机电控制及其自动化 (自考)

机电控制及其自动化主考：华北水院
一、填空
1、发电机是将【机械】转化成电能的机械设备。

2、【电气设备安装图】确定了各电器设备在机械设备和电器控制柜中的实际安装位置。

3、【电设备接线图】反映了电气设备之间实际接线情况。

4、【电磁离合器】是利用表面摩擦或电磁感应来传递两个转动体间转矩的执行电器。

5、在三相异步电动机中其磁场是由定子绕组内三相电流所产生的合成磁场，且磁场是以电动机转轴为中心在空间旋转，称为【旋转】磁场。

6、一般将电动机轴上的负载转矩和转速之间的函数关系称为生产机械的【机械特性】
7、生产机械一般都是由机械部分与组成。

答案：【电气部分】
8、【电气】原理图反映了电气控制线路的工作原理和各元器件的作用及相互关系。

9、电气控制原理图中各电器的触点应按照没有【通电】或施加外力状态绘出。

10、【熔断器】又称保险丝，在低压配电电路中主要作为短路或严重过载保护。

11、交流电动机分为【异步电动机】和同步电动机。

12、鼠笼式异步电动机的启动方式有【直接启动】和降压启动。

13、【电压】继电器是根据电压信号动作的。

14、机电传动系统的【静态】是指系统以恒速运转的状态，其动态转矩为零。

15、【反接制动】实质上是改变异步电动机定子绕组中的三相电源相序，产生与转子转动方向相反的转矩，来进行制动。

16、伺服电动机分为直流伺服电动机和【交流伺服电动机】
17、【能耗】制动是在三相异步电动机切除三相电源的同时，把定子绕组接通直流电源，在转速为零时再切除直流电源。

18、接触器也有两种状态，即和常闭状态。

答案：【常开状态】
19、三相异步电动机定子绕组有和三角形两种接法。

答案：【星形
20、电动机若长期过载运行，电动机绕组温升超过其允许值，电动机的绝缘材料会变脆，进而导致电动机损坏。

常用的过载保护元件是【热】继电器。

21、刀开关按级数分为【单】级、双极和三级几种。

22、较大容量的笼型异步电动机一般都采用【降压】启动的方式启动。

23、热继电器有热惯性，大电流出现时它不能立即动作，故热继电器不能用作【电路】保护。

24、常用的行程开关有【按钮式】和滚轮式和微动式三种。

25、电气控制线路分为【主电路】和控制电路。

26、鼠笼式异步电动机的启动方法有直接启动和【降压】启动两种启动方式。

27、【伺服】电动机也称为执行电动机，在控制系统中用作执行元件，其功能是将电信号转化为轴上的角位移或角速度输出，以带动控制对象。

28、【时间】继电器是一种接收信号后，经过一定的延时后才能输出信号，实现触点延时接通或断开的控制电器。

29【电动力】灭弧是利用触点回路本身的电动力把电弧拉长，在电弧拉长的过程中得到迅速冷却，是电弧熄灭。

30、根据用途不同，接触器的触点可分为【主触点】和辅助触点。

31、【速度】继电器常用于反接制动电路中。

32、【继电器是一种根据输入信号而动作的自动控制电路。

33、可以通过在电动机励磁回路串入弱磁继电器（欠电流继电器）来实现，【弱励磁】保护。

34、在继电器—接触器控制线路具体设计时，首先要明确机械设备的技术要求，拟定
总体技术方案；其次，根据要求设计【电气原理图】，选择电气元件，最后编写电气系统说明书。

35、【电动力灭弧】是利用触点回路本身的电动力F把电弧拉长，在电弧拉长的过程中得到迅速冷却，使电弧熄灭。

36、【能耗】制动是在三相异步电动机切除三相电源的同时，把定子绕组接通直流电源，在转速为零时再切除直流电源。

这种制动方法实质上是把转子原来存储的机械能，转变成电能，又消耗在转子的制动上。

37、接触器以自身的触点来使其线圈保持通电的环节称为【自锁】环节。

38、可编程控制器的英文缩写是【PLC】
39、电流继电器是根据【电流】信号而动作的。

40、【继电器-接触器】控制系统所用的控制电路结构简单、维护方便、价格低廉，且能够满足生产机械一般要求，仍然广泛应用于机床电器控制领域。

41、数字控制器的英文简写为【DSP】
42、三相异步电动机的转子绕组按照结构形式分为【鼠笼】型转子绕组和线绕型转子绕组两种。

答案：
43、机电传动系统有【静态】和动态两种运行状态。

44、【继电器】是一种根据输入信号而动作的自动控制电器。

45、【接触器】是一种用来接通或断开电动机或其他负载主回路的自动切换电器。

46、设电动机某一转动方向的转速n为正，则在机电传动运动方程式中作如下决定：电动机电磁转矩TM与转速n方向一致为【正】；负载转矩TL与转速方向相反为正。

47、【成组拖动】就是由一台电动机拖动一根天轴，然后再由天轴通过皮带
轮和皮带分别拖动各生产机械。

48、电压继电器可分为【过电压】继电器和欠压继电器两种。

49、【万能转换】开关常用于需要控制多回路的场合，在操作不太频繁的情况下，可以用于小电容量电动机的启动.制动.调速或换向的控制。

50、为了防止电压恢复时电动机自行启动的保护叫【零】电压保护。

51、【控制电机】是机电传动系统中的基础元件，主要用来完成控制信号的传递与变换。

二、简答题
1、按输入量的物理性质，继电器可以分为？
答案：【电流继电器，电压继电器，时间继电器，热继电器，速度继电器】
2、何谓能耗制动？
答案：【能耗制动是在三相异步电动机切除三相电源的同时，把定子绕组接通直流电源，在转速为零时再切除直流电源。

这种制动方法实质上是把转子原来存储的机械能，转变成电能，又消耗在转子的转动上。

】
3、什么是互锁环节，它起到什么作用？
答案：【将两个接触器的常闭触点分别串联到对方的线圈回路中，即可得到互锁。

它用来防止两个接触器同时得电。

】
4、电动机中的短路保护，过电流保护和长期过载（热）保护有何区别？
答案：【电动机中的短路保护是指电源线的电线发生短路，防止电动机过大的电枢电路而损坏，自动切断电源的保护动作。

多电流保护是指当电动机发生严重过载时，保护电动机不超过最大许可电流。

长期过载保护是指当电动机的短时过载是可以的，但长期过载时电动机就要发热，防止电动机的温升超过电动机的最高绝缘温度。

】
5、接触器和继电器有什么不同？
答案：【接触器是用来接通或断开功率较大的负载，用在（功率）主电路中，主触头可能带有连锁接点以表示主触头的开闭状态。

继电器一般用在电器控制电路中，用来放
大微型或小型继电器的触点容量，以驱动较大的负载。

如可以用继电器的触点去接通或断开接触器的线圈。

一般继电器都有较多的开闭触点，当然继电器通过适当的接法还可以实现某些特殊功能，如逻辑运算。

以上两者的相同之处：都是通过控制线圈的有电或无电来驱动出头的开闭，以断开或接通电路。

属于有接点电器。

线圈的控制电路与触点所在的电气回路是电气隔离的。

】
6、常用灭弧方法有哪几种？说明其应用场合。

答案：【常用灭弧方法有：电动力灭弧、磁吹灭弧、栅片灭弧。

磁吹灭弧法在直流触器中得到广泛应用。

栅片灭弧是一种常用的交流灭弧装置。

】
7、三相异步电动机的工作原理是什么？
答案：【 1）三相定子组中通入对称三相电流产生旋转磁场。

2）转子导体切割旋转磁场产生感应电动势和电流。

】
8、热继电器和熔断器在电路中功能有何不同？能否互相代替？
答案：【热继电器在电路中起过载保护，熔断器在电路中起短路保护，不能互相代替。

】9、简述机床电气控制电路分析具体步骤？
答案：【首先，熟悉机床，然后再根据控制电路及有关说明来分析该机床的各个运动形式如何实现。

其次，对主电路进行分析。

从主电路入手，根据每台电动机和电磁阀等执行电器的控制要求，去分析他们的控制内容，控制内容包括启动、方向控制、调速和制动等。

】
10、何谓反接制动？
答案：【反接制动实质上是改变异步电动机定子绕组中的三相电源相序，产生与转子转动方向相反的转矩，来进行制动。

具体是：当想要停机时，首先将三相电源反接，当电动机转速接近零时，再将三相电源切除。

】
11、自动空气开关在电路中的作用是什么？
答案：【自动空气开关，它不但能用于正常工作时不频繁接通和断开电路，而且当电路
发生过载，短路或失压等故障时，能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备，因此，低压断路器在机床上使用的越来越广泛。

】
12、简要说明如何实现对异步电动机的多点启动和停止控制？
答案：【对异步电动机的多点启动可以使多个常开触点并联；对异步电动机的多点停止可以使停止按钮的常闭触点串联。

】
13、根据用途的不同，接触器的触点可分为几类？说明其应用场合。

答案：【接触器的触点可分为主触点和辅助触点，主触点用以通断电流较大的主电路，辅助触点用于通断小电流的控制电路。

】
14、KM、SB、FU、KT、KS等各代表什么电器？
答案：【 KM-接触器、SB-按钮、FU-熔断器、KT-时间继电器、KS-速度继电器】
15、简述“自锁”、“联锁”、“互锁”的含义，并举例说明各自的作用。

答案：【自锁：利用接触器自身的触点来使其线圈保持长期通电的环节，叫“自锁（保）环节”。

联锁：如甲接触器得电后才允许乙接触器得电，这种配合的关系称联锁。

互锁：如甲接触器得电后禁止乙接触器得电，乙接触器得电后禁止甲接触器得电，这种相互制约的关系称互锁。

】
16、常用的电气保护有哪些？
答案：【长起过载保护、过流保护、欠压保护】
17、电动机的功率选择应根据哪些原则进行？
答案：【（1）允许升温：保证电动机在运行时的实际最高温度不高于电动机绝缘材料所允许的最高温度。

（2）过载能力：电动机的最大转矩（对于异步电动机）或最大电流（对于直流电动机）必须大于运行过程中可能出现的最大负载转矩和最大负载电流。

（3）启动能力：为了保证电动机能够可靠启动，必须使，式中电动机启动能力系数，电动机的启动转矩。

】
18、为什么热继电器不能做短路保护而只能做长期过载保护？而熔断器则相反，为什
么？
答案：【因为热继电器的发热元件达到一定温度时才动作，如果短路热继电器不能马上动作，这样就会造成电动机的损坏。

而熔断器，电源一旦短路立即动作，切断电源。

】19、简述直流电机的可逆性。

答案：【若在直流电机的电刷上加直流电源，就可以将电能转化成机械能，作为直流电动机使用。

若在用原动机拖动电枢铁芯旋转，就可以将机械能转化成电能。

可见，一台直流电机既可以作为电动机使用，也可以作为发电机使用，只是外界的条件不同而已。

所以，电机这种机电双向能量转换的特性称为电机的可逆性。

】
20、绘制电气原理图一般需要遵循的原则是什么？
答案：【（1）电气控制线路分为主电路和控制电路。

主电路用粗线绘制，放在电气原理图的左侧；控制电路部分用细线画，放于电气原理图的右侧。

（2）电气控制线路中的同一电器的各导电部件（如电器的线圈和触点）常常不画在一起，但需用同一文字符号表明。

（3）电气控制线路中各电器的触点应按照没有通电或施加外力状态绘出。

】
21、电气控制系统图通常包括哪些图？
答案：【（1）电气原理图（2）电气元件布置图（3）电气安装接线图】
22、什么是自动空气开关，自动空气开关的作用是什么？
答案：【自动空气开关又称自动空气断路器，它相当于闸刀开关、熔断器、热继电器、欠电压继电器等的组合，是一种既有手动开关作用，又具有对电动机进行短路、过载、欠电压保护作用，这种电器能在线路上发生上述故障时自动切断电路。

】
23、在电动机主电路中，安装了熔断器，为什么还要安装热继电器？
答案：【主电路上装熔断器是为了保持线路不超过额定电压，热继电器是为了保护电动机长期运行不过载。

由于这两个器件在控制系统中作用不同，所以两者在控制系统中的往往都需要安装。

】
4、常见的开关电器有哪些？
答案：【常见的开关电器有：刀开关、按钮开关、选择开关、行程开关、自动空气开关】
三、计算
1、1、已知某他励直流电动机的铭牌数据如下：PN=7.5KW，UN=220V，nN=1500r/min，η=88.5%，试求该电机的额定电流和转矩。

答案：【38.5|47.75】
2、已知某他励直流电动机的铭牌数据为：PN=10KW,ηN=90%,nN=1500r/min,UN=220V,试求该电机的额定电流和额定转矩？
答案：【50.5|63.7】
3、一台四级三相异步电动机，其额定功率PN=5KW,额定转差率SN=0.03，启动系数λn2.5，电源频率f=50HZ,求该电动机的额定转速、额定转矩和启动转矩。

答案：【32.48|81.2】
4、一台六级三相异步电动机的额定电压为380V，频率为50HZ，转速为940r/min,求电动机的同步转速、转差率、和转子电流频率。

答案：【0.06|3】
5、一台直流发电机铭牌数据如下：PN=180KW,UN=220V,Ra=0.1Ω，nN=1450r/min,ηN=90%。

试求该发动机的额定电流IN和电枢电势EN?
答案：【818|302】
四、单项选择题
1、11kW以上的笼型电机，进行起动时应采取
A. 减压起动
B. 全压起动
C. 刀开关直接起动
D. 接触器直接起动
标准答案是：A。

2、三相异步电动机反接制动的优点是
C. 制动迅速
3、欲使接触器KM1动作后接触器KM2才能动作，需要
B. 在KM2的线圈回路中串入KM1的常开触点
4、三相笼形电动机采用星-三角降压起动，使用于正常工作时接法的电动机 B. 三角形。

5、三相笼型电动机采用自耦变压器降压起动，使用于正常工作时接法的电动机。

C. 两个都行
6、接触器的额定电流是指
C. 主触头的额定电流
7、电机正反转运行中的两接触器必须实现相互间
C. 联锁
8、能用来表示电机控制电路中电气元件实际安装位置的是
C. 电气元件布置图
9、改变交流电动机的运转方向，调整电源采取的方法是
D. 调整其中两相的相序
10、欲使接触器KM1断电返回后接触器KM2才能断电返回，需要
D. 在KM2的停止按钮两端并联KM1的常开触点
11、欲使接触器KM1和接触器KM2实现互锁控制，需要
B. 在两接触器的线圈回路中互相串入对方的常闭触点
12、电压等级相同的两个电压继电器在线路中
A. 可以直接并联
13、三相异步电机采用能耗制动时，当切断电源时，将
D. 定子绕组送入直流电
14、三相感应电动机起动时，起动电流很大，可达额定电流的
B. 4~7倍
15、垂直布局的电气原理图，主电路粗线条绘制在原理图的
A. 左侧
16、熔断器的作用是
C. 短路或严重过载保护
17、交流接触器的作用是
A. 频繁通断主回路
18、时间继电器的作用是
D. 延时通断控制回路
19、下面不是接触器的组成部分。

B. 脱扣机构
20、通电延时时间继电器，它的延时触点动作情况是
A. 线圈通电时触点延时动作，断电时触点瞬时动作
21、断电延时时间继电器，它的延时触点动作情况是
B. 线圈通电时触点瞬时动作，断电时触点延时动作
22、热继电器中双金属片的弯曲作用是由于双金属片
A. 膨胀系数不同
23、在控制电路中，如果两个常开触点串联，则它们是
D. 与逻辑关系
24、电磁式继电器按吸引线圈电流种类分
A. 直流式和交流式
25、熔断器是 C. 保护电器
26、低压断路器又称
B. 自动空气开关。

27、电压继电器线圈与电流继电器线圈相比，具有的特点是
A. 电压继电器线圈的匝数多，导线细，电阻大
28、交流接触器铁心上的短路环的作用是
D. 消除铁心振动
29、热继电器的热元件应 A. 串联于电动机定子绕组
30、按钮在低压控制电路中用于手动发出控制信号，启动／停止按钮帽常用 C. 绿／红色
31、交流接触器的 B. 铁心发热是主要的。

32、直流接触器通常采用的灭弧方法是
D. 磁吹灭弧
33、下列电器中不能实现短路保护的是
C. 热继电器
34、热继电器过载时双金属片弯曲是由于双金属片的
B. 热膨胀系数不同
35、在机床电气控制电路中采用两地分别控制方式,其控制按钮连接的规律是
D. 起动按钮并联，停止按钮串联
36、电气原理图中
A. 不反映元件的大小
37、制接线图时，各电器元件的文字符号、连接顺序、电路编号与电气原理图 B. 必须一致
38、垂直布局的电气原理图，辅助电路用细线条绘制在原理图的
C. 右侧
39、下列低压电器中可以实现过载保护的有 D. 热继电器
40、在三相笼式电动机的正反转控制电路中，为了避免主电路的电源两相短路采取的措施是 D. 互锁
41、交流电动机分为 D. 异步电动机和同步电动机
42、 A. 热继电器是根据控制对象的温度变化来控制电流流通的继电器，即利用电流的热效应而动作的电器。

43、要有效地缩短过渡过程时间，应设法减少飞轮转矩和
C. 加大动态转矩
44、有型号相同，线圈额定电压均为380V的两只接触器，若串联后接入380V回路，则
A. 都不吸合。

45、电气接线时，A、B、C三相按相序，线的颜色配置为
A. 黄、绿、红
46、能用来表示电机控制电路中电气元件实际安装位置的是
C. 电气元件布置图
47、交流接触器通常采用的灭弧方法是
A. 栅片灭弧
48、电动机有直流电机和两大类。

D. 交流电机
49、三相异步电动机的基本结构均可分为定子和两大部分。

A. 转子。

50、伺服电动机输入的是
A. 电压信号
51、现代生产机械一般由等几部分组成.( )
A. 工作机构
B. 传动机构
C. 原动机
D. 控制系统
52、下列说法正确的是（）
B. 接触器是一种接通或断开电动机或其他负载主回路的自动切换电器
D. 自动空气开关又称自动空气断路器
53、从机电系统中使用电动机数量角度来看，机电传动系统发展经历大体经历了三个阶段（）。

A. 成组拖动
B. 单机拖动
C. 多机拖动
54、常用灭弧方法有几种。

A. 电动力灭弧
B. 磁吹灭弧
C. 栅片灭弧。

55、电气控制系统常用的保护环节有（）
A. 过载保护
B. 短路保护
C. 零电压和欠电压保护
D. 弱磁保护
五、多项选择题
1、从基本结构上来看，直流电动机主要由组成。

A. 直流电机定子
B. 直流电机转子
2、自动空气开关相当于（）等的组合。

A. 闸刀开关
B. 熔断器
C. 热继电器
D. 欠电压继电器。

3、电动机的功率选择的原则需要考虑以下（）方面因素。

B. 允许升温
C. 过载能力
D. 启动能力
4、下列电器属于保护电器的是（）
A. 熔断器
B. 热继电器
C. 电流继电器
5、常用的行程开关有（）。

A. 按钮式行程开关
B. 滚轮式行程开关 D. 微动开关
6、自动控制系统通常由组成。

A. 控制器
B. 过程通道
C. 执行机构 E. 被控对象
7、下列属于执行电器的是（）
A. 电磁铁 E. 电磁卡具
8以下有关热继电器说法正确的是（）
A. 为了正确的反映电动机的发热，在选用热继电器时采用适当的热元件，热元件的额定电流与电动机的额定电流相等时，继电器便准确地反映电动机的发热
B. 注意热继电器所处的周围环境温度，应保证它与电动机有相同的散热条件，特别是有温度补偿装置的热继电器
C. 由于热继电器有热惯性，大电流出现时它不能立即动作，故热继电器不能用作短路保护
D. 用热继电器保护三相异步电动机时，至少要用有两个热元件的热继电器，从而在不正常的工作状态下，它可对电动机进行过载保护
E. 热继电器是根据控制对象的温度变化来控制电流流通的继电器，即利用电流的热效应而动作的电器
9、下列低压电器能起短路保护作用的低压电器有（）
A. 自动空气开关
B. 熔断器
C. 电流继电器
10、下列说法正确的是（）
A. 中间继电器触点较多，主要用于传递控制信号
C. 三相异步电动机的任意两相电源对调，电动机将反转
11、下列说法正确的是（）
B. 熔断器的保护特性是反时限的
C. 单台电动机负载电路熔断器熔体额定电流的选择应为电动机额定电流的 1.5～2.5
倍
12、以下电器属于开关电器的是（）
A. 刀开关 C. 按钮开关 D. 行程开关
13、常见的电气控制系统图有（）
A. 电气原理图 C. 电气设备安装图
E. 电气设备接线图
14、接触器由（）等部分组成。

A. 电磁系统
B. 触点系统
C. 灭弧装置
D. 弹簧
E. 支架底座
15、按用途，低压电器可以分为（）
A. 控制电器
B. 保护电器
C. 执行电器
16、较大容量的笼型异步电动机一般都采用降压启动的方式启动，常见的降压启动控制系统路有（）
A. 星-三角形降压启动控制线路
C. 定子串电阻降压启动控制线路
17、机床电气控制线路的分析步骤是（）
A. 熟悉机床 C. 主电路分析 D. 购置电控柜
18、以下电机可作为执行电机的是（）
A. 直流伺服电动机
B. 交流伺服电动机
C. 步进电动机
D. 小功率同步电动机
E. 力矩电动机
19中间继电器的用途有（）
A. 用作中间传递信号
B. 用作同时控制多条线路
20接触器种类很多，按其主触点通过电流的种类（）
B. 交流接触器 D. 直流接触器
1、试设计一台鼠笼型异步电动机的正反控制线路。

请画出主电路和控制电路。

(要求标出对应的元器件名称）
2、已知某一机电控制系统中，有一台电动机，试设计定子串电阻降压启动控制线路。

要求画出主电路和控制电路。

(要求标出对应的元器件名称）
3、设计一条自动运输线的继电器-接触器控制电路，由两台鼠笼式异步电动机拖动。

M1拖动运输机，M2拖动卸料机。

控制线路要求：（1）启动后，M1经过一段时间后，M2才允许启动；（2）M2停止后，M1才允许停止。

4、试设计对一台鼠笼式电动机进行星-三角降压启动控制线路。

要求画出主电路和控制电路。

(要求标出对应的元器件名称）
5、已知某一生产机械的工作台要求作自动往复运动，其控制系统中有ST1、ST2、ST3、ST4四个行程开关，ST1、ST2安装于工作台上用于控制工作台的往复运动，ST3、ST4安装在工作台的极限位置。

请画出该往复控制系统的主电路和控制电路。

(要求标出对应的元器件名称）
6、试设计M1和M2两台电动机顺序启、停控制线路。

控制线路要求：（1）M1启动后，M2立即自动启动；
（2）M1停止后，延时一段时间，M2自动停止；（3）M1可以点动调整工作；（4）两台电动机均有短路和长期过载保护。

请画出主电路和控制电路。

(要求标出对应的元器件名称）7、试设计一台鼠笼型电动机的能耗制动控制线路。

请画出主电路和控制电路。

(要求标出对应的元器件名称）8、试设计鼠笼型电动机的直接启动控制线路。

(要求标出对应的元器件名称）1）用开关直接启动的控制线路；2）用接触器启动的控制线路，要求画出主电路和控制电路。

9、设计一控制线路，线路要求为M1启动后，M2才能启动；M2先停止；经过一段时间后，M1才自动停止，M2可以单独停止；两台电动机均有短路保护和过载保护。

请画出主电路和控制电路。

(要求标出对应的元器件名称）
10、已知某一生产机械控制系统中有三台电动机M1、M2、M3。

M1为主电动机，M2为冷却。