第1章 常用低压控制电器《电气控制与PLC应用技术》习题考参考答案

第1章练习与思考参考答案

1-1 单相交流电磁铁的短路环断裂或脱落后，在工作中会出现什么现象？为什么？

答：会使衔铁产生振动，发出噪声。因为当短路环断裂或脱落后，电磁机构在工作中，衔铁始终受到反作用弹簧、触头弹簧等反作用力Fr的作用。尽管电磁吸力的平均值F0大干Fr，但在某些时候Fat将小于Fr。当FatFr时，衔铁又被吸合，如此周而复始，从而使衔铁产生振动，发出噪声。

1-2接触器的主要结构有哪些？交流接触器和直流接触器如何区分？

答：接触器是由触点系统、电磁机构和灭弧装置组成，按其主触头所控制主电路电流的种类，可分为交流接触器和直流接触器两种，其主要不同在吸引线圈。

对于直流电磁铁因其铁心不发热只有线圈发热，所以直流电磁铁的电磁线圈做成高而薄的瘦长型而不设线圈骨架，使线圈与铁心直接接触易于散热。

对于交流电磁铁，因其铁心存在磁滞和涡流损耗，这样线圈和铁心都发热，所以交流电磁铁的电磁线圈设有骨架，使铁心与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样做有利于铁心和线圈的散热。

1-3中间继电器的作用是什么？中间继电器与接触器有何区别？

答：中间继电器实质上是一种电压继电器。它的特点是触点数目较多，电流容量可增大，起到中间放大(触点数目和电流容量)的作用。其主要用途是当其它继电器的触点数或触点容量不够时，可借助中间继电器来扩大它们的触点数或触点容量，从而起到中间转换的作用。

接触器是一种自动的电磁式电器，适用于远距离频繁接通或断开交直流主电路及大容量控制电路。其主要控制对象是电动机，能实现远距离控制，并具有欠（零）电压保护。

1-4对于星形连接的三相异步电动机能否用一般三相结构热继电器做断相保护？为什么？

答：可以。因为热继电器内部有双金属片。当电机电源缺相时，包括机械方面的原因造成电机堵转，电机的电流会增加。电流增加使金属片受热到一定程度，根据热膨胀系数的不同，金属片会分开，从而来断开热继电器的辅助触头，被困在的接触器会释放，切断电源，热继电器有过热过载保护，保护电机不会因为电流的增加被烧坏。必须使用三相具有断相保护的热继电器。

1-5在电动机的控制电路中，热继电器与熔断器各起什么作用？

答：热继电器一般用于三相异步电动机的长期过载保护和断相保护。由于热继电器主双金属片受热膨胀的热惯性及动作机构传递信号的惰性原因，热继电器从电动机过载到触点动作需要一定时间，也就是说即使电动机严重过载甚至短路，热继电器也不会瞬间动作；熔断器是低压电路及电动机控制线路中主要用作短路保护的电器。使用时串联在被保护的电路中，当电路发生短路故障，通过熔断器的电流达到或超过某一规定值时，以其自身产生的热量使熔体熔断，从而自动分断电路，起到保护作用。

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1-6低压断路器具有哪些脱扣装置？试分别说明其功能。

答：低压断路器常用的脱扣器有过电流脱扣器、分励脱扣器、失压/欠压脱扣器、热脱扣器等。

过电流脱扣器：过电流脱扣器用于线路的短路和过电流保护。当线路的电流大于整定的电流值时，过电流脱扣器所产生的电磁力使挂钩脱扣，动触点在弹簧的拉力下迅速断开，实现短路器的跳闸功能。

分励脱扣器：采用脱扣器电磁线圈通电后铁芯吸合使连杆作用用于跳闸机构，适用于远距离分闸的自动控制；多用于DW系列低压断路器中。

失压/欠压脱扣器：失压（欠电压）脱扣器用于失压保护。失压脱扣器的线圈直接接在电源上，处于吸合状态，断路器可以正常合闸；当停电或电压很低时，失压脱扣器的吸力小于弹簧的反力，弹簧使动铁心向上使挂钩脱扣，实现短路器的跳闸功能。

热脱扣器：电流超过额定值，热元件发热，使双金属片变形引起断路器分闸；主要用于过负荷保护。

1-7什么是失电压、欠电压保护？采用什么电器元件来实现失电压，欠电压保护？

答：欠压保护是指当线路电压下降到某一数值时，电动机能自动脱离电源停转。避免电动机在欠压下运行的一种保护。一般用欠电压继电器。

因为当线路电压下降到一定值（一般低于额定电压85%以下）时。接触器线圈两端的电压也同样下降到此值，从而使接触器线圈磁通减弱。产生的电磁吸力减小。当电磁吸力减小到小于反作用弹簧的拉力时。动铁芯被迫释放主触头、自锁触头同时分断，自动切断主电路和控制电路，电动机失电停转达到了欠压保护的作用。

失压保护是指电动机在正常运行中，由于外界某种原因引起突然断电时，能自动切断电动机电源。当重新供电时保证电动机不能自行启动的一种保护。一般用零电压继电器。

失压保护的作用1：当电源电压恢复时，如不重新按下启动按钮，电动机就不会自行转动(因自锁触头也是断开的) ，避免了发生事故。

失压保护的作用2：可以保证异步电动机不在电压过低的情况下运行，防止电动机烧毁。比如起重机械、风机水泵等，既可以保证人身安全和设备安全，又可以确保能源的利用效率。

失压保护的作用3：在某些特定的场合，失压可能导致设备工作异常。

1-8按钮与行程开关有何异同点？

答：按钮通常用作短时接通或断开小电流控制电路的开关，用于控制电路中发出起动或停止等指令，通过接触器、继电器等控制电器接通或断开主电路。

行程开关又称限位开关，是根据运动部件位置而切换电路的自动控制电器。动作时，由挡块与行程开关的滚轮相碰撞，使触点接通或断开用来控制运动部件的运动方向、行程大小或位置保护。

1-9交流接触器在衔铁吸合前的瞬间，为什么会在线圈中产生很大的电流冲击？直流接触器会不会出现这样现象？为什么？

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