现代电器控制与PLC应用技术第2章课后答案解析王永华

第2章《电气控制线路基础》

思考题与练习题

2.01、三相笼型异步电动机在什么条件下可直接启动?试设计带有短路、过载、

失压保护的

三相笼型异步电动机直接启动的主电路和控制电路，对所设计的电路进行简要说明，并指

出哪些元器件在电路中完成了哪些保护功能?

答：三相笼型异步电动机在小于10KW的条件下可直接启动。

题2.01、单向全压启动控制线路

2.02、某三相笼型异步电动机单向运转，要求采用自耦变压器降压启动。试设

计主电路和控

制电路，并要求有必要的保护措施。

2.02、自耦变压器降压启动控制线路

2.03、某三相笼型异步电动机单向运转，要求启动电流不能过大，制动时要快

速停车。试设计主电路和控制电路，并要求有必要的保护。

L1

L2

FA2

QA1

SF2

BB

QA2

QA3

BS

SF1

QA1

QA1

QA3

n

QA3

FA1

控制电路

L13

M1

L2L3

FA0

QA0QA3

BB1

QA1

QA2

R

BS

主电路

MA

2.04、某三相笼型异步电动机可正反向运转，要求降压启动。试设计主电路和

控制电路，并要求有必要的保护。

2.05、星形-三角形降压启动方法有什么特点并说明其适用场合?

答：正常运行时定子绕组接成三角形的笼型异步电动机，可采用星形-三角形降压启动方式来限制启动电流。

星形-三角形降压启动的特点：

1、启动时将电动机定子绕组接成星形，当转速接近额定转速时，定子绕组改接

成三角形，使电动机在额定电压下正常运转。

2、启动时将电动机定子绕组接成星形，加到电动机的每相绕组上的电压为额定

值的3

1。

3、星形启动电流降为原来三角形接法直接启动时的1/3，启动电流约为电动机

额定电流的2倍左右，从而减小了启动电流对电网的影响。

4、启动转矩也相应下降为原来三角形直接启动时的1/3，转矩特性差。

星形-三角形降压启动线路适用于电动机空载或轻载启动的场合。

2.06、软启动器的启动和停车控制方式一般有哪些?与其他的启动方式相比有什么优点?

答：(1)、斜坡升压启动方式(2)、转矩控制及启动电流限制启动方式软启动装置采用电子启动方法，其主要特点是：具有软启动和软停车功能，启动电流、启动转矩可调节，另外还具有电动机过载保护等功能。

2.07、三相笼型异步电动机有哪几种电气制动方式?各有什么特点和适用场合? 答：三相笼型异步电动机的电气制动控制线路，常用的有反接制动和能耗制动。

1、反接制动

反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的一种制动方法。

反接制动时，转子与旋转磁场的相对速度接近于两倍的同步转速，所以定子绕组中流过的反接制动电流相当于全电压直接启动时电流的两倍。

反接制动特点之一是制动迅速，效果好，但冲击大，通常仅适用于10 kW 以下的小容量电动机。

为了减小冲击电流，通常要求串接一定的电阻以限制反接制动电流，这个电

阻称做反接制动电阻。

反接制动的另一要求是在电动机转速接近于零时，要及时切断反相序的电源，以防止电动机反向再启动。

2、能耗制动

所谓能耗制动，就是在电动机脱离三相交流电源之后，定子绕组上加一个直流电压，即通入直流电流，利用转子感应电流与静止磁场的作用以达到制动的目的。

能耗制动比反接制动消耗的能量少，其制动电流也比反接制动电流小得多；

但能耗制动的制动效果不及反接制动明显。同时还需要一个直流电源，控制线路相对比较复杂，一般适用于电动机容量较大和启动、制动频繁的场合。

2.08、三相笼型异步电动机的调速方法有哪几种?

答：三相笼型异步电动机调速的方法有三种：改变极对数p的变极调速；变转差率s的降压调速；改变电动机供电电源频率f1的变频调速。

2.09、变频调速有哪两种控制方式?请简要说明

答：(1)、交-直-交变频器；(2)、交-交变频器

交-直-交变频器：先把恒压恒率的交流电“整流”成直流电，再把直流电“逆变”成电压和频率均可调的三相交流电。

由于把直流电逆变成交流电的环节比较容易控制，所以该方法在频率的调节范围和改善变频后电动机的特性方面都具有明显的优势。大多数变频器都属于交-直-交型。

交-交变频器：把恒压恒频的交流电直接变换成电压和频率均可调的交流电，通常由三相反并联晶闸管可逆桥式变流器组成。

具有过载能量强、效率高、输出波形好等优点；

但同时存在着输出频率低(最高频率小于电网频率的1/2)、使用功率器件多、功率因数低等缺点。

该类变频器只在低转速、大容量的系统，如轧钢机、水泥回转窑等场合使用。

2.10、变频器主要有哪几部分组成?给用户提供的主要的外部接口是什么?

答：变频器的电路一般由主电路、控制电路和保护电路等部分组成。

主电路用来完成电能的转换（整流和逆变)；

控制电路用以实现信息的采集、变换、传送和系统控制；

保护电路除用于防止因变频器主电路的过压、过流引起的损坏外，还应保护异步电动机及传动系统等。

变频器的端子包括：电源接线端子和控制端子两大类。

电源接线端子包括三相电源输入端子，三相电源输出端子，直流侧外接制动电阻用端子以及接地端子。

控制端子包括频率指令模拟设定端子、运行控制操作输入端子、报警端子和监视端子等。

2.11、通过图2-27理解变频器的控制原理，掌握其使用方法。