習題及答案電氣控制及 PLC 應用第一部分 電氣控制部分項目一 電動機正反轉控制線路1電路中 FU、KM、KA、FR 和 SB 分別是什么電器元件的文字符號？答：熔斷器、接觸器、繼電器、熱繼電器、按鈕2鼠籠型異步電動機是如何改變旋轉方向的？答：改變電動機三相電源的相序即可改變電動機的旋轉方向，而改變三相電源的相序只需任意調換電源的兩根進線3什么是互鎖（聯鎖）？什么是自鎖？試舉例說明各自的作用。答：自鎖：典型的應用是用自己的常開觸點與開啟按鈕并聯，鎖定回路。即使開啟按鈕彈開了，由于有自鎖觸點的連接，仍可形成回路。這種接法就叫做“自鎖” 。 互鎖：典型的應用是將繼電器 A 的常閉觸點串聯在其他回路當中，而其他回路中繼電器 B 的常閉觸電串聯在繼電器 A 的回路中。當繼電器 A 的線圈先得電時，它的常閉觸電會斷開繼電器 B 的回路。相反，如果繼電器 B 的線圈先得電時，它的常閉觸電會斷開繼電器A 的回路。這樣互相牽制，起到一定的邏輯作用。這種接法就叫“互鎖” 。 4低壓電器的電磁機構由哪幾部分組成?答：電磁系統主要由線圈、鐵芯（靜鐵芯）和銜鐵（動鐵芯）3 部分組成5熔斷器有哪幾種類型？試寫出各種熔斷器的型號。熔斷器在電路中的作用是什么？答：熔斷器按結構形式分為半封閉插入式、無填料封閉管式、有填料封閉管式、螺旋自復式熔斷器等。其中，有填料封閉管式熔斷器又分為刀形觸點熔斷器、螺栓連接熔斷器和圓筒形帽熔斷器。瓷插式 RC 螺旋式 RL 有填料式 RT 無填料密封式 RM 快速熔斷器RS熔斷器的作用：熔斷器是在控制系統中主要用作短路保護的電器，使用時串聯在被保護的電路中，當電路發生短路故障，通過熔斷器的電流達到或超過某一規定值時，以其自身產生的熱量使熔體熔斷，從而自動分斷電路，起到保護作用。6熔斷器有哪些主要參數？熔斷器的額定電流與熔體的額定電流是不是一樣？（1）額定電壓（2）額 定 電 流 （3）分斷能力（4）時間電流特性不一樣，熔斷器的額定電流與 熔 體 的 額 定 電 流 是 兩 個 不 同 的 概念 ， 通 常 一 個 額 定 電 流 等 級 的 熔 斷 器 可 以 配 用 若 干 個 額 定 電 流 等級 的 熔 體 ， 但 熔 體 的 額 定 電 流 不 能 大 于 熔 斷 器 的 額 定 電 流 。7熔斷器與熱繼電器用于保護交流三相異步電動機時能不能互相取代？為什么？答：不能，熔斷器短路保護，熱繼電器過載保護8交流接觸器主要由哪幾部分組成？簡述其工作原理。答：1）電磁機構 電磁機構由線圈、動鐵心(銜鐵)和靜鐵心組成，其作用是將電磁能轉換成機械能，產生電磁吸力帶動觸點動作。（2）觸點系統 包括主觸點和輔助觸點。主觸點用于通斷主電路，通常為三對常開觸點。輔助觸點用于控制電路，起電氣聯鎖作用，故又稱聯鎖觸點，一般常開、常閉各兩對。（3）滅弧裝置 容量在 10A 以上的接觸器都有滅弧裝置，對于小容量的接觸器，常采用雙斷口觸點滅弧、電動力滅弧、相間弧板隔弧及陶土滅弧罩滅弧。對于大容量的接觸器，采用縱縫滅弧罩及柵片滅弧。（4）其他部件 包括反作用彈簧、緩沖彈簧、觸點壓力彈簧、傳動機構及外殼等。電磁式接觸器的工作原理如下：線圈通電后，在鐵芯中產生磁通及電磁吸力。此電磁吸力克服彈簧反力使得銜鐵吸合，帶動觸點機構動作，常閉觸點打開，常開觸點閉合，互鎖或接通線路。線圈失電或線圈兩端電壓顯著降低時，電磁吸力小于彈簧反力，使得銜鐵釋放，觸點機構復位，斷開線路或解除互鎖。9試說明熱繼電器的工作原理和優缺點。工作原理：熱繼電器是由兩種不同熱膨脹系數的金屬片壓制組合構成，在通過電流時，造成該雙金屬體發熱膨脹，因膨脹系數不同，致該雙金屬變形、彎曲，從而斷開常閉接點或接通常開接點，起到自動控制的作用。在電動機控制回路中，主要應用熱繼電器的常閉接點，其常閉接點串入電動機主控制回路接觸器的電磁線圈，通過調節熱繼電器的動作電流，在電動機超過額定工作電流時，熱繼電器雙金屬片能夠正常動作，斷開接觸器電磁線圈，從而斷開電動機電源，起到了保護電動機的目的優缺點：目前使用得比較普遍的還是熱繼電器。熱繼電器是上個世紀五十年代初從前蘇聯引進的金屬片機械式電動機過載保護器。它結構簡單，價格低廉，在保護電動機過載方面具有反時限特性。但它的保護功能少，無斷相保護，對電機發生通風不暢、掃膛、堵轉、長期過載、頻繁啟動等故障也不能起保護作用。此外，熱繼電器還存在重復性能差、大電流過載或短路故障后不能再次使用、調整誤差大、易受環境溫度的影響誤動或拒動、功耗大、耗材多、性能指標落后等缺陷。10圖 1-29 所示是兩種在控制電路實現電動機順序控制的電路(主電路略)，試分析說明各電路有什么特點，能滿足什么控制要求。圖 1-29 習題 10 電路圖答：第一個圖順序啟動，KM1 必須自鎖才能啟動 KM2，同時停止第二個圖順序啟動，KM1 必須自鎖才能啟動 KM2，其中 KM1 的自鎖與控制 KM2 的常開觸點是分開的，停止時按下 SB12 可以同時停，按下SB22KM2 停止，而 KM1 正常運行。11試設計一個控制一臺電動機的電路，要求：可正、反轉；正、反向點動；具有短路和過載保護 。項目二 Z3050 搖臂鉆床電氣控制1解釋 Z3050 型的含義2QS、FU、KM、FR、KT、2QS、FU、KM、FR、KT、SB、SQ 是什么電器元件？畫出這些電器元件的圖形符號，并寫出中文名稱2QS、FU、KM、FR、KT、SB、SQ 是什么電器元件？畫出這些電器元件的圖形符號，并寫出中文名稱。2QS、FU、KM、FR、KT、SB、SQ 是什么電器元件？畫出這些電器元件的圖形符號，并寫出中文名稱。2QS、FU、KM、FR、KT、SB、SQ 是什么電器元件？畫出這些電器元件的圖形符號，并寫出中文名稱。2QS、FU、KM、FR、KT、SB、SQ 是什么電器元件？畫出這些電器元件的圖形符號，并寫出中文名稱。3電流繼電器在電路中的作用是什么？它和熱繼電器有何異同？電流繼電器在電路中作為電動機或線路過載保護或短路保護；熱繼電器在電路中作為電動機過載保護，但不能作為短路保護用；電流繼電器是根據電流的電磁效應原理工作的，熱繼電器是根據電流的熱效應原理工作的；電流繼電器的是瞬時動作的，熱繼電器是反時限動作的。4既然在電動機的主電路中裝有熔斷器，為什么還要裝熱繼電器?裝有熱繼電器是否就可以不裝熔斷器？為什么？熔斷器作為電動機線路的短路保護，熱繼電器作為電動機的過載保護；當電動機過載電流小，熔體熔斷所需用的時間就較長，甚至不會熔斷，故熔斷器不能作為電動機的過載保護；當線路短路時，熱繼電器熱元件發熱來不及傳遞給雙金屬片，而使熱繼電器不能動作，故熱繼電器的能作為線路的短路保護，所以裝有熱繼電器不可以不裝熔斷器。5是否可用過電流繼電器來作電動機的過載保護？為什么？電流繼電器不能作為電動機過載保護。只有流過電流繼電器的電流等于它的動作電流時，電流繼電器才會動作，而電動機在起動時，起動電流等于額定電流的 47倍，為了躲過電動機的起動電流，電流繼電器的動作值應整定在電動機額定電流的 47 倍，當電動機過載時，過載電流不足以使電流繼電器動作，而電動機會因過載而燒毀，因此電流繼電器不能作為電動機的過載保護。6Z3050 型搖臂鉆床搖臂不能上升的原因有哪些？Z3050 型搖臂鉆床搖臂不能上升的原因有：（1）當控制電路正常時，搖臂升降電機壞。（2）搖臂不能放松，放松電路有問題，或機械部分卡死等原因造成搖臂不能上升。（3）當搖臂能放松時，搖臂上升控制電路有問題。（4）在涉及到控制電路有問題時，有線路的導線連接松動，電路元器件損壞，電氣元件觸點接觸不良等原因。7位置開關與按鈕開關的作用有何異同位置開關與按鈕都是靠外力的作用來使觸點動作的，按鈕是靠人主觀操作，是主令控制；位置開關是靠被控制機械裝置來操作，按照預先設定的位置來使觸點動作，是位置控制。8有 2 臺電動機 M1 和 M2，要求（1）M1 先啟動，經過 10 s后 M2 啟動；（2）M2 啟動后，M1 立即停止。試設計其控制線路。項目三 臥式鏜床電氣控制線路1什么是降壓啟動？三相鼠籠式異步電動機常采用哪些降壓啟動方法？所謂降壓啟動，就是利用某些設備或者采用電動機定子繞組換接的方法，降低啟動時加在電動機定子繞組上的電壓，而啟動后再將電壓恢復到額定值，使之在正常電壓下運行。三相籠型異步電動機常用的降壓啟動方法有定子串電阻（或電抗） 、 降壓、自耦變壓器啟動幾種，雖然方法各異，但目的都Y 是為了減小啟動電流。2T68 型臥式鏜床與 X62W 型銑床的變速沖動有什么不同，T68型臥式鏜床在進給時能否變速？T68 型臥式鏜床.變速沖動控制: 主電動機 M1 都是以低速起動，便于齒輪嚙合。然后過渡到新先定的轉速下運行。若因頂齒而使手柄無法推回時，可來回推動手柄，能過手柄運動中壓合，釋放行程開關 SQ2，使電動機 M1 瞬間得電、斷電，產生沖動，使齒輪在沖動過程在很快嚙合，手柄推上。這時變速沖動結束，主軸電動機M1 是新選定的轉速下轉動X62W 型銑床的變速沖動主軸變速沖動主軸變速是通過改變齒輪的傳動比進行的主軸電動機作瞬時點動，使齒輪系統抖動一下，達到良好嚙合；在改變工作臺進給速度時，為使齒輪易于嚙合，也需要使進給電動機瞬時點動一下。3T68 型臥式鏜床能低速啟動，但不能高速運行，試分析故障的原因。MI 能低速啟動，但置“高速”擋時，不能高速運行而自動停機。M1 能低速啟動，說明接觸器 KM3、KM1、KM4 工作正常；而低速啟動后不能換成高速運行且自動停機，又說明時間繼電器 KT 是工作的，其動斷觸點（1320）能切斷 KM4 線圈支路，而動合觸點（1322）不能接通 KM5 線圈支路。因此，應重點檢查 KT 的動合觸點（1322） ；此外，還應檢查 KM4 的互鎖動斷觸點（2223） 。按此思路，接下去還應檢查 KM5 有無故障。4雙速電動機高速運行時通常先低速啟動而后轉入高速運行，為什么?在高速運行時，先低速起動，后高速（YY）運行，以減少啟動電流5簡述速度繼電器的結構、工作原理及用途。速度繼電器又稱反接制動繼電器。它的主要結構是由轉子、定子及觸點三部分組成。速度繼電器工作原理：速度繼電器轉子的軸與被控電動機的軸相連接，而定子空套在轉子上。當電動機轉動時，速度繼電器的轉子隨之轉動，定子內的短路導體便切割磁場，產生感應電動勢，從而產生電流。此電流與旋轉的轉子磁場作用產生轉矩，于是定子開始轉動，當轉到一定角度時，裝在定子軸上的擺錘推動簧片動作，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合。當電動機轉速低于某一值時，定子產生的轉矩減小，觸點在彈簧作用下復位。6一臺電動機 接法，允許輕載啟動，設計滿足下列要求Y 的控制電路。（1）采用手動和自動控制降壓啟動。（2）實現連續運轉和點動工作，并且當點動工作時要求處于降壓狀態工作。（3）具有必要的聯鎖和保護 環節。7有