电气控制系统设计复习题解答

《电气控制系统设计》

习题解答

张宏伟王得胜主编

目录

第1章绪论 (3)

第2章常用低压电器 (6)

第3章基本控制电路 (11)

第4章典型电气控制系统分析 (18)

第5章继电器-接触器控制系统设计 (31)

第6章可编程控制器及其应用 (36)

第7章电气调速系统与变频器 (48)

第1章绪论

习题与思考题

1－1什么是低压电器?低压电器按用途分哪几类?低压电器的主要技术参数有哪些?选用低压电器时应注意什么问题?

【参考答案】

1、什么是低压电器?

低压电器通常是指工作在交流1200V或直流1500V以下的电器。

2、低压电器按用途分哪几类?

按用途分为低压配电电器和低压控制电器。低压配电电器主要用于低压配电系统中，实现电能的输送和分配，以及系统保护。低压控制电器主要用于电气控制系统。

3、低压电器的主要技术参数有哪些?

（1）额定电压。

一般指额定工作电压。指在规定条件下，保证电器正常工作的工作电压值。

（2）额定电流

一般指额定工作电流。指在规定条件下，保证开关电器正常工作的电流值。

（3）操作频率与通电持续率

开关电器每小时内可能实现的最高操作循环次数称为操作频率。通电持续率是电器工作于断续周期工作制时有载时间与工作周期之比，通常以百分数表示。

（4）机械寿命和电寿命

机械开关电器在需要修理或更换机械零件前所能承受的无载操作次数，称为机械寿命。在正常工作条件下，机械开关电器无需修理或更换零件的负载操作次数称为电寿命。

4、选用低压电器时应注意什么问题?

（1）安全原则。安全可靠是对任何电器的基本要求，保证电路和用电设备的可靠运行是正常生活与生产的前提。

（2）经济原则。经济性包括电器本身的经济价值和使用该种电器产生的价值。前者要求合理适用，后者必须保证运行可靠，不能因故障而引起各类经济损失。

（3）选用低压电器的注意事项。

在选用低压电器时，必须明确被控制对象的类型和使用环境；明确有关的技术数据，如被控制对象的额定电压、额定功率、操作要求和工作制等；电器的工作环境，如周围温度、湿度、海拔高度、震动和有害气体等方面的情况；电器的技术性能，如用途、种类、控制能力、通断能力和使用寿命等。

1－2 电磁机构有哪些组成部分?铁心和衔铁的结构形式分哪几种?

【参考答案】

1、电磁机构有哪些组成部分?

电磁系统是各种自动化电磁式电器的感测部分，其作用是产生电磁吸力(动力) ，将电磁能转换成机械能，带动触点实现闭合或断开。一般由电磁线圈(吸力线圈)、动铁芯(衔铁)和静铁芯等组成。

2、铁心和衔铁的结构形式分哪几种?

铁心和衔铁的结构形式分拍合式电磁铁和直动式电磁铁。

1－3触头的形式有哪几种?常见灭弧方法有哪些?

【参考答案】

1、触头的形式有哪几种?

触头（触点）是用来接通或断开电路的，其结构形式很多。按其接触形式分为点接触、线接触和面接触3种。

2、常见灭弧方法有哪些?

（1）电动力吹弧。

（2）窄缝灭弧。

（3）栅片灭弧。

（4）磁吹灭弧。

1－4 电气控制系统的电路图中的SB、KM、KT、QS、SQ、FU、BTE分别是什么电器的文字符号？

【参考答案】

SB：按钮开关

KM：接触器

KT：时间继电器

QS：手动三极开关

SQ：行程开关

FU：保险丝

BTE：热继电器

1－5 请画出3种电气元件的图形符号。

【参考答案】

接触器动合触点笼型三相异步电动机按钮动合触点

1－6 请写出阅读电气控制系统电路图的一般步骤。

【参考答案】

阅读和分析电气控制电路图的方法主要有两种，即查线看图法(直接看图法)和逻辑代数法(间接读图法)。以查线看图法为例说明阅读电气控制系统电路图的一般步骤。

1、看主电路的步骤

（1）看清主电路中的用电设备。

（2）要弄清楚用电设备是用什么电气元件控制的。

（3）了解主电路中所用的控制电器及保护电器。

（4）看电源。要了解电源电压等级，是380V还是220V，是配电屏供电还是从发电机组接出来的。

2、看辅助电路的步骤

（1）看电源。首先看清电源的种类，是交流的还是直流的。其次，要看清辅助电路的电源是从什么地方接来的，及其电压等级。

（2）了解控制电路中所采用的各种继电器、接触器的用途。

（3）根据控制电路来研究主电路的动作情况。

（4）研究电气元件之间的相互关系。

（5）研究其他电气设备和电气元件。

第2章常用低压电器

习题与思考题

2－1交流接触器在衔铁吸合前的瞬间，为什么在线圈中产生很大的电流冲击？直流接触器会不会出现这种现象？为什么？

【参考答案】

1、交流接触器在衔铁吸合前的瞬间，为什么在线圈中产生很大的电流冲击？

交流接触器的线圈是一个电感，是用交流电工作的，吸合前线圈内部没有铁心，电感很小，阻抗也就很小，所以电流大；吸合后铁心进入线圈内部，电感量增大，阻抗增大，所以电流就降下来了。

2、直流接触器会不会出现这种现象？为什么？

直流接触器线圈通的是直流电，受频率变化的影响小，直流接触器工作电流主要取决于其内部电阻，所以不会产生冲击电流。

2－2交流接触器和直流接触器能否互换使用?为什么？

【参考答案】

按照接触器的主触点控制的主回路电流是交流还是直流分为交流或直流接触器，与接触器线圈中电流的形式无关。交流接触器与直流接触器结构大体相同，都由电磁动作机构、触点系统和灭弧装置三大部分构成，其工作原理完全相同，控制方式完全相同，但具体结构和用途存在差异。

（1）电磁机构不同。交流接触器的电磁铁由E型铁芯和线圈构成，铁芯中通过交变磁通；直流接触器电磁部分的采用转动式动铁芯,铁芯中磁通恒定。

（2）灭弧措施不同。

（3）自身耗能不同。

（4）选用方法不同。

交流接触器和直流接触器一般情况下是不能混用的，在特殊场合，交流接触器与直流接触器可以相互代用，但代用时需增设辅助电路。

2－3闸刀开关在安装时，为什么不得倒装？如果将电源线接在闸刀下端，有什么问题？

【参考答案】

1、闸刀开关在安装时，为什么不得倒装？

使用刀开关时的应注意，刀开关在安装时，手柄要向上，不得倒装或平装，以避免由于重力自动下落而引起误动合闸；接线时，应将电源线接在上端，负载线接在下端，这样拉闸后刀开关的刀片与电源隔离，既便于更换熔丝，又可防止可能发生的意外事故。

2、如果将电源线接在闸刀下端，有什么问题？

如果将电源线接在闸刀下端，可能会由于重力自动下落而引起误动合闸。

2－4哪些低压电器可以保护线路的短路？

【参考答案】

（1）熔断器