電氣控制技術(shù)練習題及答案

1、電力拖動控制系統(tǒng)主要由 原動機 和 自動控制部分 組成。電氣控制系統(tǒng)圖包括 電氣控制原理圖 、 電氣設(shè)備安裝圖 、 電氣設(shè)備接線圖 等。將額定電壓直接加到電動機的定子繞組上，使電動機起動運轉(zhuǎn)，稱為 直接 起動或 全壓 起動。機床設(shè)備中停車制動的控制方式主要有 反接制動 和 能耗制動 。 電動機的機械特性指 電動機的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速或電動機的轉(zhuǎn)速與流過的電流之間的關(guān)系 。位勢轉(zhuǎn)矩的作用方向 始終不變 ,作用的方向與轉(zhuǎn)速的方向 無關(guān) ?？删幊绦蚩刂破鳎≒LC）是近年發(fā)展的一種新型 工業(yè)專用 控制裝置。PLC的程序一般表示方式有 梯形圖 、 語句表 、 邏輯功能圖 、 和 邏輯代數(shù)式 四種。 利用KEEP

2、指令編程時必須按照先 置位 ，再 復位 最后是 鎖存指令 的順序進行。繪制電氣原理圖時，主回路一般用 粗線 繪制在圖面的 左 側(cè)，而控制電路用 細線 繪制在圖 右側(cè)，所有電路元件的圖形符號均按電器 常 態(tài)繪制。阻轉(zhuǎn)矩作用方向始終與運動方向 相反 ,是起 阻礙 運動的作用轉(zhuǎn)矩。電動機一般采用熱繼電器實現(xiàn) 過載 保護，熱繼電器的常閉觸點應接在 控制回路 。實現(xiàn)多地點控制一臺電動機起動、停機時，應把起動按鈕 并聯(lián) 連接，停機按鈕應 串聯(lián) 連接。要在一定的距離內(nèi)實現(xiàn)自動往復不斷循環(huán)工作，應采用 行程開關(guān) 來控制電動機的正、反轉(zhuǎn)。C系列P型PLC共有 16 個SMR。在同一程序段中，最多允許使用 48

3、個DIFU和DIFD指令。輸出繼電器（OR）通過一對 動合 觸點將PLC的控制信號傳遞給負載。C系列P型PLC按功能可分為基本型、 擴展I/O單元擴展型 和專用型單元。C系列P型機的定時器屬于 遞減計數(shù) 類型的定時器。輸入繼電器與PLC的 輸入設(shè)備 相連，它只能由 外部設(shè)備 信號來驅(qū)動，不能被程序指令來驅(qū)動，只有輸出繼電器才具有 驅(qū)動負載抗干擾 能力。機械特性硬度是指表示了 電動機的轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩變化之間的關(guān)系 。使三相交流異步電動機實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)換向，可采取 改變?nèi)嚯娫吹南嘈?的方法。丫一降壓起動的電動機在正常運行時，電動機定子繞組是連接 成三角形 的。調(diào)速系統(tǒng)的平滑性定義為 相鄰兩轉(zhuǎn)速之比 ，

4、其值越 越接近1 越好。電流截止負反饋的作用是 限流保護 ，截止電流大小應為 Io=（1.01.2）IN ，堵轉(zhuǎn)電流大小應為 IDW=（1.52）IN 。通?；ユi環(huán)節(jié)指 指各接觸器利用輔助觸點實現(xiàn)相互制約，形成接觸器此通彼斷關(guān)系的環(huán)節(jié)稱為互鎖 。.電氣設(shè)備安裝圖 表示各種電氣設(shè)備在機械設(shè)備和電氣控制柜中的實際安裝位置。PLC常用的電源電路有 串聯(lián)穩(wěn)壓電路 、 開關(guān)穩(wěn)壓電路 和 帶有變壓器的逆變電路 等。PLC在硬件方面的主要抗干擾措施有 屏蔽 、 隔離 和 濾波 。PLC的系統(tǒng)響應時間包括 系統(tǒng)輸入時的濾波時間 、 程序執(zhí)行時間 和 輸出延時時間 。C系列P型機的定時器定時單位為 0.1s 。

5、反時限性是指當電機過載時，電路中過載電流越 大 ，熱繼電器動作的時間越 短 ，即電流過載倍數(shù)與熱繼電器動作時間成 反比 的特性稱為反時限性。恒功率調(diào)速指電機調(diào)速過程，功率P和電流I保持 正比 關(guān)系的調(diào)速方法。直流電機的能耗制動原理是把電動機的電樞與電網(wǎng) 斷開 ，在電樞回路中 串入適當?shù)母郊与娮栊纬砷]合回路 而實現(xiàn)的動力制動稱為直流電機的能耗制動。為了防止電網(wǎng)失電后電壓恢復時電動機自行啟動的保護 叫零壓保護。零壓保護目的是 防止因電源電壓消失或降低而造成生產(chǎn)設(shè)備的損壞或人身事故 ， 電網(wǎng) 電路都需要設(shè)置零壓保護。零壓保護一般由 電壓繼電器 實現(xiàn)。PLC的存儲器可以分為 只讀存儲器 和 隨機 存儲

6、器。通常自鎖環(huán)節(jié)指 用接觸器本身的觸點使線圈保持通電的環(huán)節(jié)稱為自鎖環(huán)節(jié) 。C系列P型機的上位機鏈接單元C20-LK011CP共占用 32 個I/O點數(shù)。二、簡答題他勵直流電動機穩(wěn)定運行時,電樞電流的大小由什么決定?改變電樞回路電阻或改變電源電壓的大小時,能否改變電樞電流的大小? 答：電樞電流的大小由負載決定。 不能，因為電樞電流大小由負載決定。什么是零壓保護？其目的是什么？什么情況下需要設(shè)置零壓保護？ 答：為了防止電網(wǎng)失電后防止電壓恢復時電動機自行啟動的保護。目的：防止造成生產(chǎn)設(shè)備的損壞或造成人身事故。在沒有自鎖環(huán)節(jié)的情況下、對于三相異步電動機，可否在熔斷器與熱繼電器中任選一種保護？為什么？

7、答：不可以，因為熔斷器有順動性，具有短路保護作用;熱繼電器有反時限性，具有過載保護作用。選擇電動機時應考慮哪幾個問題？ 答：1>電動機的工作方式 2>生產(chǎn)設(shè)備對電動機的調(diào)速有沒有特殊要求 3>電動機的技術(shù)指標；4>電動機的結(jié)構(gòu)形式和使用環(huán)境。K1K1K2K2K3K3K請簡化下列電路圖。 解：;什么叫恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式和恒功率調(diào)速方式? 他勵直流電動機的三種調(diào)速方法各屬于那種調(diào)速方式? 答：恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式是輸出負載不變，電動機調(diào)速是允許輸出轉(zhuǎn)矩為恒定的調(diào)速。 恒功率調(diào)速方式是輸出負載不變，電動機調(diào)速是允許輸出功率為恒定的調(diào)速。 他勵直流電動機的三種調(diào)速方法：調(diào)壓調(diào)速、調(diào)磁調(diào)速

8、、電樞電路串電阻調(diào)速。什么是PLC的掃描周期？它主要受那些因素的影響？ 答：PLC讀入輸入狀態(tài)到發(fā)出輸出信號的時間是PLC的掃描周期。它主要受讀入現(xiàn)場信號時間、執(zhí)行程序時間、輸出信號時間、公共處理時間因素的影響。減少PLC輸出點數(shù)的方法有哪些？ 答：通斷狀態(tài)完全相同的負載并聯(lián)后，可以共用 PLC的一個輸出點通過外部的或PLC控制的切換開關(guān),PLC的每個輸出點可以控制兩個不同時工作的負載將外部元件的觸點與負載線圈串聯(lián)，就可以用PLC的一個輸出點去控制兩個或多個有不同要求的負載在用信號燈作負載用PLC 的一個輸出點控制指示燈常亮或閃爍，可以顯示兩種不同的信息。系統(tǒng)中某些相對獨立或簡單的部分，可以用

9、繼電器線路控制，這樣同時減少了PLC 的輸入點和輸出點。什么是可逆原理？ 答：電機是電能與機械能轉(zhuǎn)換的動力機械。在一定條件下，它作為電動機運行，將電能轉(zhuǎn)換機械能，在另一種條件下，它作為發(fā)電機運行，把機械能轉(zhuǎn)換電能，這種運行狀態(tài)的可變換性稱為電機的可逆原理保證電動機正常啟動的條件是什么? 答：保證電動機正常啟動的條件是電動機輸出的轉(zhuǎn)矩必須大于等于負載轉(zhuǎn)矩。K1K1K2K請簡化下列電路圖。 電動機的工作方式分為幾類？各有何特點？ 答：電動機的工作方式分為三類。連續(xù)工作方式：電動機連續(xù)工作的時間很長，足以使其溫升達到穩(wěn)定值。短時工作方式：電動機工作的時間較短，不足以使其溫升達到穩(wěn)定值。間歇工作方式（

10、重復短時工作方式）：電動機的工作時間與停歇時間重復交替，且循環(huán)周期較短（10min），整個工作過程中，溫升不斷上下波動，且逐漸升高。 PLC有哪幾種輸入模式？各自有什么特點？交流繼電器的線圈和觸點在使用中可如何連接？為什么？ 答：交流繼電器的線圈在使用中并聯(lián)，觸點在使用中可以并聯(lián)也可以串聯(lián)。因為兩個交流繼電器線圈串聯(lián)時，每個繼電器線圈所分的電壓為1/2請簡述C40P-EDR-A的具體含義。 答：C40P-EDR-A表示是交流供電的C系列P型擴展單元，有24個直流輸入點，有16個繼電器輸出在進行控制系統(tǒng)設(shè)計時，選擇PLC的原則有哪些？ 答: 確定控制系統(tǒng)類型：控制系統(tǒng)依結(jié)構(gòu)分可分為單體控制的小系

11、統(tǒng)和慢過程大系統(tǒng)兩類。 機型的選擇規(guī)模要適當：輸入、輸出的點數(shù)可衡量PLC規(guī)模的大小。簡述PLC的循環(huán)控制原理。從理論上分析直流調(diào)速系統(tǒng)中擴大調(diào)速范圍的方法有哪些？某一電動機帶動額定負載運行，當環(huán)境溫度為常溫和高溫兩種不同情況時，其起始溫升、穩(wěn)定溫升和溫升時間常數(shù)是否相同？穩(wěn)定運行后的實際溫度是否相同？ 答，他們的起始升溫不同，穩(wěn)定溫升相同，溫升時間常數(shù)相同，穩(wěn)定運動后實際溫度相同他勵直流電動機為什么不能直接啟動?直接啟動會引起什么不良后果? 答，1，會產(chǎn)生過大電磁力，損壞繞組，2，轉(zhuǎn)向困難，3，產(chǎn)生過大啟動轉(zhuǎn)矩，沖擊設(shè)備，4，引起電網(wǎng)波動請簡化下列電路圖。 三、分析論證題讀下面控制電路圖，回

12、答下列問題：電路中電機有幾種工作狀態(tài)？ 電路中通過什么電器實現(xiàn)什么保護環(huán)節(jié)？ 說明SA、SQ1的作用。在自動調(diào)速系統(tǒng)中,為什么改變給定電壓可以改變電動機的轉(zhuǎn)速?是否可用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速負反饋系數(shù)來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速?為什么? 試根據(jù)指令表繪制出相應的梯形圖程序。地址指令數(shù)據(jù)地址指令數(shù)據(jù)0000LD00020006OUT05020001OR NOT00050007LD00100002LD NOT00030008AND NOT10080003OR00040009TIM000004AND LD#01500005AND00064.分析圖示電路工作原理，設(shè)KM為電動機起停用接觸器，分別說明K、SB、KT1與 KT2的作用

13、。5.試推導出他勵直流電動機的機械特性方程式，從公式出發(fā)論證它有哪幾種調(diào)速方法？ 6.試根據(jù)指令表繪制出相應的梯形圖程序。地址指令數(shù)據(jù)地址指令數(shù)據(jù)0100LD NOT 01020106LD02080101AND 01030107AND00090102LD 02040108OUT05080103KEEP（11）05110109LD00120104LD00050110OUT05060105IL（02）0111ILC（03）7下圖為組合機床機械滑臺進給線路, 滑臺的工作進給由電動機M1拖動，快速進給由電動機M1與M2同時拖動，接觸器KM1、KM2控制M1的正反轉(zhuǎn)，KM3控制M2的啟停，滑臺的工作循環(huán)

14、如下圖所示，試分析控制線路的工作過程。SB1ST1ST2ST2ST3正向工作進給反向工作進給快進快退ST4ST3SB1KR1KR2KM1KM2KM1KM2KM1KM2ST2KM3KM1KM2ST1SB2ST38.速度反饋系統(tǒng)中，在開環(huán)和閉環(huán)兩中狀態(tài)下，為了得到相同的轉(zhuǎn)速，所加的給定電壓是否相同，為什么？ 四、 設(shè)計計算題： 一臺他勵直流電動機數(shù)據(jù)為UN=220V，IN=22.3A, Ra=0.13, 求;直接起動時起動電流是額定值的多少倍？ 要使起動電流是額定電流的2倍，應在電樞電路中串入多大的起動電阻？ 利用PLC實現(xiàn)下述控制要求，繪出梯形圖并寫出指令語程序，要求：電機M1先啟動后，M2才能

15、啟動，M2能點動。設(shè)計一個工作臺前進-退回控制線路，工作臺由電動機M帶動，行程開關(guān)ST1、ST2分別裝在工作臺的原位和終點，要求： 工作臺可實現(xiàn)前進-后退回到原位； 工作臺到達終點后停一下再后退； 工作臺在前進中能立即后退到原位； 可實現(xiàn)自動往復工作； 有終端保護； 設(shè)計由兩臺電動機控制一臺機械設(shè)備，滿足下列條件的電氣控制電路： M1電機正、反向運轉(zhuǎn)，M2電動機單向運轉(zhuǎn)； M1電動機起工作后，M2電動機才能起動工作； M1、M2電動機同時停機，若其中一臺電動機過載，另一臺電動機也應停機； 要有必要的保護環(huán)節(jié)5.某直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍是1500150r/min，靜差度 s=5%，問系統(tǒng)允許的速

16、降是多少？如果開環(huán)系統(tǒng)的速降是80r/min，問閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)是多少？ 6.為兩臺異步電動機設(shè)計一個控制回路，要求：兩臺電機互不影響，獨立起停。 可以同時控制兩臺電機的起停。 當一臺電機發(fā)生過載時，兩臺電機同時停車。 有短路保護。7.利用PLC實現(xiàn)下述控制要求，繪出梯形圖并寫出指令語程序，要求：電機M1先啟動后，經(jīng)過10s，M2能自行啟動。8.設(shè)計組合機床的兩臺動力頭的電氣控制電路。設(shè)計要求如下： 加工時兩臺動力頭電動機同時起動； 兩臺動力頭電動機單向旋轉(zhuǎn)； 兩臺動力頭電動機，在加工完成后各自停機； 若其中一臺動力頭電動機過載，另一臺動力頭電動機也應停機，有必要的保護環(huán)節(jié)。9.他勵直流電動機的數(shù)據(jù)為PN=13Kw,UN=220V,IN=68.7A, nN=1500r/min，Ra=0.224,采用電樞串電阻調(diào)速,要求smax=30%,求: 電動機拖動額定負載運行時的最低轉(zhuǎn)速. 調(diào)速范圍. 電樞需串入的電阻值. 10.利用PLC實現(xiàn)下述控制要求，繪出梯形圖并寫出指令