工厂电气控制技术习题集答案.docx

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工厂电气控制技术习题集答案

习题与解答

一、选择题

（每题4个选项，只有1个是正确的，将正确的选项填入括号内）

1.电气图中，断路器的符号为（）。

（A）K（B）D

（C）L（D）DL

2.不属于笼型异步电动机降压启动方法的是（）启动。

（A）自耦变压器降压（B）星形一三角形换接

（C）延边三角形（D）在转子电路中串联变阻器

3.中小容量异步电动机的过载保护一般采用（）。

（A）熔断器（B）磁力启动器

（C）热继电器（D）电压继电器

4.笼型异步电动机的延边三角形启动方法，是变更（）接法。

（A）电源相序（B）电动机端子

（C）电动机定子绕组（D）电动机转子绕组

5.属双速异步电动机接线方法的是（）。

（A）YY/YY（B）YY/△

（C）YY/Y（D）△△/Y

6.异步电动机的反接制动是指改变（）。

（A）电源电压（B）电源电流

（C）电源相序（D）电源频率

7.异步电动机的能耗制动采用的设备是（）装置。

（A）电磁抱闸（B）直流电源

（C）开关与继电器（D）电阻器

8.在电动机的连续运转控制中，其控制关键是。

①自锁触点②互锁触点

③复合按钮④机械联锁

9.下列低压电器中可以实现过载保护的有。

①热继电器②速度继电器

③接触器④低压断路器⑤时间继电器

10.Y－△降压启动可使启动电流减少到直接启动时的。

①1/2②1/3

③1/4④

11.下列属于低压配电电器的是。

①接触器②继电器

③刀开关④时间继电器

12.表示电路中各个电气元件连接关系和电气工作原理的图称为。

①电路图②电气互联图

③系统图④电气安装图

13.交流接触器是利用配合动作的一种自动控制电器。

①电动力与弹簧弹力②外施压力与弹簧弹力

③电磁力与空气阻尼力④电磁力与弹簧弹力

14.对绕线型电动机而言，一般利用（）方法进行调速。

（A）改变电源频率（B）改变定子极对数

（C）改变转子电路中电阻（D）改变转差率

15.一台三相异步电动机，其铭牌上标明额定电压为220V/380V，其接法应是（）。

（A）Y/△（B）△/Y

（C）△/△（D）Y/Y

二．不定项选择题

1.低压断路器具有保护。

①短路②过载③过电压

④欠电流⑤失压、欠压

2.下列属于低压控制电器的是。

①接触器②按钮③转换开关

④继电器⑤刀开关

3.在三相笼式电动机的正反转控制电路中，为了避免主电路的电源两相短路采取的措施是。

①自锁②互锁

③接触器④热继电器

4.在三相笼式异步电动机的Y-△起动控制电路中，电动机定子绕组接为Y型是为了实现电动机的起动。

①降压②升压

③增大电流④减小阻抗

5.低压断路器具有。

①电磁脱扣器②热脱扣器③过电压脱扣器

④欠电流脱扣器⑤失压、欠压脱扣器

6.电动机的连续运转电路具有保护环节。

①短路②过载③过电压

④欠电流⑤失压、欠压

7.三相电动机在制动时，采用能耗制动，方法是在。

①反接相线，反接三相电源直到电机停车。

②反接相线，加入直流电源直到电机停车。

③切断电源，在定子绕组加入单相电源到停车然后断电。

④切断电源，在定子绕组加入直流电源，然后转子转速要到零时断开直流电源。

8.对直流电动机进行制动的所有方法中，最经济的制动是。

①机械制动②能耗制动

③反接制动④回馈制动

9.在电动机的连续运转控制中，其控制关键是的应用。

①自锁触点②互锁触点

③复合按钮④机械联锁

10.在三相笼式电动机的反接制动控制电路中，为了避免电动机反转，需要用到。

①制动电阻②中间继电器

③直流电源④速度继电器

11.低压断路器的热脱扣器感测到故障信号后，可经脱扣机构使低压断路器的主触头分断。

①过载②短路

③欠压④失压

12.下列低压电器中可以实现短路保护的有。

①热继电器②速度继电器③熔断器

④低压断路器⑤时间继电器

13.低压电器就其用途或控制的对象不同，可以分为。

①低压配电电器②低压控制电器③低压供电电器

④低压操作电器⑤低压显示电器

三、判断题：

（对的画“√”红色，错的画“×”）

（）1.刀开关在低压电路中，作为频繁地手动接通、分断电路开关。

（）2.选用低压断路器时，断路器的额定短路通断能力应大于或等于线路中最大短路电流。

（）3.作为电动保护用熔断器应考虑电动机的启动电流，一般熔断器的额定电流为电动机额定电流的2~2.5倍。

（）4.没有灭弧罩的刀开关，可以切断负荷电流。

（）160.电磁型过电流继电器内电流线圈分成两部分，当由串联改为并联时，动作电流减少1/2。

（）5.某电磁型过电流继电器的返回系数为0.83，该继电器不合格。

（）6.DS-32时间继电器的线圈是短时工作制，当需长期工作时需串入限流电阻。

（）7.DS-32系列时间继电器断电后，触点轴在复位弹簧的作用下需克服主弹簧的拉力返回。

（）8.电磁型中间继电器触点延时闭合或断开，是通过继电器铁芯上套有若干片铜短路环获得的。

四．问答及作图

1.两个同型号的交流接触器，线圈额定电压为110V，试问能不能串联后接于220V交流电源？

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。

2.请分析下图所示的三相笼式异步电动机的正反转控制电路：

（1）指出下面的电路中各电器元件的作用；

（2）根据电路的控制原理，找出主电路中的错误，并改正（用文字说明）；

（3）根据电路的控制原理，找出控制电路中的错误，并改正（用文字说明）。

答：

三相笼式异步电动机的正反转控制电路中：

（1）电路中各电器元件的作用。

刀开关Q—隔离电源（0.5分），KM1—正转接触器（0.5分），

KM2—反转接触器（0.5分），热继电器FR—过载保护（0.5分）。

（2）主电路中的错误与改正（用文字说明）。

主电路没有短路保护（0.5分）——Q与KM1之间需增设熔断器FU；（0.5分）

电动机不能反转（KM1与KM2接通时电源相序相同）（0.5分）——KM2与FR之间的连线任意调换两相（0.5分）。

（3）控制电路中的错误与改正（用文字说明）

没有电气互锁，会引起电源短路（1分）——KM1线圈前串联KM2常闭辅助触点，KM2线圈前串联KM1常闭辅助触点（1分）。

不能实现过载保护（0.5分）——KM1、KM2线圈后应串联FR的常闭触点（0.5分）。

3.请分析下图所示三相笼式异步电动机的

-

降压起动控制电路：

（1）指出下面的电路中各电器元件的作用。

（2）根据电路的控制原理，找出主电路中的错误，并改正（用文字说明）。

（3）根据电路的控制原理，找出控制电路中的错误，并改正（用文字说明）

答：

三相笼式异步电动机的

-

降压起动控制电路中：

（1）电路中各电器元件的作用。

刀开关Q—隔离电源（0.5分），KM1—电源接触器（0.5分），

KM2—△连接接触器（0.5分），KM3—Y连接接触器（0.5分），

热继电器FR—过载保护（0.5分），时间继电器KT—延时实现Y-△切换（0.5分）。

（2）主电路中的错误与改正（用文字说明）。

主电路没有短路保护（1分）——Q与KM1之间需增设熔断器FU（1分）；

电动机不能△连接（定子绕组的U2、W2位置互换）（1分）——调换定子绕组的U2、W2位置（1分）。

（3）控制电路中的错误与改正（用文字说明）

KM2、KM3没有电气互锁，会引起电源短路（1分）——KM3线圈前串联KM2常闭辅助触点，KM2线圈前串联KM3常闭辅助触点（1分）。

KT将长时间通电（1分）——在KT线圈前面串联KM2常闭辅助触点（1分）。

不能实现过载保护（1分）——线圈后应串联FR的常闭触点后再接电源（1分）。

4.一台三相异步电动机其起动和停止的要求是：

当起动按钮按下后，电动机立即得电直接起动，并持续运行工作；当按下停止按钮后，需要等待20s电动机才会停止运行。

请设计满足上述要求的主电路与控制线路图（电路需具有必要的保护措施）。

答：

主电路与控制电路如下图所示：

5.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。

答：

控制电路如下图所示：

6.画出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的控制电路。

答：

控制电路如下图所示：

7.画出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的控制电路原理图。

答：

控制电路如下图所示：

8.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。

答：

控制电路如下图所示：

.

1.从外部结构特征上如何区分直流电磁机构与交流电磁机构?

怎样区分电压线圈与电流线圈?

2.三相交流电磁铁有无短路环，为什么?

3.交流电磁线圈误接入对应直流电源，直流电磁线圈误接入对应交流电源，将发生什么问题，为什么？

4.交流、直流接触器是以什么来定义的?

交流接触器的额定参数中为何要规定操作频率?

5.接触器的主要技术参数有哪些?

其含义是什么?

6.如何选用接触器?

7.交流、直流电磁式继电器是以什么来定义的?

8.电磁式继电器与电磁式接触器在结构上有何不同?

9.何为电磁式继电器的吸力特性与反力特性?

它们之间应如何配合?

10.电磁式继电器的主要参数有哪些?

其含义如何?

11.过电压继电器、过电流继电器的作用是什么?

12.中间继电器与接触器有何不同?

13.何为通用电磁式继电器?

14.如何选用电磁式继电器?

15.星形联结的三相异步电动机能否采用两相热继电器来做断相与过载保护，为什么?

16.三角形联结的三相异步电动机为何必须采用三相带断相保护的热继电器来做断相与过载保护？

17.熔断器的额定电流、熔体的额定电流、熔体的极限分断电流三者有何区别?

18.热继电器、熔断器的保护功能有何不同?

19.能否用过电流继电器来做电动机的过载保护，为什么?

20.如何选用电动机过载保护用的热继电器?

21.低压断路器具有哪些脱扣装置?

各有何保护功能?

22.如何选用塑壳式断路器?

23.电动机主电路中接有断路器，是否可以不接熔断器，为什么?

24.行程开关与接近开关工作原理有何不同?

25.速度继电器的释放转速应如何调整?

26.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?

27.电弧是如何产生的?

对电路有何影响?

常用的灭弧方法有哪些?

28.为什么刀开关在安装时手柄方向必须向上?

使用时如何接线?

29.从结构特征上如何区分直流接触器与交流接触器?

30.线圈电压为220V的交流接触器，误接人380V交流电源上会发生什么问题?

为什么?

31.两只线圈电压为220V的交流接触器能否串联后接入440V交流电源上?

为什么?

若将损坏的接触器灭弧罩取下，接触器是否还可继续使用，为什么?

32.交流接触器线圈断电后，衔铁不能立即释放，从而使电动机不能及时停止。

试分析出现这种故障的原因，应如何处理?

33.用来控制某一电动机的接触器经常因触点烧蚀而更换，其寿命特短。

试分析其原因，应如何处理?

34.电磁式继电器与电磁式接触器同是用来通断电路的，它们有何不同?

35.电动机起动电流很大，起动时热继电器会不会动作?

为什么?

36.能否用过电流继电器作为电动机的过载保护?

37.交流过电流继电器的电磁机构（铁心）有没有必要装短路环，为什么?

38.熔断器的额定电流、熔体的额定电流和熔体的极限分断电流三者有何区别?

39.既然在电动机的主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器?

装有热继电器是否就可以不装熔断器?

为什么?

40.自动开关的作用是什么?

它可在线路发生什么故障时快速自动切断电源?

41.说明自动开关工作原理、使用场合，与采用刀开关和熔断器的控制、保护方式相比，自动开关有何特点？

42.某机床的一台三相异步电动机，额定功率为5.5kW，电压为380V，电流为11.25A，起动电流为额定电流的7倍，试选用对它进行控制和保护用的按钮、接触器、熔断器、热继电器和组合开关。

43.电气原理图中Q、FU、KM、KA、KT、SB分别代表什么电器元件?

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第一章参考答案

1、答：

从外部结构特征上看，直流电磁机构与交流电磁机构的主要区别有：

（1）吸引线圈：

交流线圈：

短而粗，有骨架；直流线圈：

细而长，无骨架。

（2）铁心：

交流：

硅钢片叠加；直流：

整块铸铁或铸钢

区分电压线圈与电流线圈的方法：

电压线圈：

并联在电路中，匝数多、导线细。

电流线圈：

串联在电路中，匝数少、导线粗。

2、答：

三相交流电磁铁无短路环。

因为：

3.

（1）交流电磁线圈误接入对应直流电源，将会烧毁线圈，因为交流电磁线圈接入对应交流电源时，线圈中的电流I1=U/ωL；而接入对应直流电源时，I2=U/R,因ωL>>R，即：

I2>>I1,所以，线圈很快就会因发热而烧毁。

（2）直流电磁线圈误接入对应交流电源，铁心将会发出强烈的震动，电磁机构也不会正常工作，因为直流电磁机构没有短路环，而交流电源会在其上产生交变磁场，即电磁力会不断变化。

4.答：

根据其主触点通过电流的性质来定义的。

5.答：

接触器的主要技术参数有：

1.极数和电流种类：

（1）、极数：

2P 3P 4P

（2）、电流种类：

交流  直流

1.额定电压：

指主触点的额定工作电压

直流有：

24V、110V、220V、440V、660V

交流有：

127V、220V、380V、500V、660V

1.额定电流：

主触点的额定电流

2.额定通断能力：

主触头在规定条件下可靠地接通和分断的电流值。

3.线圈额定工作电压：

吸引线圈正常工作的电压值

4.允许操作频率：

每小时可以实现的最高操作次数，一般为600次/时、1200次/时

5.机械寿命（1000万次以上）与电气寿命（100万次以上）

6.线圈的起动功率和吸持功率：

直流接触器起动和吸持功率相等，交流接触器起动功率为吸持功率的5-8倍。

6.答：

接触器的选用：

1.类型的选择：

根据电路情况选用相应的直流或交流接触器；

2.主触点额定电压的选择：

大于等于负载额定电压；

3.主触点额定电流的选择：

大于等于负载额定电流（可参照生产厂家样本选择）；

4.线圈电压：

根据控制电路电压种类和性质选择，一般选用标准电压等级。

    交流：

127V、220V、380V

直流：

110V、220V、400V

7.答：

交流、直流电磁式继电器是以线圈中流过电流的性质来定义的。

8.答：

电磁式继电器与电磁式接触器在结构上的区别是：

1.继电器：

用于控制电路、电流小，没有灭弧装置，可在电量或非电量的作用下动作，有调节装置。

2.接触器：

用于主电路、电流大，有灭弧装置，一般只能在电压作用下动作。

9.参见教材相关章节。

10.答：

电磁式继电器的主要参数有：

1.额定参数：

额定电压、额定电流

2.动作参数：

吸合电压U0、释放电压Ur、吸合电流I0、释放电流Ir

3.整定值：

动作参数的调整值

4.返回参数：

释放值与吸合值的比值，用K表示

5.动作时间：

一般为0.05-0.2S

11.过电压继电器、过电流继电器的作用是：

1.过电压继电器：

用于过压保护，当线圈电压高于其额定电压时衔铁吸合；当线圈电压降到其释放电压时衔铁释放。

2.过电流继电器：

用于过流保护，当线圈电流高于其额定电流一定值时衔铁吸合。

12.答：

中间继电器与接触器的区别：

（1）作用不同：

中间继电器主要用于增大触点数量，额定电流小；接触器主要用于接通或分断动力电路或大容量控制电路，额定电流一般较大。

（2）结构不同：

中间继电器无主、辅触点之分，接触器既有主触点、又有辅助触点。

13.何为通用电磁式继电器?

14.答：

选用电磁式继电器的方法：

1.使用类别的选用：

AC-11、DC-11；

2.额定工作电流与电压：

与系统电压种类和电压值一致；

3.工作制的选用：

与使用场合工作制一致，且实际操作频率应低于额定操作频率；

4.返回系数调节：

参见P21。

15.答：

不能。

16.答：

参见教材相应部分。

17.答：

熔断器的额定电流是指熔断器长期工作，各部件温升不超过允许温升的最大工作电流，分为熔管额定电流和熔体的额定电流，在一种电流规格的熔管内可以安装几种电流规格的熔体，但熔体的额定电流最大不能超过熔管的额定电流；熔体的极限分断电流是指在规定的额定电压和功率因素（或时间常数）条件下，能可靠分断的最大短路电流。

18.答：

热继电器主要用于电动机的长时间过载保护，熔断器主要用于短路保护。

19.答：

不能。

20.答：

（1）安装方式的选择：

分离式、组合式；

（2）额定电流的选择：

原则上按被保护的电动机的额定电流选择；

（3）对于三角形连接的电机，应选用带断相保护装置的热继电器；

（4）注意热继电器的允许操作频率。

21.答：

（1）分励脱扣器：

用于远距离使断路器分断；

（2）欠（失）电压脱扣器：

当电压低于断路器的额定电压时（或电压为0时）断开断路器；

（3）过电流脱扣器、热脱扣器：

当电流超过断路器整定电流一定倍数时分断断路器。

22.答：

塑壳式断路器的选用方法：

1.断路器额定电压等于或大于线路额定电压

2.断路器额定电流等于或大于线路额定电流

3.断路器通断能力等于或大于线路中可能出现的最大短路电流

4.欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压

5.分励脱扣器额定电压等于控制电源电压

6.长延时电流整定值等于电动机额定电流

7.瞬时整定电流（见P36）

23.答：

电动机主电路中接有断路器，可以不接熔断器，因为断路器既可以作为过载保护元件，又可以作为短路保护元件。

24.答：

（1）行程开关：

根据生产机械的行程发出命令，以控制其运动方向和行程长短的主令电器；

（2）接近开关：

又称无触点开关，它是当机械运动部件运动到接近开关一定距离时就发出动作信号的电子电器。

25.略。

26.答：

交流电磁铁的短路环断裂或脱落后，在工作中会出现强烈的震动，甚至损坏铁心。

27.答：

（1）电弧的产生：

在自然环境下断开电路时，如果被断开电路的电流（或电压）超过某一数值时（根据触头材料的不同其值约在0.25-1A，12-20V之间），在触头间隙中就会产生电弧。

共四个阶段：

强电场放射、撞击电离、热电子发射、高温游离。

（2）电弧对电路的影响：

延缓电路断开甚至使电路无法断开、烧蚀触点。

（3）常用的灭弧方法有：

机械力灭弧、电动力吹弧、磁吹灭弧、气吹灭弧、栅片灭弧、窄缝灭弧。

28.答：

防止误合闸。

接线方法：

进线在上触头一端（静触头一端），出线在下触头一端（动触头一端）。

29.答：

（1）交流接触器：

1.结构：

线圈、动铁心、静铁心。

2.线圈：

由绝缘铜导线绕制而成，一般制成粗而短的圆筒形，并与铁心之间有一定的间隙，以免与铁心直接接触而受热烧坏。

3.铁心：

由硅钢片叠压而成，以减少铁心中的涡流损耗，避免铁心过热。

4.在铁心上装有短路环，以减少交流接触器吸合时产生的振动和噪声，故又称减振环。

5.

（2）直流接触器：

直流接触器与交流接触器在结构与工作原理上基本相同。

6.在结构上也是由电磁机构、触点系统和灭弧装置等部分组成。

7.直流接触器的线圈中通入直流电，不会产生涡流和磁滞损耗，不会发热。

8.铁心：

由整块软钢制成。

9.线圈：

绕制成长而薄的圆筒形，与铁心直接接触，便于散热。

30.答：

烧毁线圈。

由I=U/R可知：

R恒定时，U增大，I也会增大，故线圈流过的电流增大，发热增大（Q=I2Rt=（（U2/R）t），故会烧毁线圈。

31.答：

（1）不能将两只线圈电压为220V的交流接触器串联后接入440V交流电源上，因为当两只接触器线圈不同时，其阻抗也不同，当串联后接入电路中，它们两端的电压也不同，线圈两端电压大的接触器线圈将会被烧毁，线圈两端电压小的接触器线圈将会因为电压低于其额定电压而不能正常工作，即使两只接触器完全相同也不允许串联使用。

（2）若将损坏的接触器灭弧罩取下，接触器不可继续使用，因为此时无法灭弧。

32.答：

交流接触器线圈断电后，衔铁不能立即释放，从而使电动机不能及时停止。

可能的原因是：

（1）复位弹簧出现疲劳，须更换；

（2）铁心和衔铁粘连，须拆卸处理；

（3）触点粘连，须拆卸处理或更换触点；

（4）灭弧罩损坏，须更换。

33.答：

用来控制某一电动机的接触器经常因触点烧蚀而更换，其寿命特短。

可能的原因是：

（1）接触器主触点的额定电流太小，须更换一只主触点额定容量大的接触器；

（2）灭弧罩损坏，须更换。

34.答：

（1）作用不同：

电磁式继电器主要用于增大触点数量，额定电流小；电磁式接触器主要用于接通或分断动力电路或大容量控制电路，额定电流一般较大。

（2）结构不同：

电磁式继电器无主、辅触点之分，电磁式接触器既有主触点、又有辅助触点。

35.答：

不会。

因为热继电器主要是双金属片式，根据不同金属发热不同的原理制成，用于电动机的长时间过载保护，电动机正常启动时间一般只有5S左右，不足以使双金属片动作。

36.答：

不能。

37.答：

没有必要。

因其动作时间很短。

38.略。

39.答：

（1）熔断器和热继电器的保护功能不同，熔断器主要作为短路保护，而热继电器主要作为电动机的长期过载保护，所以在电动机的主电路中装有熔断器，还要装热继电器。

（2）装有热继电器后还必须安装熔断器。

原因同上。

40.答：

自动开关的作用是又称自动空气开关，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠电压、失电压、过载、和短路保护的开关电器。

它可在线路发生欠电压、失电压、过载、和短路故障时快速自动切断电源。

41.答：

略。

42.答：

略。

43.答：

Q：

电源开关；FU：

熔断器；KM：

接触器；KA：

继电器；KT：

时间继电器；SB：

按钮。

第二章

1.常用的电气控制系统图有哪三种?

2.何为电气原理图?

绘制电气原理图的原则是什么?

3.何为电器布置图?

电器元件的布置应注意哪几方面?

4.何为电气接线图?

电气接线图的绘制原则是什么?

5.电气控制电路的基本控制规律主要有哪些?

6.电动机点动控制与连续运转控制的关键控制环节是什么?

其主电路又有何区别（从电动机保护环节设置上分析）？

7.何为电动机的欠电压与失电压保护?

接触器与按钮控制电路是如何实现欠电压与失电压保护的?

8.何为互锁控制?

实现电动机正反转互锁控制的方法有哪两种?

它们