电气控制与plc应用技术课后答案(全)

1.1、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：电磁机构使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线称作吸力特性；电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙长度的关系曲线称作反力特性。

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。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。

1.3、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：在工作中会出现衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散得到现象。

原因是：电磁机构在工作中，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。

1.5、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：接触器的作用是控制电动机的启停、正反转、制动和调速等。 交流接触器的铁芯用硅钢片叠铆而成，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。

直流接触器的铁芯通常使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。 1.8、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，可以实现三相电动机的过载保护。

三角形接法的电动机必须用带断相保护的三相式热继电器；Y形接法的电动机可用不带断相保护的三相式热继电器。

1.9、说明热继电器和熔断器保护功能的不同之处。

答：热继电器在电路中起过载保护的作用，它利用的是双金属片的热膨胀原理，并且它的动作有一定的延迟性；熔断器在电路中起短路保护的作用，它利用的是熔丝的热熔断原理，它的动作具有瞬时性。

1.11、中间继电器与接触器有何异同？

答：相同点：输入信号都是电压；都是利用电磁机构的工作原理。

不同点：中间继电器用于小电流控制电路中，起信号传递、放大、翻转和分路等作用，主要用于扩展触点数量，实现逻辑控制；

接触器用于频繁远距离接通或分断电动机主电路或其他负载电路，是执行电器，分主、辅助触点，大多有灭弧装置

第二章作业参考答案

2.1、三相笼型异步电动机在什么条件下可直接启动？试设计带有短路、过载、失压保护的三相笼型异步电动机直接启动的主电路和控制电路，对所设计的电路进行简要说明，并指出哪些元器件在电路中完成了哪些保护功能？

答：小容量的三相笼型异步电动机（10kW）可以采用直接启动。在该电路中，闭合自动开关QA0，按下启动

按钮SF2，接触器接触器KM线圈通电，其常开主

触点闭合，电动机接通电源开始全压启动，同时接触器KM的辅助常开触点闭合，使接触器KM线圈有两条通电路径。这样当松开启动按钮SB2后，接触器KM线圈仍能通过其辅助触点通电并保持吸合状态。按停止按钮SB1，接触器KM线圈失电，则其主触点断开。切断电动机三相电源，电动机M自动停车，同时接触器KM自锁触点也断开，控制回路解除自锁。松开停止按钮SB1，控制电路又

回到启动前的状态。其中，起短路保护作用的是熔断器FA；起过载 保护作用的是热继电器BB；起失压和欠压保护作用的是接触器 KM。

2.2、某三相笼型异步电动机单向运转，要求启动电流不能过大，制动时要快速停车。试设计主电路和控制电路，并要求有必要的保护。 答：

2.3

2.4、星形-三角形降压启动方法有什么特点并说明其适合场合？ 答：特点：星形启动电流降为原来三角形接法直接启动时的1/3，启动电流约为电动机额定电流的2倍左右，启动电流特性好、结构简单、价格低，但是启动转矩也相应降为原来三角形直接启动时的1/3，转矩特性差。

适合场合：电动机空载或轻载启动的场合。

2.6、三相笼型异步电动机有哪几种电气制动方式？各有什么特点和适合场合？

答：1）反接制动，特点是制动迅速、效果好，但冲击大，通常仅适用于10kW以下的小容量电动机。

2）能耗制动，特点是能耗制动比反接制动消耗的能量少，其制动电流也比反接制动电流小得多，但能耗制动不及反接制动明显，且需要一个直流电源，控制线路相对比较复杂。适用于电动机容量较大和启动、制动频繁的场合。

2.7、三相笼型异步电动机的调速方法有哪几种？

答：改变极对数p的变极调速、改变转差率s的降压调速和改变电动机供电电源频率f1的变频调速。

2.11、某机床主轴由一台三相笼型异步电动机拖动，润滑油泵由另一台三相笼型异步电动机拖动，均采用直接启动，工艺要求有; （1）主轴必须在润滑油泵启动后，才能启动；

（2）主轴为正向运转，为调试方便，要求能正、反向点动； （3）主轴停止后，才允许润滑油泵停止；；

（4）具有必要的电气保护。

按动SF1使QA2得电自锁，则润滑油泵MA2启动，再按动SF2，可使QA1得电自锁，主轴电动机MA1正向启动。按SF3可使QA1得电，即主轴电动机MA1正向点动；按SF4可使QA3得电，即主轴电动机MA1反向点动。当润滑油泵要停转时，必须先使主轴电动机先停止，即QA1常开断开，再按动SF6。

11、试设计一个照明灯的控制程序。当接在I0.0上的声控开关感应到声音信号后，接在Q0.0上的照明灯可发光30S。如果在这段时间内声控开关又感应到声音信号，则时间间隔从头开始。这样可确保最后一次感应到声音信号后，灯光可维持30S的照明。

12、试设计有一个抢答器电路程序。出题人提出问题，3个答题人按动按钮，仅仅是最早按的人面前的信号的亮。然后出题人按动复位按钮后，引出下一个问题。

13、用简单设计法设计一个对锅炉鼓风机和引风机控制的梯形图程序。控制要求：

（1）开机前首先启动引风机，10S后自动启动鼓风机；

（2）停止时，立即关断鼓风机，经20S后自动关断引风机。

第七章作业参考答案

5、用功能图方法完成第5章5.5.2节应用举例中【例5-2】的编程。要求画出功能图、梯形图。设计完成后，试分析两种编程方法在设计顺序控制逻辑程序时不同之处。

（2）梯形图

两种编程方法在设计顺序控制逻辑程序时不同之处：

运用简单设计法时，主要凭设计者的经验来完成，通过理清控制的逻辑关系，写出

逻辑函数，然后用梯形图的形式直接画出控制程序。其控制程序看起来比较简单，但

可读性不高，不适合初学者使用。而运用功能图的方法来设计顺序控制逻辑程序时，只要分析清楚控制要求，按照

一个步骤一个状态，很容易就可以画出功能图，然后再转换成相应的顺序控制梯形图。

其功能图比较容易设计，且可读性强，不过转换成梯形图的过程比较繁琐。

6、图6-19（a）为人行道和马路的信号灯系统。当人过马路时，可按下分别安装在马路两侧的按钮I0.0或I0.1，则交通灯（红灯、黄灯、绿灯三种类型）系统按图6-19（b）中形式工作。在工作期间，任何按钮按下都不起作用。

试设计该控制系统的功能图，并画出梯形图，写出语句表。

I/O分配表

I0.0、I0.1 按钮 Q0.0 马路绿灯 Q0.1 马路黄灯 Q0.2 马路红灯 Q0.3 人行道红灯 Q0.4 人行道绿灯

2-12：试分析图2-13b所示的电路中，当时间继电器KT延时时间太短或延时闭合与延时断开的触点接反，电路将出现什么现象？ 1、定时时间太短，不能实现完全降压启动。

2、如果通电延迟定时器的通电延时闭合与通电延时断开触点接反；电动机三角形启动，工作时按星形连接。

2-13两台三相笼型异步电动机M1、M2，要求M1先起动，在M1起动15S后才可以起动M2；停止时，M1、M2同时停止，试画出其电气原理图。

2-14、两台三相笼型异步电动机M1、M2，要求即可实现M1、M2分别启动和停止，又可实现两台电动机的同时停止。试画出其电气原理图。

2-15、三台电动机MAl、MA2，MA3，要求按起动按钮SB1时，按下列顺序起动：MAl→MA2→MA3。当停止时，按起动停止SB2时，则按照相反的顺序停止，即MA3→MA2→MA1。起动和停止的时间间隔均为10S。试画出其电气原理图。 2、题目分解：

该系统要使用三个交流接触器QA1、QA2、QA3来控制三台电动机启停。

有一个启动按钮SF1和一个停止按钮SF2，另外要用四个时间继电器

KF1、KF2、KF3和KF4。其定时值依次为T1、T2、T3和T4。工作顺序如图2-34所示。

图2–34、三台电动机工作顺序

3、解题分析 1）、从图2-34中可以看出：

MAl的启动信号为SF1，停止信号为KF4计时到；

MA2的启动信号为KF1计时到，停止信号为KF3计时到； MA3的启动信号为KF2计时到，停止信号为SF2。

在设计时，考虑到启/停信号要用短信号，所以要注意对定时器及时复位。 2）、该电气控制系统的主电路如图2-35(a)所示。

图2 -35（a）三台电动机顺序启/停控制电路主电路

3）、该系统的电气控制线路原理图如图2-35(b)所示。

三台电动机顺序启/停控制电路

图2-35(b)中的KF1，KF2线圈上方串联了接触器QA2和QA3的常闭触点，这是为了得到启动短信号而采取的措施；

KF2、KF1线圈上的常闭触点KF3和KF4的作用是为了防止QA3和QA2断电后，KF2和KF1的线圈重新得电而采取的措施。因为若T2

设计中的难点是找出KF3，KF4开始工作的条件，以及KF1、KF2的逻辑。

本例中没有考虑时间继电器触点的数量是否够用的问题，实际选型时必须考虑这一点。

BB1~BB3分别为三台电动机的热继电器常闭触点，它是为了防止过载而采取的措施。若对过载没有太多要求，则可把它们去掉。 2-16、某台水泵由一台电动机拖动，按下列要求设计电气控制电路； 1）、采用Y-△减压起动。2）、三处控制电动机的起动和停止。 3）、有短路、过载和欠压保护。

2-17、某机床有主轴电动机M1，液压泵电动机M2，均采用直接起动。生产工艺要求：主轴电动机M1必须在液压泵电动机M2起动后方可起动；主轴电动机M1要求正、反转，但为测量方便，要求能实现正、反点动；主轴电动机M1停止后，才允许液压泵电动机M2停止；电路要求有短路、过载、失压保护。试设计电气控制线路。 解：

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