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1、plc 王永华第三版答案【篇一:现代电气控制及 plc 应用技术习题 2 王永华】class=txt 编著:王永华第 1 章、电器控制系统常用器件思考题与练习题1.01 、电磁式电器主要由哪几部分组成 ? 各部分的作用是什么 ? 答:电磁式的低压电器。就其结构而言,大都由三个主要部分组成, 即触头、灭弧装置和电磁机构。触头:触头是一切有触点电器的执行部件。电器通过触头的动作来 接通或断开被控制电路。触头通常由动、静触点组合而成。灭弧装置:保护触头系统,降低损伤,提高分断能力,保证电器工 作安全可靠。电磁机构:电磁机构是电磁式低压电器的感测部件,它的作用是将 电磁能量转换成机械能量,带动触头动作
2、使之闭合或断开,从而实 现电路的接通或分断。1.02 、何谓电磁机构的吸力特性与反力特性 ? 吸力特性与反力特性之 间应满足怎样的配合关系?答:电磁机构的工作原理常用吸力特性和反力特性来表征。 吸力特性:电磁机构使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线称做吸 力特性 ;反力特性:电磁机构使衔铁释放 (复位 )的力与气隙长度的关系曲线称 做反力特性。电磁机构欲使衔铁吸合,在整个吸合过程中,吸力都必须大于反力。 但也不能过大,否则衔铁吸合时运动速度过大,会产生很大的冲击 力,使衔铁与铁芯柱端面造成严重的机械磨损。此外,过大的冲击 力有可能使触点产生弹跳现象,导致触点的熔焊或磨损,降低触点 的使用寿命。反
3、映在特性图上就是要保持吸力特性在反力特性的上 方且彼此靠近,如图 1-8 所示。1 、直流电磁机构吸力特性; 2、交流电磁机构吸力特性; 3 、反力特 性; 4、剩磁吸力特性1-8 吸力特性和反力特性 对于直流电磁机构,当切断激磁电流以释放衔铁时,其反力特性必 须大于剩磁吸力,才能保证衔铁可靠释放。1.03 、单相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 ?单相交流电磁铁的短路环断裂或脱落后,衔铁始终受到反力fr 的作用。由于交流磁通过零时吸力也为零,吸合后的衔铁在反力fr 作用下被拉开。磁通过零后吸力增大,当吸力大于反力时衔铁又被吸合。 这样,在交流电每周期内衔铁
4、吸力要两次过零,如此周而复始,使 衔铁产生强烈的振动并发出噪声,甚至使铁芯松散。1.04 、常用的灭弧方法有哪些 ? 答:多断点灭弧、磁吹式灭弧、灭弧栅、灭弧罩1.05 、接触器的作用是什么 ? 根据结构特征如何区分交、直流接触器 答:接触器是用来接通或分断电动机主电路或其他负载电路的控制 电器,用它可以实现频繁 的远距离自动控制。直流电磁机构:因其铁芯不发热,只有线圈发热,所以,直流电磁 机构的铁芯通常是用整块钢材或工程纯铁制成,而且它的激磁线圈 制成高而薄的瘦高型,且不设线圈骨架,使线圈与铁芯直接接触, 易于散热。交流电磁机构:由于其铁芯存在磁滞和涡流损耗,这样铁芯和线圈 都发热。通常交流
5、电磁机构的铁芯用硅钢片叠哪而成,而且它的激 磁线圈设有骨架,使铁芯与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型, 这样有利于铁芯和线圈的散热。1.06 、交流接触器在衔铁吸合前的瞬间,为什么会在线圈中产生很 大的电流冲击 ? 直流接触器会不会出现这种现象 ?为什么 ? 答:交流接触器的线圈是一个电感,吸合前线圈内部没有铁心,电 感很小,阻抗也就很小,所以电流大;吸合后铁心进入线圈内部, 电感量增大,阻抗增大,所以电流就降下来了。直流接触器工作电流主要取决于其内部电阻,所以不会产生冲击电 流。1.07 、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
6、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1.08 、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:热继电器利用电流的热效应原理以及发热元件热膨胀原理设计, 实现三相交流电动机的过载保护。电动机为 y 形接法可用不带断相保护的三相式热继电器;电动机是 形接法必须采用带断相保护的热继电器。原理:如果热继电器所保护的电
7、动机为 y 形接法,当线路发生一相 断电时,另外两相电流便增大很多。由于线电流等于相电流,流过 电动机绕组的电流和流过热继电器的电流增加的比例相同,因此普 通的两相或三相热继电器可以对此做出保护。如果电动机是 形接法,发生断相时,由于电动机的相电流与线电 流不等,流过电动机绕组的电流和流过热继电器的电流增加比例不 相同,而热元件又串联在电动机的电源进线中,按电动机的额定电 流即线电流来整定,整定值较大。当故障线电流达到额定电流时,在电动机绕组内部,电流较大的那 一相绕组的故障电流将超过额定相电流,便有过热烧毁的危险。所 以,三角形接法必须采用带断相保护的热继电器。1.09 、说明热继电器和熔断
8、器保护功能的不同之处。 答: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。1.10 、当出现通风不良或环境温度过高而使电动机过热时,能否采 用热继电器进行保护 ? 为什么?答:不行!热继电器是电流超过设定值后断电,跟电动机过热没关 系。要对电动机进行过热控制,需要用精度较高的温控设备。1.11 、中间继电器与接触器有何异同 ?答:接触器是一种适用于远距离频繁地接通和断开交直流主电路及 大容量控制电路的电器。具有低电压释放保护功能、控制容量大、 能远距离控制等优点,在自动控制系统中应用非常广泛,但也存在 噪声大
9、、寿命短等缺点。中间继电器是一种电压继电器,是根据线圈两端电压大小来控制电 路通断的控制电器,它的触点数量较多,容量较大,起到中间放大 (触点数量和容量)作用。1.12 、温度继电器为什么能实现全热保护 ? 答:当电动机发生过电流时,会使其绕组温升过高,当电网电压升 高不正常时,即使电动机不过载,也会导致铁损增加而使铁芯发热, 这样也会使绕组温升过高;或者电动机环境温度过高以及通风不良 等,也同样会使绕组温升过高。在这些情况下,只有温度继电器能 反映绕组温度并根据绕组温度进行动作。1.13 、感应式速度继电器怎样实现动作的 ? 用于什么场合 ? 答:感应式速度继电器,其转子的轴与被控电动机的轴
10、相连接,当 电动机转动时,速度继电器的转子随之转动,到达一定转速时,定 子在感应电流和力矩的作用下跟随转动;到达一定角度时,装在定 子轴上的摆锤推动簧片 (动触点 )动作,使常闭触点打开,常开触点闭 合;当电动机转速低于某一数值时,定子产生的转矩减小,触点在 簧片作用下返回到原来位置,使对应的触点恢复到原来状态。 速度继电器主要应用于三相笼型异步电动机的反接制动中,因此又 称做反接制动控制器。1.14 、简述固态继电器优缺点及使用时的注意事项。 答:固态继电器的主要优点是:(1) 、高寿命,高可靠 ssr 没有机械零部件,有固体器件完成触点功 能。由于没有运动的零 部件,因此能在高冲击与振动的
11、环境下工作。由于组成固态继电器 的元器件的固有特性,决定了固态继电器的寿命长,可靠性高。(2) 、灵敏度高,控制功率小,电磁兼容性好固态继电器的输入电压 范围较宽,驱动功率低, 可与大多数逻辑集成电路兼容,而不需加缓冲器或驱动器。(3) 、转换速度快固态继电器因为采用固体器件,所以切换速度可从 几毫秒至几微妙。(4) 、电磁干扰小固态继电器没有输入 “线圈 ”,没有触点燃弧和回跳, 因而减少了电磁干扰。大多数交流输出固态继电器是一个零电压开关,在零电压处导通, 零电流处关断,减少了电流波形的突然中断,从而减少了开关瞬态 效应。固态继电器的主要缺点是: 漏电流大,接触电压庄大,触点单一,使用温度
12、范围窄,过载能力 差及价格偏高等。 使用固态继电器主要事项(1) 、固态继电器的选择应根据负载的类型 (阻性、感性 )来确定,并 要采用有效的过压保护。(2) 、输出端要采用阻容浪涌吸收回路或非线性压敏电阻吸收瞬变电 压。(3) 、过流保护应采用专门保护半导体器件的熔断器或用动作时间小于 10 ms 的自动开关。(4) 、安装时采用散热器,要求接触良好,且对地绝缘。(5) 、切忌负载侧两端短路,以免固态继电器损坏。1.15 、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
13、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。1.16 、控制按钮、转换开关、行程开关、接近开关、光电开关在电 路中各起什么作用 ? 答:控制按钮简称按钮,在控制电路中用于手 动发出控制信号以控制接触器、继电器等。转换开关是一种多挡式、控制多回路的主令电器。转换开关广泛应 用于各种配电装置的电源隔离、电路转换、电动机远距离控制等; 也常作为电压表、电流表的换相开关,还可用于控制小容量的电动 机。行程开关又称做限位开关,是一种利用生产机械某些运动部件的碰 撞来发出
14、控制命令的 主令电器。行程开关用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置的 一种自动控制器件。 行程开关广泛应用于各类机床、起重机械以及 轻工机械的行程控制。当生产机械运动到某一预定位置时,行程开 关通过机械可动部分的动作,将机械信号转换为电信号,以实现对 生产机械的制,限制它们的动作和位置,借此对生产机械给以必要 的保护。接近开关又称做无触点行程开关。当某种物体与之接近到一定距离 时就发出动作信号,它不像机械行程开关那样需要施加机械力,而 是通过其感辨头与被测物体间介质能量的变化来获取信号。用于高 速计数、测速、液面控制、检测金属体的存在、零件尺寸以及无触 点按钮等。光电开关已被用做物
15、位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速 度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出 以及安全防护等诸多领域。1.17 、电磁阀分几大类 ? 各自的工作原理是什么 ? 答:电磁阀有多种形式,但从结构和工作原理上来分,主要有三大 类,即:直动式、分步直动式和先导式。、直动式电磁阀:通电时,电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座 上提起,阀门打开;断电时,电磁力消失,弹簧力把关闭件压在阀 座上,阀门关闭。(2)、先导式电磁阔:通电时,电磁力把先导孔打开,上腔室压力迅 速下降,在关闭件周围形成上低下高的压差,推动关闭件向上移动, 阀门打开 ;断电时,弹簧力把先导孔关闭,入口压力通过旁通孔迅
16、速 进入上腔室在关阀件周围形成下低上高的压差,推动关闭件向下移 动,关闭阀门。(3)、分步直动式电磁阀:它是一种直动式和先导式相结合的原理,当入口与出口压差 w 0. 05 mpa,通电时,电磁力直接把先导小阀和 主阀关闭件依次向上提起,阔门打开。当入口与出口压差0.05mpa ,通电时,电磁力先打开先导小阀,主阅下腔压力上升,上腔 压力下降,从而利用压差把主阀向上推开;断电时,先导阅和主阀 利用弹簧力或介质压力推动关闭件,向下移动,使阀门关闭。1.18 、一般来说,检测仪表提供的是什么性质的信号 ? 最后的标准信 号是如何产生的 ? 答:工艺变量 (如温度、流量、压力、物位等 )(模 拟信号);变送器则把这些形形色色的工艺变量 (如温度、流量、压力、