电气控制与PLC应用复习题精品版.docx
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电气控制与PLC应用复习题精品版
电气控制与PLC应用复习（2013.5）
第1章、常用低压控制电器
一、填空题
01、电器按工作电压等级分为两种，低压电器用于交流电压（1200V）、直流电压以下（1500V）电路中；当电器工作在大于以上电路电压时，称为（高压电器）。
02、接触器主要由（电磁系统）、（触头系统）和（灭弧装置）组成。
03、接触器按其主触头所控制主电路电流的种类可分为（交流接触器）和（直流接触器）两种。
04、交流接触器线圈通以交流电，铁心用（硅钢片）冲压而成。
为便于散热，线圈做成（短而粗）的圆筒状绕在骨架上。
05、直流接触器的线圈通以直流电，铁心用（整块钢块）制成。
为使线圈散热良好，通常将线圈绕制成
（长而薄）的圆筒状。
06、接触器的触头按其所控制的电路可分为主触头和辅助触头。
主触头用于接通或断开（主电路），允许通过较大的电流；辅助触头用于接通或断开（控制电路），只能通过较小的电流。
07、线圈未通电时触点处于断开状态的触点称为（常开触点），而处于闭合状态的触点称为（常闭触点）。
08、常见的灭弧装置有（电动力）灭弧、（灭弧栅）灭弧和（磁吹）灭弧装置。
09、继电器主要用于（控制与保护）电路或用于（信号转换）。
当输入量变化到某一（定值）时，继电器动作，其触头接通或断开交、直流小容量的控制回路。
10、继电器的主要特性是（输入-输出）特性，又称继电特性。
11、电压继电器反映的是（电压）信号。
使用时，电压继电器的线圈与负载（并联），其线圈匝数多而线径细。
12、电路正常工作时，欠电压继电器（吸合），当电路电压减小到某一（整定值）以下时（为30%~50%UN），欠电压继电器（释放），对电路实现（欠电压）保护。
13、电路正常工作时，过电压继电器（不动作），当电路电压超过某一（整定值）时（一般为105%~120%UN），过电压继电器（吸合）对电路实现（过电压）保护。
14、零电压继电器是当电路电压降低到5%~25%UN时（释放），对电路实现（零电压）保护。
15、电流继电器反映的是（电流）信号。
在使用时，电流继电器的线圈和负载（串联），其线圈匝数少而线径粗。
16、电路正常工作时，欠电流继电器（吸合）动作，当电路电流减小到某一（整定值）以下时，欠电流继电器（释放），对电路起（欠电流）保护作用。
17、电路正常工作时，过电流继电器（不动作），当电路中电流超过某一（整定值）时，过电流继电器（吸合）动作，对电路起（过电流）保护作用。
18、热继电器是利用电流流过（热元件）时产生的热量，使双金属片发生弯曲而推动执行机构动作的一种（保护）电器。
19、由于热惯性的原因，热继电器不能用作（短路）保护，主要用于电动机的长期（过载）保护。
20、时间继电器按延时方式可分为（通电延时）型和（断电延时）型。
21、速度继电器主要用于笼型异步电动机的（反接制动）控制，通常有（两组）触头。
22、速度继电器主要由（定子）、（转子）和触头3个部分组成，动作转速在（120r/min）左右，复位转速在
（100r/min）以下。
23、熔断器是一种简单而有效的保护电器，在电路中主要起（短路）保护作用。
24、熔断器在电路（正常）工作时，熔体允许通过一定大小的电流而长期不熔断：
当电路（严重过载）时，熔体能在较短时间内熔断；而当电路发生（短路故障）时，熔体能在瞬间熔断。
25、低压断路器又称（自动空气开关）或（自动开关），是低压配电网络中非常重要的保护电器。
26、低压断路器相当于刀开关、熔断器、热继电器、（过电流继电器）和（欠电压继电器）的组合。
27、低压断路器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
电器。
28、低压隔离器也称刀开关，品种主要有低压刀开关、和（熔断器式刀开关）、（组合开关）3种。
29、主令电器是在自动控制系统中（发出指令）或（信号）的电器，用来控制接触器、继电器或其他电器线圈，使电路（接通或分断），从而达到控制生产机械的目的。
30、主令电器应用广泛、种类繁多。
按其作用可分为：
（按钮）、（行程开关）、（接近开关）、万能转换开关、主令控制器及其他主令电器（如脚踏开关、钮子开关、紧急开关）等。
31、复合按钮带有常开触头和常闭触头，手指按下按钮帽，先断开（常闭触头）再闭合（常开触头）手指松开，常开触头和常闭触头（先后）复位。
32、位置开关是利用（运动）部件的（行程位置）实现控制的电器元件，常用于（自动往返）的生产机械中。
二、判断题（判断下列说法的正误，正确的在括号中注“T”，错误的注“F”）
（F）01、接触器用来通断大电流电路，同时还具有欠电压或过电压保护功能。
（T）02、交流励磁的接触器铁心材料用硅钢片冲压而成，减少铁心中产生的涡流和磁滞损耗，防止铁心发热。
（F）03、交流和直流励磁的接触器铁心端面上都安装有一个铜制的短路环。
（F）04、接触器的线圈可以并接于电路中，也可以串接于电路中。
（T）05、交流励磁接触器线圈设有骨架且粗而短。
（F）06、直流励磁接触器的铁心和线圈都发热，所以将线圈绕制成长而薄的圆筒状。
（T）07、接触器的额定电压是指主触头的额定电压，应等于负载的额定电压。
（T）08、接触器的额定电流是指主触头的额定电流，应等于或稍大于负载的额定电流。
（F）09、接触器的辅助触头主要用于当主触头数量不足时，代替主触头控制电路。
（T）10、过电压继电器的吸合动作值一般要大于被测电路的额定电压值。
（F）11、电路正常工作时，欠电压继电器不动作，当电路电压减小到某一整定值以下时（为30%~50%UN），欠电压继电器吸合，对电路实现欠电压保护。
（F）12、电流继电器的线圈并接或串接于电路中都可以。
（T）13、过电流继电器在电路正常工作时不动作。
（F）14、热继电器的热元件应串接于主回路中，可以实现过载或短路保护。
（F）15、带有断相保护装置的三相结构热继电器只能作为电动机断相保护。
（F）16、时间继电器只有在线圈通电时，触点才延时动作。
（F）17、时间继电器的所有触点都是延时动作的，因此不能用于无延时控制回路中。
（F）18、速度继电器的定子与被控电动机的轴固定连接。
（T）19、速度继电器的常闭触点通常在转速小于100r/min时恢复闭合。
（T）20、速度继电器的常闭触点不管电动机转向如何均能动作。
（T）21、熔断器应串接于电路中作为短路或严重过载保护。
（T）22、低压断路器是一种既能实现控制又能实现保护的开关电器。
（F）23、低压断路器的过流脱扣器能作为长期过载保护。
（F）24、低压断路器的热脱扣器的热元件串联在主电路中，可以作为短路保护。
（T）25、低压断路器在电路出现失电压时，也使自由脱扣机构动作，实现失电压保护。
（T）26、漏电保护器是当低压电网发生人身触电或设备漏电时，能迅速自动切断电源。
（F）27、刀开关安装时，手柄要向上或向下，但不得平装。
（T）28、按钮在低压控制电路中用于于动发出控制信号。
（F）29、启动按钮的按钮帽采用红色，停止按钮的按钮帽采用绿色。
（F）30、位置开关是主令电器的一种，也是手动控制电器。
（T）31、位置开关可以作为控制电器，也可以作为保护电器。
三、选择题
01、交流接触器铁心上的短路环的作用是（A）。
A：
消除铁心振动B：
增大铁心磁通C：
减缓铁心冲击
02、接触器励磁线圈应（A）在线路中。
A：
串联B：
并联C：
串井联
03、交流励磁线圈设骨架的目的是（C）。
A：
绕制线圈方便B：
让线圈热量不传给铁心C：
便于线圈散热
04、直流励磁线圈绕制成长而薄的筒状且不设骨架，其目的是（A）。
A：
改善线圈散热条件B：
改善铁心散热条件C：
方便制造
05、交流励磁接触器若衔铁吸合不紧，工作气隙较大，将导致（C）。
A：
铁心涡流增大B：
线圈电感增大C：
线圈电流增大
06、交流励磁接触器线圈电压增高将导致（C）。
A：
线圈电流显著增大B：
线圈电流显著减小C：
铁心磁通增大
07、直流励磁接触器线圈电压降低将导致（B）。
A：
线圈电流增大B：
线圈电流减小C：
铁心涡流减小
08、在外加电压一样的情况下，不能用交流励磁的接触器线圈替换直流励磁的接触器线圈，是因为（A），否则将烧毁线圈。
A：
交流线圈匝数少，电阻小B：
交流线圈铁心发热C：
交流线圈阻抗过大
09、过电压继电器吸合动作电压值应（A）线圈的释放电压值。
A：
大于B：
小于C：
等于
10、过电压继电器在（C）电路电压时吸合。
A：
85%~105%UNB：
40%~70%UNC：
105%~120%UN
11、零电压继电器在（A）电路电压时释放。
A：
5%~25%UNB：
40%~70%UNC：
10%~20%UN
12、热继电器的热元件应（C）于电动机定子绕组。
A：
并联B：
串、并联C：
串联
13、热继电器能对电路起到（B）保护作用。
A：
短期过载B：
长期过载C：
短路
14、带有断相保护装置的三相热继电器只能作为对电动机（B）保护。
A：
断相B：
过载和断相C：
过载
15、热继电器的常闭触点应接在（C）中，以对电路起保护作用。
A：
电动机定子电路B：
信号电路C：
接触器线圈电路
16、时间继电器的线圈是在（C）时，触点经过一段时间才动作的电器。
A：
通电B：
断电C：
通电或断电
17、速度继电器的（A）与被控电动机的转轴相连接。
A：
转子的轴B：
定子空心圆环C：
动触点
18、速度继电器的触点动作转速（A）。
A：
>100r/minB：
<100r/minC：
>200r/min
19、额定电流是熔断器长期通过的不超过允许温升的（A）电流。
A：
最大工作B：
最小工作C：
工作
20、在使用刀开关时，正确的安装方法应使刀开关的手柄（C）。
A：
向下B：
水平C：
向上
21、按钮在低压控制电路中用于手动发出控制信号，启动/停止按钮帽常用（B）色。
A：
红/绿B：
绿/红C：
任意
22、位置开关是主令电器的一种，它是（A）电器。
A：
控制和保护B：
手动C：
保护
四、分析思考题
01、简述直流励磁和交流励磁接触器的吸力特性。
答：
不同的电磁机构，有不同的吸力特性。
电磁机构动作时，其气隙δ是变化的，
。
对于直流电磁机构：
其励磁电流的大小与气隙无关，衔铁动作过程中为恒磁动势工作，根据磁路定律：
φ，式中，Rm为气隙磁阻，则
；电磁吸力随气隙的减少而增加，所以吸力特性比较陡峭。
对于交流电磁机构：
设线圈外加电压U不变，交流电磁线圈的阻抗主要决定于线圈的电抗，若电阻忽
略不计，则
，
，当电压频率f，线圈匝数N、外加电压U为常数时，气隙磁通Φ也为常数，即励磁电流与气隙成正比，衔铁动作过程中为恒磁通工作，但考虑到漏磁通的影响，其电磁吸力随气隙的减少略有增加，所以吸力特性比较平坦。
02、吸力特性与反力特性之间应满足怎样的配合关系?
答：
为了保证衔铁能牢固吸合，反作用力特性必须与吸力特性配合好，在整个吸合过程中，吸力都必须大
于反作用力，即吸力特性高于反力特性，但不能过大或过小，吸力过大时，动、静触头接触时以及衔铁与
铁心接触时的冲击力也大，会使触头和衔铁发生弹跳，导致触头的熔焊或烧毁，影响电器的机械寿命；吸
力过小时，会使衔铁运动速度降低，难以满足高操作频率的要求。
因此，吸力特性与反力特性必须配合得
当，才有助于电器性能的改善。
在实际应用中，可调整反力弹簧或触头初压力以改变反力特性，使之与吸
力特性有良好配合，参见答案图1所示。
l一直流电磁铁吸力特性2一交流电磁铁吸力特性3一反力特性
吸力特性与反力特性的配合
答案图1
03、单相交流电磁机构为什么要设置短路环?
它的作用是什么?
三相交流电磁铁要不要装设短路环?
答：
由于单相交流接触器铁心的磁通是交变的，故当磁通过零时，电磁吸力也为零，吸合后的衔铁在反力
弹簧的作用下将被拉开，磁通过零后电磁吸力又增大，当吸力大于反力时，衔铁又被吸合。
这样，交流电
源频率的变化，使衔铁产生强烈振动和噪声，甚至使铁心松散。
因此，交流接触器铁心端面上都安装一个
铜制的短路环。
短路环将铁心端面分隔成两部分，当交变磁通穿过短路环所包围的截面积S2在环中产生涡
流时，根据电磁感应定律，此涡流产生的磁通Φ2在相位上落后于短路环外铁心截面S1中的磁通Φ1由Φ1、
Φ2产生的电磁吸力为F1、F2，作用在衔铁上的合成电磁吸力是F1+F2，只要此合力始终大于其反力，衔铁就
不会产生振动和噪声。
参见答案图2所示。
对于三相交流电而言，因为三相不可能同时为零。
就相当于整个电磁铁电流没有过零点，磁场不会消
失，衔铁就不会振动。
故无须加装短路环。
答案图2
04、简述接触器的工作原理。
答：
当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：
常闭触头断开：
常开触头闭合，两者是联动的。
当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作
用下释放，使触头复原：
常开触头断开，常闭触头闭合。
05、从结构特征上如何区分交流、直流电磁机构?
答：
交流接触器的线圈通以交流电，将产生涡流和磁滞损耗，使铁心发热。
为减少铁损，铁心用硅钢片冲
压而成。
为便于散热，线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上。
直流接触器的线圈通以直流电，铁心中不会产生涡流和磁滞损耗，所以不会发热。
为方便加工，铁心
用整块钢块制成。
为使线圈散热良好，通常将线圈绕制成长而薄的圆筒状。
06、交流电磁线圈通电后，衔铁长时间被卡不能吸合，会产生什么后果?
答：
衔铁在吸合过程中，交流励磁线圈的电流与气隙成正比，当线圈通电瞬间，衔铁尚未吸合时，气隙较
大，电流将达到吸合后额定电流的5~15倍，如果衔铁长时间被卡不能吸合，容易烧毁线圈。
07、交流电磁线圈误接入直流电源，直流电磁线圈误接入交流电源，会发生什么问题?
为什么?
答：
交流电磁线圈接入直流电源时会通过很大的电流，很快会烧毁。
因为交流线圈对交流电有感抗，而直
流电没有感抗，交流线圈只有很小的直流电阻，所以会通过很大的电流。
若将直流接触器误接入交流电源上，直流接触器将不能正常工作:
因阻抗增大，电流减小，吸力不足，
启动电流降不下去，此外还有涡流存在。
08、线圈电压为220V的交流接触器，误接入380V交流电源会发生什么问题?
为什么?
答：
接入380V的电压远超过它的额定电压220V，线圈电流将大大增加，线圈迅速发热最终导致烧毁。
09、接触器是怎样选择的?
主要考虑哪些因素?
答：
首先，根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型。
交流负载应选用交流接触器，直流负载应选用
直流接触器，如果控制系统中主要是交流负载，直流电动机或直流负载的容量较小，也可都选用交流接触
器来控制，但触点的额定电流应选得大一些。
此外，主要考虑因素有：
接触器的额定电压、接触器的额定
电流、电磁线圈的额定电压、触头数目、额定操作频率。
10、两个相同的交流线圈能否串联使用?
为什么?
答：
在交流控制线路中，不能串联接入两个电器线圈。
因为每个线圈上所分配到的电压与线圈阻抗成正比，
两个电器动作总有先后，先吸合的电器，磁路先闭合，其阻抗比没吸合的电器大，电感显著增加，线圈上
的电压也相应增大，故没吸合电器的线圈的电压达不到吸合值。
同时电路电流将增加，有可能烧毁线圈。
因此，两个电器需要同时动作时，线圈应并联连接。
11、开关设备通断时，触头间的电弧是怎样产生的?
通常有哪些灭弧措施?
答：
当开关电器的触头分离时，触头间的距离很小，触头间电压即使很低，但电场强度很大（E=U/d），在
触头表面由于强电场发射和热电子发射产生的自由电子，逐渐加速运动，并在间隙中不断与介质的中性质
点产生碰撞游离，使自由电子的数量不断增加，导致介质被击穿，引起弧光放电，弧隙温度剧增，产生热
游离，不断有大量自由电子产生，间隙由绝缘变成导电通道，电弧持续燃烧。
为了加速电弧熄灭，常采用以下灭弧方法：
①、电动力灭弧；②、灭弧栅灭弧；③、磁吹灭弧等。
12、画出继电器的继电特性曲线图，并简述其特性。
答：
参见答案图3所示，当继电器输入量x由零增至xl以前，继电器输出量y为零。
当输入量增加到x2时，
继电器吸合，输出量为y1若x再增大，y1值保持不变。
当x减小到xl时，继电器释放，输出量由y1降到零，
x再减小，y值均为零。
答案图3
13、如何从结构上区分电压继电器和电流继电器?
答：
电压继电器反映的是电压信号。
使用时电压继电器的线圈与负载并联，其线圈匣数多而线径细：
电流继电器反映的是电流信号。
在使用时，电流继电器的线圈和负载串联，其线圈臣数少而线径粗。
14、如何从工作状况来分析是欠电压（欠电流）还是过电压（过电流）继电器?
答：
电路正常工作时，欠电压（欠电流）继电器吸合，当电路电压（电流）减小到某一整定值以下时，欠电压（欠
电流）继电器释放，对电路实现欠电压（欠电流）保护。
电路正常工作时，过电压（过电流）继电器不动作，当电路电压（电流）超过某一整定值时，过电压（过电流）
继电器吸合，对电路实现过电压（过电流）保护。
15、如何调整电磁式继电器的返回系数?
答：
继电器的释放值xl与吸合值之比称为继电器的返回系数。
k值是可以调节的，可通过调节释放弹簧的松紧程度（拧紧时，xl与x2同时增大，k增大：
放松时，k减
小）或调整铁心与衔铁间非磁性垫片的厚薄（增厚时xl增大，k增大：
减薄时k减小）来达到。
16、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（FR）主要用于电力拖动系统中电动机负载的过载保护。
热继电器的选择主要根据电动机定子绕组的联结方式来确定热继电器的型号，在三相异步电动机电路
中，对Y连接的电动机可选两相或三相结构的热继电器，一般采用两相结构的热继电器，即在两相主电路中串接热元件。
对于三相感应电动机，定子绕组为Δ连接的电动机，必须采用带断相保护的热继电器。
17、在图1-1中标出时间继电器各图形符号的名称。
图1-1分析思考题17图
答：
参见答案图4
答案图4
18、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?
答：
熔断器的额定电流是指所装熔体额定电流的最大值;熔体的额定电流是指熔断器在正常工作时所允许的
最大值称为额定值；熔体的极限分断电流是指在额定电压及一定的功率因数（或时间常数）下切断短路电流的
极限能力，必须大于线路中可能出现的最大短路电流，否则就不能获得可靠的短路保护。
19、电气控制线路中，既装设熔断器，又装设热继电器，各起什么作用?
能否相互代用?
答：
二者不能相互替换，热继电器和熔断器在电动机保护电路中的作用是不相同的。
热继电器只做长期的过载保护，而熔断器是做严重过载和短路保护，因此一个较完整的保护电路，特
别是电动机控制电路，应该两种保护都具有。
20、时间继电器和中间继电器在电路中各起什么作用?
答：
时间继电器用来控制电器延时通断。
中间继电器实质上是一种电压继电器，它的特点是触头数目较多，电流容量可增大，起到中间放大（触
头数目和电流容量）的作用。
21、保护单台电动机和多台电动机时，应如何分别选择确定熔体的额定电流IRN?
答：
分如下两种情况。
（1）、保护单台电动机时，考虑到电动机受启动电流的冲击，可按下式选择：
式中：
IRN为熔体的额定电流（A）；IN为电动机的额定电流（A）。
轻载启动或启动时间短时，系数可取为1.5，带重载启动或启动时间较长时，系数可取2.5。
（2）、保护多台电动机，可按下式选择：
式中：
INmax为容量最大的一台电动机的额定电流（A）；LIN为其余电动机额定电流之和（A）。
22、根据哪些参数选用低压短路器?
答：
低压短路器的选用应考虑下列参数：
①、断路器的额定电压和额定电流，应大于或等于线路、设备的正常工作电压和工作电流:
②、断路器的极限分断能力大于或等于电路最大短路电流:
③、欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压:
④、过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。
23、漏电保护器在电路中起什么作用?
其主要参数有哪些?
答：
漏电保护器是最常用的一种漏电保护电器。
当低压电网发生人身触电或设备漏电时，漏电保护器能迅
速自动切断电源，从而避免造成事故。
漏电保护器的主要技术参数有：
①、额定电压（V），指漏电保护器的使用电压。
规定为220V或380V。
②、额定电流（A），被保护电路允许通过的最大电流。
③、额定动作电流（mA），在规定的条件下，必须动作的漏电电流值。
当漏电电流等于此值时，漏电保
护器必须动作。
④、额定不动作电流（mA），在规定的条件下，不动作的漏电电流值。
当漏电电流小于或等于此值时，
保护器不应动作。
此电流值一般为额定动作电流的一半。
⑤、动作时间（s），从发生漏电到保护器动作断开的时间。
快速型在0.2s以下，延时型一般为0.2~2s。
24、什么是主令电器?
常用的主令电器有哪些?
答：
主令电器是在自动控制系统中发出指令或信号的电器，用来控制接触器、继电器或其他电器线圈，使
电路接通或分断，从而达到控制生产机械的目的。
主令电器应用广泛、种类繁多。
按其作用可分为:
按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控
制器及其他主令电器（如脚踏开关、钮子开关、紧急开关）等。
第2章电气控制线路的基本原则和基本环节
一、填空题
01、电气控制线路的表示方法有：
（电气原理图）、（电器元件布置图）和电气安装接线图3种。
02、绘制原理图时所有电路元件均按（没有外力作用）和（没有通电时）的原始状态绘制。
03、在供电变压器容量足够大时，小容量笼型电动机可（直接）启动。
04、在电动机控制电路中，BB的热元件应（串）接在（主回路）中，其常闭触点应串接在（控制回路）中。
05、三相笼型电动机减压启动方法有定子绕组串电阻减压启动、（自藕变压器）减压启动、（Y-Δ）减压启动和（延边三角形）减压启动等。
06、使用Y-Δ减压启动的电动机在正常运行时，电动机定子绕组是（三角形）连接的。
07、自藕变压器减压启动时，电动机定子串入（自藕变压器），定子绕组得到的电压为自藕变压器的二次电压，启动完毕，自藕变压器（被切除）电动机以全电压技入运行。
08、三相异步电动机常用的电气制动方法有（反接）制动（能耗）制动、（发电）制动和（电容）制动等。
09、反接制动是需要停机时通过改变电动机电源（相序），产生制动力矩的一种制动方法。
当电动机转速接近零时，必须立即断开电源，否则电动机会（反向）旋转。
10、能耗制动时，切断定子绕组的交流电源后，在定子绕组任意两相通入（直流电流），形成一固定磁场，产生制动力矩。
制动结束，必须及时（切除）直流电源。
11、实现多地点控制同一台电动机启动、停止时，应该把启动按钮（井联）连接，停止按钮（串联）连接。
12、要在一定的距离内实现自动往复不断循环工作，应采用（限位）开关来控制。
13、电动机顺序控制的接线规律是:
要求接触器QA1动作后接触器QA2才能动作，应将接触器QA1的常开触头（串接于）接触器QA2的线圈电路中：
要求接触器QA1动作后接触器QA2
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