部分思考与练习题答案

机床电气控制与 PLC（第二版） 1部分思考与练习题答案第一章1、 试说明低压电器适用的电压范围？低压电器，通常指工作在交流电压小于 1200V，直流电压小于1500V 的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器设备2、 试说明刀开关的适用范围？刀开关主要用于接通和切断长期工作设备的电源及不经常启动及制动、容量小于 7.5kW 的异步电动机。3、 试说出转换开关、行程开关和按钮的区别？并画出它们的图形符号与文字符号。转换开关常用于交流 380V 以下、直流 220V 以下的电气线路中，供手动不频繁地接通或分断电路，可控制小容量交、直流电动机。一般控制的异步电动机容量小于 5kW，每小时接通次数不超过 15-20 次。行程开关又称限位开关，是一种利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制命令的主令电器。用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置的一种自动控制器件。(a) 组合开关作隔离开关 (b) 组合开关作转换开关SA或 QS UVWL12L3机床电气控制与 PLC（第二版） 2常 开 触 头（ 动 合 触 点 ） 常 闭 触 头（ 动 断 触 点 ） 复 式 触 头（ 动 合 及 动 断 触 点 ）SQ SQ SQ按钮是一种结构简单使用广泛的手动电器，在控制电路中用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器等。常开触 头 常闭触 头 复式触 头S B S B S B4、 试说明按钮的顔色各代表什么含义？按钮颜色及其含义颜色 含义 典型应用危险情况下的操作 紧急停止红色停止或分断 停止一台或多台电动机，停止一台机器的一部分，使电器元件失电黄色 应急或干预 抑制不正常情况或中断不理想的工作周期绿色 启动或接通 启动一台或多台电动机，启动一台机器的一部分，使电器元件得电蓝色 上述几种颜色未包括的任一种功能黑色、灰色、白色无专门指定功能 可用于停止和分断上述以外的任何情况5、 试说明按钮开关的工作原理，其与电磁式接触器工作原理有何异同？按钮一般由按钮帽、复位弹簧、触头和外壳等部分组成。当按下按钮时，先断开常闭触头，再接通常开触头。按钮放开后，在复机床电气控制与 PLC（第二版） 3位弹簧的作用下触头复位。与电磁式接触器相同点：触头都是在机械机构作用下上下移动，实现常开、常闭触头的通和断；都是依靠复位弹簧实现复位。不同点：电磁式接触器是依靠线圈通电后产生的磁吸力实现机械机构向下移动，按钮依靠外力下压实现机械机构下移。6、 简述电磁式接触器的原理及作用？电磁式接触器能否实现失压保护，请说明原因？当电磁式接触器线圈两端施加额定电压时，铁芯上产生电磁力，衔铁在吸引力作用下向下移，带动主触点和辅助触点下移，使动合触点闭合接通电路，动断触点断开切断电路。当电磁式接触器线圈断电时，铁芯心失去电磁力，衔铁在在复位弹簧的作用下向上复位，主触点及辅助触点恢复常态。当电磁式接触器是用于接通或分断电动机主电路或其他负载电路的控制电器。电磁式接触器可以实现失压保护，当电压降低时，铁芯上电磁力降低，不能克服复位弹簧的拉力，此时衔铁在在复位弹簧的作用下向上复位，电路切断，实现保护。7、 交流电磁式接触器与直流电磁式接触器在结构上有什么区别？交流电磁式接触器铁芯采用硅钢片叠压而成。线圈一般呈矮胖型，设有骨架，与铁芯隔离，以利于铁芯与经圈散热。直流电磁式接触器铁芯用整块钢材或工程纯铁制成。其线圈一般制成高而薄有瘦高型，不设线圈骨架，线圈与铁芯直接接触，散机床电气控制与 PLC（第二版） 4热性能良好。另外，直流电磁式接触器多装有磁吹式灭弧装置。8、 热继电器与熔断器保护功能有什么不同？装有热继电器后是否可以不再装熔断器？热继电器主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行及其他电气设备发热状态的控制。熔断器在低压配电线路中主要作为短路和严重过载保护用。热继电器不能替代熔断器。9、 试说明双金属片式热继电器结构与工作原理？热继电器主要由热元件、双金属片、动作机构和触头系统、电流整定装置、温度补偿和复位机构组成。当电路中负载过载，渡过热元件的电流增加，热元件发热量增加，使得热膨涨系数不同的双金属片产生弯曲，压迫动作机构使触头系统动作，接通或断开电路。热继电器动作后，流过串接在电路中的热元件电流为 0，双金属片在空气中自然冷却逐渐恢复原状，此时热继电器的辅助触头复位。10、 中间继电器与接触器在使用范围上有什么不同？中间继电器的结构与接触器相同，但中间继电器的触点无主辅之分，各触点允许通过的电流一般为 5A。11、 电气控制原理图中，QS、FU 、KM 、KA 、SB 、FR、SQ 各代表什么电器元件？QS：刀开关 FU：融断器 KM：接触器KA：中间继电器 SB：按钮 FR：热继电器SQ：行程开关机床电气控制与 PLC（第二版） 512、 请根据时间继电器延时情况，试说明其分类？时间继电器的延时方式有两种：通电延时和断电延时。第二章1、 电气控制系统图包含哪几种图？分别用于表示什么内容？电气控制系统图一般有三种：电气原理图、电气设备安装图和电气设备接线图。电气原理图反映电气控制的原理和各元件的控制关系，不反映元件的实际大小和位置。电气设备安装图用于表示各种电气设备在机床机械设备和电气控制柜的实际安装位置。电气设备接线图用于表示各电气设备之间实际接线情况。2、 已知在电气控制原理图中某接触器和继电器线圈下分别出现图2-70 所示的索引，试说明其代表含义？4 71 1X791 3 X( a ) ( b )图 2-70 接触器和继电器线索引（a）接触器主触头位于第 4 区，辅助常开触头位于第 7 区和11 区，无辅助常闭触头。（b）继电器辅助常开触头位于第 9 区和 13 区，辅助常闭触头只有一个位于 7 区。3、 用电流表测量电动机电流时，为防止起动过程中电流表受到起机床电气控制与 PLC（第二版） 6动电流的冲击，一般需设计电流表控制保护电路，图 2-71 为一电流表控制保护电路，试分析其工作原理及时间继电器 KT 作用。K MM3 K TAS B 1S B 2K MK M K T图 2-71 电流表接入控制线路当按下启动开关 SB2 时，接触器 KM 线圈通电且自锁，其主触点闭合，电路接通，电机开始启动，此时时间继电器 KT 线圈通电延时，此时 KT 延时断开触点闭合，电流表支路被短路，电流表受到保护；当延时结束后（一般设为电机启动结束） ，KT 延时断开触点断开，电流表支路工作，进行电流检测。 4、 图 2-72 为机床自动间歇润滑的控制原理图（主回路未画出） ，其中接触器 KM 为润滑泵电动机起停用接触器，试分析工作原理，并说明中间继电器 KA 和按钮 SB 的作用。机床电气控制与 PLC（第二版） 7K AK AK T 2SK T 2K AK M K T 1K T 1S B图 2-72 机床自动间歇润滑的控制原理图当机床处于正常状态时，接触器线圈通过按钮 SB 通电，机床处于自动润滑状态。当按钮 SB 处于长时接通时，时间继电器 KT1、KT2 均处于延时结束状态，中间继电器 KA 处于断电状态，此时如果按下按钮SB，则接触器 KM 和时间继电器 KT1 均断电，机床停止润滑，如此时接通手动开关 S，则接触器 KM 和时间继电器 KT1 均通电，机床又开始润滑，一段时间后，KT1 延时结束， KT2 和 KA 通电，KA常闭触点断开，KM 又断电停止润滑，KT2 延时结束后切断 KA 线圈通电，则 KM 又通电润滑。按钮 SB 决定的是自动润滑或间歇润滑，KA 起间歇润滑的脉冲开关作用。5、 略6、 略7、 笼形电动机接触器-继电器控制电路中一般应设哪些保护？各有什么作用？一般应设连锁控制、短路保护、过载保护、零压和欠保护以及机床电气控制与 PLC（第二版） 8弱磁保护。连锁控制作用是将接触器或继电器的触头通过两方或多方同时进行某个操作、或避免同时采用某个操作。短路保护作用是当绕组绝缘、导线绝缘损坏或电路发生故障时，为防止电气设备绝缘损坏和产生强大的电动力使电气设备损坏，迅速切断电源。过载保护作用是当过载电流较大时，经过较短时间就切断电源。防止电动机长期超载运行时，绕组温升上升导致电机的绝缘材料损伤，寿命降低。零压和欠压保护主要用于当电网为零或下降至某一值时，切断电路，防止电压再次上升时电动机自动运行。弱磁保护是对他励直流电动机励磁回路进行保护，当励磁回路发生弱磁或失磁现象时，及时切断电动机电源，防止电动机超速。8、 三相笼形异步电动机有几种制动方式？各有什么特点？反接制动控制：制动效率最高，但对电机有损害。电磁机械制动：采用电磁控制的机械磨损制动，制动效率较好，对电机损害小，但需增加专用的机械制动系统。能耗制动：制动效率较低，对电机损害小，需增设专用的直流供电系统。第三章1、 如何对机床电气控制线路图进行识读，有哪些步骤？A、划分主电路部分、控制电路部分、照明和信号及其他电路部机床电气控制与 PLC（第二版） 9分。B、对主电路进行识图分析，逐一分析各电动机对应的控制主电路中每一个元器件在电路中的作用、功能，分析容易出现故障的元器件出现故障时对机床的影响。C、对控制电路进行识图分析。D、对照明、信号及其他电路部分进行识图分析。2、 CA6140 型卧式车床电气控制原理图（图 3-1）中，如果用控制按钮和继电器配合来代替开关 SA1？如何实现失压和欠压保护？ 采用常开按钮 SB 与接触器 KM2 常开触点并联形成自锁环节代替 SA1。该电路采用电磁式接触器和继电器作为控制器件，本身就具有失压和欠压保护。3、 CA6140 型卧式车床电气控制具有哪些保护？它们是通过哪些电器元件实现的？各融断器 FU 进行短路保护；各热继电器 FR 进行过载保护；各电磁接触器、继电器进行失压、欠压保护。4、 如果将 C650 卧式车床电气控制原理图（图 3-3）中，速度继电器 KS1、KS2 触头位置对调，是否还有反接制动？为什么？速度继电器 KS1、KS2 触头位置对调后将不能进行反接制动。原因是对调后当正转速度大于 120r/min 时不能接通反转电路，当正转速度低于 100 r/min 时不能切断反转电路。机床电气控制与 PLC（第二版） 105、 M7130 平面磨床电气控制具有哪些保护环节？各由什么电器元件来实现？融断器 FU 进行短路保护；热继电器 FR 进行过载保护；电流继电器 KI 进行电流保护。各电磁接触器、继电器进行失压、欠压保护。6、 试述 M7130 平面磨床将工件从吸盘上取下时的操作过程及电路工作情况？当工件加工完毕需取下时，将转换开关 QS2 扳至“退磁”位置，此时电磁吸盘反向充磁，经一段时间后，即可将工件取下。7、 Z3040 摇臂钻床电路中有哪些联锁和保护环节？分别起什么作用？各热继电器 FR 分别对 M1、