《电气控制与PLC》课后习题参考答案.doc

电气控制与PLC课后习题参考答案上篇习题1.从外部结构特征上如何区分直流电磁机构与交流电磁机构？怎样区分电压线圈与电流线圈？答：（1）、交流：铁心用硅钢片冲压而成（减少铁损），线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上（便于散热）。（2）、直流：铁心用整块钢制成（方便加工），线圈绕制成长而薄的圆筒状（便于散热）。（3）、电压线圈：匝数多，线径细。（4）、电流线圈：匝数少，线径粗。2.单相交流电磁机构为何要设置短路环？它的作用是什么？三相交流电磁铁是否要装设短路环？答：（1）、由于交流接触器铁心的磁通是交变的，故当磁通过零时，电磁吸力也为零，吸合后的衔铁在反力弹簧的作用下将被拉开，磁通过零后电磁吸力又增大，当吸力大于反力时，衔铁又被吸合。这样，随着交流电源频率的变化，衔铁产生强烈振动和噪声，甚至使铁心松散。（2）、当交变的磁通穿过短路环所包围的面积S2在环中产生涡流时，此涡流产生的磁通2在相位上落后于短路环外铁心截面S1中的磁通1，由1、2产生的电磁吸力为F1、F2，作用在衔铁上的合成电磁吸力是F1+F2，只要此合力始终大于其反力，衔铁就不会产生振动和噪声。（3）、由于三相电流电磁铁的电磁吸力三相本身具有相位差，其电磁吸力为一恒定值，故无需设置分磁环。3.当交流电磁线圈误接入直流电源，直流电磁线圈误接入交流电源时，会发生什么问题？为什么？答：（1）、交流电磁线圈误接入直流电源，由于不存在感抗，则I=U/R，比原来的电流大很多，则线圈容易烧毁。（2）、直流电磁线圈误接入交流电源，由于存在感抗，则I=u/(R+jX)，比原来的电流小很多，可能吸力不够，不能吸合，即使可以吸合也会由于直流电磁系统没有分磁环而发生振动。同时由于直流电磁系统的铁心由整块钢构成，损耗比较大。4.若交流接触器线圈通电后，衔铁长时间被卡死不能吸合，则会产生什么后果？答：一般U形铁心的交流电磁机构的励磁线圈通电而衔铁尚未吸合的瞬间，电流将达到衔铁吸合后额定电流的56倍，E形铁心电磁机构则达到额定电流的1015倍，如果衔铁卡住不能吸合时，交流励磁线圈则可能烧毁。5.什么是电磁机构的返回系数？过量与欠量电磁机构的返回系数有何不同？答：（1）、返回系数是继电器的复归值与动作值的比值。（2）、过量电磁机构返回系数小于1，欠量电磁机构返回系数大于1。6.从结构特征上如何区分交流、直流电磁机构？答：（1）、交流：铁心用硅钢片冲压而成（减少铁损），线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上（便于散热）。（2）、直流：铁心用整块钢制成（方便加工），线圈绕制成长而薄的圆筒状（便于散热）。7.低压断路器具有哪些脱扣装置？分别叙述其功能？答：低压断路器具有自由脱扣器、过电流脱扣器、热脱扣器、失压脱扣器和分励脱扣器等脱扣装置。具体功能如下：（1）、自由脱扣器是联系触头系统和其他保护功能脱扣器的中间传递部分。（2）、过电流脱扣器主要用于短路和严重过载保护。（3）、热脱扣器主要用于过载保护。（4）、失压脱扣器主要用于失压保护。（5）、分励脱扣器主要用于远距离控制。8.两个相同的交流电磁线圈能否串联使用？为什么？答：（1）、在交流控制线路中，两个相同的交流电磁线圈不能串联使用，主要原因是造成吸力不足。（2）、即使外加电压是两个线圈额定电压之和，也是不允许的。因为每个线圈上所分配到的电压与线圈阻抗成正比，两个电器动作总有先后，先吸合的电器磁路先闭合，其阻抗比没吸合的电器大，电感显著增加，线圈上的电压也相应增大，故没吸合电器线圈的电压达不到吸合值。同时电路电流将增加，有可能烧毁线圈。9.电器控制线路中，既装设熔断器，又装设热继电器，它们各起什么作用？答：（1）、熔断器：是一种简单而有效的保护电器，在电路中主要起短路保护作用。（2）、热继电器：是利用电流的热效应原理工作的电器，广泛用于三相异步电动机的长期过载保护。（3）、不能互相代用，由于其保护功能不一样。10.试设计一个采取两地操作的点动与连续运转的电路图？答：11.试采用按钮、刀开关、接触器和中间继电器，画出异步电动机点动、连续运行的混合控制线路？答：12.试设计用按钮和接触器控制异步电动机的启动、停止，用组合开关选择电动机旋转方向的控制电路（包括主回路、控制回路和必要的保护环节）？答：13.电器控制线路常用的保护环节有哪些？各采用什么电器元件？答：（1）、电器控制线路中的主回路常用的保护环节有过压保护、欠压保护、失压保护、热过载保护、短路保护。其中过压保护、欠压保护、失压保护一般采用相应的过压继电器、欠压继电器和失压继电器进行保护；热过载保护一般采用热继电器进行保护；短路保护一般采用熔断器或断路器进行保护。（2）、电器控制线路中的控制回路常用的保护环节有短路保护，通常采用熔断器或断路器进行保护。14.试设计电器控制线路。要求：第一台电动机启动10s后，第二台电动机自动启动；运行5s后，第一台电动机停止，同时第三台电动机自动启动；运行15s后，全部电动机停止？答：控制线路如下图所示：15.供油泵向两处地方供油，油都到达规定油位时，油泵停止供油；只要有一处油不足，则继续供油。试用逻辑设计法设计控制线路？答：假设供油泵由接触器KM控制，两处地方的油位可通过限位开关SQ1和SQ2来体现。根据题目要求，列出接触器通电状态的真值表如右表所示，控制电路如下图所示：SQ1SQ2KM00101110111016.设计一个小车运行的电路图，其动作程序如下：（1）小车由原位开始前进，到终端后自动停止；（2）到终端停留2min后自动返回原位停止；（3）要求在前进或后退途中的任意位置都能停止或再次启动。答：17.论述C650-2型车床主轴电动机的控制特点及时间继电器KT的作用。答：（1）、C650-2型车床主轴电动机包含了正反转控制、点动控制和反接制动的停车控制等控制特点。（2）、时间继电器KT主要有两个作用，一是KT的常闭通电延时断开触点可以在M1电动机启动时延时打开，停止启动电流对电流表的冲击；二是在M2电动机制动停车时KT触点闭合，将电流表短接，以免使电流表受到反接制动电流的冲击。18.C650-2型车床电气控制具有哪些保护环节？答： C650-2型车床电气控制具有短路保护、失压保护和热过载保护等保护环节。19.Z304016（）型摇臂钻床在摇臂升降过程中，液压泵电动机M3和摆臂升降电动机M2如何配合工作？以摇臂上升为例叙述电路的工作情况。答：（1）、Z304016（）型摇臂钻床在摇臂升降过程中，摇臂移动前必须先将摇臂松开，移动到位后摇臂自动夹紧。（2）、按下摇臂上升按钮，时间继电器KT1线圈通电吸合，触点KT1闭合，使接触器KM4通电吸合，液压泵电动机M3正向旋转，供出压力油，压力油经分配阀进入摇臂的松开油腔，推动活塞移动，活塞推动菱形块，将摇臂松开。同时，活塞杆通过弹簧片压动行程开关SQ2，使其触点SQ2断开，使KM4线圈断电释放；另一触点SQ2闭合,使KM2线圈通电吸合。前者使液压泵电动机M3停止转动，后者使摇臂升降电动机M2启动正向旋转，带动摇臂上升移动。（3）、当摇臂上升到所需位置时，松开摇臂上升按钮SB3，接触器KM2和时间继电器KT1线圈同时断电释放，摇臂升降电动机M2停车，摇臂停止上升。但时间继电器KT1为断电延时型，所以在摇臂停止上升后的13s，其延时闭合触点KT1闭合，接触器KM5线圈才通电吸合，使液压泵电动机M3通电反向旋转，供出压力油经分配阀进入摇臂的夹紧油腔，经夹紧机构将摇臂夹紧。在摇臂夹紧的同时，活塞杆通过弹簧片使行程开关SQ3压下，触点SQ3断开，切断接触器KM5的线圈电路，KM3断电释放，液压泵电动机停止转动，完成了摇臂先松开，后移动，再夹紧的整套动作。20.Z304016（）型摇臂钻床电路中SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5和SQ6各行程开关的作用是什么？结合电路工作情况说明。答：（1）、SQ1：摇臂上升