機(jī)電傳動與控制考試參考答案2014

1、機(jī)電傳動與控制考試參考答案2014機(jī)電傳動與控制考試樣題一選擇題（從下列各題備選答案中選出一個正 確答案， 再將其代號寫在題后的括號內(nèi)， 每小題 2 分，共 10 分） 1機(jī)電傳動系統(tǒng)處于動態(tài)時，系統(tǒng)中必然存在 一個動態(tài)轉(zhuǎn)矩 Td ，當(dāng) Td0 時，表示系統(tǒng)處于 （ B ）A 勻速運(yùn)行狀態(tài) ; B 加速運(yùn)行狀態(tài) ;C 減速運(yùn)行狀態(tài) ; D. 靜止?fàn)顟B(tài)2. 下列啟動方法中，不能用于鼠籠式異步電動機(jī)的是 （D )A 電阻或電抗器降壓啟動；B 直接啟動；C 星形三角形降壓啟動；D 轉(zhuǎn)子電路逐級切除啟動電阻3為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的多點(diǎn)控制，接線的組成原則是 （ A ）A 各啟動按鈕的常開觸點(diǎn)并聯(lián)， 各停止

2、按鈕 的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)B 各啟動按鈕的常開觸點(diǎn)并聯(lián)，各停止按鈕 的常閉觸點(diǎn)并聯(lián)C 各啟動按鈕的常開觸點(diǎn)串聯(lián)， 各停止按鈕 的常閉觸點(diǎn)并聯(lián)D 各啟動按鈕的常開觸點(diǎn)串聯(lián)， 各停止按鈕 的常閉觸點(diǎn)串聯(lián) 4下列對他勵電動機(jī)機(jī)械特性的描述，不屬于 人為特性的是 （ A ）A 在額定電壓和額定磁通下， 電樞電路內(nèi)不 接任何電阻時的機(jī)械特性；B 電樞電路串接電阻時的機(jī)械特性；C 降低電源電壓時的機(jī)械特性；D 改變磁通時的機(jī)械特性 5可工作于交流電源的晶閘管形式是 （ B ）A 可關(guān)斷晶閘管B 雙向晶閘管C 大功率晶閘管D 功率晶閘管二填空題（每空 1 分，共 10分） 1盡管電動機(jī)種類繁多、特性各異，生產(chǎn)機(jī)械

3、 的負(fù)載性質(zhì)也可以各種各樣， 但從動力學(xué)的角度 來分析， 都應(yīng)服從動力學(xué)的一般規(guī)律， 即在同一 傳動軸上電動機(jī)的轉(zhuǎn)距 TM 、負(fù)載轉(zhuǎn)距 TL、轉(zhuǎn)軸角速度 w 三者之間符合關(guān)系式（ 1）TM TL J ddt 。 dt 2在諸如電車下坡這樣的過程中，當(dāng)電動機(jī)在 負(fù)載的拖動下使得電動機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速 n 大于其 理想空載轉(zhuǎn)速 n0（即 nn0），電樞電流 Ia 反向， 電磁轉(zhuǎn)矩 T 反向變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)矩而產(chǎn)生的制動稱 為（ 2）反饋制動或再生制動或發(fā)電制動；在要 求生產(chǎn)機(jī)械迅速減速、 停車或反向的場合， 將 樞電壓 U 改變方向而產(chǎn)生的制動稱為（ 3） 反接制動。時稱為（ 4）絕對硬特性。3為了衡量機(jī)械特

4、性的平直程度，引進(jìn)了一個 機(jī)械特性硬度的概念，記作 ，其定義為轉(zhuǎn)距 變化 dT 與所引起的轉(zhuǎn)速變化 dn 的比值。根據(jù) 值的不同，可將電動機(jī)機(jī)械特性分為三類， 其中若 時稱為（ 4）絕對硬特性。n04異步電動機(jī)依據(jù)電磁感應(yīng)和電磁力的原理使 定子以低于同步轉(zhuǎn)速 n0 的轉(zhuǎn)速 n 旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)差 率 S 用 n0 和 n 表示的關(guān)系式為（ 5） S n0 n ，轉(zhuǎn) 差率是異步電動機(jī)的一個重要參數(shù)。 5為適應(yīng)不同的負(fù)載， PLC 可以有多種輸出方 式，其中雙向晶閘管輸出方式可用于交流負(fù)載， 晶體管輸出方式用于直流負(fù)載； 既可用于交流負(fù) 載，又可用于直流負(fù)載的輸出方式是（ 6）繼電 器輸出方式； PLC

5、 的內(nèi)部等效繼電器中，只能 由外部信號驅(qū)動， 而不能用內(nèi)部程序指令控制的 繼電器類型是（ 7）輸入繼電器。6.緣及防止電源損壞。常用的短路電流(8)熔斷器 ” 過電流姓電 O0F自動開”。 關(guān)等1.簡答題(每題10分，共30分)1圖1為異步電動機(jī)拖動直流 他勵發(fā)電機(jī)工作的特性曲線，其中n=f(TM)為電 動機(jī)的機(jī)械特性，n=f(TL)為生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特 性。試判斷圖中b點(diǎn)是否為穩(wěn)定平衡點(diǎn)，并闡述 機(jī)電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的充分必要條件？(10 分) 答：b點(diǎn)是穩(wěn)定平衡點(diǎn)。幾點(diǎn)傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行 的充分必要條件是：(1)電動機(jī)的機(jī)械特性曲線 n=f(TM)和生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性曲線n=f(TJ有 交點(diǎn)(

6、即拖動系統(tǒng)的平衡點(diǎn))；(2)當(dāng)轉(zhuǎn)速大于 平衡點(diǎn)所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速時，TmTl,即若干擾使轉(zhuǎn) 速上升，當(dāng)干擾消除后應(yīng)用Tm-TlTl,即若干擾 使轉(zhuǎn)速小將，當(dāng)干擾消除后應(yīng)有Tm-Tl0o 2.步進(jìn)電動機(jī)步距角的含義是什么？步進(jìn)電機(jī) 使用中的常說的單三拍、單雙六拍和雙三拍分別 指的是什么？（10分）答：步進(jìn)電動機(jī)是一種將電脈沖信號變換為響應(yīng) 的角位移或直線位移的機(jī)電執(zhí)行元件，每當(dāng)通電 狀態(tài)變換一次時，轉(zhuǎn)子就走一步，轉(zhuǎn)過一個固定 的角度，這個角度稱為步距角。步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn) 速既取決于控制繞組通電的頻率，也取決于繞組 通電方式，三相異步電動機(jī)的單”的意思是每 次切換前后只有一相繞組通電，“雙”指的是每 次有

7、兩相繞組通電，“拍”是指從一種通電狀態(tài) 轉(zhuǎn)換到另一種通電狀態(tài)。所以“單三拍”就是指 定子繞組有三相，每次只有一相繞組通電，而每 一個循環(huán)只有三次通電，如A-B-C-A的通電方 式；“雙三拍”指每次有兩相繞組通電，每個循 環(huán)有三次通電，如AB-BC-CA-AB的通電方式;“單雙六拍”是指單相通電和雙相通電交替出 現(xiàn)，每一個循環(huán)有六次通電，如 A-AB-B-BC-C-CA-A 的通電方式。醫(yī)I 2明輸入電路的工作原理， 并指出光電耦合器件的 作用。（10 分）答：當(dāng)開關(guān) K0 合上時， 24V 電源經(jīng) R、LED0 、 V0、K0 形成回路， LED0 發(fā)光，指示該路接通， 同時光電耦合器的 V0

8、 發(fā)光，VT0 受光照飽和導(dǎo) 通，X0 輸出高電平。 K0 未合上時，電路不通， LED0 不亮，光電耦合器不導(dǎo)通， X0 0，無信 號輸入到 CPU 。光電耦合器的作用有三： （a） 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場信號與 plc 主機(jī)的電氣隔離；（ b）避免 外電路出故障時，外部強(qiáng)電侵入主機(jī)而損壞主 機(jī)，抗干擾；（c）電平轉(zhuǎn)換。四計算題（共 10 分） 一臺他勵直流電動機(jī)的技術(shù)參數(shù)如下： PN 6.5kW UN 220V ， I N 34.4A，nN 1500r /min ， Ra 0.242 ，試計算N N N a 出電樞中附件電阻為 5 時此電動機(jī)的人為機(jī)械 特性，并繪制出機(jī)械特性曲線。解：(1) 固有機(jī)械特

9、性：求Ke N ，額定運(yùn)行條件下的反電勢 En K e NnN U N INRa， 故 n e N N N N aKe N (UN INRa)/nN (220 34.4 0.242)/1 5 0 00.1 4 1 1 求理想空載轉(zhuǎn)速： n0 UN /(Ke N) 220 /0.1411 1559.2 (轉(zhuǎn)/分) 求額定轉(zhuǎn)矩：TN PN 9.55 PN 9.55 6.5 1000 1500 41.38(N m) w n N所 以 (0,n0)和(TN,nN) 兩 點(diǎn)的 數(shù) 據(jù) 分 別 為 ( 0， 1559.2)和( 41.38，1500)，從而得到固有特性 曲線為 n=1559.2-1.43T

10、。畫出曲線圖。2)當(dāng)附加電阻為 5 時，由n KUeNN KRaedKt RNa2T n0 n知道，理想空載轉(zhuǎn)速不Ra2N1.43，而 Ra=0.242，所以 12 5.909 ，KeKt N 2變，由于KeKt 于是人為機(jī)械特性曲線的斜率為 Rad Ra2 5.242 * 5.909 30.97 ，K eKt N 2從而，人為特性曲線為 n1559.2-30.97T。作出 曲線圖。五分析題圖 3 用于實(shí)現(xiàn)兩臺電動機(jī)聯(lián)合控制和分別控制 的線路，其中 1KM 和 2KM 分別控制一個電動 機(jī)，請說明組合開關(guān) 1QB 和 2QB 的在不同狀態(tài) 時該線路的工作原理。 （10分）（ 1）1QB 和 2

11、QB 都在 I 位置時，聯(lián)合控制 1KM 和 2KM 所控制的電動機(jī)； 1QB 在 I 位置， 2QB 在 II 位置時，控制 1KM 控制的電動機(jī)； 1QB 在 II 位置，2QB 在 I 位置時， 控制 2KM 控制的 電動機(jī)； 1QB 和 2QB 都在 II 位置時， 1KM 和 2KM 所控制的電動機(jī)均不動作。（2）晶閘管 VS 上的電壓波形如圖 1 所示。(0 圖4( wt2如圖 4 所示單 相半波可控整流 電路， u2 為電源 電壓， ug 為控制 極電壓，試根 （a）、 （b） 和 （c）圖 在 （d） 圖上畫出與 （b）圖 中等長時間的在 晶閘管 VS 上的電壓波形（ 10 分

12、） （2）晶閘管 VS 上的電壓波形如圖 1 所示。六設(shè)計題（每題 10 分，共 20 分）圖 11 設(shè)計一臺異步電動機(jī)的控制線路（ 10 分）。要求： （1）能實(shí)現(xiàn)啟、停的兩地控制； （2）能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動調(diào)整；（3）能實(shí)現(xiàn)單方向的行程保護(hù)；（4）要有短路和長期過載保護(hù)。（ 1）可參考下圖，圖中， FU 實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)， FR 實(shí)現(xiàn)過載保護(hù) ,QG 為開關(guān)， SB1， SB2 為停 止按鈕，實(shí)現(xiàn)兩地控制， SB3，SB4 為兩地控制 連續(xù)動作控制， SB5，SB6 兩地控制，點(diǎn)動， ST 和 STL 實(shí)現(xiàn)單方向的行程控制。2圖 4 為用 PLC 實(shí)現(xiàn)三相異步電動機(jī)的 Y- 啟動控制， 其中（a）圖為

13、主電路，（b）圖為 PLC 外接線路，（c）圖為梯形圖。寫出對應(yīng)的指令程 序（ 10分）。2）指令程序如下：LD400OR430ANI401OUT430ANI432OUT450K10LD430OUT MC LDI ANIOUTLDI ANIOUTKLD OROUT MCREND1001004504324314314324512451432432100參考2.4 本章練習(xí)題1盡管電動機(jī)種類繁多、特性各異，生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載性質(zhì)也可以 各種各樣，但從動力 學(xué)的角度來分析，都 應(yīng)服從動力學(xué)的一 般規(guī)律，即在同一傳 動軸上電動機(jī)的轉(zhuǎn)距 TM 、負(fù)載轉(zhuǎn)距 TL、轉(zhuǎn)軸角速度 w 三者之間符合關(guān)系式d TM T

14、L J ddt輪轉(zhuǎn)功矩率的守折恒算，原可則根進(jìn)據(jù)行折算，對于轉(zhuǎn)動慣量和飛動能守恒 原則進(jìn)行折算。2在分析生產(chǎn)實(shí)際中的多軸拖動系統(tǒng)時，為了 列出系統(tǒng)的運(yùn)動方程， 需先將各轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)矩 和轉(zhuǎn)動慣量或直線運(yùn)動部分的質(zhì)量折算到電動 機(jī)軸上， 對于靜態(tài)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算， 可以根據(jù)靜 態(tài)時圖3請列舉四種典型的生產(chǎn)機(jī)械 的機(jī)械特性。 答：恒轉(zhuǎn)矩型機(jī)械特性、離心式 通風(fēng)機(jī)型機(jī)械特性、 直線型機(jī)械 特性和恒功率型機(jī)械特性 4圖 2-1 所示的各圖中， TM、TL、n 均為實(shí)際方向，請回答：（1）根據(jù)圖示 TM、TL、n 的方向，列出各機(jī)電 傳動系統(tǒng)的運(yùn)行方程式；（2）說明各圖中 TM 、TL 是拖動轉(zhuǎn)矩，還是制

15、 動轉(zhuǎn)矩；（ 3）說明各系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是加速、減速還是 勻速。答：1）因按正方向的約定： T M 與 n 同向為正；TM 與 n反向，TM 為負(fù)。TL與 n反向，TL為 正；TL 與 n通向， TL為負(fù)。故a 圖中b 圖中c圖中2）因 T 與 n同向時， T 為拖動轉(zhuǎn)矩； T 與 n 反向時， T 為制動轉(zhuǎn)矩，故a 圖中 TM 為拖動轉(zhuǎn)矩， TL 為制動轉(zhuǎn)矩； b 圖中 TM、TL 均為制動轉(zhuǎn)矩 c圖中 T L為拖動轉(zhuǎn)矩， TM 為制動轉(zhuǎn)矩 3）因動態(tài)轉(zhuǎn)矩 Td=T M -T L0 時加速，Td0 時為減速， Td=0 時為勻速。故a 圖為加速運(yùn)行狀態(tài)； b 圖為減速運(yùn)行狀態(tài)； c 圖為減速運(yùn)

16、行狀態(tài)。5圖 2-2 為異步電動機(jī)拖動直流他勵發(fā)電機(jī)工 作的特性曲線，其中 n=f(TM)為電動機(jī)的機(jī)械特 性， n=f(TL)為生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性。試判斷圖 中 b 點(diǎn)是否為穩(wěn)定平衡點(diǎn)， 并闡述機(jī)電傳動系統(tǒng) 穩(wěn)定運(yùn)行的充分必要條件？ 答： b 點(diǎn)是穩(wěn)定平衡點(diǎn)。幾點(diǎn)傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行 的充分必要條件是：(1)電動機(jī)的機(jī)械特性曲線 n=f(T M )和生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性曲線 n=f(T L)有 交點(diǎn)(即拖動系統(tǒng)的平衡點(diǎn)) ；(2)當(dāng)轉(zhuǎn)速大于 平衡點(diǎn)所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速時， TMTL，即若干擾使轉(zhuǎn) 速上升， 當(dāng)干擾消除后應(yīng)用 TM-TLTL，即若干擾 使轉(zhuǎn)速下降，當(dāng)干擾消除后應(yīng)有 TM-TL0。 3.4 本

17、章練習(xí)題 1一臺他勵直流電動機(jī)所拖動的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL= 常數(shù)，當(dāng)電樞電壓或電樞附加電阻改變時， 能否 改變其穩(wěn)定運(yùn)行下電樞電流的大??？為什么？ 這時拖動系統(tǒng)中哪些量必然發(fā)生變化？ 答：不能改變 Ia 的大??；而電動勢 E 和轉(zhuǎn)速 n 要 發(fā)生變化。(提示：注意負(fù)載 TL常數(shù)這個已知條件，根據(jù)機(jī)電傳動系統(tǒng)動力學(xué)規(guī)律、 轉(zhuǎn)矩方程 式、電勢方程式等確定。2一 臺他勵 直流 電動機(jī) ， 其額定數(shù) 據(jù) 為： PN=17kW ，UN=220V ，IN=91A ，nN=1500r/min, Ra=0.22。試求：（ 1）TN= ？（ 2）直接啟動時的 Ist=？（3）如果要使啟動電流不超過額定電流的兩倍，

18、求啟動電阻為多少？此時啟動轉(zhuǎn)矩為多少？（4）如果采用降壓啟動，啟動電流不超過額定 電流的兩倍，電源電壓應(yīng)為多少？ 答：（1） TN= ？stRa2200.221000A2）直接啟動時的 Ist=？ 3）串入啟動電阻 RadI U N 2Ist NRa RadUNRad NRa 0.99ad2I N a UN I NRa TstKt Ist 9.55Ke NIst9.55 N N a IstnN9.55220 91 0.22 2 IN 231N m1500 N啟動轉(zhuǎn)矩：4）降壓啟動時的電源電壓：U IstRa 2I NRa 2 91 0.22 40V3什么是機(jī)械特性硬度？根據(jù)機(jī)械特性硬度的 不同

19、，可以將電動機(jī)機(jī)械特性分為哪幾類？ 答：為了衡量機(jī)械特性的平直程度，引進(jìn)了一個 機(jī)械特性硬度的概念，記作 ，其定義為轉(zhuǎn)距 變化 dT 與所引起的轉(zhuǎn)速變化 dn 的比值。根據(jù) 值的不同，可將電動機(jī)機(jī)械特性分為三類： 分別為 時的絕對硬特性， 10 時的硬特性和 10 的軟特性。4一臺直流他勵電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)為： PN 5.5kW U N 220V ， I N 31A ， nN 1500r / min ， Ra 0.71 ，試?yán)L出它 的固有特性曲線。答：解：求固有機(jī)械特性：求Ke N ，額定運(yùn)行條件下的反電勢 En Ke NnN U N INRa，Ke N (UN INRa)/nN (220 31

20、 0.71)/1 50 00.1 3 2 求理想空載轉(zhuǎn)速：n0 UN /(Ke N) 220 / 0.132 1667轉(zhuǎn)/分）求額定轉(zhuǎn)矩：TN PN 9.55 PN 9.55 5.5 1000 1500 35(N m) w n N所（以35（0，,n0）和15（T0N,0nN）兩，點(diǎn)從的而數(shù)據(jù)得分到別固為（有特0，性16曲67線）和為n=1667-4.77T。畫出曲線圖。5直流他勵電動機(jī)常用的調(diào)速方法主要有哪幾 種？答： 調(diào)速方法主要有（ 1）改變電樞供電電壓 U； （2）改變電樞電阻 Rad；（3）改變磁通 三種。 5.4 本章練習(xí)題1名詞解釋（1）轉(zhuǎn)差率答：異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速差（ n0 n ）

21、與同步轉(zhuǎn)速 n0的 比值，稱為異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率，即 S=（n0 n） /n0；（2）啟動能力系數(shù) 答： 異步電動機(jī)固有機(jī)械同特性上啟動轉(zhuǎn)矩與額 定轉(zhuǎn)矩的比值作為衡量電動機(jī)啟動能力的一個重要數(shù)據(jù)，稱為啟動能力系數(shù)（ 3）過載能力系數(shù) 答： 異步電動機(jī)固有機(jī)械特性上最大電磁轉(zhuǎn)矩與 額定轉(zhuǎn)矩的比值稱為電動機(jī)的過載能力系數(shù)， 它 表征電動機(jī)能夠承受沖擊負(fù)載的能力大小。 2三相異步電動機(jī)有哪幾種調(diào)速方法？各種調(diào) 速方法有何優(yōu)缺點(diǎn)？ 答：異步電動機(jī)的調(diào)速主要有變極對數(shù)調(diào)速、變 轉(zhuǎn)差率調(diào)速和變頻調(diào)速三大類： （一）變極對數(shù) 調(diào)速。主要針對鼠籠式異步電動機(jī)， 通過改變其 極對數(shù)進(jìn)行調(diào)速，該種調(diào)速方式主要有

22、和 YY 兩種方式，前者屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速， 后者屬于恒功率調(diào)速。 變極對數(shù)調(diào)速時， 為保證 改變極對數(shù)后轉(zhuǎn)向不變，要注意同時改變相序， 設(shè)計控制線路時要特別注意。 一般先低速， 后高 速，這樣才有大的啟動轉(zhuǎn)矩。 （二）改變轉(zhuǎn)差率 調(diào)速。改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速又有調(diào)壓調(diào)速、 轉(zhuǎn)子電路 串電阻調(diào)速、串級調(diào)速和電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速等 幾種形式。 調(diào)壓調(diào)速方法能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速， 但 當(dāng)電壓降低時， 轉(zhuǎn)矩按電壓的平方比例減少， 所 以調(diào)速范圍不大， 對于風(fēng)機(jī)設(shè)備的調(diào)速范圍稍寬 一點(diǎn)；轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速適應(yīng)于繞線式電動機(jī)，是有級調(diào)速，隨轉(zhuǎn)速降低，特性變軟，啟動 電阻兼作調(diào)速電阻用，要考慮發(fā)熱和低速損耗， 多用在重復(fù)短

23、期運(yùn)轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械中， 如起重運(yùn)輸 設(shè)備；串級調(diào)速運(yùn)行效率高， 但設(shè)備體積隨調(diào)速 范圍的擴(kuò)大而增大， 故造價較高； 電磁轉(zhuǎn)差離合 器調(diào)速結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，維護(hù)較方便，能平 滑調(diào)速，但低速時損耗大，效率低。 （三）變頻 調(diào)速。這種調(diào)速方式可實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速， 多用于鼠 籠式異步電動機(jī)，可采用 SCR 和 PWM 調(diào)速， 調(diào)速性能較好。 3三相異步電動機(jī)的制動形式有幾種？分別是 什么？ 答： 三相異步電動機(jī)的制動主要有三種形式：反 饋制動、 反接制動和能耗制動。 其中反接制動又 進(jìn)一步分為電源反接和倒拉反接。 4鼠籠式異步電動機(jī)是否可以直接啟動？鼠籠 式異步電動機(jī)的啟動方法主要有哪些？ 答：鼠籠式異步

24、電動機(jī)可以直接啟動 （全壓啟動）。 鼠籠式異步電動機(jī)的啟動方法有 a.直接啟動； b. 電阻或電抗器降壓啟動； c. Y- 降壓啟動； d.自 耦變壓器降壓啟動； e.延邊三角形啟動；線繞式 異步電動機(jī)的啟動方法有： a. 逐級切除啟動電阻法； b. 頻敏變阻器啟動法。圖18.4 本章練習(xí)題 1過電流繼電器與熱繼電器有和區(qū)別？各有什 么用途？ 答：電流繼電器是根據(jù)電流信號而動作的。如在 直流并激電動機(jī)的勵磁線圈里串聯(lián)一電流繼電 器，當(dāng)勵磁電流過大時，它的觸頭便打開，從而 控制接觸器以切除電動機(jī)的電源， 防止因電動機(jī) 短路或過大的電樞電流 （如嚴(yán)重過載） 而損壞電 動機(jī)。電動機(jī)帶有比額定負(fù)載稍高

25、一點(diǎn)的負(fù)載長 期運(yùn)行， 會因發(fā)熱而導(dǎo)致溫度升高， 甚至?xí)^ 設(shè)備所允許的溫升而使電動機(jī)等電氣設(shè)備的絕 緣損壞，常用熱繼電器進(jìn)行保護(hù)。 2常用的短路保護(hù)元件主要有哪些？ 答：常用的短路保護(hù)元件有熔斷器、過電流繼電 器、自動開關(guān)等。 3為什么熱繼電 器不能做短路保 護(hù)而只能做長期 過載保護(hù)？而熔 斷器則相反， 為什 么？答： 長期過載是電動機(jī)帶有比額定負(fù)載稍高一點(diǎn) 的負(fù)載長期運(yùn)行，這樣會因發(fā)熱而導(dǎo)致溫度升 高，甚至?xí)^設(shè)備所允許的溫升而使電動機(jī)等 電氣設(shè)備的絕緣損壞， 常用的保護(hù)器件有熱繼電 器等，由于短路或瞬時流過大電流時， 并沒有明 顯發(fā)熱現(xiàn)象，所以熱繼電器不能用于短路保護(hù)。 短路保護(hù)的作

26、用在于防止電動機(jī)突然流過短路 電流而引起電動機(jī)繞組、 導(dǎo)線絕緣及機(jī)械上的嚴(yán) 重?fù)p壞，或防止電源損壞。此時，保護(hù)裝置應(yīng)立 刻可靠地使電動機(jī)與電源斷開， 常用器件有熔斷 器等，長期過載時， 電流并沒有大到足以使熔斷 器斷開，所以熔斷器也不能用于長期過載保護(hù)。4圖 8-1 為鼠籠式異步電動機(jī)定子串電阻啟動 的自動控制線路。 KT 為時間繼電器，實(shí)現(xiàn)了啟 動過程的按時間控制。 分析該自動控制線路的工 作原理。答： 按下啟動按鈕 1SB，接觸器 1KM 立即動作， 于是在電動機(jī) M 的定子中傳入電阻 RST，降壓 啟動，與此同時， 1KM 的一個動合輔助觸點(diǎn)自 鎖工作， 另一個接通時間繼電器 KT 的線

27、圈， 開 始延時，待電動機(jī)啟動完了，延時結(jié)束， KT 的 延時閉合觸點(diǎn)閉合使接觸器 2KM 得電，2KM 的 動合主觸點(diǎn)將啟動電阻 RST 短接，電動機(jī)全電壓 工作，這時 2KM 的動斷輔助觸點(diǎn)斷開 1KM 線 圈的回路，另一個動合觸點(diǎn)使其自鎖。5設(shè)計一臺異步電動機(jī)的控制線路，要求：（1）能實(shí)現(xiàn)啟、停的兩地控制；（2）能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動調(diào)整；（3）能實(shí)現(xiàn)單方向的行程保護(hù)；（4）要有短路和長期過載保護(hù)。 答：可參考下圖，圖中， FU 實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)， FR 實(shí)現(xiàn)過載保護(hù) ,QG 為開關(guān)， SB1，SB2 為停止按 鈕，實(shí)現(xiàn)兩地控制， SB3，SB4 為兩地控制連續(xù) 動作控制， SB5，SB6 兩地控制，點(diǎn)

28、動， ST 和 STL 實(shí)現(xiàn)單方向的行程控制。9.4 本章練習(xí)題1圖 9-1 為 PLC 直流開關(guān)量的輸入電路，試以 0 輸入點(diǎn)為例說明輸入電路的工作原理，并指出 光電耦合器件的作用。圖 9-1答：當(dāng)開關(guān) K0 合上時， 24V 電源經(jīng) R、LED0 、 V0、K0 形成回路， LED0 發(fā)光，指示該路接通， 同時光電耦合器的 V0 發(fā)光，VT0 受光照飽和導(dǎo) 通，X0輸出高電平。 K0未合上時，電路不通， LED0 不亮，光電耦合器不導(dǎo)通， X0 0，無信 號輸入到 CPU 。光電耦合器的作用有三： （a） 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場信號與 plc 主機(jī)的電氣隔離；（ b）避免 外電路出故障時，外部強(qiáng)電侵入主

29、機(jī)而損壞主 機(jī)，抗干擾；（c）電平轉(zhuǎn)換。2PLC 的輸出接口有哪幾種形式，各用于哪些 場合？答： 為適應(yīng)不同的負(fù)載， PLC 的輸出接口有多種 方式。常用的有晶體管輸出方式、 晶閘管輸出方 式和繼電器輸出方式。 晶體管輸出方式用于直流 負(fù)載；雙向晶閘管輸出方式用于交流負(fù)載， 繼電 器輸出方式可用于直流負(fù)載，也可用于交流負(fù) 載。3什么是 PLC 的掃描周期？簡述 PLC 的工作 過程？答： PLC 的基本工作過程有 1輸入現(xiàn)場信息； 2執(zhí)行程序； 3輸出控制信號等；上述過 程執(zhí)行完后，又重新開始，反復(fù)地執(zhí)行。每執(zhí)行一遍所需的時間稱為掃描周期4在 PLC 的程序末了，使用或不使用 END 指 令是

30、否有區(qū)別？為什么？答： 程序終了加上 END 語句，表示程序結(jié)束， 可 以縮短掃描運(yùn)算周期；將 END 指令插入各程序 段之后，可以方便地調(diào)試檢查各段程序的動作， 各段動作確認(rèn)無誤后，再依次清楚 END 語句。 使用 END 語句時， PLC 掃描到 END 指令，便 自動返回，如果無 END 指令，則程序在 000 到PLC 允許的用戶程序長度（如 F-40 型 PLC 為890 步）之間反復(fù)執(zhí)行。所以，如果加入 END 指令，則縮短了掃描周期，加快了 PLC 的掃描速度； 反之，如無 END 指令，既增加運(yùn)算速度，也易引起系統(tǒng)出錯現(xiàn)三相異步 電動機(jī)的 Y- 啟動控 制，其中（a） 圖為主電

31、5圖 9-2 為 用 PLC 實(shí)圖 9-2OR ANIOUTANIOUTKLDOUTMCLDIANIOUTLDIANIOUTKLDOROUT路，（b）圖為 PLC 外接線路，（ c）圖為梯形圖 寫出對應(yīng)的指令程序答： LD 400430401430432450104301001004504324314314324512451432432MCR 100END10.4 本章練習(xí)題 1晶閘管的導(dǎo)通條件是什么？導(dǎo)通后流過晶閘 管的電流決定于什么？晶閘管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)?阻斷的條件是什么？阻斷后它所承受的電壓大 小決定于什么？（ 10 分） 答：晶閘管的陽極和控制極同時加正向電壓時晶 閘管才能導(dǎo)通； 晶閘管

32、導(dǎo)通后， 通過晶閘管的電 流由電源電壓和負(fù)載的大小決定； 晶閘管由導(dǎo)通 恢復(fù)到阻斷狀態(tài)時， 必須把陽極正向電壓降低到 一定值（斷開或反向） ；阻斷后所能承受的電壓 取決于反向不重復(fù)峰值電壓和斷態(tài)不重復(fù)峰值 電壓中較小的一個。2如圖 10-1所示，若在 t1 時刻合上開關(guān) S，t2 時刻斷開 S，試畫出負(fù)載電阻 R 上的電壓波形和 晶閘管上的電壓波形。答： 畫出負(fù)載電阻 R 上的電壓波形和晶閘管上的 電壓波形分別如圖中所示3.名詞解釋：（1）逆變器 答：對應(yīng)于整流的逆向過程，利用晶閘管電路把 直流電變成交流電， 稱之為逆變， 把直流電變成 交流電的裝置，叫做逆變器（2）變流器 答：同一套晶閘管電路既可實(shí)現(xiàn)整流，又可實(shí)現(xiàn) 逆變，這種裝置稱為變流器（3）有源逆變 答：變流器工作在逆變狀態(tài)時