机床电气控制习题

1、设计一个三相异步电动机两地起动的主电路和控制电路，并具有短路、过载保护。

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2、设计一个三相异步电动机正—反—停的主电路和控制电路，并具有短路、过载保护。

(B)
3、设计一个三相异步电动机星型——三角形减压起动的主电路和控制电路，并具有短路、
过载保护。

(B)
4、设计一个三相异步电动机单向反接串电阻制动的主电路和控制电路，并具有短路、过载
保护。

(B)
5、某机床有两台三相异步电动机，要求第一台电机起动运行5s后，第二台电机自行起动，
第二台电机运行10s后，两台电机停止；两台电机都具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。

(B)
6、某机床主轴工作和润滑泵各由一台电机控制，要求主轴电机必须在润滑泵电机运行后才
能运行，主轴电机能正反转，并能单独停机，有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。

(B)
7、一台三相异步电动机运行要求为：按下起动按钮，电机正转，5s后，电机自行反转，再
过10s，电机停止，并具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。

(A)
8、设计两台三相异步电动机M1、M2的主电路和控制电路，要求M1、M2可分别起动和
停止，也可实现同时起动和停止，并具有短路、过载保护。

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9、一台小车由一台三相异步电动机拖动，动作顺序如下：1）小车由原位开始前进，到终
点后自动停止。

2）在终点停留20s后自动返回原位并停止。

要求在前进或后退途中，任意位置都能停止或起动，并具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。

(A)
10、设计三相异步电动机交流接触器控制的全压起动主辅控制电路，具有短路保护，热保护功能。

（C）
七、分析题（每题10分）
1、根据下图，分析它的工作原理
按下SB2，KM1吸合并自保，电机运行，速度达到140转/分以上时，KS触点闭合。

按下SB1，KM1断电，KM2吸合，进行反接制动，速度达到100转/分以下时，KS 触点断开，制动结束，电机慢慢停止转动。

2、分析点动控制电路的工作原理
按下SB，KM线圈得电，KM触点闭合，电机转动；松开SB，KM线圈失电，KM 触点断开，电机停转。

3、分析起动、自保控制电路的工作原理
按下SB2，KM1线圈得电，KM吸合，主触电接通电机电源，电机运行；同时辅助触点闭合，接通控制回路，并保持。

松开SB2，由于辅助触点已经闭合了控制回路，靠辅助触点继续接通控制回路，电机继续运行。

按下SB1，KM1断电，辅助触点断开，主触点断开电机电源，电机慢慢停止转动。

4、分析多点控制电路的工作原理
按下SB2、SB4、SB6中的任何一个按钮，KM线圈就得电，KM就吸合并自保，电机运行；按下SB1、SB3、SB5中的任何一个按钮，KM线圈就失电，KM就断开，电机就慢慢停转。

7、分析正、停、反转电路的工作原理
当正转起动时，按下正转起动按钮SB2，KM1线圈通电吸合并自锁，电动机正向起动并旋转；当反转起动时，按下反转起动按钮SB3，KM2线圈通电吸合并自锁，电动机便反向起动并旋转。

在控制电路中将KM1、KM2正反转接触器的常闭辅助触头串接在对方线圈的电路中，形成相互制约的控制，若在按下正转起动按钮SB2，电动机已进入正转运行后，要使电动机转向改变，必须先按下停止按钮SBl，而后再按反向起动按钮。

8、分析倒顺开关控制电路的工作原理
开关SA放在0位置，电机不会转动；开关SA放在1位置，合上开关Q，控制回路和主回路电源接通，按下SB2，KM线圈得电，KM吸合，主触点闭合，辅助触点闭合自保，电机正转，按下SB1，电机慢慢停转；开关SA放在2位置，合上开关Q，控制回路和主回路电源接通，按下SB2，KM线圈得电，KM吸合，主触点闭合，辅助触点闭合自保，主电路与SA在1位置相比，L1和L3调整相序，电机反转转，按下SB1，电机慢慢停转。

三极刀开关按扭常开触头行程开关常开触头接近开关常开触头接触器线圈
线圈通电时通电延时断开线圈断电延时
通电延时线圈断开延时线圈延时闭合常开触头常闭触头闭合的常开触头1. 简述PLC的硬件组成及工作原理。

（10分）
解答：1.一般由基本单元、扩展单元组成。

PLC的基本单元主要包括：CPU、存储器、输入/输出模块、电源模块、I/O扩展接口、外设I/O接以及编
程器等部分组成。

（5分）
2.PLC的工作原理：
（1）PLC采用的是周期性循环扫描的工作方式。

（2分）
（2）PLC的工作过程分为：输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。

2.列举异步电动机变转差率S的调速方法（8分）
解答：1.转子串电阻调速（2分）
2.调压调速（2分）
3.串级调速（2分）
4.电磁转差离合器调速（2分）
设计题（共25分）
设计三相异步电动机正、反转控制线路。

要求如下：
（1）电路具有正、反转互锁功能；
（2）从正转→反转，或从反转→正转时，可直接转换；
（3）具有短路、长期过载保护。

设计要求：
（1）设计并绘出采用继电—接触器控制的电动机主电路和控制电路；
（3）绘出PLC梯形图；
解答：（1）采用继电—接触器控制的电动机主电路和控制电路如图1；
（
）
PLC梯形图如图；
3.分别列举机床电气控制系统中自锁控制与互锁控制的电路。

（10分）
解答：自锁控制（5分）互锁控制（5分）
1、电气控制系统中常用的保护环节有：短路保护、过载保护、过电流保护、零电压和欠电压等。

2、直流电机的调速方法有改变电枢回路电阻、改变电枢端电压、改变磁通三种。

3、PLC常用的编程语言有：语句表、梯形图、流程图。

分析
1、试分析下面两图控制原理
(a) (b)
答：(a)按下SB1，KM1线圈得电，KM1常开触点闭合，此时按下SB2时KM2线圈才能得电，KM2常开触点闭合，此时按下SB3，KM3线圈才能得电。

这是一个顺序控制电路。

(a)按下SB1，KA1、KT1线圈得电，KA1常开触点闭合自锁，定时时间到，
KT1延时闭合，KA2、KT2线圈得电。

这是一个靠时间继电器实现顺序控制的电路。

设计题 1、某机床由一台笼型异步电动机拖动，润滑油泵由一台笼型异步电动机拖动，均采用直接起动，工艺要求如下： 1)主轴必须在油泵开动后，才能起动；
2)主轴正常为正向运转，但为调试方便，要求能正反向点动； 3)主轴停止后，才允许油泵停止； 4)有短路、过载及失压保护。

M ~
3M ~
3QS
L1L2L3
FU1
FU2
KM1
KM2
KM3
FR1
FR2
M1
M2
KM1KM2
KM3KM1
KM2
FU3
FR1
FR2
SB1
SB2
SB3SB4
SB5
SB6
KM3
KM1
KM3
KM1
KM2
2、有两台电动机M1、M2，主回路控制电路如图所示，电路控制要求为：
1)有自锁、短路和过载保护；2)M1启动后2分钟，M2能自动投入运行；3)M2工作时，M1不能停机；4)M2停止后3分钟，M1能自行停止。

试设计其控制电路。

二、机床电路设计
按照以下要求试用低压电器按钮、开关、交流接触器设计一台三相异步电动机正反转控制电路（画出主电路及控制电路）。

要求：（1）、能实现长动，正向点动调整；
（2）、能实现正向的行程保护；电机运行时有指示灯显示。

（3）、有短路、过载保护；电路具有电气互锁、机械互锁保护；
三台电机的顺序启动和顺序停止
要求：
电源接通，按下启动按钮，电机M1全压启动，延时10s后M2
启动并运行，延时15s后第三台电机M3启动并运行；
按下停止按钮后，M1停，延时5s后M2停，延时10s后M3停。

三相电机正反转控制
要求：
按下正转按钮，正向启动运行按下反转按钮，由正转变为反转。