第一章習題解答1.1如何區分直流電磁系統和交流電磁系統？如何區分電壓線圈和電流線圈？答：直流電磁鐵鐵心由整塊鑄鐵鑄成，而交流電磁鐵的鐵心則用硅鋼片疊成，以減小鐵損。直流電磁鐵僅有線圈發熱，線圈匝數多、導線細，制成細長形，且不設線圈骨架，鐵心與線圈直接接觸，利于線圈的散熱。交流電磁鐵由于鐵心和線圈均發熱，所以線圈匝數少，導線粗，制成短粗形，吸引線圈設有骨架，且鐵心與線圈隔離，利于鐵心與線圈的散熱。1.2交流電磁系統中短路環的作用是什么？三相交流電磁鐵有無短路環？為什么？答：交流接觸器線圈通過的是交變電流，電流正負半波要經過零點，在電流過零點時線圈電磁吸力接近于零，如此動鐵芯會與靜鐵芯發生振動和噪聲。在鐵心端面上開槽安放短路環后，交變的磁通使得短路環產生同頻交變感應電流，該電流使短路環內產生與鐵心磁通變化相反的逆磁通。如此在鐵心端面上，短路環內的磁通與環外磁通在時間上錯開，避免了吸力過零產生噪聲和振動現象。沒有短路環，因為短路環是在電流過零時產生感應電流維持鐵芯吸合，三相交流電磁鐵一相電流過零時其余兩相不為零，鐵芯還是吸合的，因此不再需要短路環。1.3交流電磁線圈誤接入直流電源、直流電磁線圈誤接入交流電源，將發什么問題？為什么？答：交流電磁線圈誤接入對應直流電源,時間長了有可能將線圈燒掉，因為交流線圈的電感一般很大，其電阻阻值較小，所以當通直流電源后，電流會很大，電磁閥不會動作。直流電磁線圈誤接入對應交流電源，不會有什么影響，因為直流電磁線圈的阻值大，相應的電感也大，一般比交流電磁線圈的大。1.4電弧是如何產生的？有哪些危害？直流電弧與交流電弧各有什么特點？低壓電器中常用的滅弧方式有哪些？答：開關觸頭在大氣中斷開電路時，如果電路的電流超過0.25～1A，電路斷開后加在觸頭間的電壓超過12～20V，則在觸頭間隙（又稱弧隙）中便會產生一團溫度極高、發出強光和能夠導電的近似圓柱形的氣體。電弧的危害：(1)延長了切斷故障的時間；(2)高溫引起電弧附近電氣絕緣材料燒壞；(3)形成飛弧造成電源短路事故；(4)電弧是造成電器的壽命縮短的主要原因。1.4電弧是如何產生的？有哪些危害？直流電弧與交流電弧各有什么特點？低壓電器中常用的滅弧方式有哪些？交流是成正弦變化的，當觸點斷開時總會有某一時刻電流為零，此時電流熄滅。直流電弧由于其不過零點，導致開關不能斷開電弧，與交流電相比，直流電弧不易熄滅。機械性拉弧、磁吹式滅弧、窄縫滅弧、柵片滅弧法、固體產氣滅弧、石英砂滅弧、油吹滅弧、氣吹滅弧等。1.5接觸器的主要結構有哪些？交流接接觸器和直流接觸器如何區分？答：接觸器的結構主要由電磁系統，觸頭系統，滅弧裝置和其他部件等組成。直流接觸器與交流接觸器相比，直流接觸器的鐵心比較小,線圈也比較小,交流電磁鐵的鐵心是用硅鋼片疊柳而成的。線圈做成有支架式,形式較扁。因為直流電磁鐵不存在電渦流的現象，區分方式如下：(1)銘牌：AC是交流，DC是直流；(2)滅弧罩：交流接觸器設有滅弧裝置，以便迅速切斷電弧，免于燒壞主觸頭，大的有滅弧柵片。直流接觸器由于直流電弧比交流電弧難以熄滅，直流接觸器常采用磁吹式滅弧裝置滅弧；(3)極數：交流的主極為三、直流的主極為二；(4)線圈的鐵芯和銜鐵：交流的為分片硅鋼片、直流為整體式）。1.6交流接觸器在銜鐵吸合時，線圈中會產生沖擊電流，為什么？直流接觸器會產生這種現象嗎？為什么？答：交流接觸器的線圈是一個電感，是用交流電工作的。吸合前線圈內部沒有鐵心，電感很小，阻抗也就很小，所以電流大；吸合后鐵心進入線圈內部，電感量增大，阻抗增大，所以電流就降下來了。直流接觸器工作電流主要取決于其內部電阻，所以不會產生沖擊電流。1.7中間繼電器的作用是什么？中間繼電器與接觸器有何異同？答：中間繼電器的作用是將一個輸入信號變成多個輸出信號或將信號放大即增大觸頭容量的繼電器。中間繼電器的觸頭對數多，觸頭容量較大（額定電流5A～10A），動作靈敏。其主要用途是當其它繼電器的觸頭對數或觸頭容量不夠時，可借助中間繼電器來擴大觸頭數目，起到中轉或變換作用；接觸器觸點有主觸點和輔助觸點之分，而中間繼電器沒有主、輔助觸點之分。1.8對于星形聯結的三相異步電動機能否用一般三相結構熱繼電器作斷相保護？為什么？對于三角形聯結的三相異步電動機必須使用三相具有斷相保護的熱繼電器，對嗎？答：可以。因為熱繼電器內部有雙金屬片。當電機電源缺相時，包括機械方面的原因造成機堵轉，電機的電流會增加。電流增加使金屬片受熱到一定程度，根據熱膨脹系數的不同金屬片會分開。從而來斷開熱繼電器的輔助觸頭，被控制的接觸器會釋放，切斷電源，熱繼電器有過熱過載保護，保護電機不會因為電流的增加被燒壞。必須使用三相具有斷相保護的熱繼電器。三角形接法的電動機，線電流是相電流的1.732倍。當發生斷相時，線電流等于相電流。同樣的相電流下，斷相時的線電流較小，造成普通熱繼電器在斷相時保護靈敏度下降，因此要用斷相熱繼電器才行。1.9試比較電磁式時間繼電器、空氣阻尼式時間繼電器、電動式時間繼電器與電子式時間繼電器的優缺點及應用場合？答：1、電磁式時間繼電器是根據電磁阻尼原理產生延時的,延時時間短(0.3~1.6s)，但它結構比較簡單，通常用在斷電延時場合和直流電路中。2、空氣阻尼式時間繼電器又稱為氣囊式時間繼電器，它是根據空氣壓縮產生的阻力來進行延時的，其結構簡單，價格便宜，延時范圍大(0.4~180s)，但延時精確度低。3、電動式時間繼電器的原理與鐘表類似，它是由內部電動機帶動減速齒輪轉動而獲得延時的。這種繼電器延時精度高，延時范圍寬(0.4~72h)，但結構比較復雜，價格很貴。

4、電子式時間繼電器又稱為晶體管式時間繼電器，它是利用延時電路來進行延時的，這種繼電器精度高，體積小。1.10在電動機的控制電路中，熱繼電器與熔斷器各起什么作用？兩者能否互相替換？為什么？答：熱繼電器主要是起到過載保護作用還有因三相電流不平衡、缺相引起的過載保護，而保險絲主要起短路保護作用和限流保護。降壓啟動方法：籠型異步電動機：(1)定子繞組中串接電阻降壓起動；特點：起動轉矩小，加速平滑，但電阻損耗大。場合：電動機容量不大，起動不頻繁且平穩。(2)Y/△降壓起動特點：起動轉矩小，僅為額定值的1/3；轉矩特性差(起動轉矩下降為原來的l／3)。場合：電動機正常工作時定子繞組必須△接，輕載起動。(3)自耦變壓器降壓起動；特點：起動轉矩大(60%、80%抽頭)，損耗低，但設備龐大成本高。場合：重載起動。(4)延邊三角形降壓起動。特點：起動時，定子繞組接成延邊三角形，以減小起動電流，待電動機起動后，再換接成三角形，使電動機在全壓下運行。場合：要求啟動轉矩較大的場合繞線式異步電動機：(1)轉子繞組串電阻降壓起動；特點：啟動前，啟動電阻全部接入電路，隨啟動過程可將電阻逐段切除。場合：不可逆軋機、起重運輸機、高爐料車卷揚等。(2)轉子繞組串接頻敏變阻器降壓啟動。頻敏變阻器的特點是其電阻隨轉速上升而自動減小。特點：結構簡單，價格便宜，制造容易，運行可靠，維護方便，能自動操作等。場合：無適用于大、中容量電動機的重載起動。11.試設計按時間原則控制的三相籠型異步電動機串電抗器降壓啟動控制線路？15.設計一個控制線路，三臺籠型異步電動機工作情況如下：M1先啟動，經10s后M2自行啟動，運行30s后M1停機并同時使M3自啟動，再運行30s后全部停機？17.什么叫反接制動？什么叫能耗制動？各有什么特點及適用場合？答：反接制動：是利用改變電動機電源的相序，使定子繞組產生相反方向的旋轉磁場，從而產生制動轉矩的一種制動方法。特點：制動力強、停轉迅速、無需直流電源；缺點是制動過程沖擊大，電能消耗多應用場合：不經常啟動，電動機容量不大(10KW以下)的設備。能耗制動：即在電動機脫離三相