一般經過空載開機（即開啟交流電源后，再開啟“電樞電源”開關）予熱幾十分鐘，即可停止告警，恢復正常。所有這些操作到直流電壓輸出都有3～4秒鐘的延時。5）在做直流電動機實驗時，要注意開機時須先開“勵磁電源”，后開“電樞電源”；在關機時，則要先關“電樞電源”而后關“勵磁電源”的次序。同時要注意在電樞電路中串聯(lián)起動電阻以防止電源過流保護。具體操作要嚴格遵照實驗指導書中有關內容的說明。第二章實驗裝置安全操作說明本實驗課的目的在于培養(yǎng)學生掌握基本的實驗方法與操作技能。培養(yǎng)學生學會根據實驗目的，實驗內容及實驗設備擬定實驗線路，選擇所需儀表，確定實驗步驟，測取所需數據，進行分析研究，得出必要結論，從而完成實驗報告。在整個實驗過程中，必須集中精力，及時認真做好實驗?，F按實驗過程提出下列基本要求。一、實驗前的準備實驗前應復習教科書有關章節(jié)，認真研讀實驗指導書,了解實驗目的、項目、方法與步驟，明確實驗過程中應注意的問題(有些內容可到實驗室對照實驗預習，如熟悉組件的編號，使用及其規(guī)定值等)，并按照實驗項目準備記錄抄表等。實驗前應寫好預習報告,經指導教師檢查認為確實作好了實驗前的準備，方可開始作實驗。認真作好實驗前的準備工作，對于培養(yǎng)同學獨立工作能力，提高實驗質量和保護實驗設備都是很重要的。二、實驗的進行1、建立小組，合理分工每次實驗都以小組為單位進行,每組由2～3人組成，實驗進行中的接線、調節(jié)負載、保持電壓或電流、記錄數據等工作每人應有明確的分工，以保證實驗操作協(xié)調，記錄數據準確可靠。2、選擇組件和儀表實驗前先熟悉該次實驗所用的組件，記錄電機銘牌和選擇儀表量程，然后依次排列組件和儀表便于測取數據。3、按圖接線根據實驗線路圖及所選組件、儀表、按圖接線，線路力求簡單明了，按接線原則是先接串聯(lián)主回路，再接并聯(lián)支路。為查找線路方便，每路可用相同顏色的導線或插頭。4、起動電機，觀察儀表在正式實驗開始之前，先熟悉儀表刻度，并記下倍率，然后按一定規(guī)范起動電機，觀察所有儀表是否正常(如指針正、反向是否超滿量程等)。如果出現異常，應立即切斷電源，并排除故障；如果一切正常，即可正式開始實驗。5、測取數據預習時對電機的試驗方法及所測數據的大小作到心中有數。正式實驗時,根據實驗步驟逐次測取數據。6、認真負責，實驗有始有終實驗完畢，須將數據交指導教師審閱。經指導教師認可后，才允許拆線并把實驗所用的組件、導線及儀器等物品整理好。第3章機電傳動控制實驗內容§3.1實驗一直流并勵電動機的工作特性一、實驗目的1、掌握用實驗方法測取直流并勵電動機的工作特性和機械特性。2、掌握直流并勵電動機的調速方法。二、預習要求3、直流電動機調速及改變轉向的方法。4、什么是直流電動機的工作特性和機械特性？三、實驗內容1、工作特性和機械特性保持U=UN和If=IfN不變，測取n、T2、η=f（Ia）、n=f（T2）。2、調速特性1）改變電樞電壓調速：保持U=UN、If=IfN=常數，T2=常數，測取n=f（Ua）。2）改變勵磁電流調速：保持U=UN，T2=常數，測取n=f（If）。四、實驗方法1、實驗設備序號型號名稱數量1DD03導軌、測速發(fā)電機及轉速表1臺2DJ23校正直流測功機1臺3DJ15直流并勵電動機1臺4D31直流電壓、毫安、電流表2件5D42三相可調電阻器1件6D44可調電阻器、電容器1件7D51波形測試及開關板1件2、屏上掛件排列順序：D31、D42、D51、D31、D443、并勵電動機的工作特性和機械特性1）按圖3-1接線。圖中直流電動機M用DJ15，其額定功率PN=185W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=1.2A,額定轉速nN=1600r/min,額定勵磁電流IfN＜0.16A。校正直流測功機MG用DJ23作為測功機使用，MG按他勵發(fā)電機連接，在此作為直阻值。Rf2選用D42的900Ω串聯(lián)900Ω共1800Ω阻值。R1用D44的180Ω阻值。R2選用D42的900Ω串聯(lián)900Ω再加900Ω并聯(lián)900Ω共2250Ω阻值。接好線后，檢查M、MG之間是否用聯(lián)軸器直接聯(lián)接好。圖3－1直流并勵電動機接線圖2）將直流并勵電動機M的磁場調節(jié)電阻Rf1調至最小值，電樞串聯(lián)起動電阻R1調至最大值，接通控制屏下邊右方的電樞電源開關使其起動，其旋轉方向應符合轉速表正向旋轉的要求。3）M起動正常后，將其電樞串聯(lián)電阻R1調至零，調節(jié)電樞電源的電壓為220V，調節(jié)校正直流測功機的勵磁電流If2為校正值（50mA或100mA），再調節(jié)其負載電阻R2和電動機的磁場調節(jié)電阻Rf1，使電動機達到額定值：U＝UN，I＝IN，n＝nN。此時M的勵磁電流If即為額定勵磁電流IfN。4）保持U＝UN，If=IfN，If2為校正值不變的條件下，逐次減小電動機負載。測取電動機電樞輸入電流Ia，轉速n和校正電機的負載電流IF（由校正曲線查出電動機輸出對應轉矩T2）。共取數據5-6組，記錄于表3-1中。實驗數據Ia（A）n（r/min）IF（A）T2（N·m）計算數據P2（W）P1（W）η（％）Δn（％）表3－1U＝UN＝VIf=IfN=mAIf2=mA4、調速特性（1）改變電樞端電壓的調速1）直流電動機M運行后，將電阻R1調至零，If2調至校正值，再調節(jié)負載電阻R2、電樞電壓及磁場電阻Rf1，使M的U=UN，I=0.5IN，If＝IfN記下此時MG的I2）保持此時的IF值（即T2值）和If＝IfN不變，逐次增加R1的阻值，降低電樞兩端的電壓Ua，使R1從零調至最大值，每次測取電動機的端電壓Ua，轉速n和電樞電流Ia。3）共取數據5-6組，記錄于表3-2中。表3－2If＝IfN＝mAT2＝N·mUa（V）n（r/min）Ia（A）（2）改變勵磁電流的調速1）直流電動機運行后，將M的電樞串聯(lián)電阻R1和磁場調節(jié)電阻Rf1調至零，調節(jié)MG的磁場調節(jié)電阻將If2調至校正值，再調節(jié)M的電樞電源調壓旋鈕和MG的負載，使電動機M的U=UN，I＝0.5IN，記下此時的I2）保持此時MG的IF值（T2值）和M的U＝UN不變，逐次增加磁場電阻阻值：直至n＝1.3nN，每次測取電動機的n、If和Ia。共取5－6組記錄于表3－3中。表3－3U＝UN＝VT2＝N·mn（r/min）If（mA）Ia（A）五、實驗報告1、由表3-1計算出P2和η，并給出n、T2、η＝f（Ia）及n＝f（T2）的特性曲線。電動機輸出功率：P2＝0.105nT2式中輸出轉矩T2的單位為N.m（由If2及IF值，從校正曲線T2=f（IF）查得），轉速n的單位為r/min。電動機輸入功率：P1=UI輸入電流：I=Ia+IfN電動機效率：由工作特性求出轉速變化率：2、繪出并勵電動機調速特性曲線n＝f（Ua）和n=f（If）。分析在恒轉矩負載時兩種調速的電樞電流變化規(guī)律以及兩種調速方法的優(yōu)缺點。六、思考題1、當電動機的負載轉矩和勵磁電流不變時，減小電樞端電壓，為什么會引起電動機轉速降低？2、當電動機的負載轉矩和電樞端電壓不變時，減小勵磁電流會引起轉速的升高，為什么？3、并勵電動機在負載運行中，當磁場回路斷線時是否一定會出現“飛車”？為什么？七、注意事項1、直流他勵電動機起動時，須將勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調至最小，先接通勵磁電源,使勵磁電流最大,同時必須將電樞串聯(lián)起動電阻R1調至最大,然后方可接通電樞電源。使電動機正常起動。起動后，將起動電阻R1調至零，使電機正常工作。2、直流他勵電動機停機時，必須先切斷電樞電源，然后斷開勵磁電源同時必須將電樞串聯(lián)的起動電阻R1調回到最大值，勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調回到最小值。給下次起動作好準備。3、若要測量電動機的轉矩T2，必須將校正直流測功機MG的勵磁電流調整到校正值：100mA，以便從校正曲線中查出電動機M的輸出轉矩。4、測量前注意儀表的量程、極性及其接法，是否符合要求。（1）電壓量程的選擇如測量電動機兩端為220V的直流電壓，選用直流電壓表為1000V量程檔。（2）電流量程的選擇因為直流并勵電動機的額定電流為1.2A，測量電樞電流的電表A3可選用直流電流表的5A量程檔；額定勵磁電流小于0.16A，電流表A1選用200mA量程檔。（3）電機額定轉速為1600r/min，轉速表選用1800r/min量程檔?！?.2實驗二三相鼠籠異步電動機的起動與工作特性一、實驗目的1、通過實驗掌握鼠籠異步電動機的起動方法。2、用直接負載法測取三相鼠籠異步電動機的工作特性。二、預習要點1、復習鼠籠式異步電動機有哪些起動方法。2、異步電動機的工作特性指哪些特性？三、實驗項目1、鼠籠式異步電動機直接起動。2、鼠籠式異步電動機星形—三角形(Y-Δ)換接起動。3、用直接負載法測取異步電動機工作特性P1、I1、η、cosφ1=f(P2)。四、實驗方法實驗設備序號型號名稱數量1DD03導軌、測速發(fā)電機及轉速表1件2DJ16三相鼠籠異步電動機1件3DJ23校正過的直流電機1件4D31直流電壓、毫安、安培表1件5D32交流電流表1件6D33交流電壓表1件7D42三相可調電阻器1件8D51波形測試及開關板1件2、屏上掛件排列順序D33、D32、D31、D42、D51三相鼠籠式異步電機的組件編號為DJ16。PN=100W，UN=220V(Δ)，IN=0.5A,nN=1420r/min,極數2P=4.3、三相鼠籠式異步電機直接起動試驗圖3-2三相鼠籠式異步電動機直接起動接線圖1)按圖3-2接線。電機繞組為Δ接法。異步電動機直接與測速發(fā)電機同軸聯(lián)接，不聯(lián)接負載電機DJ23。2)把交流調壓器退到零位，開啟電源總開關，按下“開”按鈕，接通三相交流電源。3)調節(jié)調壓器，使輸出電壓達電機額定電壓220伏，使電機起動旋轉，(如電機旋轉方向不符合要求需調整相序時，必須按下“關”按鈕，切斷三相交流電源)。4)再按下“關”按鈕，斷開三相交流電源，待電動機停止旋轉后，按下“開”按鈕，接通三相交流電源，使電機全壓起動，觀察電機起動瞬間電流值(按指針式電流表偏轉的最大位置所對應的讀數值定性計量)，記錄于表3－4中。4、星形——三角形(Y-Δ)起動圖3-3三相鼠籠式異步電機星形——三角形起動接線圖1)按圖3-3接線。線接好后把調壓器退到零位。2)三刀雙擲開關合向右邊(Y接法)。合上電源開關，逐漸調節(jié)調壓器使升壓至電機額定電壓220伏，打開電源開關，待電機停轉。3)合上電源開關，觀察起動瞬間電流，然后把S合向左邊，使電機(Δ)正常運行，整個起動過程結束。觀察起動瞬間電流表的顯示值記錄于表3－4中。表3-4測量值UNISt△(A)IstY(A)5、直接負載法測定工作特性圖3-4三相鼠籠式異步電動機試驗接線圖1)測量接線圖同圖3-4。同軸聯(lián)接負載電機。圖中Rf用D42上1800Ω阻值，RL用D42上1800Ω阻值加上900Ω并聯(lián)900Ω共2250Ω阻值。2)合上交流電源，調節(jié)調壓器使之逐漸升壓至額定電壓并保持不變。3)合上校正過的直流電機的勵磁電源，調節(jié)勵磁電流至校正值(100mA)并保持不變。4)調節(jié)負載電阻RL（注：先調節(jié)1800Ω電阻，調至零值后用導線短接再調節(jié)450Ω電阻），使異步電動機的定子電流逐漸上升，直至電流上升到1.25倍額定電流。5)從這負載開始，逐漸減小負載直至空載，在這范圍內讀取異步電動機的定子電流、輸入功率、轉速、直流電機的負載電流IF等數據。6)共取數據5～6組記錄于表3-5中。表3-5U1φ=U1N=220V（Δ）If=mA序號I1L（A）P1（W）IF(A)T2(N·m)n(r/min)IAIBICI1LPⅠPⅡP1五、實驗報告1、由表3-4中起動試驗數據，比較外施額定電壓UN(直接法起動)時和外施電壓為(Y-Δ起動)時的啟動電流，并說明與理論分析是否一致。2、作工作特性曲線P1、I1、η、cosφ1=f(P2)由直接負載法試驗數據計算工作特性，填入表3-6中。并做出工作特性曲線P1、I1、η、cosφ1=f(P2)表3-6U1=220V(Δ)If=mA序號電動機輸入電動機輸出計算值(A)P1(W)T2(N·m)n(r/min)P2(W)η(%)cosφ1計算公式為：式中—定子繞組相電流，A；—定子繞組相電壓，V；η—效率。六、思考題1、起動電流和外施電壓成正比，起動轉矩和外施電壓的平方成正比在什么情況下才能成立？2、起動時的實際情況和上述假定是否相符，不相符的主要因素是什么？3、由直接負載法測得的電機效率求得的電機效率有哪些因素會引起誤差？§3.3實驗三三相異步電動機繼電接觸控制線路一、實驗目的1、通過對三相異步電動機點動控制、自鎖控制線路、三相異步電動機正反轉控制線路的實際安裝接線，掌握由電氣原理圖變換成安裝接線圖的知識。2、通過實驗進一步加深理解點動控制和自鎖控制的特點及三相異步電動機正反轉控制的原理和方法。3、利用復合按鈕設計直接正反轉控制線路。4、利用行程開關設計直接正反轉控制線路（選做）。二、實驗設備1、實驗設備序號型號名稱數量1DJ16三相鼠籠異步電動機（△/220V）1件2D61繼電接觸控制掛箱（一）1件3D62繼電接觸控制掛箱（二）1件2、屏上掛件排列順序：D61、D62三、實驗方法：實驗前要檢查控制屏左側端面上的調壓器旋鈕須在零位，下面“直流電機電源”的“電樞電源”開關及“勵磁電源”開關須在“關”斷位置。開啟“電源總開關，按下啟動按鈕，旋轉調壓器旋鈕將三相交流電源輸出端U、V、W的線電壓調到220V。再按下控制屏上的“關”按鈕以切斷三相交流電源。以后在實驗接線之前都應如此。1、三相異步電動機點動控制線路按圖3-5接線。圖中SB1、FR1、KM1選用D61上元器件，Q1、FU1、FU2、FU3、FU4選用D62上元器件，電機選用DJ16（△/220V）。接線時，先接主電路，它是從220V三相交流電源的輸出端U、V、W開始，經三刀開關Q1、熔斷器FU1、FU2、FU3、接觸器KM1主觸點、FR1的發(fā)熱元件到電動機M的三個線端A、B、C的電路，用導線按順序串聯(lián)起來，有三路。主電路經檢查無誤后，再接控制電路，從熔斷器FU4插孔V開始，經FR1的常閉觸點、按鈕SB1常開、接觸器KM1線圈到插孔W。線接好經指導老師檢查無誤后，按下列步驟進行實驗：圖3-5三相異步電動機點動控制線路（1）按下控制屏上“開”按鈕；（2）先合Q1，，接通三相交流220V電源；（3）按下啟動按鈕SB1，對電動機M進行點動操作，比較按下SB1和松開SB1時電動機M的運轉情況。2、三相異步電動機自鎖長動控制線路：按下控制屏上的“關”按鈕以切斷三相交流電源。按圖8-2接線，圖中SB1、SB2、KM1、FR1選用D61掛件，Q1、FU1、FU2、FU3、FU4選用D62掛件，電機選用DJ16（△/220V）。檢查無誤后，啟動電源進行實驗：(1)合上開關Q1，接通三相交流220V電源；(2)按下起動按鈕SB2，松手后觀察電動機M運轉情況；(3)按下停止按鈕SB1，松手后觀察電動機M運轉情況。圖3-6三相異步電動機自鎖長動控制線路3、三相異步電動機正反轉控制線路（帶電氣互鎖）（1）按下“關”按鈕切斷交流電源。按圖3-7接線。圖中SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、FR1選用D61件，Q1、Q2、FU1、FU2、FU3、FU4選用D62掛件，電機選用DJ16（△/220V）。檢查無誤后，按下“開”按鈕通電操作。（2）合上電源開關Q1，接通220V三相交流電源。(3)按下SB1，，觀察并記錄電動機M的轉向、接觸器自鎖和互鎖觸點的吸斷情況。（4）按下SB3，觀察并記錄M運轉狀態(tài)、接觸器各觸點的吸斷情況。（5）再按下SB2，觀察并記錄M的轉向、接觸器自鎖和聯(lián)鎖觸點的吸斷情況。圖3-7三相異步電動機正反轉控制線路（帶電氣互鎖）4、復合按鈕控制三相異步電動機直接正反轉控制線路（1）按下“關”按鈕切斷交流電源。（2）按自行設計的電路圖接線。（3）電路中使用的按鈕、接觸器、熱繼電器等選用D61掛件，電源開關、熔斷器選用D62掛件，電機選用DJ16（△/220V）。5、行程開關控制三相異步電動機直接正反轉控制線路（選做）（1）按下“關”按鈕切斷交流電源。（2）按自行設計的電路圖接線。（3）電路中使用的按鈕、接觸器、熱繼電器等選用D61掛件，電源開關、熔斷器、行程開關選用D62掛件，電機選用DJ16（△/220V）。四、討論題1、試分析什么叫點動，什么叫自鎖，并比較圖3-5和圖3-6的結構和功能上有什么區(qū)別？2、圖3-6電路能否對電動機實現長期過載和短路保護？3、接觸器和按鈕的互鎖觸點在繼電接觸控制中起到什么作用？4、行程開關主要用于什么場合？一般安裝在什么地方？§3.4實驗四PLC學習機使用及電機控制實驗一、實驗目的①學習TVT-90型PLC學習機的的使用；②利用PLC控制三相異步電動機實現正反轉和Y/啟動。二、實驗設備①TVT-90系列學習機主機箱（主機型號為FP1-C24）；②UNIT-1電機控制實驗板（如圖）；③連接導線一套。三、實驗內容控制要求：按下正轉啟動按鈕SB1，電動機正轉運行，且KM1,KMY接通。2s后KMY斷開，KMΔ接通，即完成正轉啟動。按下停止按鈕SB2，電動機停止運行。按下反轉啟動按鈕SB3，電動機反轉運行，且KM2,KMY接通。2s后KMY斷開，KMΔ接通，即完成反轉啟動。I/O分配輸入輸出X0SB1Y0KM1X1SB2Y1KM2X2SB3Y2KMYY3KM③按設計的梯形圖輸入程序。④調試并運行程序。四、實驗報告①畫出PLC控制三相異步電動機實現正反轉和Y/啟動的外部接線圖；②寫出實現PLC控制三相異步電動機實現正反轉和Y/啟動的梯形圖；③對程序調試中出現的故障，試分析原因并說明解決方法?！?.5實驗五交通信號燈控制一、實驗目的用PLC構成交通燈控制系統(tǒng)。二、實驗設備①TVT-90系列學習機主機箱（主機型號為FP1-C24）。②UNIT-3交通燈控制實驗板。連接導線一套。三、實驗內容控制要求：開關合上后，東西綠燈亮4s后閃2s滅；黃燈亮2s滅；紅燈亮8s；綠燈亮循環(huán)，對應東西綠黃燈亮時南北紅燈亮8s，接著綠燈亮4s后閃2s滅；黃燈亮2s后，紅燈又亮循環(huán)。②I/O分配輸入輸出X0：啟動按鈕Y0：南北紅燈X1：停止按鈕Y1：東西黃燈Y2：南北綠燈Y3：東西紅燈Y4：南北黃燈Y5：東西綠燈③按設計的梯形圖輸入程序。④調試并運行程序。四、實驗報告①畫出PLC控制交通燈的外部接線圖；②寫出實現PLC控制交通燈的梯形圖；③對程序調試中出現的故障，試分析原因并說明解決方法?！?.6實驗六三相異步電機變頻調速實驗一、實驗目的(1)掌握三菱FR-S520S-0.4K型變頻器控制器的使用方法。(2)熟悉用三菱FR-S520S-0.4K型變頻器控制器對三相異步電動機的控制。二、實驗所需掛件及附件序號型號備注1DZ01電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個模塊。2DJK04電機調速控制實驗3GK-07交流變頻調速控制器4萬用表1、DZ01電源控制屏面板圖：三相電網電壓指示三相調壓輸出三相電網電壓指示三相調壓輸出圖3-1DZ01電源控制屏面板圖2、DJK04電機調速控制實驗面板圖：圖3-2DJK04電機調速控制實驗面板圖3、GK-07交流變頻調速控制器掛箱如圖3-3所示，交流變頻控制掛箱面板圖。變頻器為三菱FR-S520S-0.4K型。（一）、掛箱面板接線端子功能說明為了使變頻器各接線端子不因每次做實驗經常的裝拆線而損壞或丟失，應將常用端子引到掛箱面板上，以方便實驗連線，它們分別是：1、A、B、C：變頻器的三個輸出端，（連接GK-01中的三相鼠籠電機三相定子繞阻的接線端U、V、W）。2、2和5：外部電壓控制信號（0~5V）輸入端，2接信號正極，5接信號地端。3、STF、STR：電機正轉與反轉控制端，當STF與SD相連時電機為正轉，當STR與SD相連時電機為反轉。4、其它：PC：外部晶體管公共端、DC24V電源接點輸入端。SE：集電極開路公共。RUN：集電極開路。10：頻率設定用電源。4：頻率設定電流信號。RH、RM、RL：RH、RM、RL分別與SD連接實現多段速度選擇。a、b、c：報警輸出。AM：模擬信號輸出。RST：復位。SD：輸入/輸出公共端。圖7-1、GK-07掛箱面板圖（二）、變頻器的基本操作說明：三、實驗線路及原理異步電機轉速基本公式為：ｎ＝其中n為電機轉速，f為電源頻率，p為電機極對數，s為電機的轉差率。當轉差率固定在最佳值時，改變f即可改變轉速n。為使電機在不同轉速下運行在額定磁通，改變頻率的同時必須成比例地改變輸出電壓的基波幅值。這就是所謂的VVVF（變壓變頻）控制。工頻50Hz的交流電源經整流后可以得到一個直流電壓源。對直流電壓進行PWM逆變控制，使變頻器輸出PWM波形中的基波為預先設定的電壓/頻率比曲線所規(guī)定的電壓頻率數值。四、實驗內容(1)直接變頻調速。(2)外部電壓控制變頻調速。五、預習要求(1)閱讀電力電子技術教材中變頻調速的有關內容。(2)仔細閱讀試驗指導書，熟悉實驗所用裝置的功能及實驗步驟六、實驗步驟1、直接變頻調速實驗①將三菱FR-S520S-0.4K型變頻調速控制器設置為內部控制變頻調速狀態(tài)按如下步驟設置三菱FR-S520S-0.4K型變頻調速控制器：②將三相異步電動機三相定子繞阻接成△連接，將U、V、W三個端子分別與；變頻控制器的A、B、C三個輸出端連接。③按動變頻控制器上的“run”，旋轉變頻控制器上的轉動旋鈕，按表1選擇不同的頻率，按下圖改變頻率，并將對應的轉速及負載電壓記錄在表1中表1直接變頻調速的頻率、轉速及負載電壓的關系頻率（Hz）1020304050轉速（rad/min）負載電壓（V）2、外部電壓控制變頻調速。①將三菱FR-S520S-0.4K型變頻調速控制器設置為外部電壓控制變頻調速狀態(tài)把三菱FR-S520S-0.4K型變頻調速控制器設置為外部控制：具體方法如下②將DJK04電機調速控制實驗面板上的“給定”輸出Ug直接與GK-07交流變頻調速控制器掛箱上的2和5相接：外部電壓控制信號（0~5V）輸入端，2接信號正極，5接信號地端。③調節(jié)RP1將DJK04電機調速控制實驗面板上的“給定”輸出Ug調至零④按動變頻控制器上的“run”，旋轉DJK04電機調速控制實驗面板上的RP1旋鈕，按表2選擇不同的給定電壓值，并將對應的轉速及負載電壓記錄在表2中表2外部電壓控制變頻調速的頻率、轉速及負載電壓的關系給定電壓（V）12345頻率（Hz）轉速（rad/min）負載電壓（V）七、實驗報告(1)按表1畫出n-f及f-負載電壓v曲線。(2)按表2畫出n-f及f-給定電壓v曲線。八、思考題(1)實現交流變頻的方法有哪些種？九、注意事項注意三相異步電動機三相定子繞阻接成△的方法。附錄1《機電傳動控制》實驗要求一、預習要求1、學生在進行實驗前應復習有關內容，認真閱讀實驗指示書及與實驗有關的參考資料，明確實驗要求，做好準備。2、實驗預習報告應包括以下幾個部分：(1)實驗目的；(2)實驗內容；(3)實驗電路原理圖及實驗接線圖(要求畫出電機的接線板，電流插口、儀表的接線及位置等，所用的實驗裝置及其接線端子都應明確標識)；(4)實驗步驟(應寫明每項實驗內容的具體操作步驟，每個實驗的保持條件、應讀取哪些數據等)；(5)儀表選擇(包括儀表的名稱、量程、數量、用途)；（6）預習報告中應設計好實驗數據記錄表格，以備實驗時記錄數據用。預習報告封面應寫明實驗名稱、班號，小組成員及其學號、預習報告完成人及日期。各組的預習報告應獨立完成，不得互相抄襲．二、實驗要求1、學生應按時到達實驗室．在輔導教師宣布開始實驗后，布置設備、接線。凡在某一項實驗中暫時不用的設備、儀表應整理好放在一邊，以免用錯發(fā)生意外。書包、衣服等不能放在實驗臺或儀器設備上。2、接線須整齊、清楚，力求簡單、避免交叉．導線的長短、粗細選擇應合適。一個接線柱上最多接兩根線，以免導線松脫．線路布置(儀器擺放，接線等)應文明，安全、便于檢查和操作。儀表位置應正確、便于準確讀數。3、接線完畢，組內應互相認真檢查，且每個成員對全部線路都應掌握。實驗中不用的導線應整理好放回原處。然后請輔導教師檢查，未經教師檢查和同意不得進行實驗。4、在調節(jié)負載或改變電阻、電壓、轉速等量時，必須考慮到其他量的變化關系，隨時注意其他量是否超過額定值、全組同學應明確分工、統(tǒng)一指揮，以免發(fā)生因配合不當而使設備過載乃至損壞的事故。5、原始記錄中應包括實驗日期、小組成員、主要銘牌數據及實驗數據(包括實驗保持條件等)。記錄數據要清晰，盡量避免涂改。對所作記錄應隨時檢查，以免事后返工。實驗內容完成后，組內應先檢查所記錄的數據，確信合理后再將原始記錄送交教師審查，教師認可后方能拆線。實驗數據不符合要求的應返工重做。學生將拆下的導線及電壓，電流插頭整理好并放歸原處后，再請教師簽字。簽字后的原始記錄不得再隨意涂改。6、在操作過程中，如果發(fā)生故障，學生應在教師的幫助下，學習判斷分析故障原因和排除方法。7、實驗中應注意安全：(1)實驗時不得穿大衣、戴圍巾，女同學(長發(fā)的)須戴好安全帽，禁止身體接觸有電線路的裸露部分和設備的轉動部分，以免發(fā)生人身傷害事故。(2)接線時，后接電源線；拆線時，須先切斷電源。嚴禁帶電改接線。合閘前須通知全組成員。調節(jié)時不應過猛。(8)機器運轉后，小組成員不得遠離機器。一旦發(fā)生事故，應立即切斷電源，保持除電源刀閘外的一切現場，并報告輔導教師處理。三、實驗報告要求1、實驗報告應按實驗指導書的要求根據原始記錄作出，于規(guī)定時間內交到指導教師處。2、實驗報告由個人獨立完成，每人一份。報告要用實驗報告紙，裝釘整齊，并后附經指導教師簽字后的實驗原始數據記錄。無原始記錄的報告無效。報告應字跡整齊，數據、曲線等符合要求。3、實驗報告應包括以下幾個部分：(1)封面(包括：實驗名稱、班號、姓名及學號、同組同學姓名、實驗日期、報告完成日期)；(2)實驗目的；(3）實驗儀器：列出實驗中所用器件（組件）的名稱及編號，電機銘牌數據(PN、UN、IN、nN）等。(4)實驗原理(不要求具體步驟)及原理線路圖；(5)實驗內容及實驗數據；(6)數據處理及結論：對數據處理的具體要求：1)將原始記錄中的數據整理后列表，并寫明其實驗條件；需要計算的加以計算后列入表中，同時寫明所用的計算公式并以其中一點數據代人來說明計算過程。2)對繪制曲線的要求：①繪制曲線必須用米格紙(坐標紙)．曲線在方格紙上的位置，大小應適中，不要太小且偏于一方。需要比較的各條曲線應畫在同一方格紙上。②各坐標軸應標明所代表物理量的名稱、單位。③實驗測取的點應明確標在坐標紙上(可用“·、×、o’等符號來表示)，但曲線須光滑連接、不允許連成折線。不在曲線上的點（異常數據）仍按實際數據標出。各曲線旁邊應注明函數關系和實驗條件。④多條曲線畫在同一圖中時，不同曲線及其實驗所得點可用不同的線段(如實線、虛線、點劃線)及符號(見③)來表示。3）根據數據和曲線，說明實驗結果與理論是否符合，可對某些問題提出一些自己的見解并最后寫出結論。(5)對實驗中存在問題的討論：對實驗中的現象和問題進行簡練明確的分析并作出結論或評價；對本小組和本人在實驗全過程中的經驗、教訓、體會、收獲等進行必要的小結；(6)對改進實驗內容、安排、方法、設備等的建議和設想(此部分可選作