1《電氣控制與PLC應用》習題解答第一章常用低壓電器1-1從外部結構特征上如何區分直流電磁機構與交流電磁機構?怎么區分電壓線圈與電流線圈?答：從外部結構特征上，直流電磁機構鐵心與銜鐵由整塊鋼或鋼片疊制而成，鐵心端面無短路環，直流電磁線圈為無骨架、高而薄的瘦高型。交流電磁機構鐵心與銜鐵用硅鋼片疊制而成，鐵心端面上必有短路環，交流電磁線圈設有骨架答：三相交流電磁鐵無短路環。三相交流電磁鐵電磁線圈加的是三相對稱電壓，流過三相對稱電流，磁路中通過的是三相對稱磁通，由于其相位互差120°,所產生的電磁吸力零值錯開，其合成電磁吸力大于反力，故銜鐵被吸牢而不會產生抖動和撞擊，故無需再設1-3交流電磁線圈誤接入對應直流電源，直流電磁線圈誤接入對應交流電源，將發生什么答：交流電磁線圈誤接入對應直流電源，此時線圈不存在感抗，只存在電阻，相當于銜鐵吸合不上，時間一長，鐵心因磁滯、渦流損耗而發熱，致使線圈燒毀。1-4交流、直流接觸器是以什么定義的?交流接觸器的額定參數中為何要規定操作頻率?答：接觸器是按主觸頭控制的電流性質來定義為是交流還是直流接觸器。對于交流接觸器，其銜鐵尚未動作時的電流為吸合后的額定電流的5~6倍，甚至高達10~15倍，如果交流接觸器頻繁工作，將因線圈電流過大而燒壞線圈，故要規定操作頻率，并作為其額定參數之一。1-5接觸器的主要技術參數有哪些?其含義是什么?答：接觸器的主要技術參數有極數和電流種類，額定工作電壓、額定工作電流(或額定控制功率),約定發熱電流，額定通斷能力，線圈額定電壓，允許操作頻率，機械壽命和電壽命，接觸器線圈的起動功率和吸持功率，使用類別等。1)接觸器的極數和電流種類按接觸器主觸頭接通與斷開主電路電流種類，分為直2流接觸器和交流接觸器，按接觸器主觸頭個數又有兩極、三極與四極接觸器。2)額定工作電壓接觸器額定工作電壓是指主觸頭之間的正常工作電壓值，也就是3)額定工作電流接觸器額定工作電流是指主觸頭正常工作電流值。4)約定發熱電流指在規定條件下試驗時，電流在8h工作制下，各部分溫升不超過5)額定通斷能力指接觸器主觸頭在規定條件下能可靠地接通和分斷的電流值。6)線圈額定工作電壓指接觸器電磁吸引線圈正常工作電壓值。7)允許操作頻率指接觸器在每小時內可實現的最高操作次數。8)機械壽命和電氣壽命機械壽命是指接觸器在需要修理或更換機構零件前所能承受的無載操作次數。電氣壽命是在規定的正常工作條件下，接觸器不需修理或更換的有載9)接觸器線圈的起動功率和吸持功率直流接觸器起動功率和吸持功率相等。交流接觸器起動視在功率一般為吸持視在功率的5～8倍。而線圈的工作功率是指吸持有功功率。10)使用類別接觸器用于不同負載時，其對主觸頭的接通和分斷能力要求不同，按1-6交流接觸器與直流接觸器有哪些不同?答：1)直流接觸器額定電壓有：110、220、440、660V,交流接觸器額定電壓有：2)直流接觸器額定電流有40、80、100、150、250、400及600A:交流接觸器額定電流有10、20、40、60、100、150、250、400及600A。3)常用接觸器線圈額定電壓等級為：交流線圈有127、220、380V;直流線圈有4)直流接觸器起動功率和吸持功率相等。交流接觸器起動視在功率一般為吸持視在功率的5～8倍。答：1)接觸器極數和電流種類的確定根據主觸頭接通或分斷電路的性質來選擇直流接觸器還是交流接觸器。三相交流系統中一般選用三極接觸器，當需要同時控制中性線時，磁式接觸器；易爆易燃場合應選用防爆型及真空接觸器。32)根據接觸器所控制負載的工作任務來選擇相應使用類別的接觸器。如負載是一般任務則選用AC3使用類別；負載為重任務則應選用AC4類別：如果負載為一般任務與重任務混合時，則可根據實際情況選用AC3或AC4類接觸器，如選用AC3類時，應降級使用。3)根據負載功率和操作情況來確定接觸器主觸頭的電流等級。當接觸器使用類別與4)根據接觸器主觸頭接通與分斷主電路電壓等級來決定接觸器的額定電壓。5)接觸器吸引線圈的額定電壓應由所接控制電路電壓確定。6)接觸器觸頭數和種類應滿足主電路和控制電路的要求。1-8交流、直流電磁式繼電器是以什么來定義的?答：按繼電器線圈電流種類不同區分為交流電磁式繼電器與直流電磁式繼電器。答：電磁式繼電器在結構上無滅弧裝置，有調節裝置。電磁式接觸器有滅弧裝置，但1-10何為電磁式繼電器的吸力特性與反力特性?它們之間應如何配合?答：電磁式繼電器的吸力特性是指電磁機構的電磁吸力與銜鐵和鐵心之間氣隙的關系吸力特性與反力特性的配合：電磁機構銜鐵吸合時，吸力必須始終大于反力，但也不宜過大，銜鐵釋放時反力人于剩磁吸力。因此電磁機構的反力特性必須介于電磁吸力特性1-11電磁式繼電器的主要參數有哪些?其含義如何?答：1)額定參數繼電器的線圈和觸頭在正常工作時允許的電壓值或電流值稱為繼2)動作參數即繼電器的吸合值與釋放值。對于電壓繼電器有吸合電壓U。與釋放電壓U,:對于電流繼電器有吸合電流I。與釋放電流I。3)整定植根據控制要求，對繼電器的動作參數進行人為調整的數值。4)返回參數是指繼電器的釋放值與吸合值的比值，用K表示。K值可通過調節釋4放彈簧或調節鐵心與銜鐵之間非磁性墊片的厚度來達到所要求的值。返回系數反映了繼電器吸力特性與反力特性配合的緊密程度，是電壓和電流繼電器的主要參5)動作時間有吸合時間和釋放時間兩種。吸合時間是指從線圈接受電信號起，到銜鐵完全吸合止所需的時間：釋放時間是從線圈斷電到銜鐵完全釋放所需的時間。6)靈敏度靈敏度是指繼電器在整定值下動作時所需的最小功率或按匝數。1-12過電壓繼電器、過電流繼電器的作用是什么?答：過電壓繼電器在電路中用于過電壓保護，過電流繼電器在電路中起過電流保護。答：首先作用不同：接觸器是一種容量較大的自動開關電器，中間維電器是在電路中起增加觸頭數量和中間放大作用的控制電器，容量小。第二結構不同：接觸器有主觸頭、輔助觸頭之分，中間繼電器觸頭容量相同且觸頭對數多。答：有的電磁式直流維電器，更換不同電磁線圈可成為直流電壓繼電器，直流電流繼電器及直流中間繼電器，若在鐵心柱套上阻尼套筒又可成為電磁式時間繼電器，對于這類1)使用類別的選用繼電器的典型用途是控制接觸器的線圈，即控制交、直流電磁2)額定工作電流與額定工作電壓的選用繼電器在對應使用類別下，繼電器的最高工作電壓為繼電器的額定絕緣電壓，繼電器的最高工作電流應小于繼電器的額定發熱電流。選用繼電器電壓線圈的電壓種類與額定電壓值時，應與系統電壓種類與電壓值一致。3)工作制的選用繼電器工作制應與其使用場合工作制一致，且實際操作頻率應低4)繼電器返回系數的調節應根據控制要求來調節電壓和電流繼電器的返回系數。一般采用增加銜鐵吸合后的氣隙、減小銜鐵打開后的氣隙或適當放松釋放彈簧等措施來達1-16空氣阻尼式時間繼電器由哪幾部分組成?簡述其工作原理。5答：空氣阻尼式時間繼電器由電磁機構、延時機構和觸頭系統三部分組成。以通電延時型時間繼電器為例：當線圈通電后，銜鐵吸合，活塞桿在塔形彈簧作用下帶動活塞及橡皮膜向上移動，橡皮膜下方空氣室的空氣變得稀薄，形成負壓，活塞桿只能緩慢移動，其向上移動速度由進氣孔氣隙大小決定。經一段延時后，活塞桿通過杠桿壓動1-17星形接法的三相異步電動機能否采用兩相熱繼電器來作斷相與過載保護，為什么?答：星形接法的三相異步電動機采用兩相熱繼電器就能實現電動機斷相與過載保護，因為星形接線時，線電流等于相電流，流過電動機繞組的電流就是流過熱繼電器熱元件的1-18三角形接法的三相異步電動機為何必須采用三相帶斷相保護的熱繼電器來作斷相與答：對于一角形聯接的三相異步電動機在正常運轉時，線電流是相電流的√3倍，串接在電動機電源進線中的熱元件是按電動機的額定電流即線電流來整定的，當發生一相電源斷路時，流過跨接全電壓下的一相繞組電流等于1.15倍額定相電流，而流過另兩相繞組串聯的電流僅為0.58倍的額定相電流。這時流過未斷相的那兩相電源線中的線電流正好為√3倍額定相電流即為額定線電流，接在電動機進線中的熱元件流過的是額定線電流，熱繼電器不動作，但流過全壓下的一相繞組已流過1.15倍額定相電流，時間·長有過熱燒毀危險。所以，三角形接法的三相異步電動機必須采用帶斷相保護的三相熱繼電器來作為斷答：熱繼電器的整定電流是指調節熱繼電器上的凸輪，進而調節補償雙金屬片與導板的距離，達到調節熱繼電器整定動作電流的目的。所以整定電流是預先設定的動作電流。1-20熔斷器的額定電流、熔體的額定電流、熔體的極限分斷電流三者有何區別?答：熔斷器的額定電流也就是熔管額定電流，指長期工作熔管溫升不超過允許溫升的熔體的額定電流是熔體長期工作，熔體不會熔斷的最大電流。熔體的極限分斷電流是指熔斷器可靠分斷的是最大短路電流。熔管額定電流等級較少，熔體額定電流等級較多，且一種電流規格的熔管內可安裝等6答：熱繼電器主要用作電動機的斷相保護與長期過載保熔斷器廣泛應用于低壓配電系統和控制系統及用電設備中作短路和過電流保護。1-22能否用過電流繼電器來作電動機的過載保護，為什么?答：不能用過電流繼電器來作電動機的過載保護。這是因為三相異步電動機在設計時是允許短時過載的，若用過電流繼電器作為過載保護時，只要電動機一出現過載，過電流繼電器立即動作，電動機停轉，這不符合電動機的使用要求，也使電動機因起動電流過大的電動機，則按電動機額定電流的0.6~0.8倍來選擇熱繼電器的額定電流。1-24低壓斷路器具有哪些脫扣裝置?各有何保護功能?答：低壓斷路器有分勵脫扣器，欠電壓、失電壓脫扣器，過電流脫扣器，熱脫扣器。分勵脫扣器用來遠距離斷開電路；欠電壓、失電壓脫扣器用來實現欠電壓與失電壓保護：過電流脫扣器用來實現過電流與短路電流保護：熱脫扣器用來實現長期過載保護。答：塑殼式低壓斷路器常用來作電動機的過載與短路保護，其選擇原則1)斷路器額定電壓等于或大于線路額定電壓。2)斷路器額定電流等于或大于線路或設備額定電流。3)斷路器通斷能力等于或大于線路中可能出現的最大短路電流。4)欠壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓。5)分勵脫扣器額定電壓等于控制電源電壓。6)長延時電流整定值等于電動機額定電流。7)瞬時整定電流：對保護籠型感應電動機的斷路器，瞬時整定電流為8~15倍電動機額定電流；對于保護繞線型感應電動機的斷路器，瞬時整定電流為3~6倍電動機額定電流。8)6倍長延時電流整定值的可返回時間等于或大于電動機實際起動時間。作用，更何況低壓斷路器短路保護要比熔斷器性能更為優越，不會出現單相運行狀況。7答：行程開關分為機械結構的接觸式有觸點行程開關與電氣結構下的非接觸式接近開關。前者工作原理是依靠移動機械上的撞塊碰撞行程開關的可動部件使觸頭動作發出信號的。后者是一種開關型傳感器，既有開關作用又具有傳感性能，它是當機械運動部件運動到接近開關一定距離時就能發出動作信號的開關元件。常用的高頻振蕩型接近開關其工作原理是當裝在移動機械上的金屬檢測體接近感辨頭時，由于感應作用，使高頻振蕩器線圈磁場中的物體內部產生渦流與磁滯損耗，使振蕩回路振蕩減弱，甚至停振，將此信號發出起到控制作用。答：速度繼電器的釋放轉速是通過調節反力彈簧的松緊程度來改變的。若將反力彈簧8第二章電氣控制電路基本環節答：常用的電氣控制系統圖有電氣原理圖、電器布置圖與安裝接線圖。2-2何為電氣原理圖?繪制電氣原理圖的原則是什么?答：電氣原理圖是用來表示電路各電氣元器件中導電部件的繪制電氣原理圖的原則1)電氣原理圖的繪制標準圖中所有的元器件都應采用國家統一規定的圖形符號和文2)電氣原理圖的組成電氣原理圖由主電路和輔助電路組成。主電路是從電源到電動機的電路，其中有刀開關、熔斷器、接觸器主觸頭、熱繼電器發熱元件與電動機等。主電路用粗線繪制在圖面的左側或上方、輔助電路包括控制電路、照明電路、信號電路及保護電路等。它們由繼電器、接觸器的電磁線圈，繼電器、接觸器輔助觸頭，控制按鈕，其他控制元件觸頭、控制變壓器、熔斷器、照明燈、信號燈及控制開關等組成，用細實線繪制3)電源線的畫法原理圖中直流電源用方，負極畫在圖面的下方。三相交流電源線集中水平畫在圖面上方，相序自上而下依L1、L2、L3排列，中性線(N線)和保護接地線(PE線)排在相線之下。主電路垂直于電源線畫出，控制電路與信號電路垂直在兩條水平電源線之間。耗電元器件(如接觸器、繼電器的線圈、電磁鐵線圈、照明燈、信號燈等)直接與下方水平電源線相接，控制觸頭4)原理圖中電氣元器件的畫法原理圖中的各電氣元器件均不畫實際的外形圖，原理圖中只畫出其帶電部件，同一電氣元器件上的不同帶電部件是按但必須按國家標準規定的圖形符號畫出，并且用同一文字符號注明。95)電氣原理圖中電氣觸頭的畫法原理圖中各元器件觸頭狀態均按沒有外力作用時或未通電時觸頭的自然狀態畫出。對于接觸器、電磁式繼電器是按電磁線圈未通電時觸頭狀態畫出：對于控制按鈕、行程開關的觸頭是按不受外力作用時的狀態畫出；對于斷路器和開關電器觸頭按斷開狀態畫出。當電氣觸頭的圖形符號垂直放置時，以“左開右閉”原則繪制，即垂線左側的觸頭為常開觸頭，垂線右側的觸頭為常閉觸頭；當符號為水平放置時，以“上閉下開”原則繪制，即在水平線上方的觸頭為常閉觸頭，水平線下方的觸頭為常開6)原理圖的布局原理圖按功能布置，即同一功能的電氣元器件集中在一起，盡可能7)線路連接點、交叉點的繪制在電路圖中，對于需要測試和拆接的外部引線的端子，采用“空心圓”表示：有直接電聯系的導線連接點，用“實心圓”表示：無直接電聯系的導線交叉點不畫黑圓點，但在電氣圖中盡量避免線條的交叉。8)原理圖繪制要求原理圖的繪制要層次分明，各電器元件及觸頭的安排要合理，既要做到所用元件、觸頭最少，耗能最少，又要保證電路運行可靠，節省連接導線以及安裝、2-3何為電器布置圖?電器元件的布置應注意哪幾方面?答：電器元件布置圖是用來表明電氣原理圖中各元器件的實際安裝位置，可視電氣控制1)體積大和較重的電器元件應安裝在電器安裝板的下方，而發熱元件應安裝在電器安2)強電、弱電應分開，弱電應屏蔽，防止外界干擾。3)需要經常維護、檢修、調整的電器元件安裝位置不宜過高或過低。4)電器元件的布置應考慮整齊、美觀、對稱。外形尺寸與結構類似的電器安裝在一起，5)電器元件布置不宜過密，應留有一定間距。如用走線槽，應加大各排電器間距，以2-4何為安裝接線圖?安裝接線圖的繪制原則是什么?答：安裝接線圖主要用于電器的安裝接線、線路檢查、線路維修和故障處理，通常接線圖與電氣原理圖和元件布置圖一起使用。接線圖表示出項目的相對位置、項目代號、端1)各電氣元器件均按實際安裝位置繪出，元器件所占圖面按實際尺寸以統一比例繪制。2)一個元器件中所有的帶電部件均畫在一起，并用點劃線框起來，即采用集中表示法。3)各電氣元器件的圖形符號和文字符號必須與電氣原理圖一致，并符合國家標準。4)各電氣元器件上凡是需接線的部件端子都應繪出，并予以編號，各接線端子的編號5)繪制安裝接線圖時，走向相同的相鄰導線可以繪成一股線。2-5電氣控制電路的基本控制規律主要有哪些控制?答：電氣控制電路的基本控制規律有自鎖與互鎖的控制、點動與連續運轉的控制、多2-6電動機點動控制與連續運轉控制的關鍵控制環節是什么?其主電路又有何區別(從電動機保護環節設置上分析)?答：電動機點動控制與連續運轉控制的關鍵控制環節在于有無自鎖電路，該電路是用電動機起動接觸器的常開輔助觸頭并接在起動按鈕常開觸頭兩端構成。有自鎖電路為連續運轉，無自鎖電路為點動控制。對于點動控制的電動機主電路中不用接熱繼電器，即無需2-7何為電動機的欠電壓與失電壓保護?接觸器與按鈕控制電路是如何實現欠電壓與失電壓保護的?答：電動機的欠電壓保護是指當電動機電源電壓降到0.6~0.8倍額定電壓時，將電動機電動機的失電壓保護是指當電動機電源電壓消失而停轉，但一旦電源電壓恢復時電動對于采用接觸器和按鈕控制的起動、停止電路，當電動機電源電壓消失或下降過多時，接觸器自行釋放，主觸頭斷開電動機主電路而停止轉動，接觸器自鎖常開觸頭斷開自鎖電路，電源恢復時，電動機不會自行起動，而需再次按下按鈕后電動機方可起動旋轉，實現2-8何為互鎖控制?實現電動機正反轉互鎖控制的方法有哪兩種?它們有何不同?答：在控制電路中相互制約的控制關系稱為互鎖，其中電動機正反轉控制中正轉控制實現電動機正反轉互鎖控制的方法其一是將正反轉接觸器的常閉輔助觸頭串接在對方接觸器線圈的前面，此法常稱為電氣互鎖：其二是將正、反轉起動按鈕的常閉觸頭串接在對2-9試畫出用按鈕選擇控制電動機既可點動又可連續運轉的控制電路。題2-9圖題2-9圖2-10試畫出用按鈕來兩地控制電動機單向旋轉既可點動又可連續運轉的控制電路。題2-10圖器主觸點應保證電動機定子繞組所接三相交流電源相序要接反，這樣才能保證電動機能實現正、反轉。為此正反轉接觸器主觸頭之間上方采用對應接，下方則采用包圍接；二是在控制電路中要有正、反轉控制的互鎖環節，否則發生按下正轉起動按鈕，電動機正轉運行后發生又按下反轉起動按鈕的誤操作時出現正、反轉接觸線圈都通電吸合，造成三相交流電源相間短路，電源三相熔斷器熔斷，電動機停止。答：電動機正反轉電路中，由正、反轉接觸器輔助常閉觸點接于對方接觸器線圈電路中為電氣互鎖：由正、反轉起動按鈕常閉觸頭串接與對方接觸器線圈電路中為機械互鎖。2-13實現電動機可直接由正轉變反轉或由反轉變正轉，其控制要點在何處?答：實現電動機可直接由正轉變反轉或由反轉變正轉，其控制要點為采用機械互鎖。2-14分析圖2-13電路工作原理。答：電路工作原理：合上主電路與控制電路電源開關，按下正轉起動按鈕SB2,KM1線圈通電并自鎖，電動機正轉起動旋轉，拖動工作臺前進向右移動，當移動到位時，撞塊A壓下ST2,其常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合，前者使KM1線圈斷電，后者使KM2線圈通電并自鎖，電動機由正轉變為反轉，拖動工作臺由前進變為后退，工作臺向左移動。當工作臺變后退為前進，如此周而復始實現自動往返工作。當按下停止按鈕SB1時，電動機停止，工作臺停下。當行程開關ST1、ST2失靈時，電動機換向無法實現，工作臺繼續沿止，工作臺停止移動，從而避免運動部件因超出極限位置而發生事故，實現限位保護。2-15試分析圖2-31中各電路中的錯誤，工作時會出現什么現象?應如何改進?答：圖2-31中a)按下SB點動按鈕，KM線圈無法通電吸合，即無法工作。見題2-15改進圖a)。b)按下起動按鈕SB2,KM線圈通電后，按下停止按鈕SB1,KM線圈無法斷電釋放。見題2-15改進圖b)c)按下SB2,KM線圈通電吸合后，按下SB1,KM線圈不能斷電釋放。見題2-15改進圖c)。d)按下SB2,KM線圈通電吸合，松開SB2,KM線圈斷電釋放成為點動控制。見題2-15改進圖d)e)KM1線圈吸合時與KM2線圈通電吸合時，相序不變，電動機無法實現正、反見題2-15改進圖e)。f)按下正轉起動按鈕SB2、KMI線圈無法通電吸合。見題2-15改進圖f)。g)控制電源一合閘，不用按下SB2,KM2線圈立即通電吸合。見題2-15改進圖g)。題2-15改進圖2-16兩臺三相籠型異步電動機M1、M2,要求M1先起動，在M1起動后才可進行M2的答：見圖2-102-17兩臺三相籠型異步電動機M1、M2,要求既可實現M1、M2的分別起動和停止，又可實現兩臺電動機同時停止。試畫出其電氣電路圖。題2-17圖題2-17圖答：電路工作原理：合上電源開關Q,按下起動按鈕SB2,KM1、KT、KM3線圈同時通電并自鎖，電動機三相定子繞組接成星形接入三相交流電源進行減壓起動，當電動機當KM2通電吸合后，KM2常閉觸頭斷開，使KT線圈斷電，避免時問繼電器長期工作。KM2、KM3常閉觸頭為互鎖觸頭，以防同時接成星形和三角形造成電源短路。2-19分析圖2-15XJ01系列自耦變壓器減壓起動電路工作原理。按下起動按鈕SB2,KM1、KT線圈同時通電并自鎖，將自耦變壓器接入，電動機由自耦動。當電動機轉速接近額定轉速時，時間繼電器KT通電延時閉合觸頭閉合，使KA線圈通電井自鎖，其常閉觸頭斷開KM1線圈電路，KMI線圈斷電釋放，將自耦變壓器從電路電吸合，電源電壓全部加在電動機定子上，電動機在額定電壓下進入正常運轉，同時HL3指示燈亮，表明電動機減壓起動結束。由于自耦變壓器星接部分的電流為自耦變壓器一、二次電流之差，故用KM2輔助觸頭來聯接。2-20分析圖2-16電路工作原理。答：圖2-16時間原則控制轉子電阻起動電路工作原理：合上三相電源開關Q,接通控制電路電源，在轉子電阻短接接觸器KM2、KM3、KM4線固斷電釋放，其常閉觸頭閉合前提下，按下起動按鈕SB2,線路接觸器KM1線圈通電并自鎖，電動機在轉子電阻延時型時間繼電器，當KT1延時時間一到，其常開延時閉合觸頭閉合，由于KT1常開觸頭的閉合，短接轉子電阻R?接觸器KM2線圈通電并自鎖，KM2常開主觸頭閉合將轉子電阻R?短接，轉子電流上升，電磁轉矩加大，電動機轉速上升，同時KM2常開輔助觸頭閉R?,轉速再上升，而KM3的常閉輔助觸頭斷開，使KTI、KM2、KT2線圈斷電釋放。KM3另一對常開輔助觸頭閉合，使KM4線圈通電吸合并自鎖，KM4主觸頭閉合，短接R?轉子電阻，電動機轉速上升，運行在穩定轉速下，電動機按時間原則起動結束。而KM4的一對常閉輔助觸頭斷開，使KM3、KT3線圈斷電釋放，使電動機起動后只有2-21在圖2-17電動機單向反接制動電路中，若速度繼電器觸頭接錯，將發生什么結果?為什么?答：在圖2-17電動機單向反接制動電路中，若速度繼電器觸頭接錯，在按下電動機停止按鈕SB1后，因KS常開觸頭一直是斷開的，反接制動接觸器KM2線圈無法通電吸合，2-22分析圖2-18電動機可逆運行反接制動控制電路中各電器觸頭的作用，并分析電路工電路工作原理：合上電源開關，按下正轉起動按鈕SB2,正轉中間繼電器KA3線圈通使接觸器KM1線圈通電，KM1主觸頭閉合使電動機定子繞組經電阻R接通正相序三相交流電源，電動機M開始正轉降壓起動。當電動機轉速上升到一定值時，速度繼電器正轉常開觸頭KS-1閉合，中間繼電器KA1通電并自鎖。這時由于KA1、KA3的常開觸頭閉合，接觸器KM3線圈通電，于是電阻R被短接，定子繞組直接加以額定電壓，電動機轉速上升到穩定工作轉速。所以，電動機轉速從零上升到速度繼電器KV常開觸頭閉合這一區間正轉停車時，按下停止按鈕SB1,使KA3、KM1、KM3線圈相繼斷電釋放，但此時組經電阻R獲得反相序三相交流電源，對電動機進行反接制動，電動機轉速迅速下降，當2-23對于按速度原則即用速度繼電器控制的電動機反接制動，若發生反接制動效果差，是何原因?應如何調整?答：對于按速度原則即用速度繼電器控制的電動機反接制動，若發生反接制動效果差，通常來說是由于速度繼電器觸頭釋放過早，即其常開觸頭過早斷開，這是由于反力彈簧壓得過緊，為此可調節壓緊反力彈簧的螺釘，將反力彈簧松開點即可。2-24分析圖2-19電路各電器觸頭的作用，并分析電路工作原理。答：電路工作原理：電動機現已處于單向運行狀態，所以KM1通電并自鎖。若要使電動機停轉，只要按下停止按釩SB1,KM1線圈斷電釋放，其主觸頭斷開，電動機斷開三直流電源進行能耗制動，電動機轉速迅速降低，當轉速接近零時，通電延時型時間繼電器KT延時時間到，KT常閉延時斷開觸頭動作，使KM2、KT線圈相繼斷電釋放，能耗制動圖中KT的瞬動常開觸頭與KM2自鎖觸頭串接，其作用是：當發生KT線圈斷線或機械卡住故障，致使KT常閉通電延時斷開觸頭斷不開，常開瞬動觸頭也合不上時，只有按下停止按鈕SB1,成為點動能耗制動。若無KT的常開瞬動觸頭串接KM2常開觸頭，在發生上述故障時，按下停止按鈕SBI后，將使KM2線圈長期通電吸合，使電動機兩相定子2-25分析圖2-20電路各電器觸頭的作用，并分析電路工作原理。電路工作原理：合上電源開關Q,根據需要按下正轉或反轉起動按鈕SB2或SB3,相應接觸器KM1或KM2線圈通電吸合并自鎖，電動機起動旋轉。此時速度繼電器相應的正向或反向觸頭KS-1或KS-2閉合，為停車接通KM3實現能耗圈通電并自鎖，電動機定子接入直流電源進行能耗制動，電動機轉速迅速降低，當轉速下降到100r/min時速度繼電器釋放，其觸頭在反力彈簧作用下復位斷開，使KM3線圈斷電釋放，切除直流電源，能耗制動結束，電動機依慣性自然停車至零。2-26分析圖2-23電路各電器觸頭的作用，并分析電路工作原理。答：圖2-23電路工作原理：接通電路與控制電路電源，若選擇“低速”則將SA扳至“左”位，三角形聯接接觸器KM1通電吸合，電動機接觸三角形接法，成為4極電動機閉合，使KM1線圈相繼通電吸合，電動機接成三角形，低速起動旋轉，當KT時間繼電器同時，KT延時閉合觸頭閉合使KM2、KM3線圈相繼通電吸合，電動機改接成雙星形(二極)高速旋轉運行。所以此電路在時間繼電器KT延時的時段為三角形低速起動運轉，延2-27分析圖2-24電路工作原理。答：圖2-24電路工作原理：合上三相交流電源開關Q,接通控制電路電源，凸輪控制器QCC手柄置于“0”位，按下起動按鈕SB,線路接觸QCC手柄在“0”位時，電動機定子未接入三相交流電源。由于電路在“前”與“后”是當QCC手柄置于“前1”位時，電動機定子繞組經凸輪控制器觸頭接入正相序電源，當QCC手柄置于“前2”位時，電動機定子繞組接線不變，仍為正相序三相電源接入，而凸輪控制器另一對觸頭閉合短接一段轉子電阻，電動機在較高轉速下旋轉。當QCC手柄置于“前3”位時，電動機定子接線不變，轉子另一相電阻被QCC觸頭當QCC手柄置于“前4”位時，電動機定子接線不變，轉子第三相電阻被QCC觸頭當QCC手柄置于“前5”位時，電動機定子接線不變，轉子電阻全部短接，電動機轉電路的保護環節：1)前進或后退限位保護：自鎖電路是由限位開關SQ1(SQ2)與2)過電流保護：當電動機過載時，過電流繼電器KOC動作，KM線圈電路中KOC3)零位保護：電路只有在凸輪控制器QCC手柄置于“0”位，按下SB才可使KM線圈通電吸合并自鎖，以后再操作手柄方可使電動機起動旋轉。2-28分析圖2-25電路工作原理。答：電路工作原理：合上電樞電源開關Q1和勵磁與控制電路電源開關Q2,勵磁回路常閉觸頭斷開，切斷KM2、KM3線圈電路。保證串入Rj、R?起動。按下起動按鈕SB2,KMI線圈通電并自鎖，主觸頭閉合，接通電動機電樞回路，電樞串入兩級起動電阻起動；同時KM1常閉輔助觸頭斷開，KTI線圈斷電，為延時使KM2、KM3線圈通電，短接R?、R?做準備。在串入R?、R?起動同時，并接在R?電阻兩端的KT2線圈通電，其常開觸頭斷開，使KM3不能通電，確保R?電阻串入起動。R?,電動機在額定電樞電壓下運轉，起動過程結束。2-29分析圖2-26電路工作原理。相同，但起動后，電動機將按行程原則實現電動機的正、反轉，拖動運動部件實現自動往2-30分析圖2-27電路工作原理。答：電路工作原理：電動機起動電路工作情況與圖2-25電路工作情況相同。停車時，按下停止按鈕SB1,KM1線圈斷電釋放，其主觸頭斷開電動機電樞電源，電動機以慣性旋轉。由于此時電動機轉速較高，電樞兩端仍建立足夠大的感應電動勢，使并聯在電樞兩端的電壓繼電器KV經自鎖觸頭仍保持通電吸合狀態，KV常開觸頭仍閉合，使KM4線圈通電吸合，其常開主觸頭將電阻R?并聯在電樞兩端，電動機實現能耗制動，使轉速迅速下降，電樞感應電勢也隨之下降，當降至一定值時電壓繼電器KV釋放，KM4線圈斷電，電動機能耗制動結束，電動機自然停車至零。答：圖2-28電路工作原理：該電路為按時間原則兩級起動，能實現正反轉并通過ST1、ST2行程開關實現自動換向，在換向過程中能實現反接制電動機正在作正向運轉并拖動運動部件作正向移動，當運動部件上的撞塊壓下行程開電樞接通反向電源，同時KV2線圈通電吸合，反接時的電樞電路見圖2-29。由于機械慣性，電動機轉速及電動勢Ex的大小和方向來不及變化，且電動勢Em方向與電樞串電阻電壓降IRx方向相反，此時加在電壓繼電器KV2線圈上的電壓很小，不足行反接制動，電動機轉速迅速下降，隨著電動機轉速的下降，電動機電勢Ex迅速減小，電壓繼電器KV2線圈上的電壓逐漸增加，當n≈0時，Em≈0,加至KV2線圈電壓加大并使其吸合動作，常開觸頭閉合，KM5線圈通電吸合。KM5主觸頭短接反接制動電阻R,同時KTI線圈斷電釋放，電動機串入R?、R?電阻反向起動，經KT1斷電延時觸頭閉合，當運動部件反向移動撞塊壓下行程開關ST2時，則由電壓繼電器KV1來控制電動機2-32分析圖2-30電路工作原理。答：圖2-30電路工作原理：1)起動按下起動按鈕SB2,KM2和KT線圈同時通電并自鎖，電動機M電樞串入2)調速在正常運行狀態下，調節電阻RP,改變電動機勵磁電流大小，從而改變電3)停車及制動在正常運行狀態下，按下停止按鈕SB1,接觸器KM2和KM3線圈同時斷電釋放，其主觸頭斷開，切斷電動機電樞電路；同時KM1線圈通電吸合，其主觸頭閉合，通過電阻R接通能耗制動電路，而KM1另一對常開觸頭閉合，短接電容器C,2-33電動機常用的保護環節有哪些?通常它們各由哪些電器來實現其保護?答：電動機常用的保護環節有過電流、過載、短路、過電壓、失電壓、欠電壓、斷相、短路保護的常用方法有熔斷器保護和低壓斷路器保護；過電流保護常用過電流繼電器來實現；過載保護常用熱繼電器來實現；采用接觸器和按鈕控制的起動、停止，就具有失壓保護作用，或采用零電壓繼電器來做失電壓保護；除采用接觸器及按鈕控制方式，還可采用欠電壓繼電器來進行欠電壓保護；通常過電壓保護是在線圈兩端并聯一個電阻，電阻串電容或二極管串電阻，以形成一個放電回路，實現過電壓的保護；通過在電動機勵磁線圈回路中串入欠電流繼電器來實現直流電動機的弱磁保護。第三章典型設備電氣控制電路分析答：1)采用三臺電動機拖動即主電動機、冷卻泵電動機、溜板箱快速移動電動機。2)由正、反轉起動按鈕SB3、SB4,正、反轉接觸器KM1、KM2和短接反接制動電阻R的接觸器KM3構成主軸電動機正、反轉長期運轉電路，實現主軸電動機正、反轉長主軸電動機正、反轉運轉停車時，電路沒有定子申入三相對稱電阻的反接制動停車環節，但反接制動是在按下停止按鈕SBI,再松開停止按鈕SBI,當SB1常閉觸頭復位后再3)為滿足工件調整運動(對刀操作),主軸電動機沒有單向低速點動控制，由點動控制按鈕SB2、接觸器KM1、電動機M1定子繞組限流電阻R與速度繼電器KS-1觸頭構成。4)主軸電動機正常運轉時為顯示電動機工作電流設有電流監視環節。時間繼電器KT的作用：為防止主軸電動電路中接入時間繼電器KT,且KT線圈與KM3線圈并聯，這樣，起動時，KT線圈通電吸合，而KT的延時斷開的常閉觸頭不動作，將電流表短接。當起動后，KT延時斷開的常3-2C650車床電氣控制具有哪些保護環節?答：C650車床電氣控制保護環節有：熔斷器FU1-電器FR1、FR2對電動機M1、M2作長期過載保護；接觸器KM1、KM2、KM4采用按鈕3-3Z3040搖臂鉆床在搖臂升降過程中，液壓泵電動機M3和搖臂升降電動機M2應如何配合工作?并以搖臂下降為例分析電路工作情況。答：Z3040搖臂鉆床在搖臂升降過程中，液壓泵電動機M3和搖臂升降電動嚴格按如下要求控制：發出搖臂升降指令后，首先液壓泵電動機M3正轉起動，送出壓力機M3停止旋轉，同時使搖臂升降電動機M2起動旋轉，拖動搖臂移動，當搖臂移動到位，撤除搖臂升降指令，搖臂升降電動機M2立即停止，搖臂便停止移動，經延時使液壓泵電動機M3反向起動，送出液壓油，將搖臂夾緊。當搖臂確定夾緊后，發出夾緊信號，使液壓泵電動機M3漸電停止旋轉。至此，搖臂升降過程結束。搖臂下降時電路工作情況：按下搖臂下降點動按鈕SB4,時間繼電器KT通電吸合，瞬動常開觸頭KT(13-14)、KT(1-17)閉合，前者使KM4線圈通電吸合，后者使電磁閥YV線圈通電。于是液壓泵電動機M3正轉起動，拖動液壓泵送出壓力油，經二位六通閥進入搖臂松開油腔，推動活塞和菱形塊，使搖臂松開。同時活塞桿通過彈簧片壓動行程開關ST1,其常閉觸頭ST1(6-13)斷開，接觸器KM4斷電釋放，液壓泵電動機停止旋轉，搖臂維持在松開狀態：同時，ST1常開觸頭ST1(6-7)閉合，使KM3線圈通電吸合，搖反轉，觸頭KT(1-17)斷開，電磁閥YV斷電。送出的壓力油經另一條油路流入二位六通閥，再進入搖臂夾緊油腔，反向推動活塞與菱形塊，使搖臂夾緊。當搖臂夾緊后，活塞桿答：在Z3040搖臂鉆床電氣電路中，行程開關ST1為搖臂松開行程開關，當搖臂松開時壓下ST1,開始實現搖臂的升與降。ST2為搖臂夾緊行程開關，當搖臂夾緊時壓下ST2,發出搖臂夾緊信號，液壓電動機M3停止轉動。ST3為立柱與主軸箱松開與夾緊行程3-5在Z3040搖臂鉆床電氣電路中，設置了那些聯鎖與保護環節?答：在Z3040搖臂鉆床電氣電路中，設置了以下聯鎖與保護環節：SCB組合開關實現搖臂上升與下降的限位保護。STI行程開關實現搖臂松開到位，開始升降的聯鎖。KT時間繼電器實現升降電動機M2斷開電源、待M2完全停止后再進行夾緊的聯鎖。SB5、SB6立柱與主軸箱松開、夾緊按鈕的常閉觸頭串接在電磁閥YV線圈電路中，實現立柱與主軸箱松開、夾緊操作時，壓力油只進入立柱與主軸箱夾緊油腔而不進入搖臂熱繼電器FR1、FR2為電動機M1、M3的3-6T68臥式鏜床電氣控制中，主軸與進給電動機電氣控制有2)主軸與進給電動機既有正、反轉點動控制，又有正、反轉連續運轉控制，點動時，電動機定子繞組低速接線且串入電阻獲得低速點動。主軸與進給電動機連續運轉由高低速選擇手柄選擇，選擇“低速”時是全電壓起動，選“高速”時，電動機先按低速起動再自3)主軸與進給電動機停車時均接成“低速”進行反接制動。4)主軸與進給變速時，主軸與進給電動機均進行低速脈動運轉，直至變速齒輪嚙合。3-7試述T68臥式鏜床主軸電動機MI高速起動控制的操作過程和電路工作情況。答：T68臥式鏜床主軸電動機M1高速起動控制的操作過程和電路工作情況為：將主KA1線圈通電并自鎖，相繼使KM3、KM1和KM6通電吸合，控制M1電動機低速正向起動運行；在KM3線圈通電的同時KT線圈通電吸合，待KT延時時間到，觸頭KT(14-21)斷開使KM6線圈斷電釋放，觸頭KT(14-23)閉合使KM7、KM8線圈通電吸合，這此可知，主電動機在高速檔為兩級起動控制，以減少電動機高速檔起動時的沖擊電流。3-8在T68臥式鏜床電氣控制電路中，行程開關ST、STI~ST8各有何作用?安裝在何處?答：在T68臥式鏜床電氣控制電路中，行程開關ST為高低速行程開關，安裝在速度選擇手柄聯動機構處，ST1、ST2為主軸變速行程開關，主軸變速手柄推回時程開關，由進給變速手柄壓合情況類似ST1、ST2;ST5為與工作臺、主軸箱進給操作手柄有機械聯動的行程開關：在主軸箱上安裝的ST6為與主軸進給手柄、平旋盤刀具溜板進給3-9試述T68臥式鏜床主軸低速脈動變速時的操作過程和電路工作情況。答：T68臥式鏜床主軸低速脈動變速時的操作過程：因為進給運動未進行變速，進給變速手柄推回，進給變速開關ST3,ST4均為受壓狀態，觸頭ST3(4-14)斷開，ST4(17-15)斷開。主軸變速時，拉出主軸變速手柄，主軸變速行程開關ST1、ST2不受壓，此時觸頭STI(4-14),ST2(17-15)由斷開狀態變為接通狀態，使KMI通電并自鎖，同時也使KM6通電吸合，則M1串入電阻R低速正向起動。當電動機轉速達到140r/min100r/min時，速度繼電器KS釋放，觸頭復原KS-1(14-17)常閉觸頭由斷開變為接通，動轉動，以利齒輪嚙合。當主軸變速完成將主軸變速手柄推回原位時，主軸變速開關答：1)主軸與進給電動機M1為雙速籠型異步電動機。低速時由接觸器KM6控制，將定子繞組接成三角形；高速時由接觸器KM7、KM8控制，將定子繞組接成雙星形。高、低速轉換由主軸孔盤變速機構內的行程開關ST控制。低速時，可直接起動。高速時，先低速起動，而后自動轉換為高速運行的二級起動控制，以減小起動電2)電動機M1能正反轉運行、正反向點動及反接制動。在點動、制動以及變速中的脈動慢轉時，在定子電路中均串入限流電阻R,以減少起動和制動電流。3)主軸變速和進給變速均可在停車情況或在運行中進行。只要進行變速，M1電動機4)主軸箱、工作臺與主軸由快速移動電動機M2拖動實現其快速移動。它們之間的機3-11在X62W臥式銑床電氣控制電路中，行程開關STI~ST6各有何作用?3-12在X62W臥式銑床電氣控制電路中，設置了哪些聯鎖與保護環節?答：1)主運動與進給運動的順序聯鎖進給電氣控制電路接在主軸電動機線路接觸器KM1(10-13)常開觸頭之后，這就保證了只有在起動主軸電動機之后才可起動進給電動機，2)工作臺6個運動方向的聯鎖3)長工作臺與圓工作的聯鎖由選擇開關SC1來實現其相互間的聯鎖，當使用圓工作臺時，將SC1置于“接通”位置，若此時又將縱向或垂直與橫向進給操作手柄時，進給電動機M2立即停止。若長工作臺正在運動，扳動SCI置于“接通”位置，進給電動機也立即停止。從而實現長工作臺與圓工作臺只可取一的4)工作臺進給運動與快速運動的聯鎖工作臺的快速移動是在工作臺進給運動基礎上進行的，只有先使工作臺工作進給然后按下快速移動按鈕SB5或SB6便可實現工作臺快速5)具有完善的保護FU4作為照明電路的短路保護。③工作臺6個運動方向的限位保護，由工作臺前方的擋鐵撞動縱向操作手柄返回中間位置來實現工作臺左、右終端保護；由安裝在銑床床身導軌上、下兩塊擋鐵撞動垂直與橫向操作手柄返回中間位置來實現工作臺上、下端保護；由安裝在工作臺左側底部擋鐵來撞動垂直與橫向操作手柄返回中間位置來實現工作臺前、后終端保護。3-13X62W臥式銑床主軸變速能否在主軸停止或主軸旋轉時進行，為什么?答：主軸電動機M1在旋轉時，可以不按停止按鈕直接進行變速操作，這是因為將變速手柄從原位拉向前面時，壓合行程開關ST7,ST7?斷開，切斷接觸器KM1線圈電路，電動機M1斷電：同時ST7,閉合，使接觸器KM2線圈通電吸合，對電動機M1進行反接制動；當變速手柄拉到前面后，行程開關ST7不再受壓而復原，主軸電動機MI斷電停轉。此時再轉動主軸變速盤選擇所需轉速，然后再將變速手柄推回，進行變速沖動，完成齒輪的嚙合。但是主軸在新轉速下旋轉還需重新起動主軸電動機。所以，主軸電動機M1轉動時的變速是先對主軸電動機反接制動停轉，再選擇主軸所需轉速，進行沖動便于齒輪嚙合直至電動機停轉。要使主軸在新轉速下旋轉還3-14X62W臥式銑床進給變速能否在運行時進行?試述進給變速時的操作順序及電路工“0”位時，在其不受壓的情況下，才能接通進給變速沖動電路。進給變速時的操作順序及電路工作情況：在改變工作臺進給速度時，為了使齒輪易于嚙合，也需要進給電動機M2瞬時沖動一下。變速時，先起動主軸電動機M1,再將進給變速的蘑菇形手柄向外拉出井轉動手柄，轉盤也跟若轉動，把所需進給速度的標尺數字對準箭頭，然后再把蘑菇形手柄用力向外拉到極限位置瞬間，其連桿機構瞬時壓合行程開關ST6,使常閉觸頭ST6?(13-14)斷開，常開觸頭ST6,(14-18)閉合，接觸器KM4線圈通電吸合，進給電動機M2反轉，因為只是瞬時接通，故進給電動機M2從而保證變速齒輪易于嚙合。當手柄推回原位后，行程開關ST6復位，接觸器KM4線圈斷電釋放，進給電動機M2瞬時沖動結束。如果一次瞬間點動齒輪未進入嚙合狀態，變速沖動手柄不能復位，此時可再次拉出手柄并再次推回，實現再次變速沖動，直到齒輪嚙合答：1)電氣控制電路與機械配合相當密切，因此要詳細了解機械機構與電氣控制的關2)主軸變速與進給變速均設有變速沖動環節，從而使變速順利進行。3)進給電動機采用機械掛擋與電氣開關聯動的手柄操作，而且操作手柄扳動方向與工4)采用兩地控制，操作方便。5)具有完善的聯鎖與短路、零壓、過載及行程限位保護環節，工作安全可靠。3-16圖2-24凸輪控制器控制電動機調速電路有何特點?操作時應注意什么?1)可逆對稱電路。通過凸輪控制器觸頭來換接電動機定子電源相序實現電動機正反轉以及改變電動機轉子外接電阻。在控制器提升、下放對應檔位時，電動機工作情況完全相2)由于凸輪控制器觸頭數量有限，為獲得盡可能多的調速等級，電動機轉子串接不對3)在提升與下放重物時，可根據載荷情況(輕載、中載還是重載)和電動機機械特性，選擇相應的操作方案和合適的工作速度檔位，以期獲得經濟、合理、安全的操作。1)嚴禁采用快速推檔操作，只允許逐步加速。2)一般不允許控制器手柄長時間置于提升第1檔位提升物件。3)當物件已提至所需高度時應制動停車，此時應將控制器手柄逐級扳轉回至“0”位，此時每檔也應有1s左右的停留時間，使電動機逐級減速，最后制動停車。3-17圖3-15提升機構PQRIOB主令控制器電路有何特點?操作時應注意什么?答：圖3-15提升機構PQR10B主令控制器電路特點：“下放1”~“下放3”為倒拉反接制動下放；“下放4”~“下放6”為強力下放；2)電動機轉子接入三相對稱電阻。3)具有更為完善的聯鎖與保護：①由強力下放過渡到反接制動下放，避免重載時高速下放的保護；②確保反接制動電阻串入情況下進行制動下放的環節；③制動下放檔位與強力下放檔位相互轉換時切斷機械制動的保護環節；④順序聯鎖保護環節：由過電流繼電器KOC實現過電流保護；電壓繼電器KV與主令控制器QM實現零壓保護與零位保護；行程1)提升重物時“提升1”只作張緊鋼絲繩與消除齒輪間隙的起動預備級。2)“提升2”~“提升6”可根據負載大小選擇適當檔位進行提升操作。3)“下放1”檔為預備級，制動器未打開，電動機定子接通三相電源處于堵轉，此檔不可停留，應迅速通過該檔扳向下放其它檔位，以防電機堵轉過長而燒毀電動機。4)“下放2”檔是為重載低速下放而設，“下放3”檔為中載低速下放而設，應適當判5)“下放4”~“下放6”為輕載或空鉤強力下放檔位。根據要求下放速度選擇。3-18圖3-15電路設置了哪些聯鎖環節?它們是如何實現的?1)由強力下放過渡到反接制動下放，避免重載時高速下放的保護。對于輕型載荷,將控制器手柄板在下放“6”位，此時電動機在重物重力轉矩和電動機下放電磁轉矩共同作用下，將運行在再生發電制動狀態，如圖3-16所示，當T=0.6時，電動機工作在a點。這時應將控制器手柄從下放“6”位扳回下放“3”位。在這過程中勢必要經過下放“5”檔位與下放“4”檔位，在這過程中，工作點將由a→b→c→d→e→f,最終在B點以低速穩定下放。為避免這中間的高速，控制器手柄在由下放“6”檔位扳回至下放“3”位時，應避開下放“5”與下放“4”檔位對應的下放5、下放4兩條機械特性.為此，在控制電路中的觸頭KM2(16-24),KM9(24—23)串聯后接在控制器QM8與接觸器KM9線圈之間。這樣，當控制器手柄由下放“6”位扳回至下放“3”或“2”擋位時，在途經下放“5”或“4”檔位時，接觸器KM9仍保持通電吸合狀態，轉子始終串入R,常串電阻，使電動機仍運行在下放6機械特性上，由a點經b’點平穩過渡到B點，不致發生高速下放。在該環節中串入觸頭KM2(16—24)是為了當提升電動機正轉接線時，該觸頭斷開，使KM9不能構成自鎖電路，從而使該保護環節在提升重物時不起作用。2)確保反接制動電阻串入情況下進行制動下放的環節。當控制器手柄由下放“4”扳電吸合，電動機處于反接制動狀態。為避免反接時產生過大的沖擊電流，應使接觸器KM9KM1(11—12)與KM9(11—12)常閉觸頭相并聯的聯鎖觸頭。這就保證了在KM9斷電釋放后，KM1才能通電并自鎖。此環節還可防止由于KM9主觸頭因電流過大而發生熔焊升檔位將造成轉子只串入R?發生直接起動事故。3)制動下放檔位與強力下放檔位相互轉換時切斷機械制動的保護環節。在控制器手柄下放“3”位與下放“4”位轉換時，接觸器KM1、KM2之間設有電氣互鎖，這樣，在換接過程中必有一瞬間這兩個接觸器均處于斷電狀態，這將使制動接觸器KM3斷電釋放，造成電動機在高速下進行機械制動引起強烈振動而損壞設備和發生人身事故。為此，在KM3線圈電路中設有KMI、KM2、KM3三對常開觸頭并聯電路。這樣，由KM3實現自鎖，確保KM1、KM2換接過程中KM3線圈始終通電吸合，避免上述情況發生。4)順序聯鎖保護環節在加速接觸器KM6、KM7、KM8、KM9線圈電路中串接了前一級加速接觸器的常開輔助觸頭，確保轉子電阻Ry~R?接順序依次短接，實現機械特性3-19橋式起重機具有哪些保護環節?答：橋式起重機常用的保護環節有：電動機過電流保護；短路保護；零壓保護；控制器的零位保護；各運動方向的行程限位保護：艙蓋，欄桿安全開關及緊急斷電保護。此外第四章電氣控制系統設計4-1電氣控制設計中應遵循的原則是什么?設計內容包括哪些主要方面?1)最大限度地滿足生產機械和生產工藝對電氣控制的要求，這些生產工藝要求是電氣控制設計的依據。因此在設計前，應深入現場進行調查，搜集資料，并與生產過程有關人員、機械部分設計人員、實際操作者密切配合，明確控制要求2)在滿足控制要求前提下，設計方案力求簡單、經濟、合理，不要盲目追求自動化和高指標。力求控制系統操作簡單、使用與維修方3)正確、合理地選用電器元件，確保控制系統安全可靠地工作。同時考慮技術進步、4)為適應生產的發展和工藝的改進，在選擇控制設備時，設備能力留有適當裕量。電氣控制系統設計內容主要包括電氣原理圖設計和電氣工藝設計兩部分。以電力拖動(一)、電氣原理圖設計內容1)擬定電氣設計任務書。2)選擇電氣拖動方案和控制方式。3)確定電動機類型、型號、容量、轉速。4)設計電氣控制原理框圖，確定各部分之間的關系，擬定各部分技術指標與要求。5)設計并繪制電氣控制原理圖，計算主要技術參數。6)選擇電器元件，制定元器件目錄清單。7)編寫設計說明書。電氣原理圖是整個設計的中心環節，是工藝設計和制定其它技術資料的依據。(二)、電氣工藝設計內容電氣工藝設計是為了便于組織電氣控制裝置的制造與施工，實現電氣原理圖設計功能和各項技術指標，為設備的制造，調試、維護、使用提供必要的技術資料。電氣工藝設計1)根據設計出的電氣原理圖及選定的電器元件，設計電氣設備的總體配置，繪制電氣控制系統的總裝配圖及總接線圖。總圖應反映出電動機、執行電器、電器箱各組件、操作臺布置、電源以及檢測元件的分布情況和各部分之間的接線關系及連接方式，以供總2)按照原理框圖或劃分的組件，對總原理圖進行編號，繪制各組件原理電路圖，列3)根據組件原理電路圖及選定的元件目錄表，設計組件電器裝配圖(電器元件布置與安裝圖)、接線圖、圖中應反映出各電器元件的安裝方式和接線方式。這些資料是組件裝4)根據組件裝配要求，繪制電器安裝板和非標準的電器安裝零件圖紙。這些圖紙是5)設計電氣箱，根據組件尺寸及安裝要求確定電氣柜結構與外形尺寸，設置安裝支6)匯總總原理圖、總裝配圖及各組件原理圖等資料，列出外構件清單，標準件清單，主要材料消耗定額等。這些是生產管理和成本核算必備的技術資料。7)編寫使用維護說明書。4-2如何確定生產機械電氣拖動方案?答：首先根據生產機械結構和工藝要求來選用電動機的種類、數量，然后根據各運動部件的調速范圍來選擇調速方案。在選擇電動機調速方案時，應使電動機的調速特性與負(一)、拖動方式的選擇電力拖動方式有單獨拖動與集中拖動兩種。電力拖動發展的趨向是電動機逐步接近工作機構，形成多電動機的拖動方式，這樣，不僅能縮短機械傳動鏈，提高傳動效率，便于自動化，而且也能使總體結構得到簡化。在具體選擇時，應根據工藝要求及結構具體情況(二)、調速方案的選擇對于生產機械設備從生產工藝出發往往要求能夠調速，不同的設備有不同的調速范圍、調速精度等，為了滿足一定的調速性能，應選用不同的調速方案，如采用機械變速，多速電動機變速，變頻調速等方法來實現。隨著交流調速技術的發展，其經濟技術指標不斷提機械設備的各個工作機構，具有各自不同的負載特性，如機床的主運動為恒功率負載，而進給運動為恒轉矩負載。在選擇電動機調速方案時，要使電動機的調速性質與生產機械的負載特性相適應，以使電動機獲得充分合理的使用。如雙速籠型異步電動機，當定子繞組由三角形聯接改成雙星形聯接時，轉速增加一倍，功率卻增加很少，適用于恒功率傳動：對于低速為星形聯接的雙速電動機改成雙星形聯接后，轉速和功率都增加一倍，而電動機4-3電氣控制原理圖設計方法有幾種?常用什么方法?電氣控制原理圖的要求有哪些?答：電氣控制原理圖的設計方法有分析設計法和邏輯設計(一)分析設計法分析設計法是根據生產工藝的要求選擇適當的基本控制環節或將比較成熟的電路按各部分的聯鎖條件組合起來，并經補充和修改，將其綜合成滿足控制要求的完整電路，當沒有現成典型環節可運用時，可根據控制要求邊分析邊設計。由于這種設計方法是以熟練掌握各種電氣控制電路的基本環節和具備一定的閱讀分析電氣控制電路的經驗為基礎，故又邏輯設計法是利用邏輯代數這一數學工具來進行電路設計。它是從工藝資料(工作循環圖、液壓系統圖等)出發，將控制電路中的接觸器、繼電器線圈的通電與斷電，觸頭的閉合與斷開，以及主令元件的接通與斷開等看成邏輯變量，并根據控制要求，將這些邏輯變量關系表示為邏輯函數關系式，再運用邏輯函數基本公式和運算規律對邏輯函數式進行化簡，然后按化簡后的邏輯函數式畫出相應的電路結構圖，最后再作進一步的檢查和完以期獲得最佳設計方案，使設計出的控制電路既符合工藝要求，又達到線路簡單、工作可1)電氣控制電路滿足生產工藝要求。2)盡量減少控制電路中電流、電壓的種類，控制電壓選擇標準電壓等級。3)確保電氣控制電路工作的可靠性和安全性。4)應具有必要的保護。5)應簡潔方使電路設計要考慮操作、使用、調試與維修的方便，力求簡單經濟。4-4采用分析設計法，設計一個以行程原則控制的機床控制電路。要求工作臺前進時主軸電動機正轉，工作臺后退時主軸電動機反轉，依次循環。其電氣控制電路見題4-4圖。題4-4圖1)M1容量較大，采用Y-△減壓起動，停車帶有能耗制動；2)M1起動后經20s后方允許M2起動(M2容量較小可直接起動);3)M2停車后方允許M1停車：4)M1與M2起動、停止均要求兩地控制，試設計電氣原理圖并設置必要的電氣保護。題4-5圖4-6如何繪制電氣設備的總裝配圖、總接線圖及電器部件的布置圖與接線圖?答：總體配置設計是以電氣系統的總裝配圖與總接線圖形式來表達的，圖中應以示意方式反映出各部分主要組件的位置及各部分接線關系、走線方式及使用管線要總裝配圖、總接線圖是進行分部設計和協調各部分組成一個完整系統的依據。總體設計要使整個系統集中、緊湊，同時要考慮對發熱厲害、噪聲振動大的電氣部件應離操作者較遠位置，電源緊急停止控制應安放在方便而明顯的位置，對于多工位加工的大型設備，電氣元件布置圖是指某些電器元件按一定的原則組合。如電氣控制箱中的電器板、控制面板、放大器等。電器元件布置圖的設計依據是部件原理圖。同一組件中的電器元件的1)體積大和較重的電器元件安裝在電器板的下方，發熱元件安放在電器板的上方。2)強電弱電分開并加以屏蔽，以防干擾。3)需要經常維護、檢修、調整的電器元件安裝高度要適宜。4)電器元件的布置應考慮整齊、美觀、對稱。外形尺寸與結構類似的電器安放在一起，5)電器元件之間應留有一定間距，若采用板前走線槽配線方式，應適當加大各排電器各電器元件位置確定以后，便可繪制電器布置圖按比例繪制，并標明各元件間距尺寸。同時，還要根據本部件來選擇適當接線端子板和接插件，按一定順序標上進出線的接線號。電氣部件接線圖是根據部件電氣原理圖及電器元件布置圖來繪制的。它表示了成套裝1)接線圖和接線表的繪制應符合GB6988中5-86《電氣制圖接線圖和接線表》的規定。2)電氣元件按外形繪制，并與布置圖一致，偏差不要太大。3)所有電氣元件及其引線應標注與電氣原理圖相一致的文字符號及接線號。4)在接線圖中同一電器元件的各個部分(觸頭、線圈等)必須畫在一起。走線。對于簡單電氣控制部件，電器元件數量較少，接線關系不復雜，可直接畫出元只要在各電器元件上標出接線號，不必畫出各元件之間連線。6)接線圖中應標出配線用的各種導線的型號、規格、截面積及顏色要求。7)部件的進出線除大截面導線外，都應經過接線端子板，不得直接進出。4-7設計說明書及使用說明書應包含哪些主要內容?1)拖動方案選擇依據及本設計的主要特點。2)主要參數的計算過程。3)設計任務書中要求的各項技術指標的核算與評價。4)設備調試要求與調試方法。使用、維護要求及注意事項。第五章可編程序控制器及其工作原理1)抗干擾能力強，可靠性高；2)控制系統結構簡單、通用性強、應用靈活；3)編程方便，易于使用：4)功能完善，擴展能力強：6)維修方便，維修工作量小；7)體積小、重量輕，易于實現機電一體化。5-2整體式PLC、組合式PLC由哪幾部分組成?各有何特點?電源、通信端口、I/O擴展端口等組裝在一個箱體內構成主機。另外還有獨立的I/O擴展單元等通過擴展電纜與主機上的擴展端口相連，以構成PLC不同配置與主機配合使用。整體式結構的PLC結構緊湊、體積小、成本低、安裝方便。小型機常采用這種結構。組合式結構的PLC是將CPU、輸入單元、輸出單元、電源單元、智能1/O單元、通信單元等分別做成相應的電路板或模塊，各模塊可以插在帶有總線的底板上。裝有CPU的模塊稱為CPU模塊，其他稱為擴展模塊。組合式的特點是配置靈活，輸入接點、輸出接點的數量可以自由選擇，各種功能模塊可以依需要靈活配置。5-3PLC控制與繼電器控制比較，有何相同之處?有何不同之處?比較項目繼電接觸器控制PLC控制由繼電器和接觸器采用接線方式來完成控制功能各種控制功能是通過編制的程序來實現的對生產工藝過程變更的適應性適應性差，需重新設計，改變電器元件及接線適應性強，只需對程序進行修改控制速度低，靠機械動作實現極快，靠微處理器進行處理計數及其他特殊功能一般沒有有安裝、施工連線多，施工繁瑣安裝容易，施工方便可靠性差，觸點多，故障多高，元件經過篩選和老化等可靠性措施壽命短長可擴展性困難容易維護工作量大，故障點不易查找具有自診斷能力，維護工作量小5-4PLC的硬件指的是哪些部件?它們的作用是什么?答：PLC的基本結構由中央處理器(CPU),存儲器，輸入、輸出接口，電源，擴展接口，通信接口，編程工具，智能I/O接口，智能單元等組成。1)中央處理器(CPU)中央處理器(CPU)其主要作用有①接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數據。③用掃描的方式通過1/O部件接收現場的狀態或數據，并存入輸入映像存儲器或數④PLC進入運行狀態后，從存儲器逐條讀取用戶指令，解釋并按指令規定的任務進行數據傳送、邏輯或算術運算等；根據運算結果，更新有關標志位的狀態和輸出映像存儲器的內容，再經輸出部件實現輸出控制、制表打印或數據通信等功能。2)存儲器PLC存儲器是用來存放系統程序、用戶程序和運行數據的單元。按其作用有系統存儲系統存儲器用來存放由PLC生產廠家編寫的系統程內，用戶不能直接更改。他使PLC具有基本的功能，能夠完成PLC設計者規定的各項工作。系統程序內容主要包括三部分。第一部分為系統管理程序，他主要控制PLC的運行，使整個PLC按部就班地工作。第二部分為用戶指令解釋程序，通過用戶解釋程序，將PLC的編程語言變為機器語言指令，再由CPU執行這些指令。第三部分為標準程序模塊與系統調用程序，他包括許多不同功能的子程序及其調用管理程序，如完成輸入、輸出及特殊運算等的子程序。PLC的具體工作都是由系統程序來完成的，這部分程序的多少也決定了用戶存儲器包括用戶程序存儲器(程序區)和功能存儲器(數據區)兩部分。用戶程序存儲器用來存放用戶針對具體控制任務用規定的PLC編程語言編寫的各種用戶程序。用戶程序存儲器根據所選用的存儲器單元類型的不同，可以是隨機存儲器RAM(有掉電保護)、可擦可編程只讀存儲器EPROM或電擦除可編程只讀存儲器EEPROM,其內容可以由用戶任意修改或增刪。用戶功能存儲器是用來存放(記憶)用戶程序中使用的ON/OF狀態、數值數據等，由于這些數據是不斷變化的，因此用隨機存取存儲器RAM來組成功能存儲器，他構成PLC的各種內部器件，也稱“軟元件”。用戶存儲程序容量的大小和內部器件的多少，是反映PLC性能的重要指標之一。3)輸入、輸出接口輸入、輸出接口是PLC與外界連接的接口。輸入接口用來接收和采集兩種類型的輸撥碼開關等的開關量輸入信號；另一類是由電位器、測速發電機和各種變換器等傳來的模擬量輸入信號。輸出接口用來連接被控對象中各種執行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調節閥(模擬量)、調速裝置(模擬量)等。輸入、輸出接口有數字量(包括開關量)輸入、輸出和模擬量輸入、輸出兩種形式。換；而模擬量輸入、輸出接口作用是將外部控制現場的模擬信號與PLC內部的數字信號互轉換。輸入、輸出接口一般都具有光電隔離和濾波，其作用是把PLC與外部電路隔離開，4)電源PLC一般使用220V單相交流電源，電源部件將交流電轉換成中央處理器、存儲器等電路工作所需的直流電，保證PLC的正常工作。對于小型整體式可編程控制器內部有一個開關穩壓電源，此電源一方面可為CPU,/O單元及擴展單元提供直流5V工作電源，另一方而可為外部輸入元件提供直流24V電源。5)擴展接口擴展接口用于將擴展單元與基木單元相連，使PLC的配置更加靈活，以滿足不同控6)通信接口這些通信接口可以與監視器、打印機及其他的PLC或計算機相連。7)智能1/O接口為了滿足工業上更加復雜的控制需要，PLC配有多種智能1/O接口，如滿足位置調節需要的位置閉環控制模塊，對高速脈沖進行計數和處理的高速計數模塊等。這類智能模塊都有其自身的處理器系統。通過智能1/O接口，用戶可方便的構成各種工業控制系統，8)編程工具編程工具是供用戶進行程序的編制、編輯、調試和監視用的設備。最常用的是編程器。編程器有簡易型和智能型兩類。簡易型的編程器只能聯機編程，且往往是先將梯形圖轉化為機器語言助記符(指令表)后才能輸入。他一般是由簡易鍵盤和發光二極管或其他顯示器件組成。智能型編程器又稱圖形編程器，他可以聯機、也可以脫機編程，具有LCD或9)智能單元各型PLC都有一些智能單元，他們一般都有自己的CPU,具有自己的系統軟件，能獨立完成一項專門的工作。智能單元通過總線與主機相聯，通過通信方式接受主機的管理。10)其他部件PLC還可配有盒式磁帶機、EPROM寫入器、存儲器卡等其他外部設備。5-5為什么稱PLC的繼電器是軟繼電器?與物理繼電器相比，其在使用上有何特點?答：參與PLC應用程序編制的是其內部代表編程器件的存儲器，俗稱“軟繼電器”,計數器等。取用這些“軟繼電器”的常開、常閉觸點，實質上為讀取存儲單元的狀態，所5-6PLC的軟件是指什么?其編程語言常用的有哪幾種?各有何特點?答：PLC的軟件是指系統程序和用戶程序。系統程序由PLC