重庆大学《机床电气控制》复习资料

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《机床电气控制》复习资料（1）

一、选择题

1．用于接通交流电机三相电的器件是 。

A. 接触器；B. 中间继电器；C.时间继电器。

2．直流电机与交流电机相比具有 等优点。

A. 调速性能好，体积小；B. 调速性能好，体积大；C. 调速性能差，体积小。

3．自动空气开关 功能。

A. 具有短路保护和低电压保护；B. 仅具有短路保护；C. 仅具有低电压保护。 4．电气调速与机械调速相比具有 等优点。

A. 机械结构简单，调速范围广；B. 机械结构复杂，调速范围广；C. 机械结构简单，调速范围窄。 5．在直流电动机控制线路中采用电流截止负反馈 情况下产生的冲击电流。 A. 仅限制起动；B. 仅限制堵转；C. 既可限制起动，又可限制堵转。

6．选择熔断器时应考虑的核心技术参数是 。

A. 熔断器的种类型；B. 熔断器的额定电压；C. 熔断器的额定电流。

7．有转速负反馈的直流电机调速系统的调速范围比开环调速系统的调速范围 。 A. 大；B. 小；C. 相同。

8．可用于改善直流电机调速系统动态特性最好的反馈控制方法是 。

A. 电压负反馈；B. 电流截止负反馈；C. 电压微分负反馈。

9．在变频调速电路的设计中，当要求交流电动机的输出转矩恒定时，应使定子的电压随输入电压的 的关系改变。

A. 频率成正比；B. 频率的平方根成正比；C. 频率的平方成正比。

10．表示电气控制线路的工作原理，以及各电气元件的作用和相互关系的图是 。 A. 电气设备接线图；B. 电气原理图；C. 电气设备安装图。

11．交流电机的星—三角转换起动控制电路的作用是实现 。

A. 降电压起动；B. 升电压起动；C. 增加起动功率。

12．通常要求控制交流电机正、反转的接触器间具有 功能。

A. 联锁；B. 自锁；C. 互锁。

13．可以实现交流电机自动循环控制的元器件是 。

A. 形程开关；B. 自动空气开关；C. 按钮。

14．在采用动合按钮实现长动控制的电路中要求 。

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A. 一个接触器的动合触点与该按钮并联；B. 一个接触器的动断触点与该按钮并联；C. 一个接触器的动合触点

与该按钮串联。

15．能耗制动与反接制动相比具有 的特点。

A. 制动力强、能耗大；B. 制动力弱、能耗大；C. 制动力弱、能耗小。

二、判断题

1、机械调速比电气调速易实现无级调速。 （ ） 2、使多台被控的电机按规定的顺序起动的控制方式为联锁控制。 （ ） 3、三相交流电机的供电电压过低易造成过热烧坏。 （ ） 4、交流接触器的控制线路比直流接触器的控制线路简单。 （ ） 5、长动与点动控制都具有“自锁”功能。 （ ） 6、恒转矩直流电机的输出功率随着转速的增加而减少。 （ ） 7、两个或对以个接触器的线圈可串联使用。 （ ） 8、电机反接制动对传动零部件的冲击作用比能耗制动大。 （ ） 9、电器原理图可以表示各电气元件在控制柜的实际安装位置。 （ ） 10、熔体的耐压值是电路设计时选用熔断器主要依据。 （ ） 11、调速范围是指可调最高速度与最低速度之差。 （ ） 12、空气开关具有短路保护功能，但不具有低电压保护功能。 （ ） 13、开关和按钮为同一种元件的两种不同的叫法。 （ ） 14、热继电器是一种防止因电压过高导致电机烧坏的器件。 （ ） 15、接触器可以单独使用来控制电机的运转。 （ ）

三、简答题

1、什么叫调速范围？调速范围和静差度之间有什么关系？如何扩大调速范围？

2、交流接触器在运行过程中有时线圈断电后衔铁仍掉不下来，电动机不能停车，这时应如何处理？故障在哪里？应如何处理？

3、鼠笼型异步电动机在什么情况下采用降压启动？几种降压启动方法各有何优缺点？ 4、分析机床电气控制系统时通常需要考虑哪些问题？ 5、机床中上常用的调速方法有哪些？各有何特点？

6、试叙“自锁”、“互锁”的含义？并举例说明各自的作用。 7、何谓“长动”和“点动”控制？二者有何区别？

8、举例说明由于自动控制技术的引入给机械设计或制造领域带来了哪些益处？

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9、何谓短路保护？何谓过载保护？二者是否可以互相代替？ 10、绘制电气原理图一般应遵循哪些原则？ 11、选择接触器时通常要考虑哪些因素？

12、既然三相异步电动机主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器？ 13、可用于改善直流电机调速系统动态特性的反馈控制方法有哪些？ 14、机床电器控制线路中常用的保护措施有哪些？ 15、简述机床电气控制系统的发展现状。 四、分析题

分析如下的电路图设计是否合理？如不合理，请予以改正。

SB K K1 KM1 K2 K K K1 K1 K2 K2 KM2 (b)

(a)

SB1 SB2 KM1 KM1 K1 K3 K KT K2 KT (c)

KM2 (d)

K1

SB2 KM SB1 K1 K1 K2 (f)

K KM (e) 五、电路分析题

1．一交流电动机的控制线路图如下图所示，请分析说明该控制线路的工作原理。

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KR u v w u v KM3

KM1 KM2 KM3 3 M 3～

2．某交流电动机的控制线路图如下图所示，图中延时继电器KT的延时时间比KT1和KT2长，请分析说明该控制线路的工作原理。

SB1 SB2 KM1 SB3 KM2 KT KM2 KM3 KM1 KM1 KM3 KM2 KM1 KM2 KM3 KT KR KM3 u v w

KT FU SB1 SB2 KT1 KM1 KM2 KR KM1 KT1 KT2 SB 4 KM1

KM2 SB3 KT2 KM2 KT1 SB2 SB3 K

六、设计题（共18分）

1、设计一台交流异步电动机的控制电路，具体要求是： （1）可实现点动正传、反转控制； （2）可实现长动正传、反转控制；

（3）正转与反转控制电路间应具有互锁功能； （4）电路具有短路和过载保护功能。

KM1 KM2 KT2 KT 3 M 3～ KR K 中国石油大学（华东）现代远程教育

2、设计两台异步电动机的控制电路，具体要求是： （1） 两台电机能不相互影响地独立操作起动和停车； （2） 能同时控制两台电动机的起动与停止；

（3） 当一台电动机发生过载时，两台电动机同时停车。

3、设计一个控制电路来控制二台电动机，要求第一台电动机起动一段时间后，第二台电动机自动起动；再运行一段时间后，两台电动机全部停止运转；要求该电路还具有短路和过载保护功能。

《机床电气控制》复习资料（2）

一、判断题（每小题1分，共20分）

1、电压继电器有过电压和欠电压两种。一般都采用电磁式，与电流继电器不同之处在于，电压继电器的线圈匝数多且线径小。 （ ）

2、三相异步电动机定子绕组的磁极数越多，则其对应的转矩就越大。 （ ） 3、根据生产机械的需要选择电动机时，应犹先选用三相笼型异步电动机。 （ ） 4、变阻调速适合于绕线转子异步电动机。 （ ）

5、一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电动机转向也一定改变。 （ ） 6、他励直流电动机减压或串电阻调速时，最大净差率数值越大，调速范围也越大。 （ ） 7、三相异步电动机的最大电磁转矩Ｔm的大小与转子电阻r2阻值无关。 （ ） 8、变频调速适合于笼型异步电动机。 （ ） 9、改变转差率调速只适合于绕线转子异步电动机。 （ ）

10、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。 （ ）

11、桥式起重机下放重物时，电动机产生的电磁转矩和重物力矩方向相反，当电动机串入电阻越多时，重物下降速度越慢。

（ ）

12、采用星一三角减压起动时，起动电流和起动转矩都减小为直接起动时的1/3倍。 （ ） 13、三相异步电动机在运行中若一相断路，则电动机停止运行。（ ）

14、接触器一般只能对电压的变化作出反应，继电器可以在相应的各种电量或非电量作用下动作。 （ ） 15、主令电器主要用来接通和分断主电路。 （ ）

16、PLC基本都有模拟量处理功能，通过模拟量1/0模块可对温度、压力、速度、流量等连续变化的模拟量进行控制，编程非常方便。

（ ）

17、PLC的档次越高，所用的CPU的位数也越多，运算速度也越快，功能越强。 （ ）

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18、PLC配有用户存储器和系统存储器两种存储器，前者存放系统程序，后者用来存放用户编制的控制程序。常用类型有ROM RAM、EPROM

和EEPROM。 （ ）

19、PLC的输出形式是继电器接点输出。 （ ） 20、PLC采用循环扫描工作方式。 （ ）

二、选择题。（每小题1分，共20分）

1、已知某台电动机电磁功率为9km，转速为n=900r/min,则其电磁转矩为（ ）N·m。 A.10 B.30 C.100 D.300/π

2、一台直流电动机需进行转速的调节，为了得到较好的稳定性，应采用（ ）。 A.电枢回路串电阻 B.改变电压 C.减弱磁通 3、他励直流电动机的转速为（ ），发生回馈制动。 A.n:no B.n＜no C.n＞no

4、他励直流电动机采用电枢回路串电阻调速时，其机械特性斜率（ ）。 A.增大 B.减小 C.不变

5、直流电动机串电阻的人为机械特性和固有机械特性相比（ ）。 A.软 B.相同 C.硬

6、他励直流电动机的人为机械特性与固有机械特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性一定是（ ）。 A.串电阻的人为特性能 B.降电压的人为特性 C.弱磁的人为特性

7、直流电动机带负载后，气隙中的磁场是由（ ）。 A.励磁磁场 B.电枢磁场 C.励磁磁场和电枢磁场共同作用 8、三相异步电动机的额定功率是指（ ）。 A.输入的视在功率 B.输入的有功功率 C.产生的电磁功率 D.输出的机械功率 9、三相异步电动机增加转子电阻时，其最大转矩（ ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.不一定 10、交流调速控制的发展方向是（ ）。

A.变频调速 B.交流晶闸管调速 C.电抗器调速

11、三相异步电动机在适当范围内增加转子电阻时，其最大转矩（ ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.不一定

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12、一台三相异步电动机拖动额定负载转矩起动时，若电源电压下降了15%，这时电动机的电磁转矩（ ）。 A.Tem=TN B.Tem=0.7225 TN C.Tem=0.85 TN D.Tem=0.75 TN

13、三相异步电动机空载时气隙磁通的大小主要取决于（ ）。 A.电源电压 B.气隙大小 C.定转子铁心材质 D.定子绕组的漏阻抗

14、三相异步电动机的最大电磁转矩Tm大小与转子（ ）的值无关。 A.电压 B.电流 C.电阻

15、对于同一台三相反应式步进电动机，频率特性最差的是（ ）。 A.单三拍控制方式B.六拍控制方式C.双三拍控制方式 16、三相异步电动机空载运行时，其转差率为（ ）。 A.S=0 B.S=0.004～0.007 C.S=0. 1～0. 7 D.S=1

17、在大修后，若将摇臂升降电动机的三相电源相序反接了，则（ ），采取换相方法可以解决。 A.电动机不转动 B.使上升和下降颠倒C.会发生短路 18、桥式起重机多采用（ ）拖动。

A.直流电动机 B.三相笼型异步电动机 C.三相绕线转子异步电动机 D.控制电机 19、双速电动机属于（ ）调速方法。

A.变频 B.改变转差率 C.改变磁极对数 D.降低电压

20、X62W型万能铣床的工作台前后进给正常、但左右不能进给，其故障范围是（ ）。

A.主电路正常、控制电路故障 B.控制电路正常、主电路故障 C.主电路、控制电路均有故障 D.主电路、控制电路以外的故障

三、填空题（每空0.5分，共20分）

1、直流伺服电动机，通常用在功率 的系统中，其输出功率均为 。它的基本结构和工作原理与普通 电动机相同，不同点只是它做得要 一些，以满足快速响应的要求。

2、自整角机是自动控制系统中的 元件。利用两台或多台自整角机在电路上的联系，将转轴上转角变换为 ，或将电信号变换为转轴的转角，可使相隔一定距离且机械上互不相连的两根或多根转轴保持 或产生相同的 ，以实现角度的传输、变换和接收。

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3、自动空气开关又称自动空气 ，它不但能够用于不频繁的接通和 电路，而且当电路发生过载、 、或失压等故障时，能够自动切断电路，有效的 串接在它后面的电气设备。

4、时间继电器是一种利用电磁原理工科或者机械动作原理实现触头延时 和延时 的自动控制电器。按照其不同的动作原理和结构特点，可以分为电磁式、 、电动式和 等类型。

5、速度继电器主要用于鼠笼式异步电动机的 控制，所以又称为 。它主要由定子、 和 三个部分组成。

6、原理图一般分为主电路和辅助电路两部分：主电路就是从电源到 的大电流通过的路径。辅助电路包括控制回路、照明电路，信号电路及 等，由继电器的线圈和 ，接触器的线圈和辅助触头、 、照明灯、信号灯、控制变压器等电气元件组成。 7、通讯网络化是PLC系统的发展趋势，目前，几乎所有的PLC都具有 功能。上位计算机与 PLC与 之间都可以进行通讯，它可广泛用于功能强、 的分散控制系统。

8、虽然各种PLC的组成各不相同，但是在结构上是基本相同的，一般由 模块、 模块、输出模块和其他可选部件（或扩展单元）组成。其他的可选部件包括 、 、扩展1/0模块， 和扩展接口等。

9、PLC执行程序的过程分为三个阶段，即 阶段、 阶段、输出刷新（输出处理）阶段。 10、我们在进行PLC控制系统的设计时，首先应熟悉控制对象的 条件、确定控制范围；然后根据被控制对象对

要求选择合适的PLC，并进行输入输出设备，选择及PLC的输入输出点 ，画出电气接线图；分配好了输入输出点后就可进行程序 和程序调试；最后编写好技术文件。

四、分析计算设计综合题（每小题4分，共40分）

1、某四极三相异步电动机的额定功率为30kw，额定电压为380v，三角形接法，频率为50H2。在额定负载下运行时，其转差率为0.02，效率为90%，线电流为57.5A，试求：①转子旋转磁场对转子的转速；②额定转矩；③电动机的功率因数。

（4） 上题中电动机的Tst/ TN =1.2,1st/1N=7,试求：①用Y-△换接启动时的启动电流和启动转矩；②当负载转矩为额定转矩的60%和25%时，电动机能否启动？

3、一台直流他励电动机，其额定数据如下：PN=2.2kw,UN=Uf=110v,nN=1500r/min,ηN=0.8，Ra=0.4Ω，Rf=82.7Ω. 试求：①额定电枢电流IaN; ②额定励磁电流IfN； ③励磁功率Pf； ④额定转矩TN； ⑤额定电流时的反电势； ⑥直接启动时的启动电流；

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⑦如果要使启动电流不超过额电流的2倍，求启动电阻为多少欧？此时启动转矩又为多少？ B.

5、某直流测速发电机，在转速3000r/min时，空载输出电压为52V；接上2000Ω的负载电阻后，输出电压为50V。试求当转速为1500r/min，负载电阻为5000Ω时的输出电压。

以三相反应式步进电动机为例，通常采用哪几种通电方式？各种通电方式的特点是什么？

6、过电流继电器与热继电器有何区别？各有什么用途？

7.试设计某机床主轴电动机控制线路图。

要求：①可正反转，且可反接制动； ②正转可点动，可在两处控制启停； ③有短路和过载保护；

④有安全工作照明及电源信号灯。

8、写出下图所示梯形图的指令表程序。

9、画出下面指令表对应的梯形图程序。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

10、使用PLC完成自动台车的控制。

要求：按下启动按钮SB1后，台车电机正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，台车电机反转，台车后退；台画后退碰到限位开关SQ2后，台车电机停转，停5s后，台车第二次前进，碰到限位开关SQ3后，再次后退；当后退再次碰到限位开关SQ2时，台车停止。

LD SET LD RST LD SET LD RST LD SET

X0 Y0 X1 Y0 X2 M0 X3 M0 X4 S0

11 12 13 14 15 16 17 18 19

LD RST LD RST LD OUT SP LD RST

X5 S0 X6 D0 X0 T240 K5 X7 T240

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《机床电气控制》复习资料（3）

一．单项选择题

1、下列关于世界第一台数控机床的描述正确的是（ A ）

A）它是一台3坐标数控机床

B) 1946年在美国研制成功

C) 用它来加工直升机叶片

D) 它用晶闸管--直流电动机驱动

2、数控机床半闭环控制系统的特点是（ A ）

A) 调试与维修方便、精度高、稳定性好 B) 结构简单、维修方便、精度不高 C) 结构简单、价格低廉、精度差 D)

调试较困难、精度很高

3、低压断路器即低压自动开关相当于（ A ）的组合

A) 刀开关、熔断器、热继电器、欠电压继电器 B) 刀开关、熔断器、热继电器、启动器 C) 刀开关、熔断器、热继电器、压力继电器 D)

刀开关、熔断器、热继电器、操作手柄

4、交流接触器常用于远距离接通和分断（ A ）的电路

A） 电压至1140V、电流至630A B） 电压至380V、电流至630A C） 电压至1140V、电流至1000A D） 电压至380V、电流至1000A

5、热继电器是一种利用以下什么原理（ A ）进行工作的保护电器

A） 电流的热效应原理 B） 监测导体发热 C） 监测线圈温度 D）

测量红外线

6、数控系统的性能很大程度上取决与（ C ）的性能

A） 计算机运算 B） 位置检测系统 C） 伺服系统 D）

机械结构

7、数控机床主轴用三相交流电动机驱动时采用（ A ）方式最佳。C. 调频和调压 D. 变级和调压 E. 调频和变级 F.

调频

8、数控机床进给伺服系统的负载不大，加工精度不高时，可采用（（5） 全闭环 （6） 开环 （7） 半闭环

9、使用闭环测量与反馈装置的作用是为了什么（ C ）。

A） 提高机床加工的安全性 B）

提高机床的使用寿命

B）控制。

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C）

二、填空题

提高机床的定位精度 、加工精度

1、数控机床电器控制系统由 数控装置 、进给伺服系统、主轴伺服系统 、机床强电控制系统（包括可编程控制器 和 接触器 ）等组成。 2、数控机床低压电器包括

控制电器 、保护电器 、执行电器。

、

继电器 、

3、低压电器通常工作的交流额定电压是1200V、额定直流电压 1500V，在电路中起的作用分别是：保护

、转换

和

通断 。

控制 、调节

4、数控机床控制应用的接触器可分为 直流 接触器和 交流 接触器。 5、常见的电气控制系统图有：电气原理图、电器布置图、执行电器 。 三、判断题

1、自动开关的通断能力是指在一定的实验条件下，能够接通和分段预期电流值（ √ ） 2、全闭环伺服所用位置检测元件是光电脉冲编码器。（ × ） 3、数控装置是数控机床电气控制系统的控制中心。（

√ ）

4、目前，交流私服驱动系统已完全取代直流伺服驱动系统。（ × ） 5、步进电机驱动电路是直流稳压电源。（ × ）

6、数控机床的电气控制系统由驱动电路和伺服电动机两部分组成。（ × 7、梯形图不是数控加工编程语言。（ √

）

）

8、数控机床电气控制系统的发展与数控系统、伺服系统、可编程序控制器发展密切相关（√） 9、可编程控制器都是模块式结构。（ ×

）

10、数控机床具有柔性，只需更换程序，就可以适应不同品种及规格零件的自动加工。（√ ） 四、简答题

1、 为何用热继电器进行过载保护？

在实际运行中短暂的过载是允许的，但当电机长时间过载，电机速度下降，电流增加可能超过电机的额定值，绕组线圈发热量增加可能烧毁电机（典型的情况是电机堵转时），使用热继电器在电机过载时自动切断电路。

2、 请写出低压电器有哪几种分类？

低压配电电器； 低压控制电器； 低压保护电器； 低压主令电器； 低压执行电器。

3、写出至少五种常用的低压电器的文字符号，并画出相应的图形符号。

时间继电器 KT；热继电器 FR；行程开关 SQ； 接触器 KM；熔断器 FU；刀开关 QS；按钮开关 SB

等等（任意五种均可不一一列出） 4请简要回答三相交流电机的主要起动方式？

直接启动；定子绕组串电阻降压启动；星形三角形降压启动 五、分析题

试分析（图一）所以点动/连动控制线路图。（注：图中SA为旋钮开关，闭合和断开SA可以实现点动和连动的切换。FR为热继电器。提示SB2按钮在这里既是点动控制按钮，也是连动起动按钮）。

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点动：按下SB2按钮接触器KM线圈得电，接触器主触点吸合，电机得电动作。松开SB2按钮按钮，接触器线圈失电，KM主触点断开，电机停止。

连动：闭合选择开关SA，按下SB2按钮接触器KM线圈得电，接触器主触点和辅助触点均吸合，电机得电动作的同时由于辅助触点也闭合行程自锁回路，此时松开SB2电机依然正常运转，实现连动；按下SB1按钮接触器断电，使KM主触点和辅助触点断开，电机停机。

FUFRSB1SB2KMSAKMFU

图一

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