电工电子课程设计电工电子课程设计.docx
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电工电子课程设计电工电子课程设计
课程设计电工部分
（三相交流电路电压、电流、功率测量1）
（三相鼠笼式异步电动机正反转设计2）
（三相鼠笼式异步电动机Y-△降压启动设计3）
姓名:
学号:
系别:
专业班级:
自动化
日期:
三相交流电路电压、电流、功率测量1
一、目的
1.学习用电设备三相供电线路的正确联接方法。
了解不正确连接对负载工作的影响，了解三相四线制供电线路中中线的作用。
2.验证三相对称负载Y型和△型时，线电压与相电压、线电流和相电流只见得关系。
3.掌握三相不对称负载Y接和接时，各线电压、相电压、线电流、相电流的变化情况
二、实验仪器及主要元器件
TKDG-2型电子技能实训考核装置若干导线三相交流电源白炽灯9盏
三、原理（方法，设计则要有设计过程）
在三相电路中，三相电源和三相负载可分别联接成Y和∆，Y接又可分为三相三线制（Y）和三相四线制（Y0），当三相负载不对称时，例如居民用电，则必须采用三相四线制供电，以保证负载相电压对称，满足工作需要。
1.三相负载可接成星形（又称“Y”接）或三角形（又称“△”接）。
当三相对儿负载作Y形联接时，线电压Ul是相电压UP的倍。
线电流Il等于相电流Ip，即Ul=Up，Il=IP。
流过中线的电流I0=0，所以可以省去中线。
当对称三相负载作△形联时，有Ul=Up，Il=IP。
2.称三相负载作Y联接时，必须采用三相四线制接法，即Y0接法。
而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。
倘若中线开断，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的一相的相电压过高，使负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作，因此，尤其是对于三相照明负载，无条件地一律采用Y0接法。
3.对称负载作△接时，Il≠Ip，但只要电源的线电压Vl对称，加三相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。
4.电路的功率测量：
根据供电线路形式与负载情况常用一功率表法与二功率表法进行测量，（所谓一功率表法就是用一只单相功率表分别测量各相的有功功率）。
在三相三线制电路中，不论对称与否，可使用两个功率的方法来测量三相功率。
四、内容（及步骤）
1.三相负载星形联接（三相四线制供电）
图10—1线路连接实验电路，即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源，并将三相调压器的旋钮置于三相电压输出为0（V）的位置（即逆时旋到底的位置），经指导教师检查合格后，方可合上三相电源开关，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V，并按以下的步骤完成各项实验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、中线电流、电源与负载中点间的电压，将所测得的数据记入表10-1中，并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用。
五、结果
表10-1 负载Y接法各项实验数据表
开灯盏数
线电流
线电压
相电压
中线
（A）
（V）
（V）
电流
IO
A相
B相
C相
IA
IB
IC
UAB
UBC
UCA
UAO
UBO
UCO
（A）
Y0对称
3
3
3
161.6
161.5
161.5
233.2
233.7
232.6
135.8
137.0
137.3
7.2
Y对称
3
3
3
162.3
160.2
161.3
232.2
233.0
232.4
136.0
137.0
136.0
0
Y0不对称
1
2
3
55.2
108.1
162.0
233.0
232.6
232.7
136.4
137.3
137.2
95.2
Y不对称
1
2
3
63.2
116.7
132.8
232.4
232.7
232.7
180.7
155.7
87.15
0
Y0、B断
1
0
3
54.2
0
157.3
221.3
219.3
219.7
128.0
127.3
126.8
139.2
Y、B断
1
0
3
67.6
0
68.0
221.2
219.7
219.5
207.7
214.2
11.97
0
结果分析:
根据上述的数据可看出，无论Y0，Y对称还是不对称，线电压都近似是相电压的
倍。
在Y0，Y对称时，中线电流为0,此时中线不起作用。
当三相负载不对称时，中线有电流流过。
此外，当B相的三个白炽灯都断开时，在Y情况下，中线不接地，这时A相灯泡和B相灯泡串联，则此时和近似相等。
而在Y0情况下，中线接地，此时，A相灯泡和B相灯泡并联，这时A相总电阻是B相总电阻的3倍，所以线电流IA是IB的1/3。
跟理论值相符。
六、心得体会
通过这个实验我们学习用电设备三相供电线路的正确联接方法。
了解不正确连接对负载工作的影响，了解三相四线制供电线路中中线的作用；而且了验证三相对称负Y接和接时，线电压与相电压、线电流和相电流之间的关系；掌握了三相不对称负载Y接和接时，各线电压、相电压、线电流的变化情况。
在实验过程中在实验的过程中我们应该注意一些事项：
1.要注意安全，接线端子要有绝缘保护，防止触电，每操作一次最好关掉电源一次。
2.讲解的时候也要关闭电源，防止线的脱落触电。
3.接线路时也要注意线下线的长短。
三相鼠笼式异步电动机正反转设计2
一、目的
1.观察鼠笼式三相异步电动机、交流接触器、热继电器，按钮开关等电器的构造，熟悉其动作原理及功能。
2.通过对三相鼠笼式异步电动机的点动和自锁的实际安装接线。
3.通过实验进一步加深理解点动和自锁的特点。
4．对点动和自锁的理解能够自行设计正反转。
二、实验仪器及主要元器件
TKDG-2型电子技能实训考核装置若干导线三相交流电源三相鼠笼式异步电动机
三、原理
1.继电-接触控制在各类生产机械中获得广泛的应用，凡是需要前后、上下、左右、进退等运动的生产机械，均采用传统的典型的正反继电接触控制。
交流电动机继电-接触控制电路的主要构造为：
（1）电磁系统-铁芯、吸引线圈和短路环。
（2）触头系统-主触头和辅助触头，还可按吸引线圈的电前后触头的动作状态，分为合、动断两类。
（3）消弧系统-在切断大电流的触头上装有灭弧罩，以迅速切断电弧。
（4）接线端子，反作用弹簧等。
2.在控制回路中常采用接触器的辅助触头来实现自锁和互锁控制。
要求接触器线圈得电后能自动保持动作后的状态，这就是自锁，通常用接触器自身的动合触头与起动按钮相并联来实现，以达到电动机的长期运行，这一动合触头称为“自锁触头”。
使两个电器不能同时得电动作的控制，称为互锁控制，如为了避免正、反转两个接触器同时得电而造成三相电源短路事故，必须增设互锁控制环节。
为操作的方便，也为防止因接触器主触头长期大电流的烧蚀而偶发触头粘连后造成的三相电源短路事故，通常在具有正、反转控制的线路中采用既有接触器的动断辅助触头的电气互锁，又有复合按钮机械互锁的双重互锁的控制环节。
3．在鼠笼机正反转控制线路中，通过更换相序来改变电动机的旋转方向。
控制线路中的保护：
1.电器互锁
为了避免接触器
（正转）、
（反转）同时得电吸合造成三相电源短路，在
（
）
线圈支路中串接有
（
）
动断触头，它们保证了线路工作时
、
不会同时得电，已达到电气互锁目的。
2.线路具有短路、过载、失、欠压保护等功能。
四、内容及步骤
1.按图接好电路，打开电源。
2.按下SB1，S1闭合，S2打开，KW1电路接通，电机开始正转。
3.按下SB2,S3闭合，S4打开，KW1电路断开，KW2电路接通，电机开始反转。
4.按SB1和SB2,电机可以正反转换。
5．按下SB3，S5断开，整个电路断开，电机停止转动。
6.关闭电源，实验完成整理仪器。
五、结果
根据三相鼠笼式异步电动机的点动和自锁的原理，按要求设计出了电动机的正反转设计，可以根据自己的需要自由改动电动机的转动方向。
按SB1，电机正转；按SB2，电机反转。
六、心得体会
通过这次实验我们观察了鼠笼式三相异步电动机、交流接触器、热继电器，按钮开关等电器的构造，熟悉其动作原理及功能；通过对三相鼠笼式异步电动机的点动和自锁的实际安装接线；进一步加深理解点动和自锁各自的特点和原理；最后根据点动和自动的理解并设计出三相鼠笼式异步电动机自动正反转。
虽然在实验中常常出现不会正反转的问题，但是在组员们的努力下，最终还是成功了。
在实验中必须注意一些事项：
1.连线要正确，严防将电路接成短路，各电器和按钮的常开、常闭触点要分清；
2.在实验操作过程中，切勿触碰电动机转动部分以及线路带点部分，做到安全实验。
三相鼠笼式异步电动机Y-△降压启动设计3
一、目的
1.观察时间继电器在电机控制电路中的作用，了解时间继电器的结构、使用方法、延时时间的调整及在控制系统中的应用。
2.练习连接简单的顺序控制线路及操作。
3.练习设计三相鼠笼式异步电动机Y-△降压启动设计，并熟悉异步电动机Y－△降压起动控制的运行情况和操作方法。
二、实验仪器及主要元器件
TKDG-2型电子技能实训考核装置若干导线三相鼠笼式异步电动机
三、原理
1.按时间原则控制电路的特点是各个动作之间有一定的时间间隔，使用的元件主要是时间继电器。
时间继电器是一种延时动作的继电器，它从接受信号（如线圈带电）到执行动作（如触点动作）具有一定的时间间隔。
此时间间隔可按需要预先整定，以协调和控制生产机械的各种动作。
时间继电器的种类通常有电磁式、电动式、空气式和电子式等。
其基本功能可分为两类，即通电延时式和断电延时式，有的还带有瞬时动作式的触头。
时间继电器的延时时间通常可在0.4s～80s范围内调节。
4.在实际的生产过程中，某些生产机械的运动，都要由电动机来带动，为满足生产工艺加工的需要，对电动机要进行自动控制，如启动、停车、正反转、星型角型转换等。
而用继电器、接触器等有触点电器组成的控制系统称为继电接触控制系统。
3.继电接触控制线路往往分为主电路和控制电路。
主电路指从电源经刀开关、熔断器、接触器主触点到电动机的线路；由操作按钮、接触器、继电器及自锁、联锁环节组成的线路为控制电路。
现在实际线路中刀开关和熔断器多用集二者功能为一体的空气开关所取代。
4.在控制回路中常采用接触器辅助触头来实现自锁。
要求接触线圈的电后能自动保持动作后的状态，这就是自锁（含虚线部分）。
反之在接触线圈的电后不能自动保持动作后的状态，要一直维持动作的状态，这就是点动（不含虚线部分）。
具体实物图如图2-1所示。
四、内容及步骤
1.按上图接好电路，设好KT时间。
2.打开电源，按下SB1，电机开始转动，转动电路为星型电路，KT开始跳时间。
3.到了待定时间，S1闭合，激活KW2，S2,S3,S4闭合，S5,S6打开，电路转变成角型电路。
4.按下SB2,S7断开，电机停止转动。
5.关闭电源，整理仪器。
五、结果
根据三相鼠笼式异步电动机自锁的原理和时间继电器的原理，按要求设计出了电动机的Y-△降压启动设计，具体电路图如。
电动机可以设定自己想要的时间，到时间进行Y-△自动转换，并且可以观察得到Y型转动比△型转动慢。
六、心得体会
通过这个实验我又学到了许多知识，了解了时间继电器的原理和在电路中的作用；练习了连接简单的顺序控制线路及操作；并设计出三相鼠笼式异步电动机Y-△降压启动电路并掌握了工作原理及接线方法，并熟悉异步电动机Y－△降压起动控制的运行情况和操作方法。
在做这次实验中经过了遇到了很多困难，经过多次测试，才发现器材有问题，在经过大家的努力下，终于还是实现了自动星角转换。
本实验还要注意一些事项：
1.要做到安全实验，在电机转动的时候，不要靠近转轴，注意电线时间缠在转轴上，注意人生安全。
2.停止实验，进行操作时，要关闭电源。
3.在进行星角转换的时候，加保护电路。
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