《电气控制与PLC》课程教学大纲2006课后思考题解答

1. 熟悉文字符号KM、KA、KT、SB、SQ、FU、FR、SP的意义及相应的图形符号。

答：

2. 常用低压开关电器有哪几类？分别用于什么场合？

答：主要有刀开关、组合开关、低压断路器。

刀开关主要包括：刀开关、开启式负荷开关、熔断器组合电器等，用作电气照明的控制开关和分支电路的配电开关。

组合开关可实现多组触点组合，具有结构紧凑、体积小、操作方便等优点。在机床电气中主要用作电源开关，直接控制电动机的起动、停止、Y-△变换等，组合开关不适用于频繁操作的场所。低压断路器在电路发生严重过载或短路时，具有自动分断故障电路的功能，因此广泛应用于低压配电电路和电器控制电路中。

3. 叙述低压断路器的功能及工作原理；与采用刀开关和熔断器的控制、保护方式相比，低压断路器有何优点？

答：低压断路器的功能：在电路发生严重过载、欠电压、短路时，具有自动分断故障电路的能力。原理简述：见p7图1-7，过载或短路时，电流过大，过电流脱扣器动作，顶起钩子3，主触点在释放弹簧1作用下，断开主电路；欠电压时，任意两相的电压低于正常值达一定大小后，电磁线圈产生的吸引力小于弹簧力，失电压脱扣器动作，主触点被释放弹簧拉向左侧，断开主电路。

优点：①保护的范围多，具有过电压、过电流、欠电压、欠电流和短路的保护；②断开电路后，

排出故障后，不需要更换或维修，就可以重新投入使用，具有自动恢复功能；而采用刀开关和熔断器则需要更换保险丝。

4. 叙述接触器的功能及工作原理。

答：接触器可频繁接通和断开带负荷电路、并且具有远距离控制和失压保护的功能。

工作原理：见P9/图1-9，通过对电磁线圈的通电或断电，吸合或释放衔铁，衔铁又带动动触桥运动，使常开触点闭合或常闭触点断开，从而实现主触点控制的主电路的接通或断开，辅助触点所在的控制电路的接通或断开。

5．比较电磁式、空气阻尼式、电动式、电子式时间继电器的优缺点及应用场合。

6. 空气阻尼式时间继电器有哪些特点？各有什么功能？

答：（略）

7．中间继电器、速度继电器在电路中的作用是什么？

答：中间继电器在电路中的作用主要是扩展控制触点数量或增加触点容量。一般仅用于控制电路中。

速度继电器用来反映转速和转向变化的继电器。它与接触器配合实现对电动机的反接制动控制。

8. 简述有哪些常用的保护电器？它们在电路中作用各是什么？

答：常用的保护电器有：熔断器、热继电器、过电流/欠电流继电器、过电压/欠电压继电器。压力继电器、温度继电器等。

熔断器作用：短路保护；

热继电器作用：过载保护；

过电流/欠电流继电器作用：电路过载电流过大或电流过低保护；

过电压/欠电压继电器作用：电路电压过大或过低保护

压力继电器作用：压力检测与保护

温度继电器：温度检测与保护

9. 在电动机控制电路中，热继电器能替代熔断器作短路保护吗，为什么？

答：不能，热继电器在电路过载或短路时，需要经过一段时间才能使触点产生动作，不能立即断开回路，故不能替代熔断器作短路保护。

10. 三相笼型异步电动机起动方式有哪两种？各有什么特点？分别适用于什么场合？

答：星-三角（Y-△）起动、自耦变压器减压起动。

星-三角（Y-△）起动仅适用于正常运行时定子绕组作三角形联接的三相笼型异步电动机，该起动方式简便且经济。

自耦变压器减压起动，需要添加一个自耦变压器，起动电压与起动转矩可通过不同的抽头来调节，具有调整灵活的优点，起动设备费用大，通常应用于正常运转时定子绕组连接成Y形、而不能采用星-三角减压起动方式的起动的三相笼型异步电动机和大型和特殊用途电动机。

11. 三相笼型异步电动机常用减压起动方式有哪几种？采用减压起动的目的是什么？

答：星-三角（Y-△）起动、自耦变压器减压起动。

采用减压起动的目的是降低起动电流，避免损害电机电磁线圈的性能，降低电机使用寿命。

12. 图12-6所示为机床自动间歇润滑的控制电路，其中接触器KM为润滑液压泵电动机起停用接触器（主电路未画出），电路可使润滑规律间歇进行。试分析其工作原理，并说明中间继电器KA 和按钮SB的作用。

答：将开关SA置于工作闭合方式，①KM线圈得电，润滑液压泵电动机起动运行，供给润滑油；

②同时KT1时间继电器线圈得电，定时时间t1到，其动合触点KT1闭合，KT2时间继电器线圈得电，同时辅助继电器KA线圈也得电，KA常闭触点断开，KM线圈和时间继电器KT1线圈同时失电，KM失电停止供润滑油，KT1失电使动合触点KT1断开；同时常开触点KA闭合，保证KA 继续有电，实现自锁。时间继电器KT2定时时间t2到，其延时动断触点KT2断开，线圈KA失电，常闭触点KA复位，使KM再次得电，进入下一次供油；常开触点KA打开，使KT2线圈失电。由上述分析知道：润滑液供给时间由KT1定时时间t1控制，停止供给时间由KT2定时时间t2控制。

按钮SB作用：实现点动供油的功能。当按下SB时，KM线圈得电，液压泵电动机运转供油，松开按钮SB后，KM线圈立即失电，液压泵电动机停止，停止供油。

中间继电器KA作用：利用其常闭和常开触点实现两次定时时间到达状态的切换。

13. 笼型异步电动机常用的电气制动方法有哪两种？各有什么特点？分别适用于什么场合？

答：能耗制动与反接制动。

能耗制动特点：制动转矩随电动机的惯性转速下降而减小，制动平稳且能量消耗小，但制动力较弱，特别是低速时尤其突出；另外需要直流电源装置。一般用于制动要求平稳准确的场合，如磨床、龙门刨床及组合机床的主轴定位等。

反接制动：优点：制动力矩大，制动迅速。缺点：制动精确性差，制动过程冲击强烈，易损坏传动零件，能量消耗较大。一般适用于系统惯性较大，制动要求迅速、操作不频繁的场合，如铣床、镗床、中型车床等主轴的制动。

14. 设计笼型异步电动机正反转反接制动电路图。

答：见课本P67，图3-3 b)。

15. 试设计一个电动机可采用两地操作点动与连续运转的电路图。

答：参考课本P55，图2-17

方案1：

方案1中，SB2、SB3为两地连续运行操作按钮；SB4、SB5为两地点动运行操作按钮。

方案2：