現(xiàn)代電器控制與PLC應(yīng)用技術(shù)-課后答案-王永華

1、第2章電氣控制線路基礎(chǔ)思考題與練習(xí)題2.01、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)在什么條件下可直接啟動(dòng)？試設(shè)計(jì)帶有短路、過(guò)載、失壓保護(hù)的三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的主電路和控制電路，對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行簡(jiǎn)要 說(shuō)明，并指出哪些元器件在電路中完成了哪些保護(hù)功能 ？答：三相籠型異步電動(dòng)機(jī)在小于10KW的條件下可直接啟動(dòng)。LJ L2 L3題201、單向全壓?jiǎn)?dòng)控制線路2.02、某三相籠型異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，要求采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)。試設(shè)計(jì) 主電路和控制電路，并要求有必要的保護(hù)措施。BBSFI ESF2QA2 V-VAQA1BBQAl QA3 QA2QAOL1 L2 L3EE?主電路QA0QA3QA1QA2RBB1L2

2、M13MAtaJ LFA0BSL1控制電路FA1SF2SF1QA3 QA1FA2QA1n BSQA2 QA3Ll L2 L3 Q Q O2.02、自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)控制線路2.03、某三相籠型異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，要求啟動(dòng)電流不能過(guò)大，制動(dòng)時(shí)要快速 停車。試設(shè)計(jì)主電路和控制電路，并要求有必要的保護(hù)。2.04、某三相籠型異步電動(dòng)機(jī)可正反向運(yùn)轉(zhuǎn)，要求降壓?jiǎn)?dòng)。試設(shè)計(jì)主電路和控 制電路，并要求有必要的保護(hù)。X? QAO門FA1QA1BCXYZ2 BB d ZY3Y XQA4A/MQA3)主電路2.05、星形-三角形降壓?jiǎn)?dòng)方法有什么特點(diǎn)并說(shuō)明其適用場(chǎng)合 ？答：正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的籠型異步電動(dòng)

3、機(jī)，可采用星形-三角形降壓?jiǎn)?dòng)方式 來(lái)限制啟動(dòng)電流。星形-三角形降壓?jiǎn)?dòng)的特點(diǎn)：1、啟動(dòng)時(shí)將電動(dòng)機(jī)定子繞組接成星形，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，定子繞組改接 成三角形，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)轉(zhuǎn)。2、啟動(dòng)時(shí)將電動(dòng)機(jī)定子繞組接成星形，加到電動(dòng)機(jī)的每相繞組上的電壓為額定 值的1 .3。3、 星形啟動(dòng)電流降為原來(lái)三角形接法直接啟動(dòng)時(shí)的1/3,啟動(dòng)電流約為電動(dòng)機(jī)額 定電流的2倍左右，從而減小了啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的影響。4、 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)下降為原來(lái)三角形直接啟動(dòng)時(shí)的1/3,轉(zhuǎn)矩特性差。 星形-三角形降壓?jiǎn)?dòng)線路適用于電動(dòng)機(jī)空載或輕載啟動(dòng)的場(chǎng)合。2.06、軟啟動(dòng)器的啟動(dòng)和停車控制方式一般有哪些？與其他的啟動(dòng)方式

4、相比有什么優(yōu)點(diǎn)？答：(1)、斜坡升壓?jiǎn)?dòng)方式(2)、轉(zhuǎn)矩控制及啟動(dòng)電流限制啟動(dòng)方式軟啟動(dòng)裝置采用電子啟動(dòng)方法，其主要特點(diǎn)是：具有軟啟動(dòng)和軟停車功能， 啟動(dòng)電流、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可調(diào)節(jié)，另外還具有電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)等功能。2.07、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)有哪幾種電氣制動(dòng)方式 ？各有什么特點(diǎn)和適用場(chǎng)合？ 答：三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)控制線路，常用的有反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)。1、反接制動(dòng)反接制動(dòng)是利用改變電動(dòng)機(jī)電源的相序，使定子繞組產(chǎn)生相反方向的旋轉(zhuǎn)磁 場(chǎng)，因而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的一種制動(dòng)方法。反接制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)速度接近于兩倍的同步轉(zhuǎn)速，所以定子繞組中流過(guò)的反接制動(dòng)電流相當(dāng)于全電壓直接啟動(dòng)時(shí)電流的兩倍。反接

5、制動(dòng)特點(diǎn)之一是制動(dòng)迅速，效果好，但沖擊大，通常僅適用于10 kW以 下的小容量電動(dòng)機(jī)。為了減小沖擊電流，通常要求串接一定的電阻以限制反接制動(dòng)電流， 這個(gè)電 阻稱做反接制動(dòng)電阻。反接制動(dòng)的另一要求是在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近于零時(shí)，要及時(shí)切斷反相序的電 源，以防止電動(dòng)機(jī)反向再啟動(dòng)。2、能耗制動(dòng)所謂能耗制動(dòng)， 就是在電動(dòng)機(jī)脫離三相交流電源之后， 定子繞組上加一個(gè)直 流電壓，即通入直流電流， 利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場(chǎng)的作用以達(dá)到制動(dòng)的目 的。能耗制動(dòng)比反接制動(dòng)消耗的能量少，其制動(dòng)電流也比反接制動(dòng)電流小得多； 但能耗制動(dòng)的制動(dòng)效果不及反接制動(dòng)明顯。 同時(shí)還需要一個(gè)直流電源， 控制 線路相對(duì)比較復(fù)雜，一般適用于

6、電動(dòng)機(jī)容量較大和啟動(dòng)、制動(dòng)頻繁的場(chǎng)合。 2.08、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有哪幾種 ? 答：三相籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的方法有三種： 改變極對(duì)數(shù) p 的變極調(diào)速； 變轉(zhuǎn)差 率 s 的降壓調(diào)速；改變電動(dòng)機(jī)供電電源頻率 f1 的變頻調(diào)速。 2.09、變頻調(diào)速有哪兩種控制方式 ?請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明 答： (1)、交 -直-交變頻器； (2)、交-交變頻器 交-直-交變頻器：先把恒壓恒率的交流電“整流”成直流電，再把直流電“逆變” 成電壓和頻率均可調(diào)的三相交流電。由于把直流電逆變成交流電的環(huán)節(jié)比較容易控制， 所以該方法在頻率的調(diào)節(jié) 范圍和改善變頻后電動(dòng)機(jī)的特性方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。 大多數(shù)變頻器都屬于交 -直

7、-交型。 交-交變頻器：把恒壓恒頻的交流電直接變換成電壓和頻率均可調(diào)的交流電，通 常由三相反并聯(lián)晶閘管可逆橋式變流器組成。具有過(guò)載能量強(qiáng)、效率高、輸出波形好等優(yōu)點(diǎn)；但同時(shí)存在著輸出頻率低 (最高頻率小于電網(wǎng)頻率的 1/2)、使用功率器件多、 功率因數(shù)低等缺點(diǎn)。該類變頻器只在低轉(zhuǎn)速、 大容量的系統(tǒng)， 如軋鋼機(jī)、水泥回轉(zhuǎn)窯等場(chǎng)合使用。2.10、變頻器主要有哪幾部分組成 ?給用戶提供的主要的外部接口是什么 ? 答：變頻器的電路一般由主電路、控制電路和保護(hù)電路等部分組成。主電路用來(lái)完成電能的轉(zhuǎn)換(整流和逆變 )； 控制電路用以實(shí)現(xiàn)信息的采集、變換、傳送和系統(tǒng)控制； 保護(hù)電路除用于防止因變頻器主電路的過(guò)

8、壓、 過(guò)流引起的損壞外， 還應(yīng)保護(hù) 異步電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)等。變頻器的端子包括：電源接線端子和控制端子兩大類。 電源接線端子包括三相電源輸入端子， 三相電源輸出端子， 直流側(cè)外接制動(dòng) 電阻用端子以及接地端子。控制端子包括頻率指令模擬設(shè)定端子、 運(yùn)行控制操作輸入端子、 報(bào)警端子和 監(jiān)視端子等。2.11、通過(guò)圖 2-27 理解變頻器的控制原理，掌握其使用方法。2.12、某機(jī)床主軸由一臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，潤(rùn)滑油泵由另一臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，均采用直接啟動(dòng)，工藝要求是：(1) 、主軸必須在潤(rùn)滑油泵啟動(dòng)后，才能啟動(dòng)；(2) 、主軸為正向運(yùn)轉(zhuǎn)，為調(diào)試方便，要求能正、反向點(diǎn)動(dòng)；(3) 、主軸停止后，

9、才允許潤(rùn)滑油泵停止；(4) 、具有必要的電氣保護(hù)。試設(shè)計(jì)主電路和控制電路，并對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。2.13、MAI和MA2均為三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，可直接啟動(dòng)，按下列要求設(shè)計(jì)主 電路和控制電路：(1) 、MAI先啟動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間后 MA2自行啟動(dòng)；(2) 、MA2啟動(dòng)后，MAI立即停車；(3) 、MA2能單獨(dú)停車；(4) 、MAI和MA2均能點(diǎn)動(dòng)。2.14、設(shè)計(jì)一控制線路，要求第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)10s后,第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)自行啟動(dòng); 運(yùn)行5s后，第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)停止并同時(shí)使第三臺(tái)電動(dòng)機(jī)自行啟動(dòng)；再運(yùn)行 10s,電動(dòng)機(jī)全部停止。L1 L2 L3主電路L2FA1 FA2L1 IMA3FA4SF2控制電路一 BB1KF2SF1QA1rl r rFA4QA1 KF1 QA2 KF2 QA3 KF3(10S)(5S)(15S)2.15、設(shè)計(jì)一小車運(yùn)行控制線路，小車由異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)