常用低压控制电器课后习题答案

第4章常用低压控制电器
4-1 答：在频繁启动的场合常使用直流电磁机构而不使用交流电磁机构。

因为交流电磁机构的电磁线圈中的电流I与气隙δ成正比，在吸和前后，电流变化很大，在线圈通电而衔铁尚未吸合瞬间，其电流值将达到吸合后的额定电流值的很多倍，若衔铁卡住不能吸合或者频繁动作，线圈可能烧毁。

而直流电磁机构的电磁线圈中的电流与气隙无关，其频繁动作而电流的大小不随之变化，故其寿命较长，不容易损坏。

4-2 答：使单相交流接触器电磁机构在电源过零时其电磁吸力不为零且始终大于反力，衔铁就能够可靠的吸合，单相交流接触器就能够可靠的工作。

若短路环断裂，单相交流接触器就不能够可靠的工作，使衔铁产生强烈的振动与噪声，严重的话使触头熔焊，线圈烧毁。

4-3 答：它是电磁式电器的执行部分，其主要作用是用来接通或断开被控制的电路。

触头的接触形式有点接触、线接触和面接触三种。

4-4 答：接触电阻主要由于触头表面凹凸不平以及有氧化膜的存在而产生的。

接触电阻的存在，使得动、静触头之间产生电压降，使铜耗增加，也使触头的温度升高，容易产生熔焊现象，使触头不能可靠工作。

减小接触电阻的方法有：（1）触头材料选用电阻系数小的材料，使触头本身的电阻尽量减小。

（2）增加触头的接触压力，一般在动触头上安装触头弹簧。

（3）改善触头表面状况，尽量避免或减少表面氧化膜形成，在使用过程中尽量保持触头清洁。

4-5 答：触头的断开过程是逐步进行的，接触面积逐渐减少，接触电阻随之增加。

在触头切断电路时，如果触头间的电压为10~20 V、电流为80~100 mA，触头之间将会出现强烈的火花和弧光，这就是电弧。

电弧实际上是触头之间的气体在强电场作用下产生的放电现象。

所谓气体放电现象，就是气体中大量的带电粒子作定向运动。

危害：电弧产生以后会产生很高的温升并发出强烈的光，使触头烧灼，降低电器的寿命和工作的可靠性，延长了分断电路的时间，甚至使触头熔焊不能断开，造成严重事故。

灭弧的方法有：（1）拉长电弧，降低电场强度。

（2）用电磁力使电弧在冷却介质中运动，降低电弧柱周围的温度。

（3）将电弧挤入绝缘壁组成的窄缝中，以冷却电弧。

（4）将电弧分成许多串联的短弧，增加维持电弧所需的临界电压降。

4-6 答：主要工作原理为当电磁线圈通电后，产生电流I，在铁芯中产生磁通Φ及电磁吸力。

电磁吸力克服弹簧反力使得衔铁吸合，带动触头机构动作，常闭触头分开，常开触头接通。

主要作用是实现互锁或接通电路。

4-7 接触器的选用：
（1）根据主触头所控制电路的电流性质来选择直流或交流接触器。

（2）根据被控负载的工作状态和其工作性质来选择相应使用类别的接触器。

（3）根据所控制负载的容量或额定电流来确定接触器主触头的电流等级。

（4）接触器的额定电压应大于等于被控负载电路的额定电压。

（5）接触器吸引线圈的额定电压等级应根据控制电路的电压来确定。

（6）接触器触头数和种类应满足主电路和控制电路的要求。

接触器的日常维护：
（1）接触器的可动部分的动作应灵活，通电时，在闭合过程中不能有卡住或滞缓现象；断电后，可动部分应完全恢复到原位。

在吸合时不应有噪音和振动现象。

（2）接触器在动作过程中，可动部分不得与灭弧罩有摩擦、相碰，应有适当的间隙。

（3）接触器所有触头的表面及铁芯、衔铁的表面应保持清洁、无油污，相互接触要严密。

短路环应完整、牢固。

（4）接触器各个触头上不能涂润滑油。

严重磨损、烧伤的触头应当及时更换。

（5）接触器在吸合时，应先断开常闭触头，然后接通常开触头。

（6）接触器线圈的固定要牢固，可动部分不能碰线圈，绝缘电阻应符合要求。

（7）接触器的各个紧固螺钉、连接螺钉应拧紧。

4-8 答：低压断路器的选择应从以下几方面考虑：
（1）断路器的类型应根据电路的电流及保护的要求来选择。

（2）断路器的额定电压应等于或大于被保护电路的额定电压。

（3）断路器的电磁脱扣器的额定参数应根据被保护电路的情况来选择，整定电流应大于电动机的启动、制动电流。

（4）断路器的热（过载）脱扣器的整定电流应等于电动机的启动、制动电流。

（5）断路器的极限分断能力应大于电路的最大短路电流的有效值。

（6）应进行动、热稳定度的校验。

4-9 答：刀开关常用作接通、切断电源或作隔离开关。

其图形及文字符号为
4-10 分别说明电磁式时间继电器、空气阻尼式时间继电器和半导体时间继电器的工作原理及其优缺点。

答：电磁式时间继电器它是利用电磁系统在吸引线圈断电后磁通延缓变化来实现延时的。

其优点是结构简单、可靠性高；缺点是延时时间较短，准确度较低。

空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼作用来实现延时的。

其优点是结构简单、延时范围大、寿命长、价格低廉，且不受电源电压及频率波动的影响；缺点是延时误差大、无调节刻度指示，一般适用延时精度要求不高的场合。

半导体时间继电器是利用电容对电压变化的阻尼作用来实现延时的。

其优点是具有延时范围广、精度高、体积小、耐冲击、耐振动、调节方便以及寿命长等；缺点是抗干扰能力差。

4-11 答：继电器与接触器的不同在于继电器触头容量较小，而触头较多，一般用于反映控制信号。

一般利用继电器的触头来接通和断开控制电路，以实现检测、调节及保护等控制作用。

接触器图形符号：
继电器图形符号：
4-12 答：1)继电器类型的选择
2)使用类别的选用
3)额定工作电压和额定工作电流的选用
4)工作制的选用
4-13 答：热继电器的工作原理是一种利用电流通过发热元件所产生的热量，使双金属片受热弯曲变形，
从而使触头动作的一种电器。

结构主要由补偿双金属片、热元件、复位按钮、传动杆、压簧、电流调节凸轮、复位调节螺钉、杠杆、触头和导板等组成。

图形及文字符号为
4-14 答：通常应按以下原则选择热继电器：
（1）热继电器的类型有两相、三相和三相带断相保护等形式。

（2）热继电器的额定电流原则上应根据电动机的额定电流来选择。

（3）热继电器的动作电流I R的整定值一般为电动机额定电流I N的1.05～1.1倍。

4-15 答：熔断器主要用于电路的短路保护或过载保护。

它的工作原理是当电路发生短路或过载时，电路中的电流很大，超过熔体的额定电流，使熔体温度急剧上升。

当达到或超过熔体的熔点时，熔体熔断，从而将电路切断，起到了保护电路和电器设备的作用。

4-16 答：熔断器的规格主要依据负载的性质、使用场合、安装环境以及负载电流的大小来选用。

熔断器熔体的选择：（1）对于照明线路和电炉等电阻性负载，用于作短路和过载保护的熔断器，其熔体的额定电流略大于或等于负载电路中的额定电流。

即
I FU≥I N
式中，I FU为熔体额定电流（A）；I N为负载电路中的额定电流（A）。

（2）对于单台长期工作的电动机，用作短路保护的熔断器因电动机启动电流较大，其熔体额定电流为
I FU≥(1.5～2.5)I N
式中，I′N为电动机额定电流（A）。

对于频繁启动的电动机
I FU≥(3～3.5)I N
（3）对于多台长期工作的电动机共用一个熔断器时，熔体额定电流为
I FU≥(1.5～2.5)I′Nmax+ΣI′N
式中，I′Nmax为多台中功率最大的一台电动机的额定电流值（A）；ΣI′N为其余电动机的额定电流值之和（A）。

4-17 答：脱扣器包括过电流脱扣器、失压（欠电压）脱扣器、热脱扣器、分励脱扣器等。

过电流脱扣器的作用是实现短路保护；热脱扣器的作用是实现过载保护；失压（欠电压）脱扣器的作用是实现失压保护；分励脱扣器的作用是实现远距离自动控制。

4-18 答：行程开关的主要作用是常用于生产机械设备的行程控制及限位保护。

其图形及文字符号为
4-19 答：不同之处：接近开关是一种非接触式的位置开关，即当某一运动的物体与之接近达到一定的距离时，于是便发出接近的动作信号，实现对运动物体的位置控制；而行程开关是一种接触式的位置开关，它需要机械机构直接撞击它来实现位置控制。

相同之处：都可以实现位置控制。