電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)習(xí)題集參考答案第1章習(xí)題集規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)答案

1、第1章習(xí)題參考答案1.答：低壓電器的定義：根據(jù)外界特定的信號(hào)和要求，自動(dòng)或手動(dòng)接通和斷開電路，實(shí)現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護(hù)、檢測、變換和調(diào)節(jié)用的電氣元件統(tǒng)稱為電器。常用的低壓電器：控制電器有接觸器、繼電器、起動(dòng)器、主令電器等。配電電器有斷路 器、熔斷器、刀開關(guān)等。執(zhí)行電器有電磁鐵、電磁閥、電磁離合器等。2.答:根據(jù)交流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性和直流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性，對于一般的交流電磁機(jī)構(gòu)，在線圈通電而銜鐵尚未吸合瞬間，電流將達(dá)到吸合后額定電流的幾倍甚至十幾倍，而直流電磁機(jī)構(gòu)中銜鐵閉合前后激磁線圈的電流不變3.答:機(jī)械性拉弧、雙斷口滅弧、磁吹滅弧、 滅弧柵滅弧、利用有機(jī)固體介質(zhì)的狹縫滅弧、

2、 利用真空滅弧。4.答：主要有觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、各種脫扣器和開關(guān)機(jī)構(gòu)等組成。脫扣器包括過電流脫 扣器、失壓（欠壓）脫扣器、熱脫扣器、分勵(lì)脫扣器和自由脫扣結(jié)構(gòu)。開關(guān)是靠操作機(jī)構(gòu)手 動(dòng)或電動(dòng)合閘的。觸點(diǎn)閉合后，自由脫扣器機(jī)構(gòu)將觸點(diǎn)鎖在合閘位置上。當(dāng)電路發(fā)生故障時(shí)，通過各自的脫扣器使自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，自動(dòng)跳閘，實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時(shí)，過電流脫扣器的銜鐵吸合， 使自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作， 主觸點(diǎn)斷開主電路；當(dāng)電路過載時(shí)，熱脫扣器的熱元件發(fā)熱使雙金屬片上彎曲，推動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作；當(dāng)電路欠電壓時(shí)，欠電壓脫扣器的銜鐵釋放，也使自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作；分勵(lì)脫扣器 則作為遠(yuǎn)距離控制用，在正常工作時(shí)，其

3、線圈是斷電的，在需要距離控制時(shí)，按下起動(dòng)按鈕， 使線圈通電，銜鐵帶動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，使主觸點(diǎn)斷開。5.答：對于單相交流電磁機(jī)構(gòu)，由于磁通是交變的，當(dāng)磁通過零時(shí)吸力也為零，吸合后的銜鐵在反力彈簧的作用下將被拉開。磁通過零后吸力增大，當(dāng)吸力大于反力時(shí)，銜鐵又吸合。由于交流電源頻率的變化， 銜鐵的吸力隨之每個(gè)周波二次過零，因而銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)與噪（或稱短路環(huán)），F(xiàn) 1+F 2的合力F ,聲，甚至使鐵芯松散。因此交流接觸器鐵芯端面上都安裝一個(gè)銅制的分磁環(huán) 使鐵芯通過2個(gè)在時(shí)間上不相同的磁通1和 2,作用在銜鐵上的力是合力始終超過其反力，銜鐵的振動(dòng)現(xiàn)象就消失了。6.,熱繼電器達(dá)不到答：不會(huì)動(dòng)作。熱繼電

4、器提供過載保護(hù)，較大的起動(dòng)電流維持時(shí)間很短 動(dòng)作值7.答:熔斷器提供短路保護(hù)，熱繼電器提供過載保護(hù)， 短路保護(hù)和過載保護(hù)的用途不同。短路保護(hù)是當(dāng)電路出現(xiàn)短路或嚴(yán)重過載時(shí)切斷電路的一種保護(hù)電器，反應(yīng)速度較快；過載保護(hù)反應(yīng)這時(shí)的作用時(shí)當(dāng)電路長時(shí)間過載時(shí)，為了防止電路元器件損壞而切斷電路的一種保護(hù)電器，速度較慢。當(dāng)電路出現(xiàn)過載的時(shí)候，如果沒用過載保護(hù)， 負(fù)載會(huì)因長時(shí)間過載而損壞，候熔斷器不能熔斷，起不到保護(hù)作用。所以電路中已經(jīng)有了短路保護(hù)還需要有過載保護(hù)。8.答：接觸器有主觸點(diǎn)，串接在主電路中，而中間繼電器沒有，中間繼電器用于頻繁地接通、斷開小電流控制電路。接觸器頻繁地接通、斷開交直流主電路。9.答

5、：固態(tài)繼電器的優(yōu)點(diǎn):1 ）高壽命，高可靠；2）靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好； 3）快速轉(zhuǎn)換;4 ）電磁干擾小.如漏電流大，接盡管固態(tài)繼電器有許多優(yōu)點(diǎn)，但與傳統(tǒng)的繼電器相比，仍有不足之處， 觸電壓大，觸點(diǎn)單一，使用范圍窄，過載能力差及價(jià)格偏高等。10.答:有額定電壓、額定電流、極數(shù)、脫扣器類型及其整定電流范圍、分?jǐn)嗄芰?、?dòng)作時(shí) 間等。11.答：（1）熔體額定電流的選擇1）對于照明和電熱設(shè)備等阻性負(fù)載電路的斷路保護(hù)，熔體的額定電流應(yīng)稍大于或等于 負(fù)載的額定電流。2）由于電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流很大，必須考慮啟動(dòng)時(shí)，熔絲不能斷，因此熔體的額定電流 選得要大些。單臺(tái)電動(dòng)機(jī)：熔體額定電流 =（1.52.5

6、 ）X電動(dòng)機(jī)額定電流多臺(tái)電動(dòng)機(jī)：熔體額定電流=（1.52.5 ） X容量最大的電動(dòng)機(jī)額定電流 +其余電動(dòng)機(jī)額 定電流之和降壓啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)：熔體額定電流 =（1.52.0 ）X電動(dòng)機(jī)額定電流直流電動(dòng)機(jī)和繞線式電動(dòng)機(jī)：熔體額定電流=（1.21.5 ）X電動(dòng)機(jī)額定電流（2）熔斷器的選擇熔斷器熔斷器的額定電壓和額定電流應(yīng)不小于線路的額定電壓和所裝熔體的額定電流。 的類型根據(jù)線路要求和安裝條件而定。12.Y形（繞流過熱繼電器的電流等于電動(dòng)機(jī)相 電動(dòng)機(jī)的相電流小于線電流，熱 另兩相電流明顯增大，但不至于超過 也就起不到保護(hù)作用。所以， 對于答:由于熱繼電器是串聯(lián)在電機(jī)主電路中的，所以其通過的電流就是線電流。

7、對于 接法，當(dāng)電路發(fā)生缺相運(yùn)行時(shí)， 另兩相電流明顯增大， 組）電流，熱繼電器可以起到保護(hù)作用。而對于形接法， 繼電器是按線電流來整定的，當(dāng)電路發(fā)生缺相運(yùn)行時(shí)，線電流值或超過的數(shù)值有限，這時(shí)熱繼電器就不會(huì)動(dòng)作， 形接法的電路必須采用帶缺相保護(hù)裝置的熱繼電器。13.答:不能，應(yīng)采用溫度繼電器。因?yàn)闊崂^電器是根據(jù)定子電流是否過載而動(dòng)作的保護(hù)電 器，而溫度繼電器是根據(jù)溫度變化而動(dòng)作的保護(hù)元件。當(dāng)通風(fēng)不良或環(huán)境溫度過高而使電動(dòng)機(jī)繞組溫度過高時(shí)，不會(huì)使熱繼電器動(dòng)作， 而溫度繼電器會(huì)快速動(dòng)作切斷控制電路，起到保護(hù)作用，并且當(dāng)電動(dòng)機(jī)繞組溫度或介質(zhì)溫度冷卻到復(fù)位溫度時(shí)，溫度繼電器又能自動(dòng)復(fù)位重新接通控制電路。1

8、4.答：電磁閥分類方法很多，按電源種類分有直流電磁閥、交流電磁閥、交直流電磁閥、 自鎖電磁閥等；按用途分有控制一般介質(zhì)（氣體、流體）電磁閥、制冷裝置用電磁閥、蒸汽 電磁閥、脈沖電磁閥等； 按工作原理分有直動(dòng)式電磁閥、分布直動(dòng)式電磁閥、先導(dǎo)式電磁閥等；按使用環(huán)境分有一般用、戶外用、防爆用電磁閥等。各種電磁閥還可分為二通、三通、 四通、五通等規(guī)格，還可分為主閥和控制閥等。15.答:銜鐵是否能夠正常工作，是由電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性與反力特性決定的。電磁機(jī)構(gòu)使銜鐵吸合的力與氣隙長度的關(guān)系曲線稱為吸力特性。它隨勵(lì)磁電流種類（交流或直流）、線圈連接方式（串聯(lián)或并聯(lián)）的不同而有所差異。電磁機(jī)構(gòu)使銜鐵釋放（復(fù)位）

9、的力與氣隙長 度的關(guān)系曲線稱為反力特性。反力的大小與作用彈簧、摩擦阻力以及銜鐵質(zhì)量有關(guān)。欲使電 磁銜鐵可靠吸合，在整個(gè)吸合過程中，吸力需大于反力，這樣才能保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)可靠動(dòng)作。16.答:為了便于檢索電路，方便閱讀，可以在各種幅面的圖紙上進(jìn)行分區(qū)。按照規(guī)定，分 區(qū)數(shù)應(yīng)該是偶數(shù)，每一分區(qū)的長度一般不小于25 mm,不大于75mm。每個(gè)分區(qū)內(nèi)豎邊方向用大寫拉丁字母，橫邊方向用阿拉伯?dāng)?shù)字分別編號(hào)。編號(hào)的順序應(yīng)從標(biāo)題欄相對的左上角開始。編號(hào)寫在圖紙的邊框內(nèi)，是為了便于檢索電氣線路，方便閱讀分析而設(shè)置的。 在編號(hào)下方和圖面的上方設(shè)有功能、用途欄，用于注明該區(qū)域電路的功能和作用，以利于理解全電路的工作原理1

10、7.答:全壓起動(dòng)是指起動(dòng)時(shí)加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓為額定電壓，也稱直接起動(dòng)。全 壓起動(dòng)需要滿足下述條件中的一個(gè)：1 ）容量在7.5kW以下的三相異步電動(dòng)機(jī)，均可采用直接起動(dòng)。10%，對于不經(jīng)常起2 ）電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)瞬間造成的電網(wǎng)電壓降不大于電源電壓正常值的 動(dòng)的電動(dòng)機(jī)可放寬到 15%。3 ）也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式粗略估算電動(dòng)機(jī)是否可以直接起動(dòng)。18.19.答:正常運(yùn)行為聯(lián)接且容量較大的電動(dòng)機(jī)可以采用Y- 降壓起動(dòng)。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，定子繞組接成丫形聯(lián)接，每相繞組的電壓由額定 380V降為220V,起動(dòng)電流降為形聯(lián)接起動(dòng) 電流的1/3。待轉(zhuǎn)速升高到額定轉(zhuǎn)速時(shí)改為形聯(lián)接，直到穩(wěn)定運(yùn)行。星形一三角形起動(dòng)方法

11、的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有全壓起動(dòng)的1/3，所以這種起動(dòng)控制線路只適用于輕載或空載起動(dòng)場合。20.答案：合QS-7按下自鎖 電動(dòng)機(jī)串SB2（反向）一-> KA4線圈得電，觸點(diǎn)動(dòng)作KM2線圈得電，觸點(diǎn)動(dòng)作,R運(yùn)行巳繼電器 KS2觸點(diǎn)動(dòng)作一-> KA2線圈得電，觸點(diǎn)動(dòng)作KM4線圈得電，觸點(diǎn)動(dòng)作一-短接電阻 反向停車制動(dòng)：R,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升至穩(wěn)定轉(zhuǎn)速按下SB1 一 KA4失電，觸點(diǎn)動(dòng)作 按'KM2失電，觸點(diǎn)動(dòng)作KM3失電，觸點(diǎn)動(dòng)作R接制動(dòng)轉(zhuǎn)速下降KM1得電，觸點(diǎn)動(dòng)作轉(zhuǎn)速下降巴KS2觸點(diǎn)斷開一-> KA2線圈失電，觸點(diǎn)動(dòng)作KM1線圈失電，觸點(diǎn)動(dòng)作電動(dòng)機(jī)停機(jī)21.答案：1）能同時(shí)控制兩臺(tái)電

12、動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)和同時(shí)停止。2）能分別控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停止。22.答案：1）實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。FUsBiEySB2|kM1|sQ2|SB3|kM2|SQIISQ1KM2KM1Zkmi5s之后再自動(dòng)返回，并進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。KIM223.答案:1.1 L2 1.3 Q O叭/KMI1L± LLL .LLP3Ppl777FKf Ml f M2 )( M2 1e £ £24.答案:25.答案D m QiauE/sb,EKT2 J -工A "<jL嚴(yán)!M3 J3M,3 -kA kA口 n n nn口口KM, KM> KM, KT, KJ, KT,

13、 KT,26.答案:LI L2 L30 Q OFUIFU2k f3 *”qfV-VAFK1SB6E-SB ISB5E-TSB2 SB7| KMlSB41lb7E-SB8|iaV12E- EA KTKM2M2 KM127. 答案：變頻器一般由主電路和控制電路兩大部分組成。主電路是給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻 電源的電力變換部分?？刂齐娐返闹饕饔檬菍z測到的各種信號(hào)送至運(yùn)算電路，使運(yùn)算電路能夠根據(jù)要求為主電路提供必要的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，同時(shí)對異步電動(dòng)機(jī)提供必要的保護(hù)。此外， 控制電路還提供 A/D、D/A等外部接口，接收/發(fā)送多種形式的外部信號(hào)，并給出系統(tǒng)內(nèi)部工作狀態(tài)，以使調(diào)速系統(tǒng)能夠和外部設(shè)備配合進(jìn)行各種

14、高性能的控制。28. 答案：V/F控制方式的特點(diǎn)：通用性優(yōu)良。2）與其他控制方式相1 : 10左右的調(diào)速范圍內(nèi)使用。3）4）不能精密控制電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度，不1）它是最簡單的一種控制方式，不用選擇電動(dòng)機(jī)， 比，在低速區(qū)內(nèi)電壓調(diào)整困難，故調(diào)速范圍窄，通常在 急加速、減速或負(fù)載過大時(shí)，抑制過電流能力有限。 適合用于同步運(yùn)轉(zhuǎn)場合。矢量控制變頻器特點(diǎn)：2）調(diào)速范圍1: 100以上；3）速度響1）需要使用電動(dòng)機(jī)參數(shù)，一般用做專用變頻器；應(yīng)性極高，適合于急加、減速運(yùn)轉(zhuǎn)和連續(xù)4象限運(yùn)轉(zhuǎn)，能適用任何場合。29. 答案：電氣控制系統(tǒng)分析的任務(wù)就是通過對各種技術(shù)資料的分析，掌握電氣控制電路的工作 原理、技術(shù)指標(biāo)、使用

15、方法和維護(hù)要求等。應(yīng)分析內(nèi)容和應(yīng)達(dá)到的要求如下。1. 設(shè)備說明書設(shè)備說明書由機(jī)械（包括液壓部分）與電氣兩部分組成。分析時(shí)首先閱讀這兩部分說明 書，重點(diǎn)掌握以下內(nèi)容：1）設(shè)備的結(jié)構(gòu)，機(jī)械、液壓、氣動(dòng)部分的傳動(dòng)方式與工作原理。2）電氣傳動(dòng)方式，電動(dòng)機(jī)與執(zhí)行電器的數(shù)目、規(guī)格型號(hào)、安裝位置與控制要求。3）設(shè)備使用方法，各操作手柄、開關(guān)、旋鈕、指示裝置的布置及在控制線路中的作用。2. 電氣控制原理圖電氣控制原理圖是控制線路分析的中心內(nèi)容。電氣控制原理圖由主電路、 控制電路、輔助電路、保護(hù)電路、 聯(lián)鎖環(huán)節(jié)及特殊控制電路等部分組成。分析原理圖時(shí)，必須與閱讀其它技術(shù)資料結(jié)合起來。例如，通過閱讀說明書了解電動(dòng)機(jī)

16、與執(zhí)行元件的控制方式及控制作用。分析原理圖時(shí)還可以通過所選用的電器元件的技術(shù)參數(shù)，分析出控制線路的主要參數(shù)， 估計(jì)出各部分的電流、電壓值，以便在調(diào)試或檢修中合理地使用儀表。3. 電器元件位置圖與電氣設(shè)備安裝接線圖通過閱讀與分析圖紙， 了解系統(tǒng)的組成分布狀況， 各部分的連接方式， 主要電氣部件的 布置、安裝要求，導(dǎo)線和穿線管的規(guī)格型號(hào)等。這是制造、安裝、調(diào)試和維護(hù)電氣設(shè)備必須 的技術(shù)資料。在調(diào)試、檢修中可通過位置圖和接線圖方便地找到各種電器元件和測試點(diǎn)， 行檢測、調(diào)試和維修保養(yǎng)。30.答案：分析主電路無論線路設(shè)計(jì)還是線路分析都是先從主電路入手。主電路的作用是保證整機(jī)拖動(dòng)要求的實(shí)現(xiàn)。從主電路的構(gòu)成

17、可分析出電動(dòng)機(jī)或執(zhí)行電器的類型、工作方式、起動(dòng)、轉(zhuǎn)向、調(diào)速、 制動(dòng)等控制要求與保護(hù)要求等內(nèi)容。分析控制電路主電路的各種控制要求是由控制電路來實(shí)現(xiàn)的， 運(yùn)用“化整為零”、“順藤摸瓜”的原則， 將控制電路按功能劃分為若干個(gè)局部控制線路， 從電源和主令信號(hào)開始， 經(jīng)過邏輯判斷，寫 出控制流程，以簡便明了的方式表達(dá)出電路的自動(dòng)工作過程。分析輔助電路輔助電路包括執(zhí)行元件的工作狀態(tài)顯示、 電源顯示、參數(shù)測定、照明和故障報(bào)警等。這 部分電路具有相對獨(dú)立性， 起輔助作用但又不影響主要功能。 輔助電路中很多部分是受控制 電路中的元件來控制的。分析聯(lián)鎖和保護(hù)環(huán)節(jié)生產(chǎn)機(jī)械對于安全性、可靠性有很高的要求， 實(shí)現(xiàn)這些要

18、求，除了合理地選擇拖動(dòng)、控 制方案外，在控制線路中還設(shè)置了一系列電氣保護(hù)和必要的電氣聯(lián)鎖。在電氣控制原理圖的分析過程中，電氣聯(lián)鎖與電氣保護(hù)環(huán)節(jié)是一個(gè)重要內(nèi)容，不能遺漏。分析特殊控制環(huán)節(jié)在某些電氣控制線路中， 還設(shè)置了一些與主電路、 控制電路關(guān)系不密切， 相對獨(dú)立的某 些特殊環(huán)節(jié)。如產(chǎn)品計(jì)數(shù)裝置、自動(dòng)檢測系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)電路、自動(dòng)調(diào)溫裝置等。這些部 分往往自成一個(gè)小系統(tǒng)， 其讀圖分析的方法可參照上述分析過程，并靈活運(yùn)用所學(xué)過的電子技術(shù)、變流技術(shù)、自控原理、檢測與轉(zhuǎn)換等知識(shí)逐一分析。（6）總體檢查經(jīng)過“化整為零”，逐步分析了每一局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關(guān)系之 后，還必須用“集零為整”

19、的方法檢查整個(gè)控制線路，看是否有遺漏。特別要從整體角度去 進(jìn)一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，以達(dá)到正確理解原理圖中每一個(gè)電氣元器件的作用。31.答案：1）分析C650臥式車床的工作過程（1）主電路分析圖1-94所示的主電路中有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)，隔離開關(guān)QS將380V的三相電源引入。電動(dòng)機(jī)M1的接線分為三部分：第一部分由正反轉(zhuǎn)控制交流接觸器KM1和KM2的兩個(gè)主觸點(diǎn)構(gòu)成電動(dòng)機(jī) M1的正、反轉(zhuǎn)接線；第二部分為電流表A經(jīng)電流互感器TA接在電動(dòng)機(jī) M1的主回路上，監(jiān)視電動(dòng)機(jī)繞組工作時(shí)的電流變化。為防止電流表被起動(dòng)時(shí)的沖擊電流損壞，利用時(shí)間繼電器 KT的延時(shí)斷開的常閉觸點(diǎn)，在起動(dòng)的短時(shí)間內(nèi)將電流表A暫時(shí)短

20、接掉；第三部分為串聯(lián)電阻控制部分，交流接觸器KM3的主觸點(diǎn)控制限流電阻 R的接入和切除。在進(jìn) 行點(diǎn)動(dòng)調(diào)整時(shí)，為防止連續(xù)的起動(dòng)電流造成電動(dòng)機(jī)過載，串入限流電阻 R保證電路設(shè)備正常工作。速度繼電器 KS的速度檢測部分與電動(dòng)機(jī)的主軸同軸相聯(lián)，在停車制動(dòng)過程中，當(dāng)主 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于 KS的動(dòng)作值時(shí)，其常開觸點(diǎn)可將控制電路中反接制動(dòng)的相應(yīng)電路切斷，完 成制動(dòng)停車。KM4控制其主電路的接通和斷開。KM5控制。主電路中還設(shè)置了熔斷器的短路保護(hù)環(huán)節(jié)和熱繼電器的過載電動(dòng)機(jī)M2由交流接觸器 電動(dòng)機(jī)M3由交流接觸器 為保證主電路的正常運(yùn)行， 保護(hù)環(huán)節(jié)。（2）控制電路分析電源：由控制變壓器 TC（ 380V/110V,36V ）的接線和參數(shù)標(biāo)注可知各接觸器、繼電器線 圈電壓等級(jí)為 AC110V照明AC36V安全電壓由主令開關(guān) SA控制。主電動(dòng)機(jī)M1控制：KM主觸點(diǎn)閉合一7 M1串R運(yùn)正向點(diǎn)動(dòng)起動(dòng)：合QS-7按下SB27 KM1線圈得電 行正向起動(dòng)：按下 SB3-7 KM3線圈得電KM3主觸