電氣控制專業(yè)技術(shù)作業(yè)

1、電氣控制技術(shù)作業(yè)作者:日期:第一次作業(yè)1、試述電磁式低壓電器的一般工作原理。答：控制系統(tǒng)中的接觸器和繼電器是最常用的電磁式電器設(shè)備。其結(jié)構(gòu)主要由兩部分組成， 即感應(yīng)部分（電磁系統(tǒng)）和執(zhí)行部分（觸點(diǎn)系統(tǒng)） 。（1 ）感應(yīng)部分（電磁系統(tǒng)） 一一由線圈、鐵芯和銜鐵組成。應(yīng)用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。根據(jù)線圈通、斷電產(chǎn)生與彈簧相反的電磁吸力，從而帶動(dòng)執(zhí)行部分（觸點(diǎn)系 統(tǒng)）動(dòng)作，完成分合電路的功能。（2）執(zhí)行部分（觸點(diǎn)系統(tǒng)） 由常開和常閉觸點(diǎn)組成。常開和常閉觸點(diǎn)均指線圈未通電狀態(tài)時(shí)觸點(diǎn)的狀態(tài)。線圈通電后其常開和常閉觸點(diǎn)均改變其狀態(tài)，即常開觸點(diǎn)閉合，常閉 觸點(diǎn)斷開；線圈斷電后其常開和常閉觸點(diǎn)均恢復(fù)原

2、來(lái)狀態(tài)，即常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉 合。2、常開與常閉觸點(diǎn)如何區(qū)分？時(shí)間繼電器的常開與常閉觸點(diǎn)與普通常開與常閉觸點(diǎn)有什么不同？答：（1 ）常開和常閉觸點(diǎn)均指繼電器線圈未通電狀態(tài)時(shí)觸點(diǎn)的狀態(tài)。線圈通電后其常開和 常閉觸點(diǎn)均改變其狀態(tài)，即常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開；線圈斷電后其常開和常閉觸點(diǎn) 均恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)，即常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合。（2）時(shí)間繼電器除了具有普通繼電器瞬時(shí)動(dòng)作的常開與常閉觸點(diǎn)外，還有線圈通電后其常 開和常閉觸點(diǎn)延時(shí)動(dòng)作和線圈斷電后其常開和常閉觸點(diǎn)延時(shí)恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)的特點(diǎn)，其延時(shí) 時(shí)間是可調(diào)的3、 交流接觸器在銜鐵吸合前的瞬間，為什么在線圈中會(huì)產(chǎn)生很大的電流沖擊？直流接觸器會(huì)不會(huì)出

3、現(xiàn)這種現(xiàn)象？為什么？答：交流接觸器的線圈是一個(gè)電感，是用交流電工作的。吸合前線圈內(nèi)部沒(méi)有鐵心，電感 很小，阻抗也就很小，所以電流大 ；吸合后鐵心進(jìn)入線圈內(nèi)部，電感量增大，阻抗增大，所以 電流就降下來(lái)了。直流接觸器工作電流主要取決于其內(nèi)部電阻，所以不會(huì)產(chǎn)生沖擊電流。也可以這么解釋-交流接觸器的線圈是一個(gè)電感，內(nèi)有鐵心，在吸合前，由于鐵心不閉合，磁阻 很大，電感就小，阻抗就小，所以電流大，直流接觸器也有同樣現(xiàn)象，只是不如交流那么明顯。直 流接觸器線圈通的是直流電.受頻率變化的影響小，線圈的直流電阻很大.電流變化不大。4、交流接觸器能否串聯(lián)使用？為什么？答：不能，2個(gè)交流接觸器，動(dòng)作不會(huì)同時(shí)，如果一

4、個(gè)先動(dòng)作的話，加在2邊的電壓就不是分壓的值了會(huì)燒掉的交流接觸器主觸頭可以串聯(lián)使用，而且很多，比如星三角啟動(dòng)電路中主接觸器就是串聯(lián)在 封星接觸器和封角接觸中的，三個(gè)接觸器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)電路中，主接觸器也是串聯(lián)在正 反接觸器中的。在交流控制線路中，兩個(gè)接觸器的線圈是決對(duì)不允許串聯(lián)使用的，即使外 加電壓是兩個(gè)線圈額定電壓之和，也決對(duì)不允許，因?yàn)樵诮涣骺刂齐娐分?，每個(gè)線圈上所 分配到的電壓與線圈阻抗是成正比的，兩個(gè)接觸器動(dòng)作總是有先有后，不可能同時(shí)吸合。所以，要想兩個(gè)接觸器同時(shí)動(dòng)作，其線圈應(yīng)該并聯(lián)連接。5、 既然在電動(dòng)機(jī)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

5、什么？答：熔斷器和熱繼電器的作用各不相同，在電動(dòng)機(jī)為負(fù)載的電路中，熔斷器是一種廣泛應(yīng) 用的最簡(jiǎn)單有效的短路保護(hù)電器，它串聯(lián)在電路中，當(dāng)通過(guò)的電流大于規(guī)定值時(shí)，使熔體 熔化而自動(dòng)分?jǐn)嚯娐?，它分?jǐn)嗟碾娏鞔?，要求它作用的時(shí)間短，以保護(hù)負(fù)載。而熱繼電器 是一種利用流過(guò)繼電器的電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)而反時(shí)限動(dòng)作的過(guò)載保護(hù)電器，在電動(dòng)機(jī)為 負(fù)載的電路中，熱繼電器用來(lái)對(duì)連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)，以防止電動(dòng)機(jī)過(guò)熱而造 成絕緣破壞或燒毀電動(dòng)機(jī)。據(jù)此，使熔斷器作用的電流很大，過(guò)載電流不足以使其作用， 所以它不能代替熱繼電器實(shí)施過(guò)載保護(hù)。而由于熱慣性，雖然短路電流很大，但也不能使 熱繼電器瞬間動(dòng)作，因此它不能代替熔

6、斷器用作短路保護(hù)。在電動(dòng)機(jī)主電路中既要裝熔斷 器，實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，也要裝熱繼電器，實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。6、星形聯(lián)接的三相異步電動(dòng)機(jī)能否采用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器作為斷相和過(guò)載保護(hù)？三角形 三相電動(dòng)機(jī)為什么要采用帶有斷相保護(hù)的熱繼電器？答：電動(dòng)機(jī)為 Y接時(shí)，若任一相發(fā)生斷相，另外兩相電流增大，由于線電流等于相電流, 流過(guò)繞組的電流與流過(guò)熱元件的電流增加比例相同，因此采用普通兩相式熱繼電器既可實(shí) 現(xiàn)斷相保護(hù)；若供電線路嚴(yán)重不平衡或電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)部發(fā)生短路或絕緣不良等故障時(shí)，就 可能使繞組某一相電流比其它兩相高，若恰好在這一相中沒(méi)有熱元件，則不能起到保護(hù)作 用。此時(shí)須采用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器。電動(dòng)機(jī)為接時(shí)，若發(fā)生斷

7、相故障，流過(guò)繞組的電流與流過(guò)熱元件的電流不相同，而熱繼 電器按線電流整定，整定值比繞組相電流大，因此故障線電流達(dá)到動(dòng)作值以前，繞組電流 就已超過(guò)額定電流，使繞組過(guò)熱燒毀。因此必須采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器。1、第二次作業(yè)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有哪些？各用什么低壓電器實(shí)現(xiàn)？答：短路保護(hù) 使用熔斷器和自動(dòng)空氣開關(guān)過(guò)載保護(hù)使用熱繼電器過(guò)電流保護(hù) 使用過(guò)電流繼電器零壓和欠壓保護(hù)使用自鎖回路和欠電壓繼電器弱磁保護(hù) 使用欠電流繼電器斷相保護(hù) 使用斷相保護(hù)熱繼電器、電壓繼電器、電流繼電器、固態(tài)斷相保護(hù)器電機(jī)智能綜合保護(hù)智能綜合保護(hù)裝置2、分析交流電磁結(jié)構(gòu)中短路環(huán)的作用短路環(huán)答：這是因?yàn)殡姶艡C(jī)構(gòu)的磁通是交

8、變的，而電磁吸力與磁通的平方成正比。 當(dāng)磁通過(guò)零時(shí)，吸力也為零，這時(shí)銜鐵在彈簧反力作用下被拉開。磁通過(guò)零 后吸力增大，當(dāng)吸力大于反力時(shí)，銜鐵又吸合，在如此往復(fù)循環(huán)的過(guò)程中， 銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)。當(dāng)在鐵心端面止裝入短路環(huán)后，交變磁通一部分穿過(guò) 短路環(huán)，在環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及其電流，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，此感應(yīng)電流 產(chǎn)生的感應(yīng)磁通02，使穿過(guò)短路環(huán)包圍的磁通01較未穿過(guò)短路環(huán)的磁通在相位上滯后。由產(chǎn)生的吸力F1和F2也有相位差，作用在銜鐵F1和F2也有 相位差，只要合力始終大于其反力，就可以消除銜鐵的振動(dòng)。3、繪制電氣原理圖的基本規(guī)則有哪些？答：(1 )電氣原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分畫出。(2

9、 )各電器元件應(yīng)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的圖形符號(hào)和文字符號(hào)。(3) 各電器元件的導(dǎo)電部件的位置應(yīng)根據(jù)便于閱讀和分析的原則來(lái)安排，同一電器元 件的不同部分可以不畫在一起。(4 )所有電器元件的觸點(diǎn)都按沒(méi)有通電或沒(méi)有外力作用時(shí)的開閉狀態(tài)畫出。(5) 有直接電連接的交叉導(dǎo)線的連接點(diǎn)要用黑圓點(diǎn)表示。(6) 各電器元件一般應(yīng)按動(dòng)作的順序從上到下，從左到右依次排列，可水平或豎直布置。4、三相交流電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)各有何特點(diǎn)？答：電源反接制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)轉(zhuǎn)速接近兩倍的電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速， 所以此時(shí)轉(zhuǎn)子繞組中流過(guò)的反接制動(dòng)電流相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流的兩倍。 因此反接制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，制動(dòng)迅速。在

10、能耗制動(dòng)中，按對(duì)接入直流電的控制方式不同，有時(shí)間原則控制和速度原則控制兩種。兩種方式都需加入直流電源和變壓器，制動(dòng)緩慢。6、畫出多地控制的控制電路圖。答：第三次作業(yè)1、電氣控制箱設(shè)計(jì)應(yīng)該主要考慮哪些問(wèn)題？ 答：電氣控制箱設(shè)計(jì)要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題。(1) 根據(jù)控制面板及箱內(nèi)各電氣部件的尺寸確定電氣箱總體尺寸及結(jié)構(gòu)方式。(2) 結(jié)構(gòu)緊湊外形美觀，要與生產(chǎn)機(jī)械相匹配，應(yīng)提出一定的裝飾要求。(3) 根據(jù)控制面板及箱內(nèi)電氣部件的安裝尺寸，設(shè)計(jì)箱內(nèi)安裝支架，并標(biāo)出安裝孔或焊接安裝螺栓尺寸。(4) 根據(jù)方便安裝、調(diào)整及維修要求，設(shè)計(jì)其開門方式。(5) 為利于箱內(nèi)電器的通風(fēng)散熱，在箱體適當(dāng)部位設(shè)計(jì)通風(fēng)孔或通風(fēng)槽

11、。(6) 為便于電氣箱的搬動(dòng)，應(yīng)設(shè)計(jì)合適的起吊勾、起吊孔、扶手架或箱體底部帶活動(dòng)輪。 根據(jù)以上要求，先勾畫出箱體的外形草圖，估算出各部分尺寸，然后按比例畫出外形圖再 從對(duì)稱、美觀、使用方便等方面考慮進(jìn)一步調(diào)整各尺寸、比例。夕卜形確定以后，再按上述要求進(jìn)行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制箱體總裝圖及各面門、控制 面板、底板、安裝支架、裝飾條等零件圖，并注明加工要求，視需要選用適當(dāng)?shù)拈T鎖。大 型控制系統(tǒng)、電氣箱常設(shè)計(jì)成立柜式或工作臺(tái)式，小型控制設(shè)備則設(shè)計(jì)成臺(tái)式、手提式或 懸掛式。電氣箱的品種繁多，造型結(jié)構(gòu)各異，在箱體設(shè)計(jì)中應(yīng)注意吸取各種形式的優(yōu)點(diǎn)。2、已知某電器控制線路的邏輯函數(shù)關(guān)系式如下：KMlSBJ “

12、 KA1+KM1KM2= (SB4+KA2) (SB3 * KA1+KM25答：畫出與此邏輯關(guān)系式相對(duì)應(yīng)的電器控制線路圖。KMISBIKAISB2kKM1+ P -NULJSJCA2SB3KAJ*4KM2-Q-1 LxJSB4 *KM23、某控制系統(tǒng)的電氣控制線路如圖所示，寫出與其對(duì)應(yīng)的邏輯關(guān)系表達(dá)式SBlLiKAISB2KA2 KAIKA2KAISB I2kKMl任KM2KA3亠KM4KM4答：分析：兩個(gè)等式對(duì)應(yīng)兩個(gè)線圈電路fKAl = SBl + SB2KM1-KA1 KA2彳 KM2 =KA1 - KA2 - SB1KM3-KA1 - KA2 - SB2、KM4 =(KA2 + KA3

13、- KM4) KA14、同一組件中電氣元器件的布置應(yīng)該注意哪些問(wèn)題？ 答：同一組件中電氣元器件的布置要注意以下問(wèn)題：(1) 體積大和較重的電氣元器件應(yīng)裝在電器板的下面，而發(fā)熱元器件應(yīng)安裝在電器板的上 面。 強(qiáng)電弱電分開并注意弱電屏蔽，防止外界干擾。(3) 需要經(jīng)常維護(hù)、檢修、調(diào)整的電氣元器件安裝位置不宜過(guò)高或過(guò)低。(4) 電氣元器件的布置應(yīng)考慮整齊、美觀、對(duì)稱、外形尺寸與結(jié)構(gòu)類似的電器安放在一起， 以利加工、安裝和配線。(5) 電氣元器件布置不宜過(guò)密，要留有一定的間距，若采用板前走線槽配線方式，應(yīng)適當(dāng)加 大各排電器間距，以利布線和維護(hù)。各電氣元器件的位置確定以后，便可繪制電器布置圖。布置圖是根

14、據(jù)電氣元器件的外形繪 制，并標(biāo)出各元器件間距尺寸。每個(gè)電氣元器件的安裝尺寸及其公差范圍，應(yīng)嚴(yán)格按產(chǎn)品 手冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注，作為底板加工依據(jù)，以保證各電器的順利安裝。在電氣布置圖設(shè)計(jì)中， 還要根據(jù)本部件進(jìn)出線的數(shù)量 (由部件原理圖統(tǒng)計(jì)出來(lái))和采用導(dǎo)線規(guī)格，選擇進(jìn)出線方式，并選用適當(dāng)接線端子板，按一定順序標(biāo)上進(jìn)出線的接線號(hào)。第四次作業(yè)1、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟？（1）擬定設(shè)計(jì)任務(wù)書。（2）確定電力拖動(dòng)方案。（3）拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇。（4 ）選擇控制方式。（5）設(shè)計(jì)控制原理圖并合理選用元器件以及編制元器件明細(xì)表。（6）設(shè)計(jì)電氣設(shè)備的各種施工圖樣。（7）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書和使用說(shuō)明書。2、直流調(diào)速方案有幾種？

15、各有什么特點(diǎn)？答：直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案有三種：（1）改變電動(dòng)機(jī)電樞回路總電阻 -_。（2）減弱電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁磁通 !。（3） 改變電動(dòng)機(jī)的端電壓。改變電動(dòng)機(jī)電樞回路總電阻調(diào)速方法最早被采用。該調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)是：設(shè)計(jì)、 安裝、調(diào)試方便、設(shè)備線路簡(jiǎn)單，投資小；缺點(diǎn)是：電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變軟，耗能多; 調(diào)速范圍小，不平滑。減弱電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁磁通調(diào)速方法調(diào)速范圍不大，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變軟，只要求在額定 轉(zhuǎn)速以上升速時(shí)采用。改變電動(dòng)機(jī)的端電壓的調(diào)速方法：是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)的端電壓，即可改變電動(dòng)機(jī)的理 想空載轉(zhuǎn)速的大小而轉(zhuǎn)速降不變，從而保證電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性的硬度不變，只是使其 機(jī)械特性基本上是平行地上下移動(dòng)。而且該調(diào)

16、速系統(tǒng)調(diào)速范圍大、平滑性好。目前， 常采用的調(diào)壓調(diào)速方法是：采用晶閘管可控整流裝置供電給直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)。3、分析速度繼電器逆時(shí)針工作時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作的工作原理答：其轉(zhuǎn)子的軸與被控電動(dòng)機(jī)的軸相連接，定子空套在轉(zhuǎn)子外圍。當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，永久磁鐵形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，定子中的籠型導(dǎo)條切割磁場(chǎng) 而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，形成感應(yīng)電流、其在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使定子隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 方向轉(zhuǎn)動(dòng)，但由于有返回杠桿擋住，故定子只能隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，當(dāng)定子 偏轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)，在杠桿 7的作用下使常閉觸頭打開，常開觸頭閉合4、簡(jiǎn)述下列電路的工作過(guò)程。答：接通電源，按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2,正轉(zhuǎn)接觸器 KM1的線圈得電工作，其常開輔助觸點(diǎn)閉合實(shí)現(xiàn)自鎖，電機(jī)開始正轉(zhuǎn)，其常閉輔助觸點(diǎn)斷開，使反轉(zhuǎn)接觸器KM2的線圈不能得電而不能工作（即實(shí)現(xiàn)互鎖）；松開SB2，正轉(zhuǎn)接觸器 KM1也能繼續(xù)工作。在KM1工作過(guò)程中如