电工考证实训指导书PLC电控柜.docx

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电工考证实训指导书PLC电控柜

电工考证

实训指导书

电子与电气工程系

实训项目一三相异步电动机点动控制电路的安装接线

电气原理

点动控制电路中，由于电动机的启动停止，是通过按下或松开按钮来实现的，所以电路中不需要停止按钮；而在点动按制电路中，电动机的运行时间较短，无需过热保护装置。

控制电路如图1（a）所示。

当合上电源开关QS时，电动机是不会起动运转的，因为这时接触器KM线圈未能得电，它的触头处在断开状态，电动机M的定子绕组上没有电压。

若要使电动机M转动，只要按下按钮SB，使接触器KM通电，KM在主电路中的主触头闭合，电动机即可起动，但当松开按钮SB时，KM线圈失电，而使其主触头分开，切断电动机M的电源，电动机即停止转动。

在电路中，我们用一个控制变压器来提供控制回路的电源，控制变压器的主要作用是将主电路较高的电压转变为控制回路较低的工作电压，实现电气隔离。

要注意的是变压器的副边要加一个熔断器，否则副边控制回路的短路会将变压器烧毁。

检测与调试

检查接线无误后，接通交流电源，“合”上开关QS，此时电机不转，按下按钮SB，电机即可起动，松开按钮电机即停转。

若电机不能点动控制或熔丝熔断等故障，则应分断电源，分析排除故障后使之正常工作。

三相异步电动机自锁控制电路的安装接线

电气原理

图1（b）电路原理图

在点动控制的电路中，要使电动机转动，就必须按住按钮不放，而在实际生产中，有些电动机需要长时间连续地运行，使用点动控制是不现实的，这就需要具有接触器自锁的控制电路了。

相对于点动控制的自锁触头必须是常开触头且与起动按钮并联。

因电动机是连续工作，必须加装热继电器以实现过载保护。

具有过载保护的自锁控制电路的电气原理如图1（b）所示，它与点动控制电路的不同之处在于控制电路中增加了一个停止按钮SB1，在起动按钮的两端并联了一对接触器的常开触头，增加了过载保护装置（热继电器FR）。

电路的工作过程：

当按下起动按钮SB1时，接触器KM线圈通电，主触头闭合，电动机M起动旋转，当松开按钮时，电动机不会停转，因为这时，接触器KM线圈可以通过辅助触点继续维持通电，保证主触点KM仍处在接通状态，电动机M就不会失电停转。

这种松开按钮仍然自行保持线圈通电的控制电路叫做具有自锁（或自保）的接触器控制电路，简称自锁控制电路。

与SB1并联的接触器常开触头称自锁触头。

（1）欠电压保护

“欠电压”是指电路电压低于电动机应加的额定电压。

这样的后果是电动机转矩要降低，转速随之下降，会影响电动机的正常运行，欠电压严重时会损坏电动机，发生事故。

在具有接触器自锁的控制电路中，当电动机运转时，电源电压降低到一定值时（一般低到85%额定电压以下），由于接触器线圈磁通减弱，电磁吸力克服不了反作用弹簧的压力，动铁芯因而释放，从而使接触器主触头分开，自动切断主电路，电动机停转，达到欠电压保护的作用。

（2）失电压保护

当生产设备运行时，由于其它设备发生故障，引起瞬时断电，而使生产机械停转。

当故障排除后，恢复供电时，由于电动机的重新起动，很可能引起设备与人身事故的发生。

采用具有接触器自锁的控制电路时，即使电源恢复供电，由于自锁触头仍然保持断开，接触器线圈不会通电，所以电动机不会自行起动，从而避免了可能出现的事故。

这种保护称为失电压保护或零电压保护。

（3）过载保护

具有自锁的控制电路虽然有短路保护、欠电压保护和失电压保护的作用，但实际使用中还不够完善。

因为电动机在运行过程中，若长期负载过大或操作频繁，或三相电路断掉一相运行等原因，都可能使电动机的电流超过它的额定值，有时熔断器在这种情况下尚不会熔断，这将会引起电动机绕组过热，损坏电动机绝缘，因此，应对电动机设置过载保护，通常由三相热继电器来完成过载保护。

检测与调试

检查接线无误后，接通交流电源，“合”开关QS，按下SB1，电机应起动并连续转动，按下SB2电机应停转。

若按下SB1电机起动运转后，电源电压降到320V以下或电源断电，则接触器KM的主触头会断开，电机停转。

再次恢复电压为380V（允许±10%的波动），电机应不会自行起动——具有欠压或失压保护。

实训项目二接触器联锁的三相异步电动机正反转控制线路

电气原理

图2（a）

图2（a）控制线路的动作过程是：

（1）正转控制合上电源开关QS，按正转起动按钮SB2，正转控制回路接通，KM1的线圈通电动作，其常开触头闭合自锁、常闭触头断开对KM2的联锁，同时主触头闭合，主电路按U1、V1、W1相序接通，电动机正转。

（2）反转控制要使电动机改变转向（即由正转变为反转）时应先按下停止按钮SB1，使正转控制电路断开电动机停转，然后才能使电动机反转，为什么要这样操作呢？

因为反转控制回路中串联了正转接触器KM1的常闭触头，当KM1通电工作时，它是断开的，若这时直接按反转按钮SB3，反转接触器KM2是无法通电的，电动机也就得不到电源，故电动机仍然正转状态，不会反转。

电机停转后按下SB3，反转接触器KM2通电动作，主触头闭合，主电路按W1、V1、U1相序接通，电动机的电源相序改变了，故电动机作反向旋转。

检查与调试

仔细确认接线正确后，可接通交流电源，合上开关QS，按下SB2，电机应正转（电机右侧的轴伸端为顺时针转，若不符合转向要求，可停机，换接电机定子绕组任意两个接线即可）。

按下SB3，电机仍应正转。

如要电机反转，应先按SB1，使电机停转，然后再按SB3，则电机反转。

若不能正常工作，则应分析并排除故障，使线路能正常工作。

按钮联锁的三相异步电动机正反转控制线路

电气原理

图2（b）

当需要改变电动机的转向时，只要直接按反转按钮就可以了，不必先按停止按钮。

这是因为如果电动机已按正转方向运转时，线圈是通电的。

这时，如果按下按钮SB3，按钮串在KM1线圈回路中的常闭触头首先断开，将KM1线圈回路断开，相当于按下停止按钮SB1的作用，使电动机停转，随后SB3的常开触头闭合，接通线圈KM2的回路，使电源相序相反，电动机即反向旋转。

同样，当电动机已作反向旋转时，若按下SB2，电动机就先停转后正转。

该线路是利用按钮动作时，常闭先断开、常开后闭合的特点来保证KM1与KM2不会同时通电，由此来实现电动机正反转的联锁控制。

所以SB2和SB3的常闭触头也称为联锁触头。

四、检测与调试

确认接线正确后，接通交流电源，按下SB2，电机应正转；按下SB3，电机应反转；按下SB1，电机应停转。

若不能正常工作，则应分析并排除故障。

实训项目三三相异步电动机的顺序控制线路

电气原理

图3a

图3a（a）图3a（b）

图3a（a）中，接触器KM1的另一对常开触头（线号为5、6）串联在接触器KM2线圈的控制电路中，当按下SB11使电机M1起动运转，再按下SB21，电机M2才会起动运转，若要停M2电机，则只要按下SB12即可。

图3a（b）中，由于在SB12停止按钮两端并联一个接触器KM2的常开辅助触头（线号为1、2），所以只有先使接触器KM2线圈失电，即电动机M2停止，同时KM2常开辅助触头断开，然后才能按SB12达到断开接触器KM1线圈电源的目的，使电动机M1停止。

这种顺序控制线路的特点是：

使两台电动机依次顺序起动，而逆序停止。

实训项目四工作台自动往返控制线路

电气原理

该控制线路图为工作台自动往返控制线路，主要由四个行程开关来进行控制与保护，其中SQ1、SQ2装在机床床身上，用来控制工作台的自动往返，SQ3和SQ4用来作终端保护的，即限制工作台的极限位置。

在工作台的T形槽中装有挡块，当挡块碰撞行程开关后，能使工作台停止和换向，工作台就能实现往返运动。

工作台的行程可通过移动挡块位置来调节，以适应加工不同的工件。

图中的SQ3和SQ4分别安装在向左或向右的某个极限位置上。

如果SQ1或SQ2失灵时，工作台会继续向左或向右运动，当工作台运行到极限位置时，挡块就会碰撞SQ3或SQ4，从而切断控制线路，迫使电机M停转，工作台就停止移动。

SQ3和SQ4实际上起终端保护作用，因此称为终端保护开关或简称终端开关。

图4（a）

该线路的工作原理简述如下：

装在柜内面板上的SQ4限位触柄初始位置为左高右低，SQ3限位触柄初始位置为右高左低。

调试与测试

按SB1，观察并调整电动机M为正转（模拟工作台向右移动）用手代替挡块按压SQ1并使其自动复位，电动机先停转再反转（反转模拟工作台向左移动）；用手代替挡块按压SQ2再使其自动复位，则电动机先停转再正转。

以后重复上述过程，电动机都能正常正反转。

若拨动SQ3或SQ4极限位置开关则电机应停转。

若不符合上述控制要求，则应分析并排除故障。

实训项目五三相异步电动机星形/三角形起动自动控制线路

电气原理

星形/三角形起动控制电气原理如图6（a）所示。

星形/三角形起动是指：

为减少电动机起动时的电流，将正常工作接法为三角形的电动机，在起动时改为星形接法。

此时起动电流降为原来的1/3，起动转矩也降为原来的1/3。

线路的动作过程：

通过触头KM（3～4）自锁

按下SB1线圈KM得电KM主触头闭合，为M的起动做准备

KMY得电KMY主触头闭合M作星形降压起动

线圈KT得电KT（5～6）延时断开KMY失电

KMY（4～7）恢复

KT（7～8）延时闭合线圈KMΔ得电、主触头闭合M作三角形运行

KMΔ（4～5）断开使KMY不能吸合，KMΔ（7～8）闭合自锁

停车过程：

按SB1KM、KMΔ失电释放，M停转。

图6（a）星形/三角形起动自动控制原理图

实训项目六三相异步电动机半波整流能耗制动控制线路

电气原理

图6

（1）

如图6

（1）所示，该电路采用无变压器的单管半波整流电路提供直流电源，采用时间继电器KT对制动时间进行控制。

KM1为运动接触器，KM2为制动接触器，KM2的两对主触头接至电动机定子绕组两相，并由另一相绕组、KM2的另一对主触头、再经整流二极管VD和限流电阻R接至零线，构成工作回路

该控制线路适用于10kw以下电动机，这种线路简单，附加设备较少，体积小，采用一只二极管半波整流器作为直流电源。

检查与调试

确认接线正确后，可接通交流电源自行操作，若操作中发现有不正常现象，应断开电源分析排故后重新操作。