电气与可编程控制技术(谢云敏)课后习题答案练习11. 简述交流接触器的主要技术参数及其含义。答：极数：按接触器主触头的数量不同可分为两极、三极和四极接触器； 额定工作电压：主触头之间的正常工作电压值； 额定工作电流：主触头正常工作时的电流值；约定发热电流：在规定条件下试验时，电流在8H工作制下，各部分温升不超过极限时接触器所承载的最大电流； 额定通断能力：在规定条件下能可靠地接通和分断的电流值； 线圈额定工作电压：接触器电磁线圈正常工作电压值； 允许操作频率：接触器在每小时内可实现的最高操作次数。2. 如何选用接触器？答：选用原则：（1）根据主触头接通或分断电流的性质确定选择直流接触器或交流接触器。（2）根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触器。（3）根据负载功率和操作情况确定接触器主触头的电流等级。（4）根据接触器主触头接通与分断主电路电压等级确定接触器的额定电压。（5）接触器线圈的额定电压应由所连接的控制电路电压决定。（6）接触器触头的数目和种类应满足主电路和控制电路的需求。3. 电磁式接触器与电磁式继电器的区别有哪些?答：电磁式继电器是输入电压或电流，利用电磁原理使衔铁吸合动作带动动触头动作的控制电器。虽然继电器与接触器都是用来自动接通与分断电路，但是它们有着不同的用处：继电器的触头是用来接通与分断控制电路，而接触器的主触头一般用来接通与分断大电流的主电路；继电器的输入量可以是各种电量或非电量，而接触器只能对电压的变化做出反应。因而，继电器主触头额定电流较小，一般为5A以下。4. 电磁式继电器结构上主要有哪些部分组成？答：电磁机构：直流继电器的电磁机构均为U形拍合式；交流电磁机构有U形拍合式、E形直动式、螺管式等结构形式；触头系统：一般采用桥式触头，有常开与常闭两种形式，没有灭弧装置；调节装置：继电器可以通过改变其释放弹簧松紧程度的调节装置和改变释放时初始状态磁路气隙大小的调节装置来改变继电器的动作参数，如调节螺母和非磁性垫片等。5. 如何选用电磁式继电器？答：选用原则：（1）使用类别选用 根据继电器的用途来选择相应继电器类别，如AC-11控制交流电磁铁负载，DC-11控制直流电磁铁负载。（2）额定工作电流与额定工作电压的选择 在对应使用类别下，继电器最高工作电压为继电器的绝缘电压，继电器最高工作电流应小于继电器额定发热电流。（3）工作制的选用 继电器工作制应与使用场合工作制一致，且实际操作频率应低于继电器额定操作频率。（4）返回系数的调节 根据控制要求来调节电压和电流继电器的返回系数，一般采用增加衔铁吸合后的气隙、减小衔铁打开后的气隙和适当放松释放弹簧等措施来调整。6. 电磁式继电器的主要参数有哪些？答：继电器的主要参数：（1）额定参数 继电器线圈和触头在正常工作时允许的电压值或电流值称为继电器额定电压或者额定电流。（2）动作参数 包括继电器的吸合值与释放值。对于电压继电器有吸合电压与释放电压；对于电流继电器有吸合电流与释放电流。（3）返回系数 是指继电器释放值与吸合值的比值，用来表示。（4）整定值 继电器动作参数的实际整定数值。可人为调整。（5）动作时间 分吸合时间和释放时间两种。（6）灵敏度 是指继电器在整定值下动作时所需最小功率或安匝数。7. 简述热继电器的主要作用。答：热继电器在电路中不能用于瞬时过载保护，也不能用于短路保护，只能用于电动机等设备的长期过载保护。8. 热继电器能否作电路的短路保护，为什么？答：不能用作短路保护。因为热继电器是通过双金属片发热来实现动作保护的，对于短路时瞬间的电流过大不能及时做出反应。双金属片式热继电器一般用于轻载、不频繁起动的电动机的过载保护。重载、频繁起动的电动机，则可用过电流继电器作它的过载和短路保护。9. 如何选用热继电器为电动机作过载保护？答：热继电器主要用于电动机的过载保护，选择热继电器时应考虑电动机的工作环境、起动情况、负载性质等因素：（1）热继电器结构型式的选择 星形联结的电动机可选用两相或三相结构热继电器；三角形联结的电动机应选用带断相保护装置的三相结构热继电器。（2）根据被保护电动机的实际起动时间选取 6倍额定电流下具有相应可返回时间的热继电器。一般热继电器的可返回时间大约为6倍额定电流下动作时间的50%70%。（3）热元件额定电流的选取一般可按下式选取： 。10. 低压断路器有哪些脱扣器，各起哪些保护功能？答：脱扣器包括过流脱扣器，失压（欠电压）脱扣器、热脱扣器和分励脱扣器。过流脱扣器起短路或过电流保护作用，失压（欠电压）脱扣器起失压或欠电压保护作用，热脱扣器起到过载保护的作用，分励脱扣器用于远距离使低压断路器断开电路。11. 如何选用熔断器为电动机作短路保护？答：（1）熔断器类型的选择 根据线路的要求、使用场合和安装条件选择。（2）熔断器额定电压的选择 其额定电压应大于或等于线路的工作电压。（3）熔断器额定电流的选择 其额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流。（4）熔体额定电流的选择 与负载大小、负载性质有关。对于负载平稳无冲击电流的照明电路、电热电路可按负载电流大小来确定熔体的额定电流；对于有冲击电流的电动机负载电路，为起到短路保护作用，又保证电动机正常启动，其熔断器熔体额定电流按以下三种情况选择：a)对于单台电机长期工作的情况，则：=(1.52.5) b)对于单台频繁起动电动机的情况，则：=(33.5) c)对于多台电动机公用一个熔断器保护时，则：=(1.52.5)+ 。12. 时间继电器如何分类？答：时间继电器的种类很多，按其动作原理可分为电磁式、空气阻尼式、电子式等。按触点延时方式可分为通电延时型和断电延时型。13. 什么是主令电器？答：主令电器是一种在电气自动控制系统中用于发送或转换控制指令的电器。它一般用于控制接触器、继电器或其他电器线路，使电路接通或分断，从而实现对电力传输系统或生产过程的自动控制。14. 如何选用行程开关？答：行程开关的选用原则：（1）根据应用场合及控制对象选择种类。（2）根据安装使用环境选择防护型式。（3）根据控制回路的电压和电流等级选择行程开关系列。（4）根据运动机械与行程开关的传力和位移关系选择行程开关的头部形式。15. 如何选用低压断路器？答：低压断路器常用来作电动机的过载与短路保护，其选用原则是：（1）低压断路器额定电压等于或大于电路额定电压。（2）低压断路器额定电流等于或大于电路或设备额定电流。（3）低压断路器通断能力等于或大于电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电路额定电压。（5）长延时电流整定值等于电动机额定电流。（6）瞬时整定电流：对于保护笼型异步电动机的断路器，整定电流为815倍的电动机额定电流；对于保护绕线转子异步电动机的断路器，整定电流为36倍的电动机额定电流。（7）6倍长延时电流整定值的可返回时间等于或大于电动机实际启动时间。16. 简述速度继电器的工作原理。答：速度继电器工作原理：当继电器使用时，其转子的轴与电动机转子的轴相连，定子套装在转子外围。当电动机转动时，其转子带动速度继电器转子旋转，定子内的绕组因切割磁场而产生感应电动势，形成感应电流，并在磁场的作用下产生电磁转矩，使定子朝着转子旋转方向转动，当定子转到一定角度时，压下相应方向的常闭触头使常闭触头断开、常开触头闭合。推动触头的同时也压缩相应的反力弹簧，阻止定子转子继续偏转。当电动机转速下降并降到一定值时，电磁转矩小于反力弹簧的拉力，定子返回原位，继电器触头也恢复到初始状态。通过调节螺钉的松紧，可以调节反力弹簧的拉力的大小，即调整了触头动作所需的转子转速。当电动机转动方向不同时，其定子摆杆推动的触头也不同。练习21. 常用的电气控制系统图有哪几种？答：常用的电气系统图包括3种：电气原理图、电器布置图和安装接线图。2. 简述绘制电气原理图的原则。答：应注意遵循以下原则：（1）电气原理图中各电器元件的图形符号和文字符号必须按相应国家标准绘制和标注，同一功能的电气元件应画在一起，但同一电器的各部件不一定画在一起。各电器元件布局上按功能分开画出，如主电路、控制电路、照明电路、信号电路和保护电路等，按照“从左到右、从上到下”的顺序布置，并且尽可能按动作顺序排列。（2）电气原理图中的电气元器件、电源线、触头等均按标准规定的图形符号统一绘制，并用国家标准规定的文字符号标注。三相交流电源集中水平画在图面上方，相序从上到下依次为L1、L2、L3，中性线（N）和保护接地线（PE）排在L的下方。各元件的触头状态均按电磁线圈未通电或没有外力作用时的状态画出。触头的图形符号垂直放置时，按“左开右闭”的原则绘制，即常开触头的方向向左、常闭触头的方向向右；水平放置时按“上闭下开”的原则绘制，即常开触头的方向向上，常闭触头的方向向下。（3）电路中，对于需要测试和能够拆接的连接点采用“空心圆”表示；有导电关系的导线连接点，用“实心圆”表示；无导电关系的导线交叉点不画实心圆，电路绘制中应尽量避免线条交叉。（4）电气原理图绘制要求层次分明，各电器元件及触头安排合理，既要保证用最少的元件、最少的导线、最少的触头，又要保证电路运行可靠，安装、维修和调试方便。3. 电气原理图中，QS、FU、KM、KT、KA、SB、KS分别表示哪些电器元件？答：QS：刀开关；FU：熔断器；KM：接触器；KT时间继电器；KA：中间继电器；SB：按钮；KS：速度继电器。4. 什么是自锁和互锁？举例说明各自的作用。答：依靠接触器本身的辅助触头使接触器线圈保持带电的现象称为自锁；两个接触器本身的常闭触头，分别串接在两个接触器的控制电路中，KM1常闭触头串接在KM2控制支路，KM2常闭触头串接在KM1控制支路，构成了一种相互制约的关系，这种关系称为互锁。5. 什么是电气互锁，什么是机械互锁？答：利用接触器本身的常闭触头进行互锁，称为电气互锁；利用正、反转的控制按钮的常闭辅助触头分别串接在反转控制电路和正转控制电路中，从而实现对对方接触器的制约，这种互锁称为机械互锁或按钮互锁。6. 试画出用按钮选择电动机点动和连续运转切换的控制电路。答：如下图：7. 设计一个控制电路，要求第一台电动机M1起动10s后，第二台电动机M2自行起动，运行5s后第一台电动机停止，再运行10s后第二台也停止运行。答：请选用两个接触器KM1、KM2和两个时间继电器KT1、KT2分别控制两台电动机的起停。其中KT1的常开延时闭合触点串接在KM2的控制电路中，KT2的常闭延时开按钮串接在KM1电路中。图略。8. 试分析图2-7电路的工作原理，并说明电路中各电器触头的作用。答：如图2-7所示，图中电动机M1、M2分别由接触器KM1、KM2控制，两者在主电路中是并列关系，其顺序起动过程主要在控制电路完成。控制电路中，当SB2按钮按下，接触器KM1线圈通电，其常闭辅助触头闭合，M1电动机起动；同时，接在接触器KM2支路的接触器KM1的常开辅助触头闭合，使得KM2支路具备了起动条件，此时，按下SB3，则接触器KM2线圈通电，其常闭辅助触头闭合，M2电动机起动。由此可见，M1、M2两台电动机在控制电路上具有顺序起动的逻辑，M1电动机必须先于M2电动机起动，否则M2电动机无法起动。两台电动机起动之后，KM1、KM2的常开辅助触头均闭合，此时，若按下M1停止按钮SB1，由于KM2常开辅助触头的存在，无法停止M1电动机。因此，必须先按M2停止按钮SB3，使M2电动机先停止