電機(jī)與電氣控制技術(shù)第習(xí)題解答常用低壓電器

1、電機(jī)與電氣控制技術(shù)第2版 習(xí) 題 解 答第五章 常用低壓電器5-1 直流電磁機(jī)構(gòu)有何特點(diǎn)？答 直流電磁機(jī)構(gòu)具有如下特點(diǎn)：1）直流電磁機(jī)構(gòu)銜鐵吸合前后吸引線圈勵(lì)磁電流不變，但銜鐵吸合前后吸力變化很大，氣隙越小，吸力越大。2）直流電磁機(jī)構(gòu)吸引線圈斷電時(shí)，由于電磁感應(yīng)，在吸引線圈中產(chǎn)生很大的感應(yīng)電動(dòng)勢，其值可達(dá)線圈額定電壓的十多倍，將使線圈過電壓而損壞，應(yīng)設(shè)置放電電阻。5-2 交流電磁機(jī)構(gòu)有何特點(diǎn)？答：交流電磁機(jī)構(gòu)有如下特點(diǎn)：1）交流電磁機(jī)構(gòu)電磁吸力瞬時(shí)值是脈動(dòng)的，在工頻下，1s內(nèi)有100次過零點(diǎn)，會(huì)引起銜鐵的振動(dòng)，產(chǎn)生噪音與機(jī)械損壞應(yīng)加以克服。2）交流電磁機(jī)構(gòu)電磁吸力平均值基本不變，即平均吸力與氣

2、隙無關(guān)。3）交流電磁機(jī)構(gòu)在銜鐵尚未動(dòng)作時(shí)的線圈電流是銜鐵吸合后線圈電流（額定電流）的十倍左右。所以交流電磁機(jī)構(gòu)線圈通電后，若銜鐵卡住無法吸合將因電流過大而燒壞線圈，或由于交流電磁機(jī)構(gòu)頻繁工作，即銜鐵頻繁吸合、打開再吸合，也將使線圈電流過大，線圈發(fā)熱而燒壞線圈。5-3 從外部結(jié)構(gòu)特征上如何區(qū)分直流電磁機(jī)構(gòu)與交流電磁機(jī)構(gòu)？怎么區(qū)分電壓線圈與電流線圈？答：從外部結(jié)構(gòu)特征上，直流電磁機(jī)構(gòu)鐵心與銜鐵由整塊鋼或鋼片疊制而成，鐵心端面無短路環(huán)，直流電磁線圈為無骨架、高而薄的瘦高型。交流電磁機(jī)構(gòu)鐵心與銜鐵用硅鋼片疊制而成，鐵心端面上必有短路環(huán)，交流電磁線圈設(shè)有骨架，做成短而厚的矮胖型。電壓線圈匝數(shù)多，線徑較細(xì)

3、，電流線圈導(dǎo)線粗，匝數(shù)少。5-4 三相交流電磁鐵有無短路環(huán)，為什么？答：三相交流電磁鐵無短路環(huán)。三相交流電磁鐵電磁線圈加的是三相對(duì)稱電壓，流過三相對(duì)稱電流，磁路中通過的是三相對(duì)稱磁通，由于其相位互差120，所產(chǎn)生的電磁吸力零值錯(cuò)開，其合成電磁吸力大于反力，故銜鐵被吸牢而不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)和撞擊，故無需再設(shè)短路環(huán)。5-5 交流電磁線圈誤接入對(duì)應(yīng)直流電源，直流電磁線圈誤接入對(duì)應(yīng)交流電源，將發(fā)生什么問題，為什么？答：交流電磁線圈誤接入對(duì)應(yīng)直流電源，此時(shí)線圈不存在感抗，只存在電阻，相當(dāng)于短路狀態(tài)，產(chǎn)生大的短路電流，立即將線圈燒毀。直流電磁線圈誤接入對(duì)應(yīng)交流電源，由于阻抗存在，使線圈電流過小，電磁吸力過小；銜

4、鐵吸合不上，時(shí)間一長，鐵心因磁滯、渦流損耗而發(fā)熱，致使線圈燒毀。5-6 為什么交流電弧比直流電弧易熄滅？答：交流電弧主要存在電流過零點(diǎn)后防止電弧重燃，而直流電弧電流不存在過零，將使直流電弧較交流電弧難以熄滅。5-7 常用滅弧裝置有哪些？各應(yīng)用于何種情況下？答：常用滅弧裝置有：（1）橋式結(jié)構(gòu)雙斷口觸頭滅弧。常用于小容量交流接觸器中。（2）磁吹滅弧裝置。廣泛用于直流滅弧中。（3）柵片滅弧裝置。常用于交流電器中。5-8 交流、直流接觸器是以什么定義的？交流接觸器的額定參數(shù)中為何要規(guī)定操作頻率？答：接觸器是按主觸頭控制的電流性質(zhì)來定義為是交流還是直流接觸器。對(duì)于交流接觸器，其銜鐵尚未動(dòng)作時(shí)的電流為吸合

5、后的額定電流的56倍，甚至高達(dá)1015倍，如果交流接觸器頻繁工作，將因線圈電流過大而燒壞線圈，故要規(guī)定操作頻率，并作為其額定參數(shù)之一。5-9 接觸器的主要技術(shù)參數(shù)有哪些？其含義是什么？答；接觸器的主要技術(shù)參數(shù)有極數(shù)和電流種類，額定工作電壓、額定工作電流（或額定控制功率），約定發(fā)熱電流，額定通斷能力，線圈額定電壓，允許操作頻率，機(jī)械壽命和電壽命，接觸器線圈的起動(dòng)功率和吸持功率，使用類別等。1）接觸器的極數(shù)和電流種類 按接觸器主觸頭接通與斷開主電路電流種類，分為直流接觸器和交流接觸器，按接觸器主觸頭個(gè)數(shù)又有兩極、三極與四極接觸器。2）額定工作電壓 接觸器額定工作電壓是指主觸頭之間的正常工作電壓值，

6、也就是指主觸頭所在電路的電源電壓。3）額定工作電流 接觸器額定工作電流是指主觸頭正常工作電流值。4）約定發(fā)熱電流 指在規(guī)定條件下試驗(yàn)時(shí)，電流在8h工作制下，各部分溫升不超過極限時(shí)接觸器所承載的最大電流。5）額定通斷能力 指接觸器主觸頭在規(guī)定條件下能可靠地接通和分?jǐn)嗟碾娏髦怠?）線圈額定工作電壓 指接觸器電磁吸引線圈正常工作電壓值。7）允許操作頻率 指接觸器在每小時(shí)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)的最高操作次數(shù)。8）機(jī)械壽命和電氣壽命 機(jī)械壽命是指接觸器在需要修理或更換機(jī)構(gòu)零件前所能承受的無載操作次數(shù)。電氣壽命是在規(guī)定的正常工作條件下，接觸器不需修理或更換的有載操作次數(shù)。9）接觸器線圈的起動(dòng)功率和吸持功率 直流接觸器起

7、動(dòng)功率和吸持功率相等。交流接觸器起動(dòng)視在功率一般為吸持視在功率的58倍。而線圈的工作功率是指吸持有功功率。10）使用類別 接觸器用于不同負(fù)載時(shí)，其對(duì)主觸頭的接通和分?jǐn)嗄芰σ蟛煌?，按不同使用條件來選用相應(yīng)使用類別的接觸器便能滿足其要求。5-10 交流接觸器與直流接觸器有哪些不同？答：1）直流接觸器額定電壓有：110、220、440、660V，交流接觸器額定電壓有：127、220、380、500、660V。2）直流接觸器額定電流有40、80、100、150、250、400及600A；交流接觸器額定電流有10、20、40、60、100、150、250、400及600A。3）常用接觸器線圈額定電壓等

8、級(jí)為：交流線圈有127、220、380V；直流線圈有110、220、440V。4）直流接觸器起動(dòng)功率和吸持功率相等。交流接觸器起動(dòng)視在功率一般為吸持視在功率的58倍。5-11 如何選用接觸器？答：1）接觸器極數(shù)和電流種類的確定 根據(jù)主觸頭接通或分?jǐn)嚯娐返男再|(zhì)來選擇直流接觸器還是交流接觸器。三相交流系統(tǒng)中一般選用三極接觸器，當(dāng)需要同時(shí)控制中性線時(shí)，則選用四極交流接觸器。單相交流和直流系統(tǒng)中則常用兩極或三極并聯(lián)。一般場合選用電磁式接觸器；易爆易燃場合應(yīng)選用防爆型及真空接觸器。2）根據(jù)接觸器所控制負(fù)載的工作任務(wù)來選擇相應(yīng)使用類別的接觸器。如負(fù)載是一般任務(wù)則選用AC3使用類別；負(fù)載為重任務(wù)則應(yīng)選用AC

9、4類別；如果負(fù)載為一般任務(wù)與重任務(wù)混合時(shí)，則可根據(jù)實(shí)際情況選用AC3或AC4類接觸器，如選用AC3類時(shí)，應(yīng)降級(jí)使用。3）根據(jù)負(fù)載功率和操作情況來確定接觸器主觸頭的電流等級(jí)。當(dāng)接觸器使用類別與所控制負(fù)載的工作任務(wù)相對(duì)應(yīng)時(shí)，一般按控制負(fù)載電流值來決定接觸器主觸頭的額定電流值；若不對(duì)應(yīng)時(shí)，應(yīng)降低接觸器主觸頭電流等級(jí)使用。4）根據(jù)接觸器主觸頭接通與分?jǐn)嘀麟娐冯妷旱燃?jí)來決定接觸器的額定電壓。5）接觸器吸引線圈的額定電壓應(yīng)由所接控制電路電壓確定。6）接觸器觸頭數(shù)和種類應(yīng)滿足主電路和控制電路的要求。5-12 交流、直流電磁式繼電器是以什么來定義的？答：按繼電器線圈電流種類不同區(qū)分為交流電磁式繼電器與直流電磁

10、式繼電器。5-13 電磁式繼電器與電磁式接觸器在結(jié)構(gòu)上有何不同？答：電磁式繼電器在結(jié)構(gòu)上無滅弧裝置，有調(diào)節(jié)裝置。電磁式接觸器有滅弧裝置，但無調(diào)節(jié)裝置。5-14 何為電磁式繼電器的吸力特性與反力特性？它們之間應(yīng)如何配合？答：電磁式繼電器的吸力特征是指電磁機(jī)構(gòu)的電磁吸力與銜鐵和鐵心之間氣隙的關(guān)系曲線。電磁式繼電器的反力特征是指電磁機(jī)構(gòu)使銜鐵復(fù)位的力與氣隙的關(guān)系曲線。吸力特性與反力特性的配合：電磁機(jī)構(gòu)銜鐵吸合時(shí)，吸力必須始終大于反力，但也不宜過大，銜鐵釋放時(shí)反力大于剩磁吸力。因此電磁機(jī)構(gòu)的反力特性必須介于電磁吸力特性和剩磁吸力特性之間。5-15 電磁式繼電器的主要參數(shù)有哪些？其含義如何？答：1）額定

11、參數(shù) 繼電器的線圈和觸頭在正常工作時(shí)允許的電壓值或電流值稱為繼電器額定電壓或額定電流。2）動(dòng)作參數(shù) 即繼電器的吸合值與釋放值。對(duì)于電壓繼電器有吸合電壓Uo與釋放電壓Ur；對(duì)于電流繼電器有吸合電流Io與釋放電流Ir。3）整定植 根據(jù)控制要求，對(duì)繼電器的動(dòng)作參數(shù)進(jìn)行人為調(diào)整的數(shù)值。4）返回參數(shù) 是指繼電器的釋放值與吸合值的比值，用K表示。K值可通過調(diào)節(jié)釋放彈簧或調(diào)節(jié)鐵心與銜鐵之間非磁性墊片的厚度來達(dá)到所要求的值。返回系數(shù)反映了繼電器吸力特性與反力特性配合的緊密程度，是電壓和電流繼電器的主要參數(shù)。5）動(dòng)作時(shí)間 有吸合時(shí)間和釋放時(shí)間兩種。吸合時(shí)間是指從線圈接受電信號(hào)起，到銜鐵完全吸合止所需的時(shí)間；釋放

12、時(shí)間是從線圈斷電到銜鐵完全釋放所需的時(shí)間。6）靈敏度 靈敏度是指繼電器在整定值下動(dòng)作時(shí)所需的最小功率或按匝數(shù)。5-16 過電壓繼電器、過電流繼電器的作用是什么？答：過電壓繼電器在電路中用于過電壓保護(hù)，過電流繼電器在電路中起過電流保護(hù)。5-17 能否用過電流繼電器來作電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)，為什么？答：不能用過電流繼電器來作電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。這是因?yàn)槿喈惒诫妱?dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)是允許短時(shí)過載的，若用過電流繼電器作為過載保護(hù)時(shí)，只要電動(dòng)機(jī)一出現(xiàn)過載，過電流繼電器立即動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，這不符合電動(dòng)機(jī)的使用要求，也使電動(dòng)機(jī)因起動(dòng)電流過大致使過電流繼電器動(dòng)作而無法正常工作。5-18 欠電壓、欠電流繼電器的作用是什么

13、？答：欠電壓繼電器用于電路中作欠電壓保護(hù)。欠電流繼電器起欠電流保護(hù)作用。5-19 中間繼電器與接觸器有何不同？答：首先作用不同：接觸器是一種容量較大的自動(dòng)開關(guān)電器，中間繼電器是在電路中起增加觸頭數(shù)量和中間放大作用的控制電器，容量小。第二結(jié)構(gòu)不同：接觸器有主觸頭、輔助觸頭之分，中間繼電器觸頭容量相同且觸頭對(duì)數(shù)多。另外，接觸器有滅弧裝置，中間繼電器無滅弧裝置。5-20 何為通用電磁式繼電器？答：有的電磁式直流繼電器，更換不同電磁線圈可成為直流電壓繼電器，直流電流繼電器及直流中間繼電器，若在鐵心柱套上阻尼套筒又可成為電磁式時(shí)間繼電器，對(duì)于這類電磁式直流繼電器稱為通用繼電器。5-21 如何選用電磁式繼

14、電器？答：電磁式繼電器選用時(shí)應(yīng)考慮下面四點(diǎn)：1）使用類別的選用 繼電器的典型用途是控制接觸器的線圈，即控制交、直流電磁鐵。繼電器使用類別：AC-11用來控制交流電磁鐵負(fù)載，DC-11控制直流電磁鐵負(fù)載。2）額定工作電流與額定工作電壓的選用 繼電器在對(duì)應(yīng)使用類別下，繼電器的最高工作電壓為繼電器的額定絕緣電壓，繼電器的最高工作電流應(yīng)小于繼電器的額定發(fā)熱電流。選用繼電器電壓線圈的電壓種類與額定電壓值時(shí)，應(yīng)與系統(tǒng)電壓種類與電壓值一致。3）工作制的選用 繼電器工作制應(yīng)與其使用場合工作制一致，且實(shí)際操作頻率應(yīng)低于繼電器額定操作頻率。4）繼電器返回系數(shù)的調(diào)節(jié) 應(yīng)根據(jù)控制要求來調(diào)節(jié)電壓和電流繼電器的返回系數(shù)。

15、一般采用增加銜鐵吸合后的氣隙、減小銜鐵打開后的氣隙或適當(dāng)放松釋放彈簧等措施來達(dá)到增大返回系數(shù)的目的。5-22 空氣阻尼式時(shí)間繼電器由哪幾部分組成？簡述其工作原理。答：空氣阻尼式時(shí)間繼電器由電磁機(jī)構(gòu)、延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)三部分組成。以通電延時(shí)型時(shí)間繼電器為例：當(dāng)線圈通電后，銜鐵吸合，活塞桿在塔形彈簧作用下帶動(dòng)活塞及橡皮膜向上移動(dòng)，橡皮膜下方空氣室的空氣變得稀薄，形成負(fù)壓，活塞桿只能緩慢移動(dòng)，其向上移動(dòng)速度由進(jìn)氣孔氣隙大小決定。經(jīng)一段延時(shí)后，活塞桿通過杠桿壓動(dòng)微動(dòng)開關(guān)，使其觸點(diǎn)動(dòng)作，起到通電延時(shí)作用。5-25 如何選用時(shí)間繼電器？答：1）根據(jù)電路控制要求來選擇通電延時(shí)型還是斷電延時(shí)型。2）根據(jù)對(duì)延時(shí)

16、精度要求不同來選擇時(shí)間繼電器類型。3）要注意電源電壓波動(dòng)的影響。4）要注意環(huán)境溫度的影響。5）要考慮操作頻率的情況。6）要考慮延時(shí)觸頭種類、數(shù)量和瞬動(dòng)觸頭種類、數(shù)量是否滿足控制電路的要求。5-26 星形接法的三相異步電動(dòng)機(jī)能否采用兩相熱繼電器來作斷相與過載保護(hù)，為什么？答：星形接法的三相異步電動(dòng)機(jī)采用兩相熱繼電器就能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)斷相與過載保護(hù)，因?yàn)樾切谓泳€時(shí)，線電流等于相電流，流過電動(dòng)機(jī)繞組的電流就是流過熱繼電器熱元件的電流。5-27 三角形接法的三相異步電動(dòng)機(jī)為何必須采用三相帶斷相保護(hù)的熱繼電器來作斷相與過載保護(hù)？答：對(duì)于三角形聯(lián)接的三相異步電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，線電流是相電流的倍，串接在電動(dòng)機(jī)

17、電源進(jìn)線中的熱元件是按電動(dòng)機(jī)的額定電流即線電流來整定的。當(dāng)發(fā)生一相電源斷路時(shí)，流過跨接全電壓下的一相繞組電流等于1.15倍額定相電流，而流過另兩相繞組串聯(lián)的電流僅為0.58倍的額定相電流，這時(shí)流過未斷相的那兩相電源線中的線電流正好為倍額定相電流即為額定線電流，接在電動(dòng)機(jī)進(jìn)線中的熱元件流過的是額定線電流，熱繼電器不動(dòng)作，但流過全壓下的一相繞組已流過1.15倍額定相電流，時(shí)間一長有過熱燒毀危險(xiǎn)。所以，三角形接法的三相異步電動(dòng)機(jī)必須采用帶斷相保護(hù)的三相熱繼電器來作為斷相和過載保護(hù)。5-28 什么是熱繼電器的整定電流？答：熱繼電器的整定電流是指調(diào)節(jié)熱繼電器上的凸輪，進(jìn)而調(diào)節(jié)補(bǔ)償雙金屬片與導(dǎo)板的距離，達(dá)

18、到調(diào)節(jié)熱繼電器整定動(dòng)作電流的目的。所以整定電流是預(yù)先設(shè)定的動(dòng)作電流。5-29 如何選用電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)用的熱繼電器？答：一般來說按電動(dòng)機(jī)的額定電流來選擇熱繼電器的額定電流，但對(duì)于過載能力較差的電動(dòng)機(jī)，則按電動(dòng)機(jī)額定電流的0.60.8倍來選擇熱繼電器的額定電流。5-30 速度繼電器的釋放轉(zhuǎn)速應(yīng)如何調(diào)整？答：速度繼電器的釋放轉(zhuǎn)速是通過調(diào)節(jié)反力彈簧的松緊程度來改變的。若將反力彈簧壓緊，反力作用加大，則釋放轉(zhuǎn)速較高，否則反之。5-31 熔斷器的額定電流、熔體的額定電流，熔體的極限分段電流三者有何區(qū)別？答：熔斷器的額定電流也就是熔管額定電流，指長期工作熔管溫升不超過允許溫升的最大工作電流。熔體的額定電流是

19、熔體長期工作，熔體不會(huì)熔斷的最大電流。熔體的極限分?jǐn)嚯娏魇侵溉蹟嗥骺煽糠謹(jǐn)嗟氖亲畲蠖搪冯娏?。熔管額定電流等級(jí)較少，熔體額定電流等級(jí)較多，且一種電流規(guī)格的熔管內(nèi)可安裝等于或小于熔管額定電流的多種規(guī)格的熔體。5-32 熱繼電器、熔斷器的保護(hù)功能有何不同？答：熱繼電器主要用作電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)與長期過載保護(hù)。熔斷器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)及用電設(shè)備中作短路和過電流保護(hù)。5-33 如何選擇熔體的額定電流？答：熔體額定電流對(duì)于負(fù)載平穩(wěn)無沖擊電流的照明電路、電熱電路等按負(fù)載電流大小來確定熔體的額定電流。對(duì)于有沖擊電流的電動(dòng)機(jī)負(fù)載電路，為起到短路保護(hù)又保證電動(dòng)機(jī)的正常起動(dòng)，其熔斷器熔體額定電流的選擇分

20、為下面三種情況來進(jìn)行：1）對(duì)于單臺(tái)長期工作電動(dòng)機(jī)：INP=（1.52.5）INM式中：INP 熔體額定電流（A）； INM 電動(dòng)機(jī)額定電流（A）。2）對(duì)于單臺(tái)頻繁起動(dòng)電動(dòng)機(jī)：INP=（33.5）INM3）對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用一熔斷器保護(hù)時(shí)INP=（1.5+2.5）INMmax+SINM式中：INMmax 多臺(tái)電動(dòng)機(jī)中容量最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流（A）； SINM 其余各臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流之和（A）。5-34 低壓斷路器具有哪些脫扣裝置？各有何保護(hù)功能？答：低壓斷路器有分勵(lì)脫扣器，欠電壓、失電壓脫扣器，過電流脫扣器，熱脫扣器。分勵(lì)脫扣器用來遠(yuǎn)距離斷開電路；欠電壓、失電壓脫扣器用來實(shí)現(xiàn)欠電壓與失電壓保護(hù)；過電流脫扣器用來實(shí)現(xiàn)過電流與短路電流保護(hù)；熱脫扣器用來實(shí)現(xiàn)