电气控制与可编程控制技术课后答案(济南大学)

第一章1. 什么叫电器？作用是什么？凡是能自动或手动接通和断开的电路，以及对电路或非电对象能进行切换、控制、保护、检测、变换和调节的电器元件统称为电器。

简单的说，电器就是电的控制工具。

作用：接通和断开电路；对电路或非电对象进行切换、控制、保护、检测、变换和调节。

1. 电器按用途不同可以分为几类？控制电路：用于各种控制电路和各种控制系统的电器，如接触器、继电器、电动机启动器等主令电器：用于自动控制系统中发送控制指令的电器，如按钮、主令开关、转换开关等执行电器：用于某种完成动作或传送功能的电器，如电磁阀、电磁离合器等配电电器：用于电能的输送和分配的电器，如高压断路器、隔离开关、母线等保护电器：用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、避雷器等1. 直、交流接触器的灭弧装置有什么不同？哪一个灭弧能力强？直流接触器主触点控制直流电路，且线圈也须通入直流电进行控制；主触点用磁吹灭弧；衔铁吸合前后，线圈电流不变，适合于频繁动作。

但主触点断开时会产生较高的电压，故工作电压不允许过高（440V以下）交流接触器主触点控制交流电路，且线圈多采用交流电进行控制，也有直流电控制的，但须在线圈里串入电阻限流；主触点采用灭弧栅灭弧，衔铁吸合前后线圈电流变化很大，当衔铁卡主或频繁动作时线圈易烧坏，不适宜频繁动作。

磁吹式灭弧装置灭弧能力强。

2. 直流接触器为什么能比交流接触器更频繁动作？交流接触器衔铁吸合前后线圈电流变化很大，可相差10~15倍，当衔铁卡主或频繁动作时线圈易烧坏，不适宜频繁动作。

直流接触器衔铁吸合前后，线圈电流不变，适合于频繁动作，所以直流接触器比交流接触器更频繁动作。

3. 交、直流接触器的吸力特性各有什么特点？线圈电流在衔铁吸合前后有什么变化？直流接触器：衔铁吸合前后吸力变化很大；线圈电流与气隙大小无关，为一常数。

线圈电流不变交流接触器：吸力与气隙大小无关；衔铁吸合后电流很小，即不需要多大电流就能维持衔铁吸合；衔铁吸合前后电流变化很大，故不适宜频繁动作。

4. 交流接触器短路环的作用及作用原理是什么?作用是防止交流单相电磁机构的衔铁抖动，以减小噪声，并防止触点抖动、电弧烧坏触点；原理：短路环的存在使总的合成磁通不会随交流的交变而变为零，当然吸力也就不会为零，故在电流的交变过程中，衔铁一直吸合，不会抖动。

物理上，当线圈电流过零时，铁芯里磁通变化率最大，根据焦耳楞次定律，此时短路环会产生感应电动势最大，由于短路环是闭合的，故会产生最大感应电流，产生磁力继续吸合衔铁，因此电流交变时不会产生磁力为零的情况，铁心不会抖动。

5. 名词解释吸力特性：电磁机构的吸力F与气隙δ之间的关系F=f（δ）阻力特性：电磁机构转动部分静阻力与气隙的关系间断-长期工作制：接触器连续通电时间不超过8小时的工作制额定操作频率：每小时接通的次数1. 继电器与接触器有哪些主要的区别？继电器：没有主、辅触点之分，主要用在低电压、小电流的控制电路中，其控制量可以是电气量，也可以是非电气量接触器：有主、辅触点之分，其主触点用在高电压、大电流的主电路中、辅助触点用在低电压、小电流的控制电路中，其控制量仅仅是电气量，即电压控制。

2. 中间继电器有什么特点？其主要作用是什么？特点：触点容量大且数量多作用：信号的方放大、转换3. 在低压电器中，有哪几种时间继电器？分别用什么方法延时？简述电磁式（铜套阻尼式）：靠铜套延时，仅有断电延时，延时误差大，仅延时几秒空气阻尼式：靠气囊延时，延时误差大，可延时几秒到几分电动机式：靠齿轮变速延时，体积大，价格高，延时准确，可延时几秒到几小时半导体式：靠电容充放电延时，体积小，价格低，延时准确，可延时几秒到几小时4. 控制用继电器的返回系数要求是高点好还是低点好？为什么？低点好，一般0.1~0.4，这表明继电器的矩形特性宽，动作可靠（但不够灵敏）5. 保护用继电器的返回系数要求是高点好还是低点好？为什么？高点好，一般大于0.6小于1，这表明继电器的矩形特性窄，动作灵敏（但易误动，不可靠）6. 继电器的返回系数能否等于1？为什么？等于1继电器的返回值与动作值相等，使继电器动作状态不确定，无法工作。

7. 热继电器按其保护功能不同可分为哪几种？分别用在什么场合？两相结构式热继电器，用于星形联接的电动机的过载保护和断相保护，而且是用在三相电流对称，电动机绕组绝缘良好的情况三相结构式热继电器：用于Y型联结的电动机的过载保护和断相保护三相结构带断相保护的热继电器：带有专门断相保护机构的热继电器8. 两相热继电器或三相热继电器为什么都不能作为三角形联接的断相保护？三相三角形联结电机断相未必过载9. 名词解释继电器：实际上是一种由特定形式的电气量（如电流，电压）或非电气量（如速度，温度）自动控制开关的小开关接触器：一个能频繁通断的自由磁铁带动的负荷开关，与其他开关相比，它可以频繁通断主电路的正常工作电流，但不能分断主电路的短路电流继电器的返回系数：释放值与吸合值之比1. 常用的熔断器有哪几种类型？各有何特点？R型：管式（R熔断器）RM型：密闭管式（M密闭），无填料，无限流作用RT型：填料管式（T填料），限流式，有限流作用NT型：有填料，密闭管式，有限流作用RC 型：瓷插式（C-瓷插），无填料，无限流作用RL型：螺塞式（L-螺塞）无填料，无限流作用RZ型：自复式（Z-复式），采用钠熔体，有限流作用，是熔断器的发展方向之一2. 常用的熔体有哪几种类型？各有何特点？笼状（栅状）熔体与RTO型熔断器配套使用；金属钠熔体与RZ型自复式熔断器配套使用，金属钠在大的电流作用下迅速汽化，切断电路。

3. 什么叫熔断器的安秒特性？它有何作用？融化电流与融化时间的关系，电流越大，熔断时间越短。

作用：是熔断器保护与设备过负荷曲线配合的基础；熔断器之间选择性（上下两级）配合的基础；熔断器与其他保护装置（如继电保护）之间选择性配合的基础4. 保护多台电动机时，熔体应该如何选择？In≥(1.5~2.5)INmax +∑n-11INi 式中INmax为n台电动机中额定电流最大的一台的额定电流∑n-11INi 为其余电动机额定电流之和1. 什么是主令电器？常用的主令电器有那几种？主令电器是一种在电器控制线路中起发送或转换控制指令作用的电器，常用于接触或断开控制电路，再通过接触器、继电器间接控制主电路的接通与断开、但主令电器不能直接作用于主电路的分合。

电器控制电路中常用的主令电器主要有控制按钮、行程开关和转换开关等。

2. 什么是行程开关？常用的行程开关有哪几种？利用机械运动部件的碰撞使触点动作，从而将机械信号转换成电信号，再通过其他电器间接控制机床运动部件的行程、运动方向或进行限位保护等。

常用行程开关有LX19和JLXK1等系列3. 什么是接近开关？常用的接近开关有哪几种？各有何特点？1. 熔断器、接触器、断路器3种电器中，哪些能做短路保护？哪些不能用作短路保护？简要说明原因2. 低压断路器有哪些保护功能？简要说明电路发生短路时，低压断路器自动跳闸的动作过程正常时，手动或电动操作开、闭，控制电路的接通与分断故障时（即在短路、过负荷和失电压或欠电压时）能自动跳闸。

即断路器有短路保护，过载保护和失、欠电保护等三种保护功能当发生短路或发生严重超负荷时，过电流脱扣器衔铁吸合，断路器的触点自动断开。

当出现过负荷时，热脱扣器的双金属片向上弯曲，断路器的触点自动断开，当断路器的电源侧失电压或欠电压时，欠电压脱扣器衔铁释放，断路器的触点自动断开。

3. 在短路保护方面，断路器为什么比熔断器更方便？断路器不像熔断器那样熔体融化后需要更换熔体，这样比较麻烦。

断路器跳闸后，排除电路故障，合上断路器，即可恢复正常工作。

4. 如何选择低压断路器？断路器额定电压不低于线路的额定电压；断路器额定电流不小于线路的额定电流；断路器的极限分断电流大于线路最大短路电流第二章电器控制线路第一节电器控制线路的绘制1 常用的控制线路图有哪几种？特点？场合？原理图——绘制时不考虑电器元件的实际位置，常在设计调试和故障分析时使用。

安装图（接线图）——绘制时装置的各电器元件都按实际位置画出，连线也基本如此，常在安装、接线和调试时使用。

2 控制线路由哪些电路组成？每个电路各有何特点？主回路——是高电压大电流回路。

控制回路——是低电压小电流回路。

辅助回路——是不影响控制电路工作的独立的附加电路。

3 画控制线路图时，按钮、开关、线圈等都要按原始状态画出。

原始状态是：所有的按钮、开关均没有外力作用；所有的线圈都不通电4 如何阅读和分析简单线路图和复杂线路图？对简单线路图——从主令部件开始，弄清每个器件及其触点的位置和开闭状态，直接分析即可。

对复杂线路图——从主令器件开始，按控制器件动作的先后顺序笔录下其动作过程，连贯起来分析即可。

第二节笼型电动机的直接起停控制1 功能：（1）控制功能：启动和停止（2）保护功能：短路保护——用熔断器FU实现，过载保护——用热继电器FR实现，失电压保护——用自锁触点KM3和复位式起动按钮SB2实现。

起动过程：按SB2→KM吸合→主触点KM1闭和→电动机起动↓→自锁触点KM2闭和→自锁停止过程：按SB1→KM释放→主触点KM1打开→电动机停止↓→自锁触点KM2打开→自锁解除→为下次起动作准备2 失电压保护电路的作用是什么？动作过程？功能：防止电源恢复时电动机自动起动当电源停电或FU熔断→KM失电→KM1、KM2打开→防止电源恢复时电动机自动起动。

3控制回路的电源取自刀开关的S的电源侧行不行？为什么？不行。

当控制回路的电源取自刀开关S的上面，否则，刀开关打开时失电压保护不起作用。

第三节组成电器控制线路的基本规律1 组成电气控制线路的基本规律有哪些？（1）自锁控制（2）联锁控制。

包括互锁、顺序控制的联锁、正常工作与点动的联锁。

（3）变化参量控制。

包括行程控制——用行程开关来实现，时间控制——用时间继电器来实现，速度控制——用速度继电器来实现，电流变化参量控制——用电流继电器来实现2 互锁和顺序控制的联锁各有何作用？互锁：当电动机需要正反向起动时，需要用正反向接触器的联锁控制，联锁控制可以防止人为误操作使正反向接触器同时吸合时而造成主回路短路。

顺序控制的联锁：可以保证多台设备的工作顺序，以防反顺序而出现的事故或不正常的情况。

3 钻孔加工自动化有哪三个工艺过程？分别采用什么控制原理进行控制？（1）自动循环控制原理：用两个行程开关分别检测刀架的位置1和位置2，由行程开关去控制电动机的正反转控制电路，便可实现自动循环。

（2）无进给切削控制原理：用时间继电器检测已设定的时间。

当钻头到达位置2时，用行程开关2SQ 接通时间继电器并开始计时，设定时间到，刀架开始返回。

（3）快速停车控制原理：用速度继电器检测电动机速度和转向，用反接制动使电动机迅速减速，当减速到速度接近零时，速度继电器动作，切断反接制动电源停车，并防止反转。