电气控制技术--第6章电气控制系统
机床电气控制技术课件
控制电器
+ 执行电器
开按 继接可
关钮 电触编
器器程
行 程 开 关
空 气 开 关
时 间 继 电
热 继 电 器
序 控 制 器
器
电电 机磁
阀
机 械 设 备
各种机床
第六章 低压电器
一、低压电器定义：
在交流额定电压1200V、直流额定1500V级以下的电路中起 通断、保护、控制或调节作用的电器产品。
二、分类：
电动机保护用断路器的选用计算：
电动机保护用断路器可分为两类： 1)断路器只作保护而不负担正常操作。 2)断路器兼作保护和不频繁操作用。 选用原则： (1) Isd = In 式中 Isd ——长延时电流整定值；
IN ——电动机额定电流。
(2)瞬时整定电流Iin 1)保护笼型异步电动机时
2)保护绕线转子异步电动机时
④磁吹灭弧法：电 磁吸力的作用下 迅速拉长电弧使 用于熄灭直流电 弧。
a）、b）机械性拉长电弧 c）双触点灭弧 d）磁吹灭弧 e）纵缝灭弧 f）金属栅片灭弧 g）纵缝陶土灭弧罩 —静触点 2—动触点 3—引弧角
v1—动触点移动速度 v2—电弧在磁场力作用下移动速度
• 三、电磁铁的工作原理
电磁线圈通电时产生磁场，使动、静铁心磁化互 相吸引，当动铁心被吸引向静铁心时，与动铁心相连的 动触点也被拉向静触点，令其闭合接通电路。电磁线圈 断电后，磁场消失，动铁心在复位弹簧作用下，回到原 位，并牵动动、静触点，分断电路。
主触点
弹簧
连杆装置
M 3~
四. 断路器原理 一旦电压严重下降或断电时，衔铁
就被释放而使主触头断开，实现欠 压保护作用。
主触点
弹簧
《电气控制与可编程控制器技术》第四版-史国生-课后习题答案
《电气控制与可编程控制器技术》第四版-史国生-课后习题答案第一章电气控制概述1.1 电气控制的基本概念习题1-11.什么是电气控制？2.电气控制系统由哪些基本组成部分构成？3.电气控制系统主要具有哪些特点？习题1-21.控制系统按照处理对象的不同可以分为哪几类？2.什么是闭环控制系统？什么是开环控制系统？3.什么是自动控制系统？什么是手动控制系统？1.2 可编程控制器简介习题1-31.什么是可编程控制器？2.可编程控制器的工作原理是什么？3.可编程控制器的主要特点有哪些？习题1-41.常见的可编程控制器的一般组成结构是怎样的？2.常见的可编程控制器的工作原理是怎样的？3.可编程控制器的通信方式有哪些？习题1-51.常见的可编程控制器的标准规范是什么？2.可编程控制器的发展趋势有哪些？3.可编程控制器与传统控制面板相比有哪些优势？第二章电气控制电路基础2.1 电气元件与电气图符习题2-11.什么是电气图？2.电气图常用的符号有哪些？3.电气图符号要满足哪些设计原则？习题2-21.什么是电子元件？2.常见的电子元件有哪些？3.电子元件的特性指标有哪些？2.2 电气控制电路的特点习题2-31.电气控制电路的主要特点有哪些？2.什么是电气控制电路的常见故障？3.如何避免电气控制电路的故障？习题2-41.什么是直流电路？什么是交流电路？2.直流电路与交流电路有何不同？3.直流电路在电气控制中的应用有哪些？2.3 电气控制电路原理及其分析方法习题2-51.什么是电气控制电路的原理？2.电气控制电路的分析方法有哪些？3.如何根据电气控制电路的原理进行故障排除？第三章可编程序控制器硬件组成3.1 可编程控制器的基本结构习题3-11.可编程控制器的基本结构有哪些？2.模块化设计是可编程控制器的基本原则之一，请说明其优势。
3.为什么可编程控制器需要具备良好的可靠性和稳定性？习题3-21.什么是可编程控制器的中央处理器？2.中央处理器的主要功能有哪些？3.可编程控制器的中央处理器与个人电脑的处理器有何不同？3.2 输入与输出模块习题3-31.输入模块的主要功能是什么？2.输出模块的主要功能是什么？3.输入模块与输出模块的区别是什么？习题3-41.可编程控制器的输入模块有哪些常见类型？2.可编程控制器的输出模块有哪些常见类型？3.输入模块与输出模块的选择标准是什么？3.3 CPU模块与存储器模块习题3-51.什么是CPU模块？2.CPU模块具有哪些关键参数？3.存储器模块的作用是什么？常见的存储器模块有哪些？第四章可编程控制器的软件工具4.1 可编程控制器软件的概述习题4-11.可编程控制器软件的有哪些分类？2.可编程控制器软件的功能有哪些？3.可编程控制器软件的特点有哪些？习题4-21.什么是PLC编程语言？2.常见的PLC编程语言有哪些？3.PLC编程语言的选择标准是什么？4.2 PLC编程语言习题4-31.什么是梯形图？它有什么特点？2.什么是指令表？它有什么特点？3.什么是函数图？它有什么特点？习题4-41.什么是扩展运算符？2.扩展运算符有哪些常见的类型？3.如何根据实际需求选择合适的扩展运算符？4.3 可编程控制器的仿真与调试习题4-51.什么是PLC仿真？2.PLC仿真有哪些常用的方法？3.PLC仿真的目的是什么？以上是《电气控制与可编程控制器技术》第四版-史国生-课后习题的答案。
船舶电气设备及系统-大连海事大学 第06章 控制用电机
励磁绕组
杯形转子 交流伺服电动机 1
U
检 测 元 件
放 大 器
I 2
U 2
励磁绕组的接线
控制绕组的接线
励磁绕组中串联电容C的目的是为了产生两相旋转磁场。
适当选择电容的大小，可使通入两个绕组的电流相位差接近 90，因此便产生旋转磁场，在旋转磁场的作用下，转子便 转动起来。 例：选择电容，可使交流伺服电机电路中的电压电流的相量 关系如图所示。
E E 1 a I cos I cos a 1 1 Z Z Z Z 1 2 1 2
E E 1 b I cos( 120 ) I cos( 120 ) b 1 1 Z Z Z 1 2 Z 1 2
E E 1 c I cos( 240 ) I cos( 24 ) c 1 1 Z Z Z 1 2 Z 1 2
§6.1
伺服电动机
伺服电动机是一种把输入的电信号转换为转 轴上的角位移或角速度来执行控制任务的电 动机，又称执行电动机。按电流种类分，伺 服电动机分为交流和直流两种。
1－转子，2－定子绕组，3－定子，4－内定子 5－机壳，6－端盖。
6.1.1 交流伺服电动机 原理与两相交流异 步电机相同，定子 上装有两个绕组 — 励磁绕组和控 制绕组，在空间相 隔90。
F k NI k NI cos F cos 1 a N a N 1 m 1
F k NI k NI cos( 120 ) F cos( 12 ) 1 b N b N 1 m 1
F k NI k NI cos( 240 ) F cos( 24 )
I 1
+
电气控制与plc应用技术课后答案(全)
第一章课后习题参考答案2、何谓电磁机构的吸力特性与反力特性？吸力特性与反力特性之间应满足怎样的配合关系？答：电磁机构使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线称作吸力特性；电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙长度的关系曲线称作反力特性。
电磁机构欲使衔铁吸合，在整个吸合过程中，吸力都必须大于反力。
反映在特性图上就是要保持吸力特性在反力特性的上方且彼此靠近。
3、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：在工作中会出现衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散得到现象。
原因是：电磁机构在工作中，衔铁始终受到反力Fr的作用。
由于交流磁通过零时吸力也为零，吸合后的衔铁在反力Fr作用下被拉开。
磁通过零后吸力增大，当吸力大于反力时衔铁又被吸合。
这样，在交流电每周期内衔铁吸力要两次过零，如此周而复始，使衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散。
5、接触器的作用是什么？根据结构特征如何区分交、直流接触器？答：接触器的作用是控制电动机的启停、正反转、制动和调速等。
交流接触器的铁芯用硅钢片叠铆而成，而且它的激磁线圈设有骨架，使铁芯与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样有利于铁芯和线圈的散热。
直流接触器的铁芯通常使用整块钢材或工程纯铁制成，而且它的激磁线圈制成高而薄的瘦高型，且不设线圈骨架，使线圈与铁芯直接接触，易于散热。
8、热继电器在电路中的作用是什么？带断相保护和不带断相保护的三相式热继电器各用在什么场合？答：热继电器利用电流的热效应原理以及发热元件热膨胀原理设计，可以实现三相电动机的过载保护。
三角形接法的电动机必须用带断相保护的三相式热继电器；Y 形接法的电动机可用不带断相保护的三相式热继电器。
9、说明热继电器和熔断器保护功能的不同之处。
答：热继电器在电路中起过载保护的作用，它利用的是双金属片的热膨胀原理，并且它的动作有一定的延迟性；熔断器在电路中起短路保护的作用，它利用的是熔丝的热熔断原理，它的动作具有瞬时性。
电气控制系统设计的要求和步骤(精)
电气控制系统设计的要求和步骤要完成好电气控制系统的设计任务，除掌握必要的电气设计基础知识外，还必须经过反复实践，深入生产现场，将不断积累的经验应用到设计中来。
课程设计正是为这一目的而安排的实践性教学环节,它是一项初步的工程训练。
通过课程设计的工作，了解一般电气控制系统的设计要求、设计内容和设计方法。
本章主要讨论课程设计应达到的目的、要求、内容、深度及工作量.并通过实例介绍，进一步说明课程设计的设计步骤.电气设计包含原理设计和工艺设计两个方面，不能忽视任何一面，对于应用型人才更应重视工艺设计。
电气控制系统课程设计属于练习性质，不强调设计结果直接用于生产。
设计的目的、要求、任务及方法一、设计目的电气设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。
通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。
电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。
电气设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力;综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力;书写技术报告和编制技术资料的能力。
二、设计要求为保证顺利完成设计任务还应做到以下几点：(1)在接受设计任务后，应根据设计要求和应完成的设计内容,拟定设计任务书和工作进度计划，确定各阶段应完成的工作量,妥善安排时间。
(2）在方案确定过程中应主动提出问题，以取得指导教师的帮助,同时要广泛讨论意见，依据充分。
在具体设计过程中要多思考，尤其是主要参数，要经过计算论证.(3）所有电气图纸的绘制必须符合国家有关规定的标准，包括线条、图型符号、项目代号、回路标号、技术要求、标题栏、元件明细表以及图纸的折叠和装订.（4）说明书要求文字通顺、简练，字迹端正、整洁.(5)应在规定的时间内完成所有的设计任务。
授课教案(电气控制技术)
7、典型调速控制电路分析(与降压启动对比，两者的实质有何不同)
（详见PPT）
8、布置作业。
教案
第4课次
项目（章节）
单元1：三相异步电动机拖动电路分析
项目5：三相异步电动机的制动控制
项目6：C650卧式车床电气控制线路分析与故障诊断
学时
4
教学目标
1)掌握三相异步电动机的制动方法;
2）能熟练分析C650车床的电气线路工作原理；
3、画出下列电气元件的图形符号，并标出其文字符号:
(1）熔断器；(2）热继电器的动断触点;（3）热继电器的热元件；(4）接触器的线圈；（5)断路器.
课后小结
教学过程
（可续页）
1、新学期第一次课，首先介绍电气控制技术的发展现状、本课程的性质和任务、学习本课程可以掌握哪些能力,本课程的考核方式。
2、通过工业和日常生活中的典型应用，引入三相异步电机的启保控.
（a)S7-200的扩展规则是什么？；
(b）S7—200如何运行的？;
（c）什么是软元件?S7—200有哪些软元件?
（d）S7-200的寻址方式有哪几种？
2、通过工业生产要求,引出PLC控制。
图3—1 PLC改造启保停控制电路
3、PLC输入软件与仿真软件介绍
4、结合PLC仿真软件讲解基本输入输出指令。
课后小结
教学过程
（可续页）
1、复习：
（a）几种常几降压启动电路对比；
（b）电气调速的方式；
（c）电气调速电路分析。
2、通过工业生产要求,引出制动控制。
3、常用制动控制方式介绍
（详见PPT）
4、常用继电器介绍，通过图片、动画介绍原理、分类、选用.
4、典型电气制动控制电路分析
电机拖动控制(机电传动控制)6--继电器—接触器控制系统
第六章 继电器接触器控制第六章 继电器接触器控制 主要内容： 6.1常用低压电器 6.2电气原理图 6.3三相异步电动机基本控制线路 6.4其他常用基本控制线路 6.5自动循环工作控制线路第六章 继电器接触器控制学习要求： ¾ 熟悉各种电器的工作原理、作用、特点、应 用场所和表示符号；¾ 掌握继电器接触器控制电路中基本控制 环节和常用的几种自动控制方式；¾ 学会设计一些简单的继电器接触器控制电路。
电力拖动控制是指对电动机的起动、调速、 停止、反转、制动等过程所实施的控制。
可按 作用方式分为手动控制与自动控制。
手动控制：用闸刀、转换开关等手控电器来实 现电动机传动控制。
自动控制：用自动电器来实现电力拖动控制， 控制系统也向无触点连续控制、微机控制发展， 但由于继电器—接触器所用的控制电器结构简 单价格便宜，对小型机床、老机床的改进中也 还是很重要，本章，主要介绍最常用的控制电 器与执行电器，在此基础上，分析继电器—接 触器的基本路线。
6.1 常用控制电器与执行电器1.概念 ☆控制电器（用于生产机械中）多属低压电器，U <500V☆用来接通或断开电路，以及用来控制、 调节和保护用电设备的电气器具。
2.分类ぬ电器按动作性质可分为以下两类。
✡ （1）非自动电器：这类电器没有动力 机构，依靠人力或其他外力来接通或切断电路， 如：刀开关、转换开关、行程开关等。
✡ （2）自动电器：这类电器有电磁铁等 动力机构，按照指令、信号或参数变化而自动 动作，是工作电路接通和切断，如：接触器、 继电器、自动开关等。
ぬ电器按其用途又可分为以下三类。
✡ （1）控制电器：用来控制电动机的起动、反 转、调速、制动等动作，如：磁力起动器、接触器、 继电器等。
✡ （2）保护电器：用来保护电动机，使其安全 运行，以及保护生产机械使其不受损坏，如：熔断器、 电流继电器、热继电器等。
电气控制技术概述
控制铵钮的种类很多，指示 灯式按钮内可装入信号(xìnhào)灯显示信号 (xìnhào)；紧急式按钮装有蘑菇形钮帽，以便于紧急操作；旋钮式按钮用于扭 动旋钮来进行操作。 常见按钮的外形如下图所示：
第二十页，共158页。
第2章 电气控制技术
2.2.2.1 控制(kòngzhì)按钮
行程开关的结构分为 3 个部分：操作机构、触头系统和外壳，行程开关的外形及结构 如下图所示。
行程开关实物图
第二十二页，共158页。
行程开关结构图
第2章 电气控制技术
2.2.2.2 行程开关
行程开关的型号含义和电气(diànqì)符号如下图所示。
电气(diànqì) 符号
型号 (xínghào)含 义
当线圈中通以直流电时，气隙磁感应强度不变， 直流电磁铁的电磁吸力 为恒 值。当线圈中通以交流电时，磁感应强度为交变量，交流电磁铁的电磁吸力 F 在 0 （最小值）～ F m （最大值）之间变化，其吸力曲线如下图所示。在一个 周期内，当电磁吸力的瞬时值大于反力时，衔铁吸合；当电磁吸力的瞬时值小于 反力时，衔铁释放。所以电源电压每变化一个周期，电磁铁吸合两次、释放两次， 使电磁机构产生剧烈的振动和噪声，因而(yīn ér)不能正常工作。
控制按钮的型号含义和电气符号(fúhào)如下图所示。
1 型号 (xínghào)含义
2 电气符号
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第2章 电气控制技术
2.2.2.2 行程开关
行程开关又称位置开关或限位开关。它的作用与按钮相同，只是其触点的动作不是 (bù shi)靠手动操作，而是利用生产机械某些运动部件上的挡铁碰撞其滚轮使触头动作来 实现接通或分断电路的。
电气自动化控制系统设计方案
电气自动化控制系统的设计思想电气自动化控制系统设计方案目录第一章绪论 (3)1.1 电气自动化控制系统的发展趋势 (3)1.2电气自动化控制系统的现状 (3)1.3电气自动化控制系统的目的和意义 (3)第二章电气自动化控制系统的设计思想 (4)2.1 控制系统的监控方式 (4)2.1.1 集中监控方式 (4)2.1.2 远程监控方式 (4)2.1.3 现场总线监控方式 (4)2.2 传感器与传感器的分类 (5)2.2.1 传感器 (5)2.2.2、传感器的组成 (5)2.2.3、传感器的测量 (5)2.2.4 传感器的基本特性 (6)2.2.5 传感器的静态输出-输出特性 (7)第三章电气自动化控制系统的主要内容 (8)3.1电气自动化是高等院校开设的一门工科专业。
(8)3.2自动控制系统的分类方法较多，常见的有以下几种。
(8)3.3.对控制系统性能的要求 (9)第四章电气综合自动化系统的功能 (11)结论 (12)参考文献 (13)电气自动控制系统摘要文章通过介绍电气综合自动化系统的功能，讨论了目前电气自动化控制系统的设计思想（以发电厂为例子），展望了将来电气自动化控制系统的发展趋势。
设各智能化水平的提高使得对现场设备状况的精确掌握成为可能，通讯技术的发展则为大容量的数据传输提供了平台。
在自动化领域，基于Pc的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的采纳。
【论文关键词】：电气自动化；控制系统；设计思想；系统功能电气自动化控制系统的设计思想第一章绪论1.1 电气自动化控制系统的发展趋势作为现代先进科学技术方面的核心领域，依靠最先进的科学建立起来的电气自动化工程控制系统在社会经济的快速发展中起着不可替代的作用，它引领着现代化工业的前进方向，在工业生产中，电气自动化控制系统能够在减少劳动力成本和强度上起到很好的效果，并且能够增强传输信息的有效性和实时性、提高检测精确度，同时，电气自动化控制系统能够降低安全事故发生的概率，保证生产的安全。
第六章 电气和自动化控制工程第三节 通信设备及线路工程综合练习与答案
第六章电气和自动化控制工程第三节通信设备及线路工程综合练习与答案一、单选题1、可在6～8km距离内不使用中继器实现高速率数据传输，电磁绝缘性良好，衰减小，频带宽，传输速度快，主要用于布线条件特殊的通信网络主干网，该网络传输介质为（）。
A.双绞线B.同轴电缆C.光缆D.大对数铜缆【参考答案】：C【试题解析】：本题考查的是网络传输介质和网络设备。
光缆可在6～8km距离内不使用中继器实现高速率数据传输。
光纤的电磁绝缘性能好、信号衰减小、频带宽、传输速度快、传输距离大，主要用于要求传输距离较长，布线条件特殊的主干网连接。
参见教材表6.3.1 网络传输介质选型比较。
2、把一路信号等分为若干路信号的无源器件是（）。
A.分配器B.放大器C.均衡器D.分支器【参考答案】：A【试题解析】：本题考查的是有线电视系统。
分配器是把一路信号等分为若干路信号的无源器件，常用的有二、三、四和六分配，用二分配和四分配可以组成其他各种分配器；分支器不是把信号分成相等的输出而是分出一部分到支路上去，分出的这一部分比较少，主要输出仍占信号的主要部分，分支器的分支输出数可以是1路2路甚至更多。
多路的分支器由一个定向耦合器和分配器组成。
3、集线器与粗缆相连时需要的接口类型为（）。
A.RJ-45接口B.BNC接口C.AUI接口D.光纤接口【参考答案】：C【试题解析】：本题考查的是网络传输介质和网络设备。
集线器如果与细缆相连，需要具有BNC接口；与粗缆相连需要有AUI接口；当局域网长距离连接时，还需要具有与光纤连接的光纤接口。
4、实质是一个中继器，主要功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离的网络设备为（）。
A.网卡B.集线器HUBC.交换机D.路由器【参考答案】：B【试题解析】：本题考查的是网络传输介质和网络设备。
集线器HUB是一个共享设备，其实质是一个中继器，而中继器的主要功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离。