15438《電氣控制與PLC應用(第四版)》習題解答

1 電氣控制與 用習題解答 第一章 常用低壓電器 1從外部結構特征上如何區(qū)分直流電磁機構與交流電磁機構？怎么區(qū)分電壓線圈與電流線圈？ 答：從外部結構特征上，直流電磁機構鐵心與銜鐵由整塊鋼或鋼片疊制而成，鐵心端面無短路環(huán)，直流電磁線圈為無骨架、高而薄的瘦高型。交流電磁機構鐵心與銜鐵用硅鋼片疊制而成，鐵心端面上必有短路環(huán)，交流電磁線圈設有骨架，做成短而厚的矮胖型。 電壓線圈匝數多，線徑較細，電流線圈導線粗，匝數少。 1三相交流電磁鐵有無短路環(huán)，為什么？ 答：三相交流電磁鐵無短路環(huán)。三相交流 電磁鐵電磁線圈加的是三相對稱電壓，流過三相對稱電流，磁路中通過的是三相對稱磁通，由于其相位互差 120，所產生的電磁吸力零值錯開，其合成電磁吸力大于反力，故銜鐵被吸牢而不會產生抖動和撞擊，故無需再設短路環(huán)。 1交流電磁線圈誤接入對應直流電源，直流電磁線圈誤接入對應交流電源，將發(fā)生什么問題，為什么？ 答：交流電磁線圈誤接入對應直流電源，此時線圈不存在感抗，只存在電阻，相當于短路狀態(tài)，產生大的短路電流，立即將線圈燒毀。 直流電磁線圈誤接入對應交流電源，由于阻抗存在，使線圈電流過小，電磁吸力過??；銜鐵吸合 不上，時間一長，鐵心因磁滯、渦流損耗而發(fā)熱，致使線圈燒毀。 1交流、直流接觸器是以什么定義的？交流接觸器的額定參數中為何要規(guī)定操作頻率？ 答：接觸器是按主觸頭控制的電流性質來定義為是交流還是直流接觸器。對于交流接觸器，其銜鐵尚未動作時的電流為吸合后的額定電流的 56 倍，甚至高達 1015 倍，如果交流接觸器頻繁工作，將因線圈電流過大而燒壞線圈，故要規(guī)定操作頻率，并作為其額定參數之一。 1接觸器的主要技術參數有哪些？其含義是什么？ 答：接觸器的主要技術參數有極數和電流種類，額定工作電壓、額定工作 電流（或額定控制功率），約定發(fā)熱電流，額定通斷能力，線圈額定電壓，允許操作頻率，機械壽命和電壽命，接觸器線圈的起動功率和吸持功率，使用類別等。 1） 接觸器的極數和電流種類 按接觸器主觸頭接通與斷開主電路電流種類，分為直流 2 接觸器和交流接觸器，按接觸器主觸頭個數 又有兩極、三極與四極接觸器。 2） 額定工作電壓 接觸器額定工作電壓是指主觸頭之間的正常工作電壓值，也就是指主觸頭所在電路的電源電壓。 3） 額定工作電流 接觸器額定工作電流是指主觸頭正常工作電流值。 4） 約定發(fā)熱電流 指在規(guī)定條件下試驗時，電流在 8h 工作制下，各部分溫升不超過極限時接觸器所承載的最大電流。 5） 額定通斷能力 指接觸器主觸頭在規(guī)定條件下能可靠地接通和分斷 的 電流值。 6） 線圈額定工作電壓 指接觸器電磁吸引線圈正常工作電壓值。 7） 允許操作頻率 指接觸器在每小時內可實現的最高操作次數。 8） 機械壽命和電氣壽命 機械壽命是指接觸器在需要修理或更換機構零件前所能承受的無載操作次數。電氣壽命是在規(guī)定的正常工作條件下，接觸器不需修理或更換的有載操作次數。 9） 接觸器線圈的起動功率和吸持功率 直流接觸器起動功率和吸持功率相等。交流接觸器起動 視在功率一般為吸持視在功率的 5 8 倍。而線圈的工作功率是指吸持有功功率。 10） 使用類別 接觸器用于不同負載時，其對主觸頭的接通和分斷能力要求不同，按不同使用條件來選用相應使用類別的接觸器便能滿足其要求。 1交流接觸器與直流接觸器有哪些不同？ 答： 1）直流接觸器額定電壓有： 110、 220、 440、 660V，交流接觸器額定電壓有： 127、220、 380、 500、 660V。 2）直流接觸器額定電流有 40、 80、 100、 150、 250、 400 及 600A；交流接觸器額定電流有 10、 20、 40、 60、 100、 150、 250、 400 及 600A。 3）常用接觸器線圈額定電壓等級為：交流線圈有 127、 220、 380V；直流線圈有 110、220、 440V。 4）直流接觸器起動功率和吸持功率相等。交流接觸器起動視在功率一般為吸持視在功率的 5 8 倍。 1如何選用接觸器？ 答： 1）接觸器極數和電流種類的確定 根據主觸頭接通或分斷電路的性質來選擇直流接觸器還是交流接觸器。三相交流系統(tǒng)中一般選用三極接觸器，當需要同時控制中性線時，則選用四極交流接觸器。單相交流和直流系統(tǒng)中則常用兩極或三極并聯。一般場合選用電磁式接觸器； 易爆易燃場合應選用防爆型及真空接觸器。 3 2）根據接觸器所控制負載的工作任務來選擇相應使用類別的接觸器。如負載是一般任務則選用 用類別；負載為重任務則應選用 別；如果負載為一般任務與重任務混合時，則可根據實際情況選用 接觸器，如選用 時，應降級使用。 3）根據負載功率和操作情況來確定接觸器主觸頭的電流等級。當接觸器使用類別與所控制負載的工作任務相對應時，一般按控制負載電流值來決定接觸器主觸頭的額定電流值；若不對應時，應降低接觸器主觸頭電流等級使用。 4）根據接觸器主觸頭接通與分 斷主電路電壓等級來決定接觸器的額定電壓。 5）接觸器吸引線圈的額定電壓應由所接控制電路電壓確定。 6） 接觸器觸頭數和種類應滿足主電路和控制電路的要求。 1交流、直流電磁式繼電器是以什么來定義的？ 答：按繼電器線圈電流種類不同區(qū)分為交流電磁式繼電器與直流電磁式繼電器。 1電磁式繼電器與電磁式接觸器在結構上有何不同？ 答：電磁式繼電器在結構上無滅弧裝置，有調節(jié)裝置。電磁式接觸器有滅弧裝置，但無調節(jié)裝置。 1何為電磁式繼電器的吸力特性與反力特性？它們之間應如何配合？ 答：電磁式繼電器的吸 力特性是指電磁機構的電磁吸力與銜鐵和鐵心之間氣隙的關系曲線。 電磁式繼電器的反力特性是指電磁機構使銜鐵復位的力與氣隙的關系曲線。 吸力特性與反力特性的配合：電磁機構銜鐵吸合時，吸力必須始終大于反力，但也不宜過大，銜鐵釋放時反力大于剩磁吸力。因此電磁機構的反力特性必須介于電磁吸力特性和剩磁吸力特性之間。 1電磁式繼電器的主要參數有哪些？其含義如何？ 答： 1）額定參數 繼電器的線圈和觸頭在正常工作時允許的電壓值或電流值稱為繼電器額定電壓或額定電流。 2）動作參數 即繼電器的吸合值與釋放值。對于電壓 繼電器有吸合電壓對于電流繼電器有吸合電流 3）整定植 根據控制要求，對繼電器的動作參數進行人為調整的數值。 4）返回參數 是指繼電器的釋放值與吸合值的比值，用 K 表示。 K 值可通過調節(jié)釋放彈簧或調節(jié)鐵心與銜鐵之間非磁 性墊片的厚度來達到所要求的值。返回系數反映了繼電器 4 吸力特性與反力特性配合的緊密程度，是電壓和電流繼電器的主要參數。 5）動作時間 有吸合時間和釋放時間兩種。吸合時間是指從線圈接受電信號起，到銜鐵完全吸合止所需的時間；釋放時間是從線圈斷電到銜鐵完全釋放所需的時間。 6）靈敏度 靈敏度是指繼電器在整定值下動作時所需的最小功率或按匝數。 1過電壓繼電器、過電流繼電器的作用是什么？ 答：過電壓繼電器在電路中用于過電壓保護，過電流繼電器在電路中起過電流保護。 1中間繼電器與接觸器有何不同？ 答 ： 首先作用不同：接觸器是一種容量較大的自動開關電器，中間繼電器是在電路中起增加觸頭數量和中間放大作用的控制電器，容量小。 第二結構不同：接觸器有主觸頭、輔助觸頭之分，中間繼電器觸頭容量相同且觸頭對數多。另外， 接觸器有 滅弧裝置，中間繼電器無滅弧裝置。 1何為 通用 電磁式繼電器？ 答：有的電磁式直流繼電器，更換不同電磁線圈可成為直流電壓繼電器，直流電流繼電器及直流中間繼電器，若在鐵心柱套上阻尼套筒又可成為電磁式時間繼電器，對于這類電磁式直流繼電器稱為通用繼電器。 1如何 選用 電磁式繼電器？ 答： 電磁式繼電器 選用 時應考慮下面四點： 1） 使用類別的選用 繼電器的典型用 途是控制接觸器的線圈，即控制交、直流電磁鐵。繼電器使用類別 ： 來 控制交流電磁鐵負載 ， 制直流電磁鐵負載。 2） 額定工作電流與額定工作電壓的選用 繼電器在對應使用類別下，繼電器的最高工作電壓為繼電器的額定絕緣電壓，繼電器的最高工作電流應小于繼電器的額定發(fā)熱電流。 選用繼電器電壓線圈的電壓種類與額定電壓值時，應與系統(tǒng)電壓種類與電壓值一致。 3） 工作制的選用 繼電器工作制應與其使用場合工作制一致，且實際操作頻率應低于繼 電器額定操作頻率。 4） 繼電器返回系數的調節(jié) 應根據控制要求來調節(jié)電壓和電流繼電器的返回系數。一般采用增加銜鐵吸合后的氣隙、減小銜鐵打開后的氣隙或適當放松釋放彈簧等措施來達到增大返回系數的目的。 1空氣阻尼式時間繼電器由哪幾部分組成？簡述其工作原理。 答：空氣阻尼式時間繼電器由電磁機構、延時機構和觸頭系統(tǒng)三部分組成。 以通電延時型時間繼電器為例：當線圈通電后，銜鐵吸合，活塞桿在塔形彈簧作用下 5 帶動活塞及橡皮膜向上移動，橡皮膜下方空氣室的空氣變得稀薄，形成負壓，活塞桿只能緩慢移動，其向上移動速度由進 氣孔氣隙大小決定。經一段延時后，活塞桿通過杠桿壓動微動開關，使其觸點動作，起到通電延時作用。 1星形接法的三相異步電動機能否采用兩相熱繼電器來作斷相與過載保護，為什么？ 答： 星形接法的三相異步電動機采用兩相熱繼電器就能實現電動機斷相與過載保護，因為星形接線時，線電流等于相電流，流過電動機繞組的電流就是流過熱繼電器熱元件的電流。 1三角形接法的三相異步電動機為何必須采用三相帶斷相保護的熱繼電器來作斷相與過載保護？ 答：對于三角形聯接的三相異步電動機在正常運轉時，線電流是相電流的 3 倍，串接在電動機電源進線中的熱元件是按電動機的額定電流即線電流來整定的。當發(fā)生一相電源斷路時，流過跨接全電壓下的一相繞組電流等于 額定相電流，而流過另兩相繞組串聯的電流僅為 的額定相電流。這時流過未斷相的那兩相電源線中的線電流正好為 3 倍額定相電流即為額定線電流，接在電動機進線中的熱元件流過的是額定線電流，熱繼電器不動作，但流過全壓下的一相繞組已流過 額定相電流，時間一長有過熱燒毀危險。所以，三角形接法的三相 異步電動機必須采用帶斷相保護的三相熱繼電器來作為斷相和過載保護。 1什么是熱繼電器的整定電流？ 答：熱繼電器的整定電流是指調節(jié)熱繼電器上的凸輪，進而調節(jié)補償雙金屬片與導板的距離，達到 調節(jié) 熱繼電器 整定 動作電流的目的。所以整定電流是預先設定的動作電流。 1熔斷器的額定電流、熔體的額定電流、熔體的極限分斷電流三者有何區(qū)別？ 答：熔斷器的額定電流也就是熔管額定電流，指長期工作熔管溫升不超過允許溫升的最大工作電流。 熔體的額定電流是熔體長期工作，熔體不會熔斷的最大電流。 熔體的極限分斷電流 是指熔斷器可靠分斷的是最大短路電流。 熔管額定電流等級較少，熔體額定電流等級較多，且一種電流規(guī)格的熔管內可安裝等于或小于熔管額定電流的多種規(guī)格的熔體。 1熱繼電器、熔斷器的保護功能有何不同？ 答：熱繼電器主要用作電動機的斷相保護與長期過載保護。 熔斷器廣泛應用于低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)及用電設備 中 作短路和過電流保護。 6 1能否用過電流繼電器來作電動機的過載保護，為什么？ 答：不能用過電流繼電器來作電動機的過載保護 。這是因為三相異步電動機在設計時是允許短時過載的，若用過電流繼電器作為過載保護時 ，只要電動機一出現過載，過電流繼電器立即動作，電動機停轉，這不符合電動機的使用要求，也使電動機 因起動電流過大致使過電流繼電器動作而 無法正常工作。 1如何選用電動機過載保護用的熱繼電器？ 答：一般來說按電動機的額定電流來選擇熱繼電器的額定電流，但對于過載能力較差的電動機，則按電動機額定電流的 來選擇熱繼電器的額定電流。 1低壓斷路器具有哪些脫扣裝置？各有何保護功能？ 答：低壓斷路器有分勵脫扣器，欠電壓、失電 壓脫扣器，過電流脫扣器，熱脫扣器。分勵脫扣器用來遠距離斷開電路 ；欠電壓 、失電壓脫扣器用來實現欠電壓與失電壓保護；過電流脫扣器用來實現過電流與短路 電流 保護；熱脫扣器用來實現長期過載保護。 1如何選用塑殼 式 斷路器？ 答： 塑殼式低壓斷路器常用來作電動機的過載與短路保護，其選擇原則是； 1）斷路器額定電壓等于或大于線路額定電壓。 2）斷路器額定電流等于或大于線路或設備額定電流。 3）斷路器通斷能力等于或大于線路中可能出現的最大短路電流。 4）欠壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓。 5）分勵脫扣器額定電壓等于控制電源電壓。 6）長延時電流整定值等于電動機額定電流。 7）瞬時整定 電流：對保護籠型感應電動機的斷路器，瞬時整定電流為 815 倍電動機額定電流；對于保護繞線型感應電動機的斷路器，瞬時整定電流為 36 倍電動機額定電流。 8） 6 倍長延時電流整定值的可返回時間等于或大于電動機實際起動時間。 1電動機主電路中接有斷路器，是否可以不接熔斷器，為什么？ 答：電動機主電路中接有斷路器，可以不接熔斷器。一方面低壓斷路器具有短路保護作用，更何況低壓斷路器短路保護要比熔斷器性能更為優(yōu)越，不會出現單相運行狀況。 1行程開關與接近開關工作原理有何不同？ 答：行程開關分為機械結構 的接觸式有觸點行程開關與電氣結構下的非接觸式接近開關。前者工作原理是依靠移動機械上的 撞塊碰撞行程開關的可動部件使觸頭動作發(fā)出信號的。后者是一種開關型傳感器，既有開關作用又具有傳感性能，它是當機械運動部件運動到 7 接近開關一定距離時就能發(fā)出動作信號的開關元件。常用的高頻振蕩型接近開關其工作原理是當裝在移動機械上的金屬檢測體接近感辨頭時，由于感應作用，使高頻振蕩器 線圈磁場中的物體內部產生渦流與磁滯損耗，使振蕩回路振蕩減弱，甚至停振，將此信號發(fā)出起到控制作用。 1速度繼電器的釋放轉速應如何調整？ 答：速度繼 電器的釋放轉速是通過 調節(jié)反力彈簧的松緊程度來改變的。若將反力彈簧壓緊，反力作用加大， 則釋放轉速較高，否則反之。 8 第二章 電氣控制電路基本環(huán)節(jié) 2常用的電氣控制系統(tǒng)有哪三種？ 答： 常用的電氣控制系統(tǒng)圖有電氣原理圖、電器布置圖與安裝接線圖。 2何為電氣原理圖？繪制電氣原理圖的原則是什么？ 答： 電氣原理圖是用來表示電路各電氣元器件中導電部件的連接關系和工作原理的圖。 繪制電氣原理圖的原則 1） 電氣原理圖的繪制標準 圖中所有的元器件都應采用國家統(tǒng)一規(guī)定 的圖形符號和文字符號。 2） 電氣原理圖的組成 電氣原理圖由主電路和輔助電路組成。主電路是從電源到電動機的電路，其中有刀開關、熔斷器、接觸器主觸頭、熱繼電器發(fā)熱元件與電動機等。主電路用粗線繪制在圖面的左側或上方。輔助電路包括控制電路、照明電路、信號電路及保護電路等。它們由繼電器、接觸器的電磁線圈，繼電器、接觸器輔助觸頭，控制 按鈕，其他控制元件觸頭、控制變壓器、熔斷器、照明燈、信號燈及控制開關等組成，用細實線繪制在圖面的右側或下方。 3） 電源線的畫法 原理圖中直流電源用水平線畫出，一般直流電源的正極畫在圖面 上方，負極畫在圖面的下方。三相交流電源線集中水平畫在圖面上方，相序自上而下依 2、 列，中性線（ N 線）和保護接地線（ ）排在相線之下。主電路垂直于電源線畫出，控制電路與信號電路垂直在兩條水平電源線之間。耗電元器件（如接觸器、繼電器的線圈、電磁鐵線圈、照明燈、信號燈等）直接與下方水平電源線相接，控制觸頭接在上方電源水平線與耗電元器件之間。 4） 原理圖中電氣元器件的畫法 原理圖中的各電氣元器件均不畫實際的外形圖，原理圖中只畫出其帶電部件，同一電氣元器件上的不同帶電部件是按電路中的連接關系畫出，但必須按國家標準規(guī)定的圖形符號畫出，并且用同一文字符號注明。對于幾個同類電器，在表示名稱的文字符號之后加上數字序號，以示區(qū)別。 5） 電氣原理圖中電氣觸頭的畫法 原理圖中各元器件觸頭狀態(tài)均按沒有外力作用時或未通電時觸頭的自然狀態(tài)畫出。對于接觸器、電磁式繼電器是按電磁線圈未通電時觸頭狀態(tài)畫出；對于控制按鈕、行程開關的觸頭是按不受外力作用時的狀態(tài)畫出；對于斷路器和開關電器觸頭按斷開狀態(tài)畫出。當電氣觸頭的圖形符號垂直放置時，以“左開右閉”原則繪制，即垂線左側的觸頭為常開觸頭，垂線右側的觸頭為常閉觸頭；當符號為水平放 置時，以“上 9 閉下開”原則繪制，即在水平線上方的觸頭為常閉觸頭，水平線下方的觸頭為常開觸頭。 6） 原理圖的布局 原理圖按功能布置，即同一功能的電氣元器件集中在一起，盡可能按動作順序從上到下或從左到右的原則繪制。 7） 線路 連接點、交叉點的繪制 在電路圖中，對于需要測試和拆接的外部引線的端子，采用“空心圓”表示；有直接電聯系的導線連接點，用“實心圓”表示；無直接電聯系的導線交叉點不畫黑圓點，但在電氣圖中盡量避免線條的交叉。 8） 原理圖繪制要求 原理圖的繪制要層次分明，各電器元件及觸頭的安排要合理，既要做到所 用元件、觸頭最少，耗能最少，又要保證電路運行可靠，節(jié)省連接導線以及安裝、維修方便。 2何為電器布置圖？電器元件的布置應注意哪幾方面？ 答：電器元件布置圖是用來表明電氣原理圖中各元器件的實際安裝位置，可視電氣控制系統(tǒng)復雜程度采取集中繪制或單獨繪制。 電器元件的布置應注意以下幾方面： 1）體積大和較重的電器元件應安裝在電器安裝板的下方，而發(fā)熱元件應安裝在電器安裝板的上面。 2）強電、弱電應分開，弱電應屏蔽，防止外界干擾。 3）需要經常維護、檢修、調整的電器元件安裝位置不宜過高或過低。 4）電器元件的布置 應考慮整齊、美觀、對稱。外形尺寸與結構類似的電器安裝在一起，以利安裝和配線。 5）電器元件布置不宜過密，應留有一定間距。如用走線槽，應加大各排電器間距，以利布線和維修。 2何為 安裝接線圖？安裝 接線圖的繪制原則是什么？ 答： 安裝接線圖主要用于電器的安裝接線、線路檢查、線路維修和故障處理，通常接線圖與電氣原理圖和元件布置圖一起使用。 接線圖表示出項目的相對位置 、項目代號、端子號、導線號、導線型號、導線截面等內容。 安裝 接線圖的繪制原則是： 1）各電氣元 器 件均按實際安裝位置繪出，元 器 件所占圖面按實際尺寸以 統(tǒng)一比例繪制。 2）一個元 器 件中所有的帶電部件均畫在一起，并用點劃線框起來，即采用集中表示法。 3）各電氣元 器 件的圖形符號和文字符號必須與電氣原理圖一致，并符合國家標準。 4）各電氣元 器 件上凡是需接線的部件端子都應繪出，并予以編號，各接線端子的編號 10 必須與電氣原理圖上的導線編號相一致。 5）繪制安裝接線圖時，走向相同的相鄰導線可以繪成一股線。 2電氣控制電路的基本控制規(guī)律主要有哪些控制？ 答：電氣控制電路的基本控制規(guī)律 有自鎖與互鎖的控制、點動與連續(xù)運轉的控制、多地聯鎖控制、順序控制與自動循環(huán)的控制等 。 2電動機點動控制與連續(xù)運轉控制的關鍵控制環(huán)節(jié)是什么？其主電路又有何區(qū)別（從電動機保護環(huán)節(jié)設置上分析）？ 答：電動機點動控制與連續(xù)運轉控制的關鍵控制環(huán)節(jié)在于有無自鎖電路，該電路是用電動機起動接觸器的常開輔助觸頭并接在起動按鈕常開觸頭兩端構成。有自鎖電路為 連續(xù)運轉，無自鎖電路為點動控制。對于點動控制的電動機主電路中不用 接熱繼電器，即無需長期過載保護。 2何為電動機的欠電壓與失電壓保護？接觸器與按鈕控制電路是如何實現 欠電壓與失電壓保護的？ 答：電動機的欠電壓保護是指當電動機電源電壓降到 額定電壓時，將電動機電源切除而停止工作的保護。 電動機的失電壓保護是指當電動機電源電壓消失而停轉，但一旦電源電壓恢復時電動機不會自行起動的保護。 對于采用接觸器和按鈕控制的起動、停止電路，當電動機電源電壓消失或下降過多時，接觸器自行釋放，主觸頭斷開電動機主電路而停止轉動，接觸器自鎖常開觸頭斷開自鎖電路，電源恢復時，電動機不會自行起動，而需再次按下按鈕后電動機方可起動旋轉，實現欠電壓、失電壓保護。 2何為互鎖控制？實現電動機正反轉互鎖控制的方法有哪兩種？它們有何不同？ 答：在控制電路中 相互制約 的控制關系稱為互鎖，其中電動機正反轉控制中正轉控制與反轉控制的互鎖 最為典型 。 實現電動機正反轉互鎖控制的方法其一是將正反轉接觸器的常閉輔助觸頭串接在對方接觸器線圈的前面，此法常稱為電氣互鎖；其二是將正、反轉起動按鈕的常閉觸頭串接在對方接觸器線圈的前面，此法常稱為機械互鎖。 常用電氣互鎖時，電路是正轉起動 反轉起動的控制，而采用機械互鎖時，電路是可以實現由正轉直接變反轉的 正轉起動 正轉 - 2試畫出用按鈕選擇控制電動機既可點動又可連續(xù)運轉的控制電路。 題 2 11 2試畫出用按鈕來 兩地 控制電動機單向旋轉既可點動又可連續(xù)運轉的控制電路。 2指出電動機正反轉控制電路中關鍵控制在哪兩處？ 答：電動機正反轉電路控制電路關鍵控制 在： 一 是 在 主電路中正轉接觸器與反轉接觸器主觸點應保證電動機定子繞組所接三相交流電源相序要接反，這樣才能保證電動機能實現正、反轉。為此正反轉接觸器主觸頭之間上方采用對應接，下方則采用包圍接；二是在控制電路中要有正、反轉控制的互鎖環(huán)節(jié)，否則發(fā)生按下正轉起動按鈕，電動機正轉運行后發(fā)生又按下反轉起動按鈕的誤操作時出現正、反轉接觸線圈都通電吸 合，造成三相交流電源相間短路，電源三相熔斷器熔斷，電動機停止。 2電動機正反轉電 路中何為電氣互鎖 ?何為機械互鎖？ 答：電動機正反轉電路中，由正、反轉接觸器輔助常閉觸點接于對方接觸器線圈電路中為電氣互鎖；由正、反轉起動按鈕常閉觸頭串接與對方接觸器線圈電路中為機械互鎖。 2實現電動機可直接由正轉變反轉或由反轉變正轉，其控制要點在何處？ 答：實現電動機可直接由正轉變反轉或由反轉變正轉，其控制要點為采用機械互鎖。 2分析圖 2路工作原理。 答： 電路工作原理：合上主電路與控制電路電 源開關，按下正轉起動按鈕 圈通電并自鎖，電動機正轉起動旋轉，拖動工作臺前進向右移動，當移動到位時，撞塊 常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合，前者使 圈斷電，后者使 圈通電并自鎖，電動機由正轉變?yōu)榉崔D，拖動工作臺由前進變?yōu)楹笸?，工作臺向左移動。當后退到位時，撞塊 B 壓下 電， 電，電動機由反轉變?yōu)檎D，拖動工作臺變后退為前進，如此周而復始實現自動往返工作。當按下停止按鈕 ，電動機停止，工作臺停下。當行程開關 靈時，電動機換向無法實現，工作 臺繼續(xù)沿原方向移動，撞塊將壓下 位開關，使相應接觸器線圈斷電釋放，電動機停止，工作臺題 2 12 停止移動，從而避免運動部件因超出極限位置而發(fā)生事故，實現限位保護。 2試分析圖 2各電路中的錯誤，工作時會出現什么現象？應如何改進？ 答：圖 2 a）按下 動按鈕， 圈無法通電吸合，即無法工作。 見題 2進圖 a）。 b）按下起動按鈕 圈通電后，按下停止按鈕 圈無法斷電釋放。見題 2進圖 b）。 c）按下 圈通電吸合后，按下 圈不能斷電釋放。 見題 2進圖 c）。 d）按下 圈通電吸合，松開 圈斷電釋放成為點動控制。 見題2進圖 d）。 e） 圈吸合時與 圈通電吸合時，相序不變，電動機無法實現正、反轉。見題 2進圖 e）。 f）按下正轉起動按鈕 圈無法通電吸合。 見題 2進圖 f）。 g）控制電源一合閘，不用按下 圈立即通電吸合。 見題 2進圖 g）。 2兩臺三相籠型異步電動機 求 起動，在 動后才可進行 起動，停止時 時停止。試畫出其電氣電路圖。 答： 見圖 2兩臺三相籠型異步電動機 求既可實現 分別起動和停止，又可實現兩臺電動機同時停止。試畫出其電氣電路圖。 2分析圖 2列自動星形 闡明每對觸頭作用。 答：電路工作原理：合上電源開關 Q，按下起動按鈕 圈同時題 2進 圖 題 2 13 通電并自鎖，電動機三相定子繞組接成星形接入三相交流電源進行減壓起動，當電動機轉速接近額定轉速時，通電延時型時間繼電器動作 ， 閉觸頭斷開， 圈斷電釋放；同時 開觸頭閉合， 圈通電吸合并自鎖，電動機繞組接成三角形全壓運行。當 閉觸頭斷開，使 圈斷電，避免時間繼電器長期工作。 防同時接成星形和三角形造成電源短路。 2分析 圖 2列自耦變壓器減壓起動電路工作原理。 答：電路工作原理：合上主電路與控制電路電源開關， 亮，表明電源電壓正常。按下起動按鈕 圈同時通電并自鎖，將自耦變壓器接入，電動機由自耦變壓器二 次電壓供電作減壓起動，同時指示燈 ， ，顯示電動機正進行減壓起動。當電動機轉速接近額定轉速時，時間繼電器 電延時閉合觸頭閉合，使 圈通電并自鎖，其常閉觸頭斷開 圈電路， 圈斷電釋放，將自耦變壓器從電路切除；另一對常閉觸頭斷開， 示燈滅； 常開觸頭閉合，使 圈通電吸合，電源電壓全部加在電動機定子上，電動機在額定電壓下進入正常運轉，同時 示燈亮，表明電動機減壓起動結束。由于自耦變壓器星接部分的電流為自耦變壓器一、二次電流之差，故用 助觸頭來聯接。 2分析圖 2路工作原理。 答：圖 2間原則控制轉子電阻起動電路工作原理：合上三相電源開關 Q，接通控制電路電源，在轉子電阻短接接觸器 圈斷電釋放，其常閉觸頭閉合前提下，按下起動按鈕 路接觸器 圈通電并自鎖，電動機在轉子電阻 3 全部接入情況下全壓起動，同時時間繼電器 圈通電吸合， 通電延時型時間繼電器，當 時時間一到，其常開延時閉合觸頭閉合，由于 開觸頭的閉合，短接轉子電阻 觸器 圈通電并自鎖， 開主 觸頭閉合將轉子電阻 接，轉子電流上升，電磁轉矩加大，電動機轉速上升，同時 開輔助觸頭閉合，接通時間繼電器 圈， 電吸合，其常開通電延時閉合觸頭經延時后閉合，使短接轉子電阻接觸器 圈通電吸合并自鎖， 開主觸頭閉合短接轉子電阻 速再上升，而 常閉輔助觸頭斷開，使 圈斷電釋放。 一對常開輔助觸頭閉合，使 圈通電吸合并自鎖， 觸頭閉合 ，短接 子電阻，電動機轉速上升，運行在穩(wěn)定轉速下，電動機按時間原則起動結束。而 一對常閉 輔助觸頭斷開，使 圈斷電釋放，使電動機起動后只有 圈通電吸合。 2在圖 2動機單向反接制動電路中，若速度繼電器觸頭接錯，將發(fā)生什么結果？ 14 為什么？ 答：在圖 2動機單向反接制動電路中，若速度繼電器觸頭接錯，在按下電動機停止按鈕 ，因 開觸頭一直是斷開的，反接制動接觸器 圈無法通電吸合，故沒有反接制動，電動機只是自然停車。 2分析圖 2動機可逆運行反接制動控制電路中各電器觸頭的作用，并分析電路工作原理。 答：圖中 電 動機正、反轉接觸器， 短接制動電阻接觸器， 中間繼電器， 速度繼電器，其中 正轉閉合觸頭， 反轉閉合觸頭。 R 電阻起動時起定子串電阻降壓起動用，停車時， R 電阻又作為反接制動電阻。 電路工作原理：合上電源開關，按下正轉起動按鈕 轉中間繼電器 圈通電并自鎖，其常閉觸頭斷開，互鎖了反轉中間繼電器 圈電路， 開觸頭閉合，使接觸器 圈通電， 觸頭閉合使電動機定子繞組經電阻 R 接通正相序三相交流電源，電動機 M 開始正轉降壓起動。當電 動機轉速上升到一定值時，速度繼電器正轉常開觸頭 合，中間繼電器 電并自鎖。這時由于 常開觸頭閉合，接觸器 圈通電，于是電阻 R 被短接，定子繞組直接加以額定電壓，電動機轉速上升到穩(wěn)定工作轉速。所以，電動機轉速從零上升到速度繼電器 開觸頭閉合這一區(qū)間是定子串電阻降壓起動過程。 正轉停車時，按下停止按鈕 圈相繼斷電釋放，但此時電動機轉子仍以慣性高速旋轉，使 頭仍維持閉合狀態(tài)， 處于吸合狀態(tài)，所以在閉觸頭復位后， 圈便通 電吸合，其常開主觸頭閉合，使電動機定子繞組經電阻 R 獲得反相序三相交流電源，對電動機進行反接制動，電動機轉速迅速下降，當電動機轉速低于 放值時， 位， 圈斷電， 圈斷電釋放，反接制動結束，電動機轉速依慣性降至零。 2對于按速度原則即用速度繼電器控制的電動機反接制動，若發(fā)生反接制動效果差，是何原因？應如何調整？ 答：對于按速度原則即用速度繼電器控制的電動機反接制動，若發(fā)生反接制動效果差，通常來說是由于速度繼電器觸頭釋放過早，即其常開觸頭過早斷開，這是由于反力彈簧壓得過緊，為此可 調節(jié)壓緊反力彈簧的螺釘，將反力彈簧松開點即可。 2分析圖 2路各電器觸頭的作用，并分析電路工作原理。 15 答：電路工作原理：電動機現已處于單向運行狀態(tài)，所以 電并自鎖。若要使電動機停轉，只要按下停止按鈕 圈斷電釋放，其主觸頭斷開，電動機斷開三相交流電源。同時， 圈同時通電并自鎖， 觸頭將電動機定子繞組接入直流電源進行能耗制動，電動機轉速迅速降低，當轉速接近零時，通電延時型時間繼電器 閉延時斷開觸頭動作，使 圈相繼斷電釋放，能耗 制動結束。 圖中 瞬動常開觸頭與 鎖觸頭串接，其作用是：當發(fā)生 圈斷線或機械卡住故障，致使 閉通電延時斷開觸頭斷不開，常開瞬動觸頭也合不上時，只有按下停止按鈕 為點 動能耗制動。若無 常開瞬動觸頭串接 開觸頭，在發(fā)生上述故障時，按下停止按鈕 ，將使 圈長期通電吸合，使電動機兩相定子繞組長期接入直流電源。 2分析圖 2路各電器觸頭的作用，并分析電路工作原理。 答： 電動機正、反轉接觸器， 能耗制動接觸器， 速度繼電器。 電路 工作原理：合上電源開關 Q，根據需要按下正轉或反轉起動按鈕 應接觸器 圈通電吸合并自鎖，電動機起動旋轉。此時速度繼電器相應的正向或反向觸頭 合，為停車接通 現能耗制動作準備。 停車時，按下停止按鈕 動機定子三相電源切除。當 到底時， 圈通電并自鎖，電動機定子接入直流電源進行能耗制動，電動機轉速迅速降低，當轉速下降到100 r 時速度繼電器釋放，其觸頭在反力彈簧 作用下復位斷開，使 圈斷電釋放，切除直流電源，能耗制動結束，電動機依慣性自然停車至零。 2分析圖 2路各電器觸頭的作用，并分析電路工作原理。 答： 圖 2路工作原理：接通電路與控制電路電源，若選擇“低速”則將 至“左”位，三角形聯接接觸器 電吸合，電動機接觸三角形接法，成為 4 極電動機獲得低速起動旋轉運行。 若選擇“高速”時，則將 至“右”位， 圈通電并吸合， 開瞬動觸頭閉合，使 圈相繼通電吸合，電動機接成三角形，低速起動旋轉，當 間繼電器通電延時 時間一到， 閉延時斷開觸頭斷開，切斷 圈電路， 電釋放，同時，時閉合觸頭閉合使 圈相繼通電吸合，電動機改接成雙星形（二極）高速旋轉運行。所以此電路在時間繼電器 時的 時段為三角形低速起動運轉，延時時間到后再轉為高速起動。 16 2分析圖 2路工作原理。 答：圖 2路工作原理：合上三相交流電源開關 Q，接通控制電路電源，凸輪控制器 柄置于“ 0”位，按下起動按鈕 路接觸器 圈通電吸合并自鎖，但柄在“ 0”位時，電動機定子未接入三相交流電源。由于電路在“前”與“后”是對稱的，下面以 “前”為例說明。 當 柄置于“前 1”位時，電動機定子繞組經凸輪控制器觸頭接入正相序電源，轉子串入全部電阻起動旋轉，獲得最低轉速旋轉。 當 柄置于“前 2”位時，電動機定子繞組接線不變，仍為正相序三相電源接入，而凸輪控制器另一對觸頭閉合短接一段轉子電阻，電動機在較高轉速下旋轉。 當 柄置于“前 3”位時，電動機定子接線不變，轉子另一相 電阻被 頭短接一段，使電動機轉子再上升。 當 柄置于“前 4”位時，電動機定子接線不變，轉子第三相電阻被 頭短接，電動機轉速再上升。 當 柄置 于“前 5”位時，電動機定子接線不變，轉子電阻全部短接，電動機轉速上升。 電路的保護環(huán)節(jié)： 1） 前進或后退限位保護：自鎖電路是由限位開關 下時，斷開自鎖電路， 圈斷電釋放，電動機停轉。 2） 過電流保護：當電動機過載時，過電流繼電器 作， 圈電路中 閉觸頭斷開， 圈斷電釋放，電動機停轉。 3） 零位保護：電路只有在凸輪控制器 柄置于“ 0”位，按下 可使 圈通電吸合并自鎖，以后再操作手柄方可使電動機起動旋轉。 2分析圖 2路工作原理。 答： 電路工作原理：合上電樞電源開關 勵磁與控制電路電源開關 磁回路通電， 圈通電吸合，其常開觸頭閉合，為起動作好準備；同時， 圈通電，其常閉觸頭斷開，切斷 圈電路。保證串入 動。按下起動按鈕 圈通電并自鎖，主觸頭閉合，接通電動機電樞回路，電樞串入兩級起動電阻起動；同時 閉輔助觸頭斷開， 圈斷電，為延時使 圈通電，短接 2 做準備。在串入 動同時，并接在 阻兩端的 圈通 電，其常開觸頭斷開，使 能通電，確保 阻串入起動。 17 經一段時間延時后， 時閉合觸頭閉合， 圈通電吸合，主觸頭短接電阻 動機轉速升高，電樞電流減小。就在 短接的同時， 圈斷電釋放，再經一定時間的延時， 時閉合觸頭閉合， 圈通電吸合， 觸頭閉合短接電阻 動機在額定電樞電壓下運轉，起動過程結束。 2分析圖 2路工作原理。 答：電路工作原理： 正、反轉接觸器， 短接電樞電阻接觸器， 時間繼電器， 起動電阻， 放電電阻， 反向轉正向行程開關， 正向轉反向行程開關。 起動時電路工作情況與上題圖 2路工作原理相同， 但起動后，電動機將按行程原則實現電動機的正、反轉，拖動運動部件實現自動往返運動。 2分析圖 2路工作原理。 答：電路工作原理： 電動機起動電路工作情況與圖 2路工作情況相同。 停車時，按下停止按鈕 圈斷電釋放，其主觸頭斷開電動機電樞電源，電動機以慣性旋轉。由于此時電動機轉速較高，電樞兩端仍建立足夠大的感應電動勢，使并聯在電樞兩端的 電壓繼電器 自鎖觸頭仍保持通電吸合狀態(tài)， 開觸頭仍閉合，使圈通電吸合，其常開主觸頭將電阻 聯在電樞兩端，電動機實現能耗制動，使轉速迅速下降，電樞感應電勢也隨之下降，當降至一定值時電壓繼電器 放， 圈斷電，電動機能耗制動結束，電動機自然停車至零。 2分析圖 2路工作原理。 答：圖 2路工作原理：該電路為按時間原則兩級起動，能實現正反轉并通過 程開關實現自動換向，在換向過程中能實現反接制動，以加快換向過程。下面以電動機正轉運行變反轉運行為例來說明 電路工作情況。 電動機正在作正向運轉并拖動運動部件作正向移動，當運動部件上的撞塊壓下行程開關， 圈斷電釋放， 圈通電吸合。電動機電樞接通反向電源，同時 圈通電吸合，反接時的電樞電路見圖 2 由于機械慣性，電動機轉速及電動勢 大小和方向來不及變化，且電動勢 向與電樞串電阻電壓降 向相反，此時加在電壓繼電器 圈上的電壓很小，不足以使 合， 圈處于斷電釋放狀態(tài)，電動機電樞串入全部電阻進行反接制動，電 動機轉速迅速下降，隨著電動機轉速的下降，電動機電勢 速減小，電壓繼電器 圈上的電壓逐漸增加，當 n 0 時， 0，加至 圈電壓加大并使其吸 18 合動作，常開觸頭閉合， 圈通電吸合。 觸頭短接反接制動電阻 時 動機串入 阻反向起動，經 電延時觸頭閉合， 圈通電， 觸頭短接起動電阻 時 圈斷電釋放，經 電延時觸頭閉合，圈通電吸合， 觸頭短接起動電阻 入反向正常運轉，拖動運動部件反向移動。 當運動部件 反向移動撞塊壓下行程開關 ，則由電壓繼電器 控制電動機實現反轉時的反接制動和正向起動過程，不再復述。 2分析圖 2路工作原理。 答： 圖 2路工作原理： 1） 起動 按下起動按鈕 圈同時通電并自鎖，電動機 M 電樞串入電阻 R 起動。經一段延時后， 電延時閉合觸頭閉合，使 圈通電并自鎖， 接起動電阻 R，電動機在全壓下起動運行。 2） 調速 在正常運行狀態(tài)下，調節(jié)電阻 變電動機勵磁電流大小，從而改變電動機勵磁磁通，實現電動機轉速的改 變。 3） 停車及制動 在正常運行狀態(tài)下，按下停止按鈕 觸器 圈同時斷電釋放，其主觸頭斷開，切斷電動機電樞電路；同