自考工業(yè)自動化11514電器與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)(鄧則名主編)答案(第一篇)

1、電器與可編程控制器應(yīng)用技術(shù) 課后習(xí)題參考答案第一篇習(xí)題1. 單相交流電磁機構(gòu)為何要設(shè)置短路環(huán)？它的作用是什么？三相交 流電磁鐵是否裝設(shè)短路環(huán)？答：（1）、由于交流接觸器鐵心的磁通是交變的，故當(dāng)磁通過零時，電磁吸力也為零， 吸合后的銜鐵在反力彈簧的作用下將被拉開，磁通過零后電磁吸力又增大，當(dāng)吸力大于 反力時，銜鐵又被吸合。這樣，隨著交流電源頻率的變化，銜鐵產(chǎn)生強烈振動和噪聲， 甚至使鐵心松散。（2）、當(dāng)交變的磁通穿過短路環(huán)所包圍的面積 S2 在環(huán)中產(chǎn)生渦流時，此渦流產(chǎn)生的磁 通0 2在相位上落后于短路環(huán)外鐵心截面 S1中的磁通$ 1,由$ 1、$ 2產(chǎn)生的電磁吸力 為F1、F2，作用在銜鐵上的合

2、成電磁吸力是 F1+F2,只要此合力始終大于其反力，銜鐵 就不會產(chǎn)生振動和噪聲。（3）、由于三相電流電磁鐵的電磁吸力三相本身具有相位差,其電磁吸力為一恒定值, 故無需設(shè)置分磁環(huán)。2. 從結(jié)構(gòu)特征如何區(qū)分交流、直流電磁機構(gòu)？ 答：（1）、交流：鐵心用硅鋼片沖壓而成（減少鐵損） ,線圈做成短而粗的圓筒狀繞在骨 架上（便于散熱） 。（2）、直流：鐵心用整塊鋼制成 （方便加工）,線圈繞制成長而薄的圓筒狀 （便于散熱） 。3. 交流接觸器線圈通電后,銜鐵長時間被卡死不能吸合,會產(chǎn)生什么后果？答：一般U形鐵心的交流電磁機構(gòu)的勵磁線圈通電而銜鐵尚未吸合的瞬間，電流將達(dá)到銜鐵吸合后額定電流的 56倍，E形鐵心

3、電磁機構(gòu)則達(dá)到額定電流的 1015倍，如果 銜鐵卡住不能吸合時,交流勵磁線圈則可能燒毀。4. 交流電磁線圈誤接入直流電源,直流電磁線圈誤接入交流電源,會發(fā)生什么問題？為什么？答：（1）、交流電磁線圈誤接入直流電源，由于不存在感抗，則I=U/R ，比原來的電流大很多，則線圈容易燒毀。（2）、直流電磁線圈誤接入交流電源，由于存在感抗，則 I=u/（R+jX） ，比原來的電流小 很多，可能吸力不夠，不能吸合，即使可以吸合也會由于直流電磁系統(tǒng)沒有分磁環(huán)而發(fā) 生振動。同時由于直流電磁系統(tǒng)的鐵心由整塊鋼構(gòu)成，損耗比較大。5. 兩個相同的交流電磁線圈能否串聯(lián)使用？為什么？答：（1）、在交流控制線路中，兩個相

4、同的交流電磁線圈不能串聯(lián)使用，主要原因是造 成吸力不足。（2）、即使外加電壓是兩個線圈額定電壓之和，也是不允許的。因為每個線圈上所分配 到的電壓與線圈阻抗成正比，兩個電器動作總有先后，先吸合的電器磁路先閉合，其阻 抗比沒吸合的電器大，電感顯著增加，線圈上的電壓也相應(yīng)增大，故沒吸合電器線圈的 電壓達(dá)不到吸合值。同時電路電流將增加，有可能燒毀線圈。6. 電器控制線路中，既裝設(shè)熔斷器，又裝設(shè)熱繼電器，各起什么作 用?能否互相代用？ 答：（1）、熔斷器：是一種簡單而有效的保護電器，在電路中主要起短路保護作用。 （2）、熱繼電器：是利用電流的熱效應(yīng)原理工作的電器，廣泛用于三相異步電動機的長 期過載保護。

5、（3）、不能互相代用，由于其保護功能不一樣。7. 試分析接近開關(guān)的工作原理和作用？答: （1）、接近開關(guān)又稱為無觸點行程開關(guān)，它是機械運動部件運動到接近開關(guān)一定距 離時發(fā)出動作的電子電器，通過感辨頭與被測物體間介質(zhì)能量的變化來獲取信號。（2） 作用：不僅可以做行程開關(guān)和限位保護，還用于高速計數(shù)、測速、液面控制、檢測 金屬體的存在，零件尺寸以及無觸點按鈕等。8試為一臺交流380V、4kw （功率因數(shù)cos&=08$、三角形聯(lián)結(jié)的三相籠型異步電動機選擇接觸器、熱繼電器和熔斷器。答：首先根據(jù)三相異步電動機的功率計算公式 ：P= V3UICOS&式中，U為三相電源的線電壓（v）; I為

6、電動機的線電流（A）; cos&為電動機的功率因3 以上資料僅供參考 ,如有侵權(quán)立即刪除數(shù)。計算出電動機額定電流 I N為I N=P/ V3UIC0S&=4000/( V3*380*0.88)=6.9A接觸器選擇：交流接觸器；額定電壓380V ;額定電流 10A;電磁線圈額定電壓110V/127V/220V/380V 之中選一；參考型號為CJ20-10。熱繼電器選擇：帶斷相保護的熱繼電器；熱繼電器的整定電流 7.2A ；熱繼電器的額定電流20A；參考型號為 JR36-20。熔斷器選擇：有填料封閉管式熔斷器；熔體額定電流IRN > (1.52.5)IN =2.5 X 6.9

7、=17.25A，選20A；熔體額定分?jǐn)嚯娏?20kA；熔斷器額定電流 40A;熔斷器額定電壓380V； 參考型號為 RT16-40。9.分析圖篇1-1所示電路中，哪種電路能實現(xiàn)電動機正常連續(xù)運行和停止，哪種不能？為什么？圖篇1-1 習(xí)題9圖答：以上圖片可以正常連續(xù)運行和停止的有圖c、圖f。原因：兩幅圖均有 SB1開始啟動,KM得電后開始運轉(zhuǎn)， 常開KM得電閉合自鎖，從而可連續(xù)運轉(zhuǎn)，停止時按下常閉開關(guān) SB,即斷開所有電路。以上圖片不可以的正常連續(xù)運行和停止的有圖a、b、d、e。原因：圖a電路無常閉KM自鎖電路；圖b自鎖電路常閉開關(guān) KM應(yīng)該接在SB后；圖d不僅與圖b相似，并且連接在觸點 KM后

8、，無法形成自鎖電路；圖 e與圖a相似無形成自鎖電路。10試采用按鈕、刀開關(guān)、接觸器和中間繼電器，畫出異步電動機點# 以上資料僅供參考 ，如有侵權(quán)立即刪除動、連續(xù)運行的混合控制電路答:11試設(shè)計用按鈕和接觸器控制異步電動機的起動、停止，用組合開 關(guān)選擇電動機旋轉(zhuǎn)方向的控制電路（包括主回路、控制回路和必 要的保護環(huán)節(jié)）？答：LI L2 L37 以上資料僅供參考 ，如有侵權(quán)立即刪除12.電器控制電路常用的保護環(huán)節(jié)有哪些？各采用什么電器元件?答：（1）、電器控制線路中的主回路常用的保護環(huán)節(jié)有過壓保護、欠壓保護、失壓保護、熱過載保護、短路保護。其中過壓保護、欠壓保護、失壓保護一般采用相應(yīng)的過壓繼電 器、

9、欠壓繼電器和失壓繼電器進行保護；熱過載保護一般采用熱繼電器進行保護；短路 保護一般采用熔斷器或斷路器進行保護。（2 ）、電器控制線路中的控制回路常用的保護環(huán)節(jié)有短路保護，通常采用熔斷器或斷路 器進行保護。13試設(shè)計電器控制線路，要求：第一臺電動機起動10s后，第二臺電動機能自行起動，運行5s后，第一臺電動機停止，同時第三臺電動機自行起動，運行15s后，全部電動機停止。答:KT1=1OSKT2= 5SKT3= 15S14. 試設(shè)計龍門刨床橫梁升降控制電路，要求：橫梁上升、下降由 電動機M1經(jīng)由傳動機構(gòu)來實現(xiàn)；橫梁的夾緊，放松由電動機M2帶動夾緊裝置的實現(xiàn)；按動按鈕，首先使夾緊機構(gòu)放松；橫梁放 松

10、后，能上升或下降，上升或下降到所需位置，松開按鈕，橫梁自動夾緊；夾緊后電動機自動停止運動； 應(yīng)有限位保護，M2電動機應(yīng)有過電流保護，保證有一定的夾緊力；各運動間具有必要的聯(lián)鎖。答：（1）采用行程開關(guān) SQ2和SQ3分別實現(xiàn)在橫梁上升和下降的限位保護。（2）行程開關(guān)SQ1不僅反映了放松信號，而且還起到了橫梁移動和橫梁夾緊之間的聯(lián)鎖作 用。（3）中間繼電器 KA1、KA2的互鎖常閉觸頭，實現(xiàn)了橫梁移動電動機正反向運動的聯(lián)鎖保 護，在KM3和KM4線圈電路中的常開和常閉觸頭實現(xiàn)了夾緊電動機正反向運動的聯(lián)鎖保護。（4） 采用熔斷器FU1、FU2和FU3分別作升降電動機 M1、夾緊電動機 M2和控制電路

11、的短 路保護。完整的橫梁升降機構(gòu)電氣控制電路如圖1所示。LI L2 L3m圖i橫梁升降機構(gòu)電氣控制電路9 以上資料僅供參考 ，如有侵權(quán)立即刪除15. 供油泵向兩處地方供電，油都到達(dá)規(guī)定油位時，只要有一處油不 足，則繼續(xù)供油，試用邏輯設(shè)計法設(shè)計控制電路。答：假設(shè)供油泵由接觸器 KM控制，兩處地方的油位可通過限位開關(guān)SQ1和SQ2來體現(xiàn)。根據(jù)題目要求，列出接觸器通電狀態(tài)的真值表如右表所示，控制電路如下圖所示:SQ1SQ2KM0010111011101 1FU如有侵權(quán)立即刪除|1SQ216. 試分析C650型車床主軸正反轉(zhuǎn)控制和正反轉(zhuǎn)反接制動的工圖16C650臥式車床的電氣控制原理圖答：如圖16所示

12、，當(dāng)主軸電動機開始正反轉(zhuǎn)時過程如下：正轉(zhuǎn) 合上刀開關(guān)Qk,按起動按鈕SBs,時間繼電器 KT通電，同時接觸器 KM通電，中間繼 電器KA通電，接觸器 KM通電，電動機 M短接電阻R正向起動。反轉(zhuǎn) 合上刀開關(guān)Qk,按起動按鈕SM,時間繼電器 KT通電，同時接觸器 KM通電，中間繼 電器KA通電，接觸器 KM2通電，電動機 M反接電源相序，短接電阻 R反向起動。當(dāng)主軸電動機反接制動過程如下：正向反接制動電動機正轉(zhuǎn)時，速度繼電器正向常開觸點KS閉合。制動時，按下停止按鈕SB，接觸器KM時間繼電器KT、中間繼電器KA接觸器KM均斷電，主回路串入電阻 R（限 制反接制動電流），松開SB1,接觸器KM通電

13、（由于 M的轉(zhuǎn)動慣性，速度繼電器正向常開11 以上資料僅供參考 ，如有侵權(quán)立即刪除觸點KS仍閉合），M電源反接，實現(xiàn)反接制動，當(dāng)速度約等于0時，速度繼電器正向常開觸點斷開，KM斷電，M停轉(zhuǎn)、制動結(jié)束。反向反接制動 工作過程和正向相同，只是電動機M反轉(zhuǎn)時，速度繼電器的反向常開觸點K$動作，反向制動時，KM通電，實現(xiàn)反接制動。17. 簡述平面磨床充磁、去磁工作過程，電磁吸盤中設(shè)置欠電流繼電器的作用是什么？答：為了防止在磨削加工過程中，電磁吸盤吸力減小或失去吸力，造成工件飛出，引起工件損壞或人身事故，采用欠電流繼電器作欠電流保護，保證吸盤有足夠的吸力。18試述Z3040搖臂下降的工作過程。圖18Z3

14、040搖臂鉆床電器控制原理圖答:如圖18所示，電源由總開關(guān) QK引入，主軸電動機 Mi單向旋轉(zhuǎn)，由接觸器 KM1控制， 主軸的正、反轉(zhuǎn)由機床液壓系統(tǒng)操作機構(gòu)配合摩擦離合器來實現(xiàn)。搖臂升降電動機M2由正、反轉(zhuǎn)接觸器KM2、KM3控制。液壓泵電動機 M3拖動液壓泵送出壓力液以實現(xiàn)搖臂的松開、 夾緊和主軸箱的松開、夾緊，并由接觸器KM4、KM5控制正、反轉(zhuǎn)。冷卻泵電動機 M4用開關(guān)SA2控制。搖臂下降工作過程：按下降按鈕SB4,時間繼電器KT通電，不僅電磁閥YV通電，推動松開機構(gòu)使搖臂松開，而且接觸器KM4通電，液壓泵電動機 M3正轉(zhuǎn)，松開機構(gòu)壓下限位開關(guān) SQ2,不僅KM4斷電,M3 停轉(zhuǎn)，停止松

15、開，而且下降接觸器 KM3通電，升降電動機M2反轉(zhuǎn)，搖臂下降，到預(yù)定位置， 松開SM,不僅下降接觸器 KM3斷電，M2停轉(zhuǎn)，搖臂停止下降，而且時間繼電器KT斷電，延時t（s）, KT延時閉合常閉觸電閉合，接觸器 KM5通電，M3反轉(zhuǎn)，電磁閥推動夾緊機構(gòu) 使搖臂夾緊，夾緊機構(gòu)壓動限位開關(guān)SQ，不僅電磁閥YV斷電，而且接觸器 KM5斷電，液壓泵電動機M3停轉(zhuǎn)，夾緊停止，搖臂下降過程結(jié)束。佃.試述X62W萬能銃床的工作臺 6個方向進給控制的工作過程。圖20X62W銃床的電氣控制原理圖答：如圖19所示：工作臺進給方向有左右（縱向），前后，上下（垂直）運動。利用正向接觸器KM3和反向接觸器KM4控制M2

16、的正、反轉(zhuǎn)。接觸器KM3、KM4是由兩個機械操作手柄控制的，其中一個是縱向手柄，另一個是垂直 手柄。操作手柄同時完成機械掛檔和壓動相應(yīng)的限位開關(guān)，從而接通正反轉(zhuǎn)接觸器，啟動 M2，拖動工作臺按預(yù)定方向進給，這兩個手柄各有兩套，分別設(shè)在銃床工作臺的正面與側(cè) 面。限位開關(guān)SQ1與SC2與縱向手柄有機械聯(lián)鎖，限位開關(guān)SQ3、SQ分別與橫向、垂直手柄有機械聯(lián)鎖。當(dāng)扳動手柄時，將壓動相應(yīng)的限位開關(guān)。下面對各種進給運動的電氣控制電路進行分析：1、工作臺左、右進給運動的控制把縱向操作手柄板“右”，掛上縱向離合器，壓動限位開關(guān)SQ1 正向接觸器KM3通電，進給電動機 M2正轉(zhuǎn)，拖動工作臺向 右運動。把縱向操作手柄板“左”，掛上縱向離合器，壓動限位開關(guān)SQ2,反向接觸器KM4通電，進給電動機 M2反轉(zhuǎn)，拖動工作臺向左運動。停止時把操作 手柄板“中間”位置，脫離縱向離合器，限位開關(guān)SQi(SC2)復(fù)位，接觸器KM3(KM4) 斷電， M 2 停轉(zhuǎn)，停止右(或左)進給運動。2、工作臺前后和上下的進給運動的控制 由十字開關(guān)的操作，方向共有四個位置 “上”、“下”、“左”、“右”，另外還有一個“中間位置”為停止?！跋蚯啊边M給 十字開關(guān)手柄板前，掛上橫向離合器，壓動限位開關(guān)SQ,正向接觸器KM3通電，給進電動機 M2正轉(zhuǎn)，拖動工作臺向前進給?！跋蛳隆边M給 十字開關(guān)手柄板下，掛上垂直離合器