河南机电高等专科学校电线电缆制造技术专业(电缆厂电气设备与控制系统)练习习题.doc

作业题参考答案习题一(直流电机)1-1试述直流发电机和直流电动机的工作原理及直流电机的可逆性。（最好通过原理图加以说明）答：直流发电机工作原理：由磁感应定率，励磁绕组通电后，产生磁场，当电枢在磁场中作切割磁力线运动时，就会产生感应电动势，在负载与线圈构成的回路中便会产生电流。直流电动机工作原理：电磁力定律，励磁绕组通电后，产生磁场，当在电枢绕组有电流时，带电导体在电枢中就会产生电磁力F,从而产生电磁转矩T，使电动机电枢旋转。可逆性：电机既可作发电机运行，把机械能转换为电能。又可以作电动机运行，把电能转换为机械能。只是由于外部条件不同-电枢由原电动机带动或是向电枢输入电功率，得到相反的能量转换，所以电机是一种双向的机电能量转换装置，这一特性为电机的可逆性。1-2试述直流电动机的主要组成部分及其作用。答：定子 主磁极：产生主磁通。换向磁极：产生附加磁场抵消电枢磁场，使主磁极中性面内的磁感应强度近于零，这样就改善了电枢绕组的电流换相条件，减少了电刷与换相器之间的火花。电刷装置：使电枢绕组与外电路接通。机座：用来固定主磁极，换相极和端盖极等，是电机磁路的一部分。端盖：支撑旋转地电枢。 转子 电枢铁心：用来嵌放绕组，也作为电机磁路的部分。 电枢绕组：产生感应电动势或电磁转矩，实现能量转换的主要部件。 换相器：将线圈内的交变电动势在两电刷间变换为方向不变的电动势。习题三（三相交流异步电动机）3-1 旋转磁场是如何产生的？其转速和转向由什么决定的？笼型电动机的转子电流是不是三相的？答：对称的三相对称的绕组（且在铁芯空间位置是彼此互差1200电角度）中通入三相对称的三相正弦交流电源后就会产生一个旋转的磁场。 旋转磁场转速由电源频率与磁极对数有关。 旋转磁场转向由三相电流的相序决定，即把通入三相绕组中的电流相序任意调换其中的两相，就可以改变旋转磁场的方向。 转子电流是感应电流，不是三相的，通常认为一根导条就是一相。3-2 为什么三相异步电动机的转速和旋转磁场之间有差别才能使电动机转动？答：因为只有，有差别，才会存在相对运动，才会切割磁感线而产生感应电动势，由于转子绕组是闭合的，于是在感应电动势的作用下，绕组内有电流流过，转子电流与旋转磁场相互作用，使在转子中产生电磁力，该力对转轴形成了电磁转矩，使转子按旋转磁场方向转动。3-5 怎样才能改变三相异步电动机的转向和转速？答：改变电动机的转速，由，可改变电源额定,极对数，以及转差率。改变电动机转向，改变电源中三相的任意两相的相序。3-9 一台三相异步电动机的额定电压220V，频率60,转速1140,求电动机的极数，转差率和转子的频率。答：3-13 已知一台三相异步电动机的额定数据如下：=4.5KW, 95084.5，0.8，起动电流与额定电流之比/5，2，起动转矩与额定转矩之比1.4，额定电压220/380V，星/三角连接，50求：（1）磁极对数；（2）额定转差率0.03；（3）额定转矩；（4）三角形联接和星形联接时的额定电流；（5）起动电流；（6）起动转矩。答：由，得，连接：连接连接时，连接时，习题四（低压电器）6-1熔断器有那些用途？一般应如何选用？在电路中应如何连接？答：熔断器是低压配电系统和电力拖动系统中的保护电器。在电路中起短路保护作用和过流作用。选用一般应遵循以下原则：1）根据使用环境和负载性质，选择适当类型的熔断器。2）熔断器的额定电压必须大于等于线路的额定电压。3）熔断器的额定电流必须大于等于所装熔体的额定电流。4）熔断器的分断电流能力应大于电路可能主观而最大短路电流。5）熔断器在电路中上、下两级的配合应有利于实现选择性保护。6-2何谓热继电器的整定电流，如何调节？热继电器的热元件和触头在电路中如何连接？热继电器会不会因电动机起动电流大而动作？为什么在电动机过载时会动作？答：1）整定电流是指热继电器长期不动作的最大电流。电动机电路可以通过电流调节凸轮在一定范围内调节。2）热元件应串联在被保护电路中。触头（常闭）应串联在电动机的控制中。3）它不会因电动机电流大而动作。4）过载时，串在电动机电路中的电阻丝发热过量，双金属片受热膨胀，动作机构使常闭触头分断，切断控制电路。6-4电动机主电路中已安装有熔断器，为什么还要装热继电器？它们的作用是否相同？答：熔断器串联在电路中起短路保护，当电路中有短路时会瞬间熔断，从而起到保护作用，而热继电器在电路中，主要起过载保护作用，当发生过载时，热继电器的发热元件双金属片会发生变形，从而断开触点，起保护作用，有一滞后的特点。两者作用不同，在电路中缺一不可，所有在电路中既要有熔断器，又必须要有热继电器。6-6接触器的主触头、辅助触头和线圈各接在什么电路中？如何连接？答：接触器的主触头串联在主电路中，辅助触头和线圈连在控制电路中，主要起自锁和互锁的作用6-14按下列要求分别设计用按钮和接触器控制器电动机M1和M2的控制电路。要求：（1）能同时控制两台电动机的起动和停止；（2）能分别控制M1和M2的起动和停止。6-16某机床的液压泵电动机M1和主电动机M2的运行情况，有如下的要求：（1）必须先起动M1，然后才能起动M2；（2）M2可以单独停转；（3）M1停转时，M2也应自动停转。试设计出满足上述要求的控制电路。习题五（基本电气控制线路）7-2设计一电气控制电路，要求第一台电动机M1起动后，经10S时间，第二台电动机M2自行起动，再经5S时间，M1停止，同时第三台电动机M3自行起动，又经8S时间，M2和M3自行停止。参考一：参考二：7-3有一台四极皮带运输机，分别由M1，M2，M3，M4四台电动机拖动，其动作要求顺序如下：（1）起动时要按顺序自起动；（2）停止时要按顺序自动停止；（3）各电动机的起动或停止，都要有一定的时间间隔。试设计这一控制电路。（注：参考答案为两台电机的顺序起动、逆序停止，且有时间间隔，请大家按题意改为四台电机的控制）习题六 典型机床电气控制系统8-4 M7120型平面磨床为什么要设置欠电压继电器？是否可以用电流继电器来代替？电路应如何连接？答：在加工中，若电源电压不足或电路发生故障，则电磁工作台吸力不足，会导致工件被高速旋转的砂轮碰击高速飞出，造成事故。因此，设置了欠电压继电器，将其线圈并联在电磁工作台电路中，若电源电压不足，欠电压继电器释放，使串联在接触器KM1和KM2控制电路中的欠电压继电器常开触头分断，KM1和KM2线圈失电，使砂轮电动机M2、冷却泵电动机M3和液压泵电动机M1都停转，以保证安全。可用欠电流继电器来代替，欠电流继电器的线圈应串在电磁吸盘的回路中。8-15什么是组合机床？组合机床