THWD3电气部分实验指导书.docx
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THWD3电气部分实验指导书
第一章TH-WD-3型维修电工技能实训操作台
简介
1-1操作台的特点及技术参数
一、操作台的特点
1、电气控制线路元器件都装在作为挂板的安装板上，操作方便、更换便捷，可扩展功能或开发新实验；
2、操作台只需三相四线的交流电源即可投入使用，占地面积小，节约用房、减少基建投资；
3、设有电压型漏电保护器和电流型漏电保护器，确保操作者的安全；各电源输出均有监视及短路保护等功能，各测量仪表均有可靠的保护功能，使用安全可靠；
4、实训台为双人座，即可以两个同学同时进行实验，电源独立互不干扰。
二、操作台的技术参数
1、输入电压：
三相四线制380V±10%50Hz
2、工作环境：
环境温度范围为-5～+40℃相对湿度<85%（25℃）海拔<4000m
3、装置容量：
<3kVA
4、外形尺寸：
1605×805×1630mm3
1-2实训台配备
实验台提供线电压380V和相电压220V两种电源、单相电源插座、交流电压电流表。
（1）实训台设有两组电源通过启、停按钮控制电源的输出，并设有急停按钮。
电源的输出设有短路保护。
（2）实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板、结构坚固，造型美观大方。
桌子左右各设有两个抽屉（带锁）。
（3）提供四只5408二极管；三只75Ω/75W电阻；一只10Ω/25W电阻。
1-3操作台的操作使用说明
1.三相电网线电压指示及指示灯
为指示电网的线电压值，装有一只电压表和一只电压指示切换开关，可分别指示电网的UUV、UVW及UUW的线电压值。
2.总电源开关、漏电保护器及三相电源的输出
总电源开关手柄拨向上时为接通，此时装置接通三相电源输入，按“启动”按钮，则三相交流电源从L1、L2、L3、N端子输出，按下“停止”或“急停”按钮可切断L1、L2、L3、N的输出。
若三相输出电源中任意一相和控制屏外壳发生漏电（只要漏电流超过一定值）、则漏电保护装置动作，自动切断交流电源的输出。
3.熔断器、告警及复位
三相电源输出端的每一根相线都设有一个熔断器作为短路保护，该熔断器带有氖泡，如果熔断器内的熔丝熔断，则氖泡会发光指示。
如果漏电保护动作、则相应的“告警”发光管发亮，同时蜂鸣器发出声响，三相电源自动切断。
若再要输出交流电源，应先按下“复位”按钮，才能再次启动交流电源。
4．变压器及其使用方法
变压器原边输入380V的交流电压，把开关S打到“开”位置，变压器副边即可输出36V（“*”与“36V”两端子）、110V（“*”与“110V”两端子）两种交流电压。
使用时要看清输出的电压及电流值，不要过载。
5．电阻及二极管的使用
提供四只5408二极管，用于能耗制动的整流电路；三只75Ω/75W电阻用于电动机降压启动；一只10Ω/25W用于异步电动机的能耗制动；一只500Ω/25W可调电阻器，用于直流电动机的励磁调速。
1-4组件上元件触点的编号
各端子的编号法有两种：
一种是用器件的实际编号，例：
KM1的L1、L2、L3、13、A1；FR的95等。
另一种用器件端子的人为编号，例FU的1、3、5等。
一般器件的端子已有实际编号应优先采用，因为编号本身就表示了元件的结构。
例KM1的L1与T1、L2与T2代表常开主触头；SB的
与
表示常闭触头，
与
代表常开触头……。
如下图为接触器KM3和热继电器FR1的接线端子图，我们从这两个图可清楚的看到端子的编号方式。
图1接触器和热继电器的接线端子图
在组件最下面的一排端子与护套座也是一一对应的，如端子上的“1”对应护套座的“1”，而组件上黑色的接地端子在接线时需与控制屏上的接地端子相连，进行接地保护。
第二章实训内容
实验一三相异步电动机的直接启动控制
一、电气原理图
图1-1直接启动控制原理图
二、实验所需元器件
代号
名称
型号、规格
数量
备注
QS
低压开关
DZ108-20/10-F
1
FU1
熔断器
RT18-32/3P
1
M
三相鼠笼式异步电动机
WDJ26（380V/△）
1
三、原理介绍
三相异步电动机直接起动控制电路如图1－1所示，它是通过低压开关来控制电动机的启动和停止，在工厂中常被用来控制三相电风扇和砂轮机等设备。
以上线路中，低压开关起接通、断开电源用；熔断器作短路保护用。
线路的工作原理如下：
（1）启动。
合上低压开关QS，电动机M接通电源启动运转。
（2）停止。
拉开低压开关QS，电动机M脱离电源失电停转。
上述手动控制线路虽然所用电器少，线路比较简单，但在起动、停车频繁的场合（如电动葫芦），使用这种手动控制既不方便，也不安全，操作强度大，还不能进行自动控制，因此目前广泛采用按钮、接触器等电器来控制电动机的运转。
四、安装与接线
在本装置WD022挂板上选择熔断器FU1、开关QS等器件，电机Ｍ放在桌面上。
图1-1是利用WD022挂板的平面图画出的接线图，较为形象生动，但对于较复杂的线路却不好画出。
当准备工作做好后，可按图1-1开始接线。
图1-2直接启动控制接线图
接线时需注意的地方：
1.线的颜色的选择。
主电路分别采用黄、绿、红三种颜色接线，控制回路采用红色接线，保护接地线PE采用黄绿双色线。
2.电机的接线。
三相鼠笼异步电动机的接法一般有两种，分别是Y型接法和Δ型接法，如果电机为Y型接法的可按图1-3接线，将电动机的z、x、y短接，A、B、C分别接到端子排的U、V、W。
电机为Δ型接法的可分别将A与z、B与x、C与y短接。
3.电源的接线。
将L1、L2、L3分别接电源控制屏的L1、L2、L3插座。
图1-3三相鼠笼异步电动机的Y形接法
五、操作方法
确认安装牢固、接线无误后,先接通三相总电源。
“合”上低压开关QS，电机应正常起动且平稳运转。
“断”开低压开关QS，电机应停止转动。
六、常见故障及排除方法
该线路较为简单，一般故障不多。
比较常见的故障有：
1．合上低压开关QS后电机无反应。
出现此问题应先检查有无电源输出，再检查线路是否有断开或接头松动。
2．合上低压开关QS后电机有“嗡嗡”响声，但电机不转或转动缓慢。
此类故障为电机缺相运行，应检查哪一相线路断开了。
3．合上低压开关QS后保险丝熔断（可看到熔心顶盖弹出）。
此类故障为线路中有短路现象，应检查是接线短路还是杂物引起的短路。
4．合上低压开关QS后电机反转。
相序接错，可任意掉换两根相线。
实验二交流异步电动机的点动正转控制电路
一、电气原理图
图2-1点动正转控制线路原理图
二、实验所需元器件
代号
名称
型号、规格
数量
备注
QS
低压开关
DZ108-20/10-F
1
FU1
熔断器
RT18-32/3P
1
KM
交流接触器
LC1-D0610Q5N
1
SB6
按钮开关
LAY16黑色
1
M
三相鼠笼式异步电动机
WDJ26（380V/△）
1
三、原理介绍
点动正转控制线路是用按钮、接触器来控制电动机运转的最简单的正转控制线路。
所谓点动控制是指：
按下按钮，电动机就旋转；松开按钮，电动机就失电停转。
这种控制方法常用于电动葫芦的起重电机控制和车床拖板箱快速移动的电机控制。
由图2-1可以看出，点动正转控制线路是由低压开关QS、熔断器FU1、起动按钮SB6、接触器KM及电动机M组成。
其中以低压开关QS作电源隔离开关，熔断器FU1作短路保护，按钮SB6控制接触器KM的线圈得电、失电，接触器KM的主触头控制电动机M的起动与停止。
线路工作原理如下：
当电动机M需要点动时，先合上低压开关QS，此时电动机M尚未接通电源。
按下起动按钮SB6，接触器KM的线圈得电，使衔铁吸合，同时带动接触器KM的三对主触头闭合，电动机M便接通电源起动运转。
当电动机需要停转时，只要松开起动按钮SB6，使接触器KM的线圈失电，衔铁在复位弹簧作用下复位，带动接触器KM的三对主触头恢复断开，电动机M失电停转。
四、安装与接线
图2-2点动正转控制线路接线图
在本装置WD022挂板上选择熔断器FU1、低压开关QS、接触器KM等器件；在本装置WD023挂板上选择按钮SB6等器件；电机Ｍ放在桌面上。
按图2-2进行接线。
五、检测与调试
在通电试车前，应仔细检查各接线端连接是否正确、可靠，并用万用表的欧姆档检查控制回路是否短路或开路（按下起动控制按钮时，控制电路的两端电阻应为吸引线圈的直流电阻）、主电路有无开路或短路等。
实验三三相异步电动机接触器自锁控制线路
一、电气原理图
图3-1自锁控制线路图
二、操作所需电器元件
代号
名称
型号
数量
备注
QS
低压开关
DZ108-20/10-F
1
FU1
熔断器
RT18-32/3P
1
熔芯3A
FU2
熔断器
RT18-32/3P
1
熔芯2A
KM
交流接触器
LC1-D0610Q5N
1
FR1
热继电器
LR2-D1305N
1
整定值0.63A
热继电器座
JRS1D-25座
1
SB2
按钮开关
LAY16绿色
1
SB1
按钮开关
LAY16红色
1
M
三相鼠笼式异步电动机
WDJ26
1
三、原理介绍
在点动控制的电路中，要使电动机转动，就必须用手按住按钮不放，这不适宜电动机长时间连续运行的控制，而必须具有接触器自锁的控制电路。
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图如图3-1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FR1）。
电路的工作过程：
按下起动按钮SB2→接触器KM线圈通电→KM（2-3）闭合自锁，同时KM主触头闭合，电动机M起动运行。
当松开SB2时，它虽然恢复到断开位置，但由于有KM的辅助动合触点与SB2并联，在KM动作时，KM的辅助动合触点也动作即闭合，因此KM的线圈仍保持通电。
这种利用接触器本身的动合触点使接触器线圈保持通电的控制称为自锁或自保，该辅助常开触点就叫自锁触点。
按下停止按钮SB1→KM线圈失电→KM（2-3）恢复断开，同时KM主触头也断
开→电动机停转。
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。
欠电压严重时会损坏电动机，在该控制电路中，当三相电源电压降低到85%额定电压以下时，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，动铁芯会释放，从而使接触器KM的主触头分开，自动切断主电路和控制电路，电机失电停转，达到了欠压保护的目的。
2．失压（或零压）保护
当生产设备运行时，由于某种原因引起电源断电，而使生产机械停转。
当故障排除后，恢复供电时，如果电动机重新起动，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，当失电时，KM已断电释放，即使电源恢复供电，由于接触器线圈不能通电吸合，电动机也不会自行起动，只有再次按启动按钮，电动机才可以启动。
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、欠电压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，或三相电路缺相运行等原因，都可能使电动机的电流超过它的额定值，这将会引起电动机绕组过热，损坏电动机绝缘，因此，通常由三相热继电器来完成过载保护。
四、安装与接线
在本装置WD021挂板上选择热继电器FR；WD022挂板上选择熔断器FU1、熔断器FU2、低压开关QS、接触器KM等器件；在WD023挂板上选择按钮SB1、按钮SB2等器件；电机Ｍ放在桌面上。
按图3-2进行接线。
五、检测与调试
在通电试车前，应仔细检查各线端连接是否正确、可靠，并用万用表的欧姆档检查控制回路是否短路或开路（按下起动控制按钮时，控制电路的两端电阻应为吸引线圈的直流电阻）、主电路有无开路或短路等。
图3-2三相异步电动机接触器自锁控制接线图
六、常见故障分析
在试运行中发现电路异常现象，应立即停电后作认真详细检查，常见故障如下：
1.合上QS后，烧熔丝或断路器跳闸的故障原因:
KM的线圈和SB1同时被短接；主电路可能有短路（QS到KM主触点这一段）。
2.合上QS后，电动机马上运转的故障原因：
SB2起动按钮被短接；SB2动合触点错接成动断触点。
3.合上QS后，按SB2时，烧熔丝或断路器跳闸的故障原因：
KM的线圈被短接；主电路可能有短路（KM主触点以下部分）。
4.合上QS后，按SB2、KM不动作，电动机也不转动的故障原因：
SB2不能闭合；FR的辅助动断触点断开或错接成动合触点；KM线圈未接上，或线圈坏，未形成回路；接线有误。
5.合上QS后，按下SB2，若KM接触器能吸合，但电动机不转动的故障原因；电动机星型（Y型）联接的中性点未接好；电源缺相（有嗡嗡声）；接线错误。
6.合上QS后，若按SB2，电动机只能点动运转的故障原因：
KM的自锁触点未接好；KM的自锁触点损坏。
实验四接触器联锁的三相异步电动机正反转控制线路
一、电气原理图
图4－1接触器联锁正反转控制原理图
二、实验所需电气元件明细表：
代号
名称
型号
数量
备注
QS
低压开关
DZ108-20/10-F
1
FU1
熔断器
RT18-32/3P
1
装熔芯3A
FU2
熔断器
RT18-32/3P
1
装熔芯2A
KM1、KM2
交流接触器
LC1-D0610Q5N
2
线圈AC380V
辅助触头
LA1-DN11
2
FR1
热继电器
JRS1D-25/Z（0.63-1A）
1
热继电器座
JRS1D-25座
1
SB1
按钮开关
LAY16
1
红色
SB2、
SB4
按钮开关
LAY16
2
绿色
M
三相鼠笼异步电动机
WDJ26（380V/Δ）
1
三、原理分析
接触器联锁的正反转控制线路如图4-1所示，线路中采用了两个接触器，即正转用的接触器KM1和反转用的接触器KM2，它们分别由正转按钮SB2和反转按钮SB4控制。
从主电路中可以看出，这两个接触器的主触头所接通的电源相序不同，KM1按L1-L2-L3相序接线，KM2则对调了两相的相序，按L3-L2-L1相序接线。
相应的控制电路有两条：
一条是按钮SB2和KM1线圈等组成的正转控制电路；另一条是由按钮SB4和KM2线圈等组成的反转控制电路。
必须指出，接触器KM1和KM2的主触点绝不允许同时闭合，否则将造成两相电源（L1相和L3相）短路事故。
为了保证一个接触器得电动作时，另一个接触器不能得电动作，以避免电源的相间短路，就在正转控制电路中串接了反转接触器KM2的常闭辅助触头。
这样，当KM1得电动作时，串接在反转控制电路中的KM1的常闭触点分断，切断了反转控制电路，保证了KM1主触点闭合时,KM2的主触点不能闭合。
同样，当KM2得电动作时，其KM2的常闭触点分断，切断了正转控制电路，从而可靠的避免了两相电源短路事故的发生。
像上述这种在一个接触器得电动作时，通过其常闭辅助触头使另一个接触器不能得电动作的作用叫联锁（或互锁）。
实现联锁作用的常闭辅助触点称为联锁触点（或互锁触点）。
工作原理：
先合上电源开关QS，然后进行正、反转控制。
1.正转控制
按下SB2→KM1线圈得电→KM1主触点闭合、KM1自锁触点闭合自锁、KM1联锁触点分断对KM2联锁→电动机M起动连续正转。
2.反转控制
先按下SB1→KM1线圈失电→KM1主触点断开、KM1自锁触点断开自锁、KM1联锁触点闭合。
再按下SB4→KM2线圈得电→KM2主触点闭合、KM2自锁触点闭合自锁、KM2联锁触点分断对KM1联锁→电动机M起动连续反转。
停止时，按下停止按钮SB1→控制电路失电→KM2主触点分断→电动机M失电停转。
从以上分析可见，接触器联锁正反转控制线路的优点是工作安全可靠，缺点是操作不便。
因电动机从正转变为反转时，必须先按下停止按钮后，才能按反转起动按钮，否则由于接触器的联锁作用，不能实现反转。
为克服此线路的不足，可采用按钮联锁或双重联锁的正反转控制线路。
四、安装接线
正反转控制电路的接线较为复杂，特别是当按钮使用较多时。
在电路中，两处主触头的接线必须保证相序相反；联锁触头必须保证常闭互串；按钮的接线必须正确、可靠、合理。
在本装置WD021挂板上选择热继电器FR；WD022挂板上选择熔断器FU1、熔断器FU2、低压开关QS、接触器KM1、接触器KM2等器件；在WD023挂板上选择按钮SB1、按钮SB2、按钮SB4等器件；电机Ｍ放在桌面上。
图4-2接触器联锁正反转控制线路接线图
接线图如图4-2所示，接线时应注意不要接错或漏接。
在通电试车前，应仔细检查各接线端连接是否正确、可靠。
五、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）。
如要电机反转，应先按SB1，使电机停转，然后再按SB4，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。
实验五按钮联锁的三相异步电动机正反转控制线路
一、电气原理图
图5-1按钮联锁正反转控制线路原理图
二、实验所需电气元件明细表：
代号
名称
型号
数量
备注
QS
低压开关
DZ108-20/10-F
1
FU1
熔断器
RT18-32/3P
1
装熔芯3A
FU2
熔断器
RT18-32/3P
1
装熔芯2A
KM1、KM2
交流接触器
LC1-D0610Q5N
2
线圈AC380V
FR1
热继电器
JRS1D-25/Z（0.63-1A）
1
热继电器座
JRS1D-25座
1
SB1
按钮开关
LAY16
1
红色
SB2、SB4
按钮开关
LAY16
2
绿色
M
三相鼠笼异步电动机
WDJ26（380V/Δ）
1
三、原理分析
如图5-1所示，该控制电路的特点是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，这时按下按钮SB4，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SB4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SB4的常闭触头也称为联锁触头。
这种线路的优点是操作方便。
缺点是容易产生电源两相短路故障。
如：
当正转接触器KM1发生主触点熔焊或被杂物卡住等故障时，即使接触器线圈失电，主触点也分断不开，这时若直接按下反转按钮SB4，KM2得电动作，触点闭合，必然造成电源两相短路故障。
所以此线路工作欠安全可靠
四、安装与接线
图5-2按钮联锁正反转控制接线图
在本装置WD021挂板上选择热继电器FR1；WD022挂板上选择熔断器FU1、熔断器FU2、低压开关QS、接触器KM1、接触器KM2等器件；在WD023挂板上选择按钮SB1、按钮SB2、按钮SB4等器件；电机Ｍ放在桌面上。
按图5－2进行接线。
五、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SB4，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
实验六双重联锁的三相异步电动机正反转控制线路
一、电气原理图
图6-1双重联锁的三相异步电动机正反转控制线路
二、实验所需电气元件明细表：
代号
名称
型号
数量
备注
QS
低压开关
DZ108-20/10-F
1
FU1
熔断器
RT18-32/3P
1
装熔芯3A
FU2
熔断器
RT18-32/3P
1
装熔芯2A
KM1、KM2
交流接触器
LC1-D0610Q5N
2
线圈AC380V
FR1
热继电器
JRS1D-25/Z（0.63-1A）
1
热继电器座
JRS1D-25座
1
SB1
按钮开关
LAY16
1
红色
SB2、
SB4
按钮开关
LAY16
2
绿色
M
三相鼠笼异步电动机
WDJ26（380V/Δ）
1
三、原理分析
该控制线路集中了按钮联锁和接触器联锁的优点，故具有操作方便和安全可靠等优点，为电力拖动设备中所常用。
工作原理：
先合上电源开关QS，然后进行正、反转控制。
1．正转控制
按下SB2→SB2常闭触点先分断对KM2联锁（切断反转控制电路），SB2常开触点后闭合→KM1线圈得电→KM1主触点及自锁触头闭合→电动机M起动连续正转，KM1联锁触点分断对KM2联锁（切断反转控制电路）；
2．反转控制
按下SB4→SB4常闭触点先分断→KM1线圈失电→KM1主触点分断→电动机M失电，SB4常开触点后闭合→KM2线圈得电→KM2主触点及自锁触头闭合→电动机M起动连续反转，KM2联锁触点分断对KM1联锁（切断正转控制电路）。
若要停止，按下SB1，整个控制电路失电，主触点分断，电动机M失电停转。
四、安装与接线
图6-2双重连锁的正反转接线图
在本装置WD021挂板上选择热继电器FR1；WD022挂板上选择熔断器FU1、熔断器FU2、低压开关QS、接触器KM1、接触器KM2等器件；在WD023挂板上选择按钮SB1、按钮SB2、按钮SB4等器件；电机Ｍ放在桌面上。
图6-2为中断线表示的单元接线图，每个器件端子处接的线号及端子之间的连接图上已明确表示出来了，对接线和查线带来很大方便。
五、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SB4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。
实验七三相异步电动机星形/三角形起动控制线路
一、电气原理
图7-2星形/三角形起动控制原理图
二、操作所需电器元件
代号
名称
型号
数量
备注
QS
低压开关
DZ108-20/10-F
1
FU1
熔断器
RT18-32/3P
1
装熔芯3A
FU2
熔断器
RT18-32/3P
1
装熔芯2A
KM、KM1、KM2
交流接触器
LC1-D0610Q5N
3
FR1
热继电器
JRS1D-25/Z（0.63-1A）
1
热继电器座
JRS1D-25座
1
KT1
时间继电器
ST3PA-B（0～60S）/380V
1
时间继电器方座
PF-083A
1
SB2
按钮开关
LAY16
1
绿色
SB1
按钮开关
LAY16
1
红色
M
三相鼠笼异步电机
WDJ26
1
380V/Δ
三、原理分析
图7-2所示为时间继电器自动控制Y/△减压线路。
该线路由三个接触器、一个热继电器、一个时间继电器和两个
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