電氣控制技術(shù)練習(xí)題及答案

1、電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)主要由 原動(dòng)機(jī) 和 自動(dòng)控制部分 組成。電氣控制系統(tǒng)圖包括 電氣控制原理圖 、 電氣設(shè)備安裝圖 、 電氣設(shè)備接線圖 等。將額定電壓直接加到電動(dòng)機(jī)的定子繞組上，使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，稱(chēng)為 直接 起動(dòng)或 全壓 起動(dòng)。機(jī)床設(shè)備中停車(chē)制動(dòng)的控制方式主要有 反接制動(dòng) 和 能耗制動(dòng) 。 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性指 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速或電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與流過(guò)的電流之間的關(guān)系 。位勢(shì)轉(zhuǎn)矩的作用方向 始終不變 ,作用的方向與轉(zhuǎn)速的方向 無(wú)關(guān) ?？删幊绦蚩刂破鳎≒LC）是近年發(fā)展的一種新型 工業(yè)專(zhuān)用 控制裝置。PLC的程序一般表示方式有 梯形圖 、 語(yǔ)句表 、 邏輯功能圖 、 和 邏輯代數(shù)式 四種。 利用KEEP

2、指令編程時(shí)必須按照先 置位 ，再 復(fù)位 最后是 鎖存指令 的順序進(jìn)行。繪制電氣原理圖時(shí)，主回路一般用 粗線 繪制在圖面的 左 側(cè)，而控制電路用 細(xì)線 繪制在圖 右側(cè)，所有電路元件的圖形符號(hào)均按電器 常 態(tài)繪制。阻轉(zhuǎn)矩作用方向始終與運(yùn)動(dòng)方向 相反 ,是起 阻礙 運(yùn)動(dòng)的作用轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)一般采用熱繼電器實(shí)現(xiàn) 過(guò)載 保護(hù)，熱繼電器的常閉觸點(diǎn)應(yīng)接在 控制回路 。實(shí)現(xiàn)多地點(diǎn)控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停機(jī)時(shí)，應(yīng)把起動(dòng)按鈕 并聯(lián) 連接，停機(jī)按鈕應(yīng) 串聯(lián) 連接。要在一定的距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往復(fù)不斷循環(huán)工作，應(yīng)采用 行程開(kāi)關(guān) 來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。C系列P型PLC共有 16 個(gè)SMR。在同一程序段中，最多允許使用 48

3、個(gè)DIFU和DIFD指令。輸出繼電器（OR）通過(guò)一對(duì) 動(dòng)合 觸點(diǎn)將PLC的控制信號(hào)傳遞給負(fù)載。C系列P型PLC按功能可分為基本型、 擴(kuò)展I/O單元擴(kuò)展型 和專(zhuān)用型單元。C系列P型機(jī)的定時(shí)器屬于 遞減計(jì)數(shù) 類(lèi)型的定時(shí)器。輸入繼電器與PLC的 輸入設(shè)備 相連，它只能由 外部設(shè)備 信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)，不能被程序指令來(lái)驅(qū)動(dòng)，只有輸出繼電器才具有 驅(qū)動(dòng)負(fù)載抗干擾 能力。機(jī)械特性硬度是指表示了 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩變化之間的關(guān)系 。使三相交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)換向，可采取 改變?nèi)嚯娫吹南嘈?的方法。丫一降壓起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子繞組是連接 成三角形 的。調(diào)速系統(tǒng)的平滑性定義為 相鄰兩轉(zhuǎn)速之比 ，

4、其值越 越接近1 越好。電流截止負(fù)反饋的作用是 限流保護(hù) ，截止電流大小應(yīng)為 Io=（1.01.2）IN ，堵轉(zhuǎn)電流大小應(yīng)為 IDW=（1.52）IN 。通?；ユi環(huán)節(jié)指 指各接觸器利用輔助觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)相互制約，形成接觸器此通彼斷關(guān)系的環(huán)節(jié)稱(chēng)為互鎖 。.電氣設(shè)備安裝圖 表示各種電氣設(shè)備在機(jī)械設(shè)備和電氣控制柜中的實(shí)際安裝位置。PLC常用的電源電路有 串聯(lián)穩(wěn)壓電路 、 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路 和 帶有變壓器的逆變電路 等。PLC在硬件方面的主要抗干擾措施有 屏蔽 、 隔離 和 濾波 。PLC的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間包括 系統(tǒng)輸入時(shí)的濾波時(shí)間 、 程序執(zhí)行時(shí)間 和 輸出延時(shí)時(shí)間 。C系列P型機(jī)的定時(shí)器定時(shí)單位為 0.1s 。

5、反時(shí)限性是指當(dāng)電機(jī)過(guò)載時(shí)，電路中過(guò)載電流越 大 ，熱繼電器動(dòng)作的時(shí)間越 短 ，即電流過(guò)載倍數(shù)與熱繼電器動(dòng)作時(shí)間成 反比 的特性稱(chēng)為反時(shí)限性。恒功率調(diào)速指電機(jī)調(diào)速過(guò)程，功率P和電流I保持 正比 關(guān)系的調(diào)速方法。直流電機(jī)的能耗制動(dòng)原理是把電動(dòng)機(jī)的電樞與電網(wǎng) 斷開(kāi) ，在電樞回路中 串入適當(dāng)?shù)母郊与娮栊纬砷]合回路 而實(shí)現(xiàn)的動(dòng)力制動(dòng)稱(chēng)為直流電機(jī)的能耗制動(dòng)。為了防止電網(wǎng)失電后電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)自行啟動(dòng)的保護(hù) 叫零壓保護(hù)。零壓保護(hù)目的是 防止因電源電壓消失或降低而造成生產(chǎn)設(shè)備的損壞或人身事故 ， 電網(wǎng) 電路都需要設(shè)置零壓保護(hù)。零壓保護(hù)一般由 電壓繼電器 實(shí)現(xiàn)。PLC的存儲(chǔ)器可以分為 只讀存儲(chǔ)器 和 隨機(jī) 存儲(chǔ)

6、器。通常自鎖環(huán)節(jié)指 用接觸器本身的觸點(diǎn)使線圈保持通電的環(huán)節(jié)稱(chēng)為自鎖環(huán)節(jié) 。C系列P型機(jī)的上位機(jī)鏈接單元C20-LK011CP共占用 32 個(gè)I/O點(diǎn)數(shù)。二、簡(jiǎn)答題他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),電樞電流的大小由什么決定?改變電樞回路電阻或改變電源電壓的大小時(shí),能否改變電樞電流的大小? 答：電樞電流的大小由負(fù)載決定。 不能，因?yàn)殡姌须娏鞔笮∮韶?fù)載決定。什么是零壓保護(hù)？其目的是什么？什么情況下需要設(shè)置零壓保護(hù)？ 答：為了防止電網(wǎng)失電后防止電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)自行啟動(dòng)的保護(hù)。目的：防止造成生產(chǎn)設(shè)備的損壞或造成人身事故。在沒(méi)有自鎖環(huán)節(jié)的情況下、對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)，可否在熔斷器與熱繼電器中任選一種保護(hù)？為什么？

7、答：不可以，因?yàn)槿蹟嗥饔许槃?dòng)性，具有短路保護(hù)作用;熱繼電器有反時(shí)限性，具有過(guò)載保護(hù)作用。選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)考慮哪幾個(gè)問(wèn)題？ 答：1>電動(dòng)機(jī)的工作方式 2>生產(chǎn)設(shè)備對(duì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速有沒(méi)有特殊要求 3>電動(dòng)機(jī)的技術(shù)指標(biāo)；4>電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和使用環(huán)境。K1K1K2K2K3K3K請(qǐng)簡(jiǎn)化下列電路圖。 解：;什么叫恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式和恒功率調(diào)速方式? 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的三種調(diào)速方法各屬于那種調(diào)速方式? 答：恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式是輸出負(fù)載不變，電動(dòng)機(jī)調(diào)速是允許輸出轉(zhuǎn)矩為恒定的調(diào)速。 恒功率調(diào)速方式是輸出負(fù)載不變，電動(dòng)機(jī)調(diào)速是允許輸出功率為恒定的調(diào)速。 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的三種調(diào)速方法：調(diào)壓調(diào)速、調(diào)磁調(diào)速

8、、電樞電路串電阻調(diào)速。什么是PLC的掃描周期？它主要受那些因素的影響？ 答：PLC讀入輸入狀態(tài)到發(fā)出輸出信號(hào)的時(shí)間是PLC的掃描周期。它主要受讀入現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)時(shí)間、執(zhí)行程序時(shí)間、輸出信號(hào)時(shí)間、公共處理時(shí)間因素的影響。減少PLC輸出點(diǎn)數(shù)的方法有哪些？ 答：通斷狀態(tài)完全相同的負(fù)載并聯(lián)后，可以共用 PLC的一個(gè)輸出點(diǎn)通過(guò)外部的或PLC控制的切換開(kāi)關(guān),PLC的每個(gè)輸出點(diǎn)可以控制兩個(gè)不同時(shí)工作的負(fù)載將外部元件的觸點(diǎn)與負(fù)載線圈串聯(lián)，就可以用PLC的一個(gè)輸出點(diǎn)去控制兩個(gè)或多個(gè)有不同要求的負(fù)載在用信號(hào)燈作負(fù)載用PLC 的一個(gè)輸出點(diǎn)控制指示燈常亮或閃爍，可以顯示兩種不同的信息。系統(tǒng)中某些相對(duì)獨(dú)立或簡(jiǎn)單的部分，可以用

9、繼電器線路控制，這樣同時(shí)減少了PLC 的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)。什么是可逆原理？ 答：電機(jī)是電能與機(jī)械能轉(zhuǎn)換的動(dòng)力機(jī)械。在一定條件下，它作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，將電能轉(zhuǎn)換機(jī)械能，在另一種條件下，它作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換電能，這種運(yùn)行狀態(tài)的可變換性稱(chēng)為電機(jī)的可逆原理保證電動(dòng)機(jī)正常啟動(dòng)的條件是什么? 答：保證電動(dòng)機(jī)正常啟動(dòng)的條件是電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩必須大于等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩。K1K1K2K請(qǐng)簡(jiǎn)化下列電路圖。 電動(dòng)機(jī)的工作方式分為幾類(lèi)？各有何特點(diǎn)？ 答：電動(dòng)機(jī)的工作方式分為三類(lèi)。連續(xù)工作方式：電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作的時(shí)間很長(zhǎng)，足以使其溫升達(dá)到穩(wěn)定值。短時(shí)工作方式：電動(dòng)機(jī)工作的時(shí)間較短，不足以使其溫升達(dá)到穩(wěn)定值。間歇工作方式（

10、重復(fù)短時(shí)工作方式）：電動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間與停歇時(shí)間重復(fù)交替，且循環(huán)周期較短（10min），整個(gè)工作過(guò)程中，溫升不斷上下波動(dòng)，且逐漸升高。 PLC有哪幾種輸入模式？各自有什么特點(diǎn)？交流繼電器的線圈和觸點(diǎn)在使用中可如何連接？為什么？ 答：交流繼電器的線圈在使用中并聯(lián)，觸點(diǎn)在使用中可以并聯(lián)也可以串聯(lián)。因?yàn)閮蓚€(gè)交流繼電器線圈串聯(lián)時(shí)，每個(gè)繼電器線圈所分的電壓為1/2請(qǐng)簡(jiǎn)述C40P-EDR-A的具體含義。 答：C40P-EDR-A表示是交流供電的C系列P型擴(kuò)展單元，有24個(gè)直流輸入點(diǎn)，有16個(gè)繼電器輸出在進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，選擇PLC的原則有哪些？ 答: 確定控制系統(tǒng)類(lèi)型：控制系統(tǒng)依結(jié)構(gòu)分可分為單體控制的小系

11、統(tǒng)和慢過(guò)程大系統(tǒng)兩類(lèi)。 機(jī)型的選擇規(guī)模要適當(dāng)：輸入、輸出的點(diǎn)數(shù)可衡量PLC規(guī)模的大小。簡(jiǎn)述PLC的循環(huán)控制原理。從理論上分析直流調(diào)速系統(tǒng)中擴(kuò)大調(diào)速范圍的方法有哪些？某一電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)額定負(fù)載運(yùn)行，當(dāng)環(huán)境溫度為常溫和高溫兩種不同情況時(shí)，其起始溫升、穩(wěn)定溫升和溫升時(shí)間常數(shù)是否相同？穩(wěn)定運(yùn)行后的實(shí)際溫度是否相同？ 答，他們的起始升溫不同，穩(wěn)定溫升相同，溫升時(shí)間常數(shù)相同，穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)后實(shí)際溫度相同他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)為什么不能直接啟動(dòng)?直接啟動(dòng)會(huì)引起什么不良后果? 答，1，會(huì)產(chǎn)生過(guò)大電磁力，損壞繞組，2，轉(zhuǎn)向困難，3，產(chǎn)生過(guò)大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，沖擊設(shè)備，4，引起電網(wǎng)波動(dòng)請(qǐng)簡(jiǎn)化下列電路圖。 三、分析論證題讀下面控制電路圖，回

12、答下列問(wèn)題：電路中電機(jī)有幾種工作狀態(tài)？ 電路中通過(guò)什么電器實(shí)現(xiàn)什么保護(hù)環(huán)節(jié)？ 說(shuō)明SA、SQ1的作用。在自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)中,為什么改變給定電壓可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?是否可用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速?為什么? 試根據(jù)指令表繪制出相應(yīng)的梯形圖程序。地址指令數(shù)據(jù)地址指令數(shù)據(jù)0000LD00020006OUT05020001OR NOT00050007LD00100002LD NOT00030008AND NOT10080003OR00040009TIM000004AND LD#01500005AND00064.分析圖示電路工作原理，設(shè)KM為電動(dòng)機(jī)起停用接觸器，分別說(shuō)明K、SB、KT1與 KT2的作用

13、。5.試推導(dǎo)出他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式，從公式出發(fā)論證它有哪幾種調(diào)速方法？ 6.試根據(jù)指令表繪制出相應(yīng)的梯形圖程序。地址指令數(shù)據(jù)地址指令數(shù)據(jù)0100LD NOT 01020106LD02080101AND 01030107AND00090102LD 02040108OUT05080103KEEP（11）05110109LD00120104LD00050110OUT05060105IL（02）0111ILC（03）7下圖為組合機(jī)床機(jī)械滑臺(tái)進(jìn)給線路, 滑臺(tái)的工作進(jìn)給由電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)，快速進(jìn)給由電動(dòng)機(jī)M1與M2同時(shí)拖動(dòng)，接觸器KM1、KM2控制M1的正反轉(zhuǎn)，KM3控制M2的啟停，滑臺(tái)的工作循環(huán)

14、如下圖所示，試分析控制線路的工作過(guò)程。SB1ST1ST2ST2ST3正向工作進(jìn)給反向工作進(jìn)給快進(jìn)快退ST4ST3SB1KR1KR2KM1KM2KM1KM2KM1KM2ST2KM3KM1KM2ST1SB2ST38.速度反饋系統(tǒng)中，在開(kāi)環(huán)和閉環(huán)兩中狀態(tài)下，為了得到相同的轉(zhuǎn)速，所加的給定電壓是否相同，為什么？ 四、 設(shè)計(jì)計(jì)算題： 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)為UN=220V，IN=22.3A, Ra=0.13, 求;直接起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流是額定值的多少倍？ 要使起動(dòng)電流是額定電流的2倍，應(yīng)在電樞電路中串入多大的起動(dòng)電阻？ 利用PLC實(shí)現(xiàn)下述控制要求，繪出梯形圖并寫(xiě)出指令語(yǔ)程序，要求：電機(jī)M1先啟動(dòng)后，M2才能

15、啟動(dòng)，M2能點(diǎn)動(dòng)。設(shè)計(jì)一個(gè)工作臺(tái)前進(jìn)-退回控制線路，工作臺(tái)由電動(dòng)機(jī)M帶動(dòng)，行程開(kāi)關(guān)ST1、ST2分別裝在工作臺(tái)的原位和終點(diǎn)，要求： 工作臺(tái)可實(shí)現(xiàn)前進(jìn)-后退回到原位； 工作臺(tái)到達(dá)終點(diǎn)后停一下再后退； 工作臺(tái)在前進(jìn)中能立即后退到原位； 可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往復(fù)工作； 有終端保護(hù)； 設(shè)計(jì)由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制一臺(tái)機(jī)械設(shè)備，滿足下列條件的電氣控制電路： M1電機(jī)正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)，M2電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)； M1電動(dòng)機(jī)起工作后，M2電動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)工作； M1、M2電動(dòng)機(jī)同時(shí)停機(jī)，若其中一臺(tái)電動(dòng)機(jī)過(guò)載，另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)也應(yīng)停機(jī)； 要有必要的保護(hù)環(huán)節(jié)5.某直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍是1500150r/min，靜差度 s=5%，問(wèn)系統(tǒng)允許的速

16、降是多少？如果開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的速降是80r/min，問(wèn)閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)是多少？ 6.為兩臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)控制回路，要求：兩臺(tái)電機(jī)互不影響，獨(dú)立起停。 可以同時(shí)控制兩臺(tái)電機(jī)的起停。 當(dāng)一臺(tái)電機(jī)發(fā)生過(guò)載時(shí)，兩臺(tái)電機(jī)同時(shí)停車(chē)。 有短路保護(hù)。7.利用PLC實(shí)現(xiàn)下述控制要求，繪出梯形圖并寫(xiě)出指令語(yǔ)程序，要求：電機(jī)M1先啟動(dòng)后，經(jīng)過(guò)10s，M2能自行啟動(dòng)。8.設(shè)計(jì)組合機(jī)床的兩臺(tái)動(dòng)力頭的電氣控制電路。設(shè)計(jì)要求如下： 加工時(shí)兩臺(tái)動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)； 兩臺(tái)動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)； 兩臺(tái)動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)，在加工完成后各自停機(jī)； 若其中一臺(tái)動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)過(guò)載，另一臺(tái)動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)也應(yīng)停機(jī)，有必要的保護(hù)環(huán)節(jié)。9.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)為PN=13Kw,UN=220V,IN=68.7A, nN=1500r/min，Ra=0.224,采用電樞串電阻調(diào)速,要求smax=30%,求: 電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)的最低轉(zhuǎn)速. 調(diào)速范圍. 電樞需串入的電阻值. 10.利用PLC實(shí)現(xiàn)下述控制要求，繪出梯形圖并寫(xiě)出指令