第十章习题参考答案.pdf

1 思考题思考题 一、判断题一、判断题 1、接触器的主触头只有常开触头，辅助触头则分为常开、常闭两种触头。 2、接触器的额定电流是指吸合线圈的额定工作电流。 3、热继电器不能作短路保护。 热继电器是利用电流的热效应来工作的，由于热惯性的影响，尽管发生短路时电流很大， 也不可能使热继电器立即动作，这样就延长了短路故障的影响时间，对供电系统及用电设备 会造成危害。所以也不能用热继电器作为短路保护。 4、主令控制器是用来接通或断开多路主电路和控制线路的一种手动电器。 主令电器是指直接或间接指令的控制电器.一般有;按钮、位置开关、接近开关. 电器电器 electric apparatus 泛指所有用电的器具，主要指用于对电路进行接通、分断，对电路参数进行变换， 以实现对电路或用电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电工装置、设 备和元件。 按功能划分，电器主要包括以下 5 类：用于接通和分断电路的电器，如接触器、 刀开关、负荷开关、隔离开关、断路器等。用于控制电路的电器，如电磁起动器、 自耦减压起动器、变阻器、控制继电器等。用于切换电路的电器，如转换开关、 主令电器等。用于检测电路系数的电器，如互感器、传感器等。用于保护电路 的电器，如熔断器、断路器、避雷器等。 1按工作电压等级分类 （1）高压电器 用于交流电压 1200V、直流电压 1500V 及以上电路中的电器。例如高压断路器、高压隔离开 关、高压熔断器等。 （2）低压电器 用于交流 50Hz(或 60Hz)，额定电压为 1200V 以下；直流额定电压 1500V 及以下的电路中的 电器。例如接触器、继电器等。 2按动作原理分类 1）手动电器 用手或依靠机械力进行操作的电器，如手动开关、控制按钮、行程开关等主令电器。 2）自动电器 借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器，如接触器、各种类型的继电器、电磁 阀等。 3按用途分类 （1）控制电器 用于各种控制电路和控制系统的电器，例如接触器、继电器、电动机起动器等。 （2）主令电器 用于自动控制系统中发送动作指令的电器，例如按钮、行程开关、万能转换开关等。 （3）保护电器 用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、热继电器、各种保护继电器、避雷器等。 （4）执行电器 指用于完成某种动作或传动功能的电器，如电磁铁、电磁离合器等 。 （5）配电电器 用于电能的输送和分配的电器，例如高压断路器、隔离开关、刀开关、自动空气开关等。 2 4按工作原理分类 1）电磁式电器 依据电磁感应原理来工作，如接触器、各种类型的电磁式继电器等。 2）非电量控制电器 依靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度继 电器、温度继电器等。 低压电器按其功能可分为：开关电器。接通和分断电路并有一定通断能力的电器，如转换开关、起动器等。 熔断器。分断过载或短路状态下电路的电器，如高分断能力熔断器、自复熔断器等。继电器。用于控制 和保护的电器。电阻器和变阻器。改变电路参数或将电能转换为热能的电器，如起动电阻、调节电阻和起 动变阻器、励磁变阻器等。调节器。使电路中某些量保持不变或使其按预定方式变化的电器。电磁铁。 主令控制器 高压电器按其功能可分为：开关电器。主要有高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器、高压负荷开关和 接地短路器。高压断路器用于接通或分断空载、正常负载或短路故障状态下的电路。高压隔离开关用于将带 电的高压电工设备与电源隔离，一般只具有分合空载电路的能力。高压熔断器用于分断过载或短路状态下的 电路。高压负荷开关用于接通或分断空载、正常负载和过载状态下的电路，通常与高压熔断器配合使用。接 地短路器用于将高压线路人为地造成对地短路。限制电器。主要包括电抗器、避雷器。变换电器，又称 互感器。 5、失压保护是在电源因故消失后又重新恢复时保证电动机自动起动的保护环节。 什么叫短路保护？ 短路保护就是保证当发生短路时，或接近于短路电流数值的电流出现 时可以可靠地切断电源。 什么叫失压保护？ 失压保护就是当电源停电或因电源电压降低过多时，保护装置能使电 动机自动从电源上切除。 过载保护？ 过载保护就是保证当线路或设备的负荷超过允许范围时能自动切断电源的 保护。 6、热继电器也可作为三相异步机出现单相运行故障时的保护。 7、用两个接触器可以实现异步电动机正反转的控制。 8、异步电动机正反转控制时要求两个接触器线圈按一定顺序先后通电。 9、反正转控制线路既可采用电气互锁，也可采用机械互锁，还可采用双重互锁。 10、多地点控制线路可实现在两个及以上地点对同一电动机进行起、停和调速控制。 二、选择题二、选择题 1、接触器的额定电压是（ ）工作电压；额定电流是（ ）工作电流。 （a）线圈；线圈 （b）线圈；触头 （c）触头；触头 （d）触头；线圈 2、在三相异步电动机的正反转控制电路中，正转接触器与反转接触器间的互锁环节功能 是( )。 (a)防止电动机同时正转和反转 (b)防止误操作时电源短路 (c)实现电动机过载保护 3、为使某工作台在固定的区间作往复运动，并能防止其冲出滑道，应当采用( )。 (a)时间控制 (b)速度控制和终端保护 (c)行程控制和终端保护 4、在继电器接触器控制电路中，自锁环节触点的正确连接方法是()。 (a)接触器的动合辅助触点与起动按钮并联 (b)接触器的动合辅助触点与起动按钮串联 (c)接触器的动断辅助触点与起动按钮并联 3 5、电气原理图的主电路通常画在图的（ ） 或（ ） 部分。 （a）右边；上面 （b）右边；下面 （c）左边；上面 （d）左边；下面 6、电气原理图分为（ ）和（ ）两部分。 （a）图形；文字符号（b）主电路；控制电路 （c）主电路；保护电路 （d）元件；导线 7、在机床电力拖动中要求油泵电动机起动后主轴电动机才能起动。若用接触器KM1控制 油泵电动机，KM2控制主轴电动机，则在此控制电路中必须()。 (a)将KM1的动断触点串入KM2的线圈电路中 (b)将KM2的动合触点串入KM1的线圈电路中 (c)将KM1的动合触点串入KM2的线圈电路中 8、多地点控制线路中，两个以上起动按钮应（ ） ，两个以上停止按钮应（ ） 。 （a）串联；并联（b）并联；并联 （c）串联；串联 （d）并联；串联 9、正反转控制线路中，若互锁触头失去互锁作用，将可能发生（ ） 。 （a）不能起动 （b）不能停车 （c）电源短路 （d）电源开路 10、正反转控制线路中，互锁触头是常（ ） 触头；应串接到（ ） 接触器线圈支路中。 （a）开；另一 （b）开；同一 （c）闭；另一 （d）闭；同一 11、 异步电动机 Y/ 降压起动控制线路中， Y 和 连接的接触器之间应设 （ ） 进行保护。 （a）互锁触头 （b）联（连）锁触头 （c）延时触头 （d）常开触头 12、异步电动机电源反接制动控制线路中，控制制动的接触器应在（ ） 时接通。 （a）按下起动按钮（b）按下停止按钮 （c）起动接触器释放 （d）起动接触器动作 13、接触器线圈通电，其常闭触头（ ），常开触头（ ）。 （a）闭合；断开 （b）闭合；闭合 （c）断开；断开 （d）断开；闭合 14、热继电器作为缺相保护装置时，其发热元件至少需要（ ） 个。 （a）1 （b）2 （c）3 （d）4 15、热继电器工作时，其发热元件与被保护设备的 （ ）电路（ ） 联。 （a）主；串 （b）主；并 （c）控制；串 （d）控制；并 16、热继电器工作时，其常（ ） 触头与主接触器的线圈（ ） 联。 （a）开；串（b）开；并 （c）闭；串 （d）闭；并 17、熔断器（ ） 联于被保护的电路中，主要起（ ） 保护作用。 （a）串；缺相 （b）串；短路 （c）并；缺相 （d）并；短路 18、异步电动机连续运行控制线路中，主接触器常（ ） 触头与起动按钮并联起失压保护作 用。 （a）开主 （b）开辅 （c）闭主 （d）闭辅 19、异步电动机连续控制线路中，主接触器常开辅触头与（ ） 按钮并联起（ ） 保护作 用。 （a）停止；过载 （b）停止；失压 （c）起动；过载 （d）起动；失压 20、异步电动机连续控制线路中，主接触器常开辅触头与起动按钮并联起（ ） 保护作用。 （a）短路 （b）过载 （c）短路和过载 （d）失压和欠压 习题习题 4.1 在线圈额定电压相同的前提下，交流电器与直流电器能否相互代用？为什么？ 答：在线圈额定电压相同的前提下，交流电器与直流电器不能相互代用。因为交流线圈的直流电 阻不大，很容易烧坏。直流线圈的电抗值和电阻值叠加总是要大于直流电阻的，因此不会损坏元 4 件，但出力肯定不够，无法使用。 4.2 交流接触器衔铁吸合前后，电磁吸力的大小有何不同？线圈中电流的大小有何不同？ 励磁线圈通电初期，因为衔铁尚未闭合，磁路的磁阻较大， 较小，线圈感应的电势也较 小；从线圈回路看，此时因为 U 不变，电流较大，且超过额定值；电流的增大，使磁势增加， 以产生足够的磁通和电磁吸力。等到衔铁吸合后，磁路的工作气隙较小，磁阻也较小，相同 磁势产生的 和感应电势较大，使得励磁电流减小为额定值。若通电后衔铁不能吸合，电流 将不能减小。这不但使设备不能工作，而且时间一长将会使线圈因过热而烧毁。 4.3 交流电磁机构的铁心采用硅钢片做成，且在其端部必须装短路铜环，它们的作用是什么？ 衔铁以两倍电源频率在颤动，引起噪音，同时触头容易损坏。为了消除这种现象，可在 磁极的部分端面上套一个分磁坏（图 15-9） 。于是在分磁坏（或称短路环）中便产生感应电流， 以阻碍磁通的变化，使在磁极两部分中的磁通1与2之间产生一相位差，因而磁极各部分的 吸力也就不会同时降为零，这就消除了衔铁的颤动，当然也就除去了噪音。 图 15-8 交流电磁铁的吸力 图 15-9 分磁环 4.4 三相异步电动机过载保护装置为什么至少采用两个发热元件的热继电器？在电力拖动控制电 路中，用熔断器代替热继电器可否？为什么？ 答：熔断器在电气线路中主要起短路保护和严重过载保护作用，而热继电器主要 用于过载保护。两者不能互为代用，但可以互为补充。如果用熔断器作电动机的 过载保护，为了防止电动机在启动过程中熔断器熔断，熔断器熔体的额定电流一 般应取电动机额定电流的 2.5-3 倍， 这样即使电动机长时间过负荷 50%， 熔断器也 不会熔断，而电动机可能因长时间过负荷而烧坏。所以不能用熔断器作过负载保 护。而热继电器是利用电流的热效应来工作的，由于热惯性的影响，尽管发生短 路时电流很大，也不可能使热继电器立即动作，这样就延长了短路故障的影响时 间，对供电系统及用电设备会造成危害。所以也不能用热继电器作为短路保护。 答：熔断器在电气线路中主要起短路保护和严重过载保护作用，而热继电器主要 用于过载保护。两者不能互为代用，但可以互为补充。如果用熔断器作电动机的 过载保护，为了防止电动机在启动过程中熔断器熔断，熔断器熔体的额定电流一 般应取电动机额定电流的 2.5-3 倍， 这样即使电动机长时间过负荷 50%， 熔断器也 不会熔断，而电动机可能因长时间过负荷而烧坏。所以不能用熔断器作过负载保 护。而热继电器是利用电流的热效应来工作的，由于热惯性的影响，尽管发生短 路时电流很大，也不可能使热继电器立即动作，这样就延长了短路故障的影响时 间，对供电系统及用电设备会造成危害。所以也不能用热继电器作为短路保护。 对于电热及照明设备，由于负载的性质不同于电动机 的拖动负载， 一般来说， 它们不会出现过负载现象， 所以， 一般不装热继电器， 而只装熔断器， 主要起短路保护作用。 对于电热及照明设备，由于负载的性质不同于电动机 的拖动负载， 一般来说， 它们不会出现过负载现象， 所以， 一般不装热继电器， 而只装熔断器， 主要起短路保护作用。 4.5 什么叫自锁、互锁、连锁控制环节？它们在控制线路中分别起 什么作用？ 依靠接触器自身常开辅助触头而使线圈保持通电的效果称为自锁 (又称自保)。 图 4-25 4.8 的图 t 0 Fm f 1 2 5 利用两只控制电器的常闭触头使一个电路工作，而另一个电路绝对不能工作的相互制约的作 用称为联锁(或称互锁)。 21、利用接触器自身常开辅助触头而使线圈保持通电的效果称为自锁控制。采用自锁控制后， 当外界原因突然断电又重新供电时，由于自锁触头因断电而断开，控制电路不会自行接通， 可避免事故的发生，起到零压保护作用。当线路电压低于电动机的额定电压时(一般降低到 85 )，接触器线圈磁通减弱，吸力不足，触头在弹簧作用下释放，自锁触头断开，失去自锁， 同时主触头也断开，使电机停转，得到欠压保护。 22、可利用两只接触器的常闭辅助触头，串联接到对方接触器线圈所在的支路里。它的作用 是防止多只接触器同时闭合，在主电路中造成电源的短路。 4.6 什么叫多地点控制环节？它是怎样实现的？试绘图说明之。 4.7 试画出三相异步电动机既能连续工作，又能点动工作的继电接触器控制线路。 4.8 根据文中图 4-25 接线做实验室，将开关 Q 合上后按 下起动按钮 SB2，发现有下列现象， 使分析和处理故障： （1）接触器 KM 不动作； （2）接触器 KM 动作，但是电动机不转动； （3） 电动机转动，但是一松手电机就不转； （4）接触器动作，但是吸合不上； （5）接触器触头有 明显的颤动，噪音很大； （6）接触线圈冒烟甚至烧坏； （7）电动机不转动或者转动得极慢， 并有“嗡嗡”声。 解： （1）当接触器 KM 不动作时，可能有以下几种情况：三相电源无电；B、C 相熔断丝 断了，使线圈无电压；KH 动作后没有复位；SB 按钮接触不好，不闭合；KM 线圈断 线；电气元件接线松动，与连接导线接触不良；连接导线有断损；错将直线接触器接 上。 （2）当接触器 KM 动作，但是电动机不转动时，可能的原因为：KM 主触头损坏没有吸合； 电动机引出线没有接好；电动机已经烧坏；热继电器元件烧坏；电动机的电源电压 不正常。 （3）电动机转动，但是一松手电机就不转，可能原因为：KM 自锁点联线断损；KM 自 锁点损坏接触不良。 图 6.2.2 （4）接触器动作，但是吸合不上，可能的原因为：工作电压过低，线圈的电磁铁吸力不够； 接触器本身有故障。 （5）接触器触点有明显的颤动，噪音很大，可能的原因为：电压过低，接触器内电磁吸力 不够，触头抖动；电磁铁端面的短路，使电磁铁的吸力为零。 （6）接触线圈冒烟甚至烧坏，可能的原因有：线圈短路；电磁铁因为机械故障卡死，或 者电源电压过低，使衔铁已知无法吸合，以致大电流长时间通过线圈，造成线圈烧毁。 电源电压比接触器的额定电压大得多。 （7）电动机不转动或者转动得极慢，并有“嗡嗡”声，可能的原因为：接触器没有吸合， 熔断丝没有接上，电源无电等原因，使三相电源或其中两相断电，电动机均不转动；当由 于各种原因电源缺一相时，使电动机单相运行，转矩降低，以致转得极慢。 当遇见上述各种情况时，应先切断电源，再检查原因，排除故障后，再合闸试验。先试 控制回路，再试主回路。 4.9 控制要求：有两台电机M1、M2， (1)开机时先开M1，M1开机20s之后才允许M2开机。 (2)停机时，先停M2，M2停机10s后M1自动停机。 (3)如不满足电动机起、停顺序要求，电路中的报警电路应发报警信号（如红灯指示或电 铃报警等） 。 画出控制电路原理图。 6 解：解： SB1 M1开机按钮 SB2 M2开机按钮 SB3 M2停机按钮 KM1 M1接触器 KM2 M2接触器 KT1 时间继电器 1 KT2 时间继电器 2 KA 中间继电器 L 报警灯 4.10 图 4-26 为两台鼠笼式三相异步电动机同时起停和单独起停的单向运行控制电路。 (1)说明各文字符号所表示的元器件名称；(2)说明QS在电路中的作用；(3)简述同时起停的工 作过程。 报警灯L KT2 KM2 KM1 KT KA KA KA KM2 KT1 KT2 KM1 KM FR1 FR2 SB1 KM2 KM1 KM2 SB3 SB2 KT1 控制电路图 7 M 3 Q S F U K M 1 M 3 K M K M 1 F U 2 1 S B stp S B stp S B st S B st K M K A K A K M S B st K M K A 1-1 2-1 12 1 2 1 S B stp2 1 2 1 - 2 1 2 2 2-2 2 F R F R F R F R 题 4-26 题 4.9 的图 11(1) 元 器 件 名 称 SBstp停 止 铵 钮 QS电 源 开 关 SBst起 动 铵 钮 FU熔 断 器 KM交 流 接 触 器 FR热 继 电 器 KA中 间 继 电 器 3 (2) 电 源 开 关 QS 的 作 用 为 (a) 使 电 源 与 控 制 电 路、 主 电 路 接 通 (b) 断 开 时， 使 控 制 电 路 及 主 电 路 与 电 源 脱 离 6 (3) 同 时 起 停 工 作 过 程 起 动： 合 电 源 开 关 QS按 SBst KA 线 圈 通 电 触 点 KA1、 KA2 闭 合KM1、KM2 线 圈 通 电KM11、KM21 主 触 点 及KM12、 KM22 自 锁 触 点 闭 合M1、M2 电 动 机 同 时 起 动 运 转松 开 SBst 电 动 机 连 续 工 作。 停 车：按 SBstp KM1、KM2 线 圈 断 电 主 触 点 及 辅 助 触 点 断 开 M1、M2 同 时 停 转 断 开 QS。 10 4.11 根据下列五个要求，分别绘出控制线路 （ M 1 和 M 2 都是三相鼠笼式电动机）： （1）电动机 M 1 起动后，M 2 才能起动，M 2 并能独立停车； （2）电动机 M 1 起动后，M 2 才能起动，M 2 并能点动； （3）M 1 先起动，经过一定延时后，M 2 再自行起动； （4）M 1 先起动，经过一定延时后，M 2 再自行起动，M 2 起动后，M 1 立即停车。 （5）起动时，M1起动后 M2才能起动；停止时，M2停止后 M1才能停止。 解：(1)电动机 M1先起动后，M2才能起动，M2并能单独停车，控制线路图如图 6.3（a）所示。 (2)电动机 M1先起动后，M2才能起动，M2并能点动，控制线路图如图 6.3（b）所示。(3)M1 先起动，经过一定的延时 M2能自行起动，控制线路图如图 6.3（c）所示。(4) M1先起动，经 过一定的延时，M2起动后,M1立即停车，控制线路图如图 6.3（d）所示。(5)启动时，M1起动 后 M2才能起动，M2停止后，M1才能停止，控制线路图如图 6.3（f）所示。 8 4.12 请 分析图 4-27 为电路的控制功能，并说明电路的工作过程。 图 4-27 题 4.12 的图 13 图 示 电 路 为 M1 和 M2 电 动 机 的 顺 序 起 停 电 路，起 停 的 顺 序 是 M1 起 动 后 才 能 起 动 M2 ，M2 停 止 后 才 能