课后习题答案doc.docx
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课后习题答案doc
第一章
1-3-4、低压断路器具有哪些拖扣装置？
试分别说明其功能。
答：
自由脱扣机构、过电流脱扣器、失压脱扣器、过电流脱扣器、热脱扣器的
自动开关的主触头是靠操作机构手动或自动合闸，主触头闭合后，自由脱扣机构将主触头锁在合闸位置上。
过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，失压脱扣器的线圈与电路并联。
当电路发生短路
或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁被吸合，使自由脱扣机构动作；当电路过载时，热脱扣器的的热元件
产生的热量增加，加热双金属片，使之向上弯曲，推动自由脱扣机构动作。
当电路失压时，失压脱扣器的
衔铁释放，也使自由脱口机构动作。
自由脱扣机构动作时自动脱扣，使开关自动跳闸，主触头断开分断电
路。
分励脱扣器则作为远距离控制分断电路之用
1-3-9交流接触器能否串联使用？
为什么？
答：
不能串联。
否则，将因衔铁气隙的不同，线圈交流阻抗不同，电压不会平均分配，导致电器不能可靠
工作。
1-3-11接触器的主要结构有哪些？
交流接触器和直流接触器如何区分？
答：
接触器的结构主要由电磁系统，触头系统，灭弧装置和其他部件等组成。
直流接触器的结构和工作原理基本上与交流接触器相同。
在结构上也是由电磁机构、触头系统和灭弧
装置等部分组成。
但也有不同之处，在电磁机构方面采用衔铁绕棱角转动的拍合式结构；主触头方面常采
用滚动接触的指形触头，通常为一对或两对；灭弧装置采用磁吹式灭弧。
1-3-13中间继电器的作用是什么？
中间继电器与接触器有何区别？
答：
中间继电器的作用是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大即增大触头容量的继电器。
中间继电器和接触器的区别：
中间继电器的触头对数多，触头容量较大（额定电流5A～10A），动作
灵敏。
其主要用途是当其它继电器的触头对数或触头容量不够时，可借助中间继电器来扩大触头数目，起
到中转或变换作用；接触器触点有主触点和辅助触点之分，而中间继电器没有主、辅助触点之分。
1-3-17、如何区分直流电磁系统和交流电磁系统？
如何区分电压线圈和电流线圈
答：
直流电磁铁铁心由整块铸铁铸成，而交流电磁铁的铁心则用硅钢片叠成，以减小铁损。
实际应用
中，由于直流电磁铁仅有线圈发热，所以线圈匝数多、导线细，制成细长形，且不设线圈骨架，铁心与线
圈直接接触，利于线圈的散热。
而交流电磁铁由于铁心和线圈均发热，所以线圈匝数少，导线粗，制成短
粗形，吸引线圈设有骨架，且铁心与线圈隔离，利于铁心与线圈的散热。
1-3-20、对于星形联接的三相异步电动机能否用一般三相结构热继电器做断相保护？
为什么？
对于三角形
联结的三相异步电动机必须使用三相具有断相保护的热继电器，对么？
答：
可以。
因为星形接法相线电流相等，当缺相时，流过热继电器的电流增大，一段时间后热继电器动作，
能起断路保护。
对于三角形接法的电动机必须选用断相保护的热继电器。
1-3-22在电动机的控制电路中，热继电器与熔断器各起什么作用？
答：
电动机的控制电路中热继电器是专门用来对连续运行的电动机实现过载及断相保护，以防电动机因过
热而烧毁的一种保护电器。
熔断器是低压配电系统和电力拖动系统中起短路保护作用的电器。
1-3-29按钮与行程开关有何异同点？
答：
按钮与行程开关的工作原理相同，区别在于：
行程开关不是靠手的按压，而是利用生产机械运动部件
的挡铁碰压而使触头动作。
第二章
2-4-1电气系统图主要有哪些？
各有什么作用和特点？
答：
电气原理图：
电器布置图电气安装接线图。
电气原理图：
根据控制线图工作原理绘制，具有结构简单，层次分明。
主要用于研究和分析电路工作
原理。
电气布置安装图：
主要用来表明各种电气设备在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置，为机械
电气在控制设备的制造、安装、维护、维修提供必要的资料。
电气安装接线图：
是为了进行装置、设备或成套装置的布线提供各个安装接线图项目之间电气连接的
详细信息，包括连接关系，线缆种类和敷设线路。
2-4-2电气原理图中电QS、FU、KM、KA、KT、KS、FR、SB、SQ分别代表什么电气元件的文字符号？
答：
QS刀开关、FU熔断器、KM接触器、KA中间继电器、KT时间继电器、KS速度继电器、FR热继
电器、SB按钮、SQ行程开关。
2-4-3电气原理图中，电器元件的技术数据如何标注？
答：
（1）电气元件明细表：
元器件名称、符号、功能、型号、数量等
（2）用小号字体注在其电气原理图中的图形符号旁边。
2-4-7在电动机可逆运行的控制线路中，为什么必须采用联锁环节控制？
有的控制电路已采用了机械联
锁，为什么还要采用电气联锁？
若两种触头接错，线路会产生什么现象？
答：
（1）联锁控制是在控制线路中一条支路通电时保证另一条支路断电。
（2）双重互锁，此种控制线路工作可靠性高，操作方便，为电力拖动系统所常用。
电气互锁控制
过程为从一个运行状态到另一个运行状态必须经过停止既“正-停-反”。
双重互锁从一个运行状态到另一
个运行状态可以直接切换既“正-反-停”。
2-4-9什么是失电压、欠电压保护？
采用什么电器元件来实现失电压，欠电压保护？
答：
由接触器本身的电磁机构来实现，当电源电压严重过低或失压时，接触器的衔铁自行释放，电动机
失电而停机。
接触器
2-4-11什么叫直接启动？
直接启动有何优缺点？
在什么条件下可允许交流异步电动机直接启动？
答：
所谓的直接启动把电源电压直接加到电动机的接线端，这种控制线路结构简单，成本低，仅适合于
实践电动机不频繁启动，不可实现远距离的自动控制。
满足此式可以直接启动，否则不允许。
在一般情况下，7.5KW以下
电动机可以直接启动。
2-4-12什么叫减压启动？
有哪几种方法？
各有什么特点及适用场合？
答：
所谓减压起动是指利用起动设备将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上进行起动，待电动机
起动运转后，再使其电压恢复到额定值正常运行。
减压起动方法有四种：
（1）定子绕组中串接电阻降压起动
（2）Y/△减压起动（3）自耦变压器减压起
动（4）延边三角形减压起动。
2-4-27什么是保护接地？
什么是保护接零？
答：
（1）保护接地：
在三相三线制电力系统中，将电力设备的外壳与大地作可靠地金属连接称为保护接
地。
（2）保护接零：
在三相四线制电力系统中，将电力设备的外壳与零线可靠地连接称为保护接零。
2-6-1点动、长动在控制电路上的区别是什么？
试用按钮、转换开关、中间继电器、接触器等电器，分
别设计出既能长动又能点动的控制线路。
答：
点动与长动在电气控制上的区别是：
点动按钮两端没有并接接触器的常开触电；长动按钮两端并接
接触器的常开触电。
2-6-10用继电接触器设计三台交流电机相隔3秒顺序起动同时停止的控制线路。
2-6-11一台电动机起动后经过一段时间，另一台电动机就能自行起动，试设计控制电路。
2-6-12两台电机能同时启动和同时停止，并能分别启动和分别停止，试设计控制电路原理图。
SB2
KT1KM3
KM3
KM1
KM1
KM3
KM2KT2
KM2
KT1KT2
KM3
FR1.2.3
SB1
FR1
FR2
KM1
SB2
SB1
FU
KT
KTKM1
KM1
SB1
KM1KM2KA
SB5
SB4
SB3KM1KA
SB2
KM2KA
SB6
FR2
FR1
FU
2-6-13某生产机械要求由M1、M2两台电动机拖动，M2能在M1启动一段时间后自行起动，但M1、M2
可单独控制起动和停止。
FR1
KM1
SB1
SB2
FU
KT1KM2
SA
KM2
SB3
KM1
SB4
FR2
KT
第三章
3-1分析C650型卧式车床的电气原理图，写出其工作过程。
答：
（1）主电路分析：
第一部分，正反转控制有KM1KM2。
第二部分，电流互感器TA接在电动机M1主回路上，监视M1工作电流的变化，为防止电流表起动时
冲击损坏，利用时间继电器KT延时动断触头，在起动时短时将电流表短接。
第三部分，串联电阻控制部分KM3控制R接入和切除进行点动调整。
（2）控制电路分析：
第一部分，主电动机的正反转，点动与起动的控制。
正转起动按钮SB3按下，KM3KT按下，线圈得
电，KT常闭触头短接电流表，KM3短接R，KA常闭触头切除制动电路，KA常开触头自锁。
反向与正向
控制过程相同，起动按钮为SB4。
SB2为电动机的点动控制按钮。
按下SB2，KM1得电，KM3断电，R接入主电路限流，KA不工作，
不形成自锁。
松开按钮SB2电动机停转。
第二部分，主电动机的反接控制。
按SB1切断控制电源，KM1KM3KA失电，KA动断触头恢复原始闭
合状态，与KS1触头一起将反向起动KM2接通，M1接入反向电流，开始制动，当电动机转速接近于零
时，KS2复位打开，切断KM2电路完成制动。
反接过程中KM3失电，限流电阻R一直起反接限流作用。
第三部分，刀架快速移动和冷却泵电动机的控制，刀架快速移动由手柄压动SQ，KM5得电，M3起动。
冷却泵由起动按钮SB6，停止按钮SB5和KM4辅助触头构成自锁回路。
另外SA控制照明灯EL。
3-9分析X62W型卧式普通铣床的电气原理图，写出其工作过程。
答：
（1）主电路：
第一部分，主轴电动机M1由KM3实现起停控制，正反转由SA5手动切换，KM2串接R与KS配合
实现M1停车反接制动。
第二部分，工作电动机M2由KM5和KM5控制，KM6接通为快速移动控制，断开为慢速制动进给。
第三部分，冷却泵电动机M3由KM1单向控制。
（2）控制电路：
第一部分，控制电源由TC供给127V。
第二部分，主轴电动机控制
主轴的起动，选择SA5，SQ7按下SB1或SB2，KM3得电自琐，按下SB3或SB4停止。
主轴制动，按下SB3或SB4，KM3断电，常开触头KS1或KS2闭合，KM2通电自锁，M1串R制动，
当转速趋于零时，KS常开触头复位，KM2断点，反接制动结束。
主轴变速冲动控制，拉出手柄冲动开关SQ7动作SQ72分断，SQ71闭合，KM3断电，M1失电，M2
得电，M1反接制动，变速完成后退回手柄，再次起动M1。
第三部分，进给电动机M2的控制
水平工作台纵向控制
水平工作台横向上升控制
工作台联锁控制
圆形工作台控制
第四部分，冷却泵电动机M3的控制：
由SA3、KM1控制M3的起动停止
第五部分，辅助电路及保护环节，FR1、FR2、FR3为M1、M2、M3过载。
FU1、FU2实现主电路的
短路保护，FU3是控制电路的短路保护，FU4是照明的短路保护，SA4照明控制。
第四章
5-1、简述可编程控制器的基本组成及各部分功能。
答：
PLC基本的组成：
1、中央处理器（CPU）：
接收并存储器和数据；用扫描的方式接收现场输入设备的
状态和数据；自诊断；完成用户程序中规定的逻辑、算术运算任务。
2、存储器：
有三种RAM、EPROM、EEPROM
EPROM：
存放系统程序，只读存储器，不可更改。
RAM：
存放I/O映像和各类软设备，是一种读写存储器，
存放速度快，由锂电池支持。
EEPROM：
是一种电可擦写的只读存储器。
3、输入/输出（I/O）接口：
是CPU
与现场I/0装置或其他外部设备之间的连接部件。
输出方式有：
继电器方式、晶体管方式、晶闸管方式4、
电源：
为PLC提供工作电能。
有+5V、±15V直流电源；高电压大电流的功率电源；锂电池及充电电源5、
编程器是用于用户程序的编制、编辑、调试检查和监视。
还可以通过其键盘去调用和显示PLC的一些内部
状态和系统参数。
编程器分为简易性和智能型两类。
前者只能连机编程而后者即可连机编程又可脱机编程。
不同档次的PLC产品应选配相应的编程器。
5-2为什么说可编程控制器是通用的工业控制计算机？
和一般的计算机系统相比，PLC有哪些特点？
答：
可编程控制器是通用的工业控制计算机，是因为：
它能控制”机械或生产过程”，又能“易于与工业控
制系统形成一个整体”，且一般计算机是不可能做的。
和一般的计算机系统相比，PLC具有以下特点：
特殊的构造，能在高粉尘、高噪音、强电磁干扰和温
度变化剧烈的环境下正确工作。
PLC在国内已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保
及文化娱乐等各个行业。
主要用于开关量的逻辑控制、模拟量的控制、运动控制、过程控制、数据处理、
通信及联网。
5-4PLC的硬件由哪几个部分组成，各有哪些用途？
答：
1）可编程控制器的硬件主要由中央处理器（CPU），存储器（RAM、ROM）、输入输出器件（I/O接口）、
电源及编程设备五大部分组成。
中央处理器是可编程控制器的核心，它在系统程序的控制下，完成逻辑运算、数学运算、协调系统内
部各部分工作等任务。
存储器是可编程控制器存放系统程序、用户程序及运算数据的单元。
输入输出器件是可编程控制器和工业控制现场各类信号连接的部分。
输入口用来接受生产过程的各种
参数；输出口用来送出可编程控制器运算后得出的控制信息，并通过机外的执行机构完成工业现场的各类
控制。
电源包括可编程控制器各工作单元供电的开关电源及为掉电保护电路供电的后备电源，后者一般为电
池。
编程器主要的用途是编程，兼有一定的调试及监视功能。
5-6PLC主要的编程语言有哪几种？
各有什么特点？
答：
梯形图、布尔助记符、高级语言。
梯形图程序设计语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。
梯形图程序设计语言的特点是：
1）与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性。
2）与原有继电器逻辑控制技术相一致，对电气技术人员来说，易于掌握和学习。
3）与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是，梯形图中的能流（PowerFLow）不是实际意义的电
流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，因此，应用时，需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区
别对待。
布尔助记符程序设计语言是用布尔助记符来描述程序的一种程序设计语言。
布尔助记符程序设计语言具有下列特点：
1）采用布尔助记符来表示操作功能，具有容易记忆，便于撑握的特点。
2）在编程器的键盘上采用布尔助记符表示，具有便于操作的特点，可在无计算机的场合进行编程
设计。
3）与梯形图有一一对应关系。
其特点与梯形图语言基本类同。
功能表图（SepuentialFunctionChart）程序设计语言是用功能表图来描述程序的一种高级程序设计
语言。
它是近年来发展起来的一种程序设计语言。
功能表图程序设计语言的特点是：
1）以功能为主线，条理清楚，便于对程序操作的理解和沟通。
2）对大型的程序，可分工设计，采用较为灵活的程序结构，可节省程序设计时间和调试时间。
3）常用于系统的规模校大，程序关系较复杂的场合。
4）只有在活动步的命令和操作被执行，对活动步后的转换进行扫描，因此，整个程序的扫
描时间较其他程序编制的程序扫描时间要大大缩短。
5-7..PLC开关量输出接口按输出开关器件的种类不同，有哪几种型式？
各有什么特点？
答：
开关量输出接口和模拟量输出接口
继电器式开关量输出接口用于交流及直流两种电源，但接通断开的频率低；晶体管式的开关量输出接
口用于直流驱动的场合，有较高的接通断开频率；可控硅型的输出接口仅用于交流驱动场合。
模拟量输出接口一般安装在专门的模拟量工作单元上。
5-9什么是PLC的扫描周期？
其扫描过程分为哪几个阶段，各阶段完成什么任务？
答：
PLC对用户程序的执行过程是通过CPU的周期循环扫描并采用集中采样、集中输出的工作方式来完成
的。
当PLC开始运行时，首先清除输入输出寄存器状态表的原有内容，然后进行自诊断，自检CPU及I/O
组件，确认其工作正常后，开始循环扫描。
当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。
完成上述三个阶段称作一个扫描周期。
在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个
阶段。
输入采样阶段、用户程序执行阶段、输出刷新阶段。
5-12什么是PLC的输入/输出滞后现象？
造成这种现象的主要原因是什么？
可采取哪些措施减少输入/输
出滞后时间？
答：
输入输出滞后时间又称为系统响应时间，是指PLC外部输入信号发生变化的时刻起至它控制的有关外
部输出信号发生变化的时刻止之间的间隔。
由输入电路滤波时间，输出模块的滞后时间和因扫描方式产生
的滞后时间三部分组成。
滤波时间由滤波时间常数决定，其典型值为10ms左右。
输出模块的滞后时间与模块开关元件的类型有
关，一般最大值在10ms左右。
扫描周期存在一定的时间。
5-13..按结构型式不同，PLC可分为哪几类？
各有什么特点？
答：
可编程控制器按其结构可分为单元式、模块式、叠装式三类。
单元式：
结构紧凑，所有电路装入一个模块，构成一个整体，体积小，成本低，安装方便。
模块式：
CPU、输入电路、输出电路均是独立模块，配置灵活，可根据不同的系统规模选用不同档次的
CPU及各种输入/输出模块，功能模块。
叠装式：
具有单元式结构紧凑，模块式配置灵活的优点，在结构上采用各种单元，CPU自成独立模块
的方式。
5-14PLC有什么特点？
答：
PLC之所以高速发展，除了工业自动化的客观需要外，还有许多适合工业控制的独特的优点，它较好
地解决了工业控制领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题，其主要特点如下：
1．高可靠性
2．丰富的I/O接口模块
3．采用模块化结构
4．编程简单易学
5．安装简单，维修方便
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