现代电气控制及PLC应用技术习题3王永华.doc

现代电气控制及PLC应用技术习题（第2版） 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。 1-8、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? 答：短路环的作用是把铁芯中的磁通分为两部分，即不穿过短路环的Φ1和穿过短路环的Φ2，Φ2为原磁通与短路环中感生电流产生的磁通的叠加，且相位上也滞后Φ1，电磁机构的吸力F为它们产生的吸力F1、F2的合力。此合力始终大于反力，所以衔铁的振动和噪声就消除了。 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，此外还有涡流存在。 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