电气控制技术及应用习题库 - 图文

电气控制技术及应用习题库

一、常用低压电器

1. 什么是低压电器？常用的低压电器有哪些？

答：低压电器通常是指工作在交流电压1200 v或直流电压1500 v及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品，例如接触器、继电器等。 2. 交流电磁线圈能否接入直流电源，为什么？

答：交流线圈接入直流电相当于短路。这是因为交流在工作时的电阻不光是线圈材质本身的电阻（占阻抗的一小部分），还有其交变电势产生的电阻（大部分），而此电阻在直流回路中就不存在了。因为直流不存在交变。所以此时线圈的电阻是很小的。会很快烧坏的。如果必须接入，则需降低电压，保证电流达到吸合电流即可。

3. 简述交流接触器的工作原理。

答：线圈通以交流电→线圈电流建立磁场→静铁心产生电磁吸力→吸合衔铁→带动触头动作→常闭触头断开，常开触头闭合；

线圈断电→电磁力消失→反作用弹簧使衔铁释放→各触头复位。

4. 交流接触器主要由哪几部分组成？

答：1.电磁机构：线圈、动铁心（衔铁）、静铁心；2.触头系统：主触头、辅助触头；3.灭弧装置；4.其他部件：反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构等

5. 交流接触器在动作时，常开和常闭触头的动作顺序是怎样的？

答：对于交流接触器的触头系统而言，所谓“常开”、“常闭”是指电磁系统未通电时触头的状态。二者是联动的，当线圈通电时，常闭触头先断开，常开触头后闭合；线圈断电时，常开触头先断开，常闭触头后闭合。 6. 简述热继电器的选用方法。

答：整定电流高于设备额定电流的1.1~1.15倍。

选择热继电器作为电动机的过载保护时，应使选择的热继电器的安秒特性位于电动机的过载特性之下，并尽可能接近，甚至重合，以充分发挥电动机的能力，同时使电动机在短时过载和启动瞬间（4~7IN电动机）时不受影响。 7. 说明触头分断时电弧产生的原因及常用的灭弧方法。

答：电路中，控制开关都是与用电设备串联使用的，他们遵守电路的分压定律，开关闭合时，开关的接触电阻很小，接近于零，电路电压几乎全部加在用电设备上，当开关打开时，触头间电阻增大，此时用电设备的电压很小了。电路电压加在开关触头间，（如果是感性负载，同时会产生一个感应电动势，也加在触头间）当这个电压超过空气的电离电压时，就会将空气电离，使空气变成离子，同时产生发光发热现象。 常用的灭弧方法如下: (1)快速拉长电弧：电弧的燃烧需要有一定的电弧电压来维持，加快触头分断速度，将电弧快速拉长，会降低触头间的电场强度，使电弧电压不足以维持电弧的燃烧从而会使电弧熄灭。 (2)冷却：使电弧与冷却介质接触，带走电弧热量.从而使离子运动速度减慢.又使离子的复合速度加快，使电弧熄灭。

(3)窄缝灭弧：将电弧挤人窄缝，使电弧与固体介质接触以加强扩散和冷却，减小

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离子的运动速度.加快离子复合速度，使电弧熄灭。

(4)短弧灭弧：将长电弧分割成几段，增加维持电弧燃烧所需要的电压要求，而且增大了散热面积.使触头间电压不足以击穿各段的所有气隙，短电弧同时熄灭，不再重燃。

什么是时间继电器？它有哪些用途？

答：时间继电器是一种接收信号后，经过一定的延时后才能输出信号，实现触头延时接通或断开的继电器，称为时间继电器。

时间继电器可分为通电延时型和断电延时型两种类型。从动作的原理上有电子式、机械式等。电子式的是采用电容充放电再配合电子元件的原理来实现延时动作。机械式的样式较多，有利用气囊、弹簧的气囊式。用于精确的控制某个机械设备或者元器件产品。 简述热继电器的主要结构。

答：热继电器主要由热元件、双金属片和触点组成。热元件由发热电阻丝做成； 双金属片由两种热膨胀系数不同的金属辗压而成。当双金属片受热时，会出现弯曲变形。使用时，把热元件串接于电动机的主电路中，而常闭触点串接于电动机的控制电路中。

电磁式低压电器由哪几部分组成？说明各部分的作用。 答：1.电磁机构

线圈——通电生磁 铁芯——扩大磁力

衔铁——连接触点，视磁力情况带动触点动作 2.触点系统

3.灭弧装置（继电器没有）

中间继电器的作用是什么？它和交流接触器有何异同？

答：中间继电器是用于控制回路中接触器辅助触点不够使用时或切换用，一般工作在5安以下小电流回路，接触器是工作在主电路上，直接带动电机等大负载。 电动机的起动电流很大，当电动机起动时，热继电器是否会动作？为什么？

答：不会动作。由于热继电器主双金属片受热膨胀的热惯性及动作机构传递信号的惰性原因，热继电器从电动机过载到触头动作需要一定时间，即使电动机严重过载也不会瞬时动作，因此电动机启动电流很大时启动不会动作。 速度继电器有哪些用途？

答：它主要用作鼠笼式异步电动机的反接制动控制中，故也称为反接制动继电器。 如何正确选用按钮？

答：选择颜色有红、绿、黑、黄、白、蓝等。

起动按钮的按钮帽采用绿色，停止按钮的按钮帽采用红色。 组合开关有哪些特点？它的用途是什么？

答：组合开关由多对动触头、静触头和方形转轴、手柄、定位机构和外壳组成。动、静触头分别叠装在多层绝缘壳内。它的动触头套装在有手柄的绝缘转动轴上，转动手柄就可改变触片的通断位置，以达到接通或断开电路的目的。

组合开关实际上是一种转换开关。在机床电气设备中用作电源引入开关，可实现多组触头组合，用于三相异步电动机非频繁正、反转。 熔断器为什么一般不能作过载保护？

答：熔断器使用时串联在被保护的电路中，当电路发生故障，通过熔断器的电流达到或超过某一规定值时，以其自身产生的热量使熔体熔断，从而分断电路，起

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到保护作用。熔体的熔断时间随着电流的增大而减小，即熔体通过的电流越大，其熔断时间越短。熔体对过载反应是很不灵敏的，当电器设备发生轻度过载时，熔体将持续很长时间才熔断，有时甚至不熔断。因此，除在照明电路中外，熔断器一般不宜作为过载保护，主要用作短路保护

低压断路器可以起到哪些保护作用？说明其工作原理。

答：1.过载：当过载时发热元件使双金属片弯曲，使锁扣瞬时针转动，由牵引杆顶开锁扣，断路器在操动弹簧的作用下，使断路器动触头与静触头分开。

2.欠压\\失压：当电源电压较低或失去电压时，欠压顶开锁扣，断路器在操动弹簧的作用下，使断路器动触头与静触头分开。

3.短路保护：电磁脱扣机构，在电磁作用下动作,顶开锁扣，断路器在操动弹簧的作用下，使断路器动触头与静触头分开。

在电动机控制回路中，热继电器和熔断器各起什么作用？两者能否互相替换？为什么？

答：不能

熔断器类似常说的保险丝。 热继电器是控制回路中用的，用来控制主回路的电流，一般和接触器一起使用。当主电路过载时，热继电器中的热元件就断开控制回路，与其连接的接触器的线圈失电，使主电路断开。起到保护作用，一般是用弱电控制强电。

两者作用相似。一般主电路中两者都有，熔断器的额定电流要比热继电器的大 主令电器的作用是什么？常用的主令电器有哪几种类型？

答：主令电器主要用来切换控制电路，在自动控制系统中专用于发布控制指令。

按其作用可分为按钮开关、行程开关、万能转换开关等。 低压断路器具有哪些脱扣机构？试分别说明其功能。

答：断路器的脱扣器形式有：欠压脱扣器、热脱扣器、过电流脱扣器等。

欠电压脱扣器的线圈和电源并联，当电路电压正常时，欠电压脱扣器产生的电磁力克服弹簧的拉力而将衔铁吸合，当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放，磁吸力小于弹簧的拉力，衔铁被弹簧拉开，顶开自由脱扣机构，使触头断开，将电路分断。

当电路发生短路或严重过载时，过载电流通过热脱扣器的发热元件使双金属片热弯曲，顶开自由脱扣机构，断开主触头电路，从而起到短路或严重过载护的作用。

过电流脱扣器的线圈和主电路串联，当电路作正常时，过电流脱扣器产生的电磁吸力不能将衔铁吸合，只有当电路发生短路或产生大的过电流时，其电磁吸力才能将衔铁吸合，顶开自由脱扣机构，使主头断开，从而将电路分断。 行程开关的触头动作方式有哪几种？各有什么特点？ 答：行程开关的触头动作方式有蠕动型和瞬动型两种。

蠕动型的触头结构与按钮相似，这种行程开关的结构简单价格便宜，但触头的分台速度取诀于生产机械挡铁的移动速度，易产生电弧灼伤触头，减少触头的使用寿命，也影响动作的可靠性及行程的控制精度。 瞬动型触头具有快速换接动作机构，触头的动作速度与挡铁的移动速度无关，性能优于蠕动型。

按钮和行程开关的作用分别是什么？如何确定按钮的结构形式？

答：按钮开关通常用作短时接通或断开小电流控制电路的开关，用于控制电路中发出起动或停止等指令，通过接触器、继电器等控制电器接通或断开主电路。

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行程开关又称限位开关，是根据运动部件位置而切换电路的自动控制电器。动作时，由挡块与行程开关的滚轮相碰撞，使触头接通或断开用来控制运动部件的运动方向、行程大小或位置保护。

按结构形式分类：(1)旋钮式用手动旋钮进行操作。

(2)指示灯式按钮内装入信号灯显示信号。 (3)紧急式装有蘑菇形钮帽，以示紧急动作。 在使用和安装刀开关时，应注意些什么？

答：(1)刀开关应垂直安装，手柄应向上合闸，即支座接电源引线并位于上方。若支座位于下方，则当刀开关断开时，如果支座松动，闸刀在受到推动或其自重作用下易向下掉落而引起误合闸，引发事故。

(2)刀开关作为隔离开关使用时，合闸顺序是先合上刀开关，再合上其他用以控制负载带灭弧的开关;分闸顺序则相反。

(3)无灭弧罩的刀开关一般不允许分断负载，否则很有可能导致稳定持续燃弧，使刀开关寿命缩短，严重的还会造成电源短路、开关烧坏等现象。

(4)刀开关在合闸时，应保证三相同时合闸，而且接触良好;如接触不良，常会造成断路，若负载是三相异步电动机，还会发生电动机缺相运行。 组合开关与万能转换开关的结构有何异同？各有什么用途？

答：组合开关也是一种刀开关，不过它的刀片是转动的，操作比较轻巧，它的动触头和静触头装在封闭的绝缘件内，采用叠装式结构；可以用作不频繁地接通、分断及转换交、直流电阻性负载，而且降低容量使用时可直接起动和分断运转中的小型异步电动机。

万能转化开关是一种多档位、多段式、控制多回路的主令电器；一般用于交流500V、直流440V、约定发热电流20A以下的电路中。

笼型交流异步电动机的过载和短路保护使用过流继电器吗？为什么？

答：笼型交流异步电动机，容量较大，又带有易于使电机过载的负荷，其过载和短路保护可以使用反比延时过流继电器；

容量较小，一般负载，其过载和短路保护可以使用较简单的过热继电器。 中间继电器与交流接触器有什么差异？在什么条件下中间继电器也可以用来起动电动机？

答：中间继电器用于继电保护与自动控制系统中，以增加触点的数量及容量。 它用于在控制电路中传递中间信号。中间继电器的结构和原理与交流接触器基本相同，与接触器的主要区别在于：接触器的主触头可以通过大电流，而中间继电器的触头只能通过小电流。所以，它只能用于控制电路中。 它一般是没有主触点的，因为过载能力比较小。所以它用的全部都是辅助触头，数量比较多。新国标对中间继电器的定义是K，老国标是KA。在不超过几安电流设备中可以代替接触器启动电动机，但是那样的电动机是很小的，所以一般不能代替交流接触器的。 比较电磁式时间继电器、空气阻尼式时间继电器、电动式时间继电器和电子式时间继电器的优缺点及其应用场合。

答： 1、电磁式时间继电器延时时间短（0.3~1.6s），但它结构比较简单，通常用在断电延时场合和直流电路中。

2、空气阻尼式时间继电器又称为气囊式时间继电器，它是根据空气压缩产生的阻力来进行延时的，其结构简单，价格便宜，延时范围大（0.4~180s），但延时精确度低。

3、电动式时间继电器的原理与钟表类似，它是由内部电动机带动减速齿轮转

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动而获得延时的。这种继电器延时精度高，延时范围宽（0.4~72h），但结构比较复杂，价格很贵。

4、晶体管式时间继电器又称为电子式时间继电器，它是利用延时电路来进行延时的。这种继电器精度高，体积小。

单相交流电磁铁的铁心上为什么装有短路环？三相交流电磁铁的铁心上是否也要装短路环？为什么？

答：交流接触器线圈通过的是交变电流，电流正负半波要经过零点（50Hz即电流每秒50个周波，就有100个过零点），在电流过零点时线圈电磁吸力接近于零，如此动铁芯会与静铁芯发生振动和噪声。在铁心端面上开槽安放短路环后，交变的磁通使得短路环产生同频交变感应电流，该电流使短路环内产生与铁心磁通变化相反的逆磁通。如此在铁心端面上，短路环内的磁通与环外磁通在时间上错开，避免了吸力过零产生噪声和振动现象。

单相交流电电磁铁短路环脱落后会加大电磁铁吸合后的噪音，因为短路环可以起到滞后缓放平滑吸合交流过零时的颤动。三相交流电因为没有三相同时过零时刻，不需要安装短路环

在电动机主回路已经装有断路器，电动机主回路是否可以不装熔断器？分析断路器与刀开关控制、保护方式的不同特点。 答：可以不用接

低压断路器可以自动进行失压、欠压、过载、和短路保护，当发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。

断路器的主要保护是短路，根据工程需要可以增加保护功能，比如过载、失压脱扣、分励脱扣、远距离电动分合闸等等，能够在满负荷条件下断电和短路条件下脱扣跳闸。自小型断路器普及以来，已经逐渐代替了刀开关+熔断器保护。

刀开关+熔断器保护只能保护短路，功能少，但因为刀开关有明显可见的断开间隙，检修方便，所以一些动力开关柜还采用。另外快速熔断器还是电力电子器件的有效保护手段，故采用还是很多的

电动机的起动电流很大，在电动机起动时，能否按电动机的额定电流调整热继电器的动作电流？为什么？

答：确实是按电动机额定电流或略大些来整定热继电器的动作电流的，热继电器不会瞬时动作，它需要一定的加热时间，通过它电流越大动作时间越短。

交流接触器线圈断电后，动铁心不能立即释放，从而使电动机不能及时停止，分析其原因。应如何处理？

答：如果线圈断电后是几秒钟内在断开，那就是交流接触器的铁芯被磁化了，把铁芯拆下来退一下磁在装回去就好了，如果是长时间没断开：一，铁芯卡死，拆下来检查一下看看什么地方被卡，卡住的地方修一下就好了，二，触点电流过大，可能焊在一起了，那就换一只。

下列各字母和数字表示什么？分别写出各字母和数字的含义。 (1) CJ20、CZ0

(2) JZ7、JS14S、JR36 (3) RL1

(4) HD、HS、HZ10、HY23 (5) LA2，LW5D-16 答：（1）CJ20：C-接触器、J-交流、20-设计序号

CZ0： C-接触器、Z-直流、0-设计序号 （2）JZ7： JZ-中间继电器、7-设计序号

JS14S：JS-时间继电器、14-设计序号、S-电子式 JR36： JR-热继电器、36-设计序号

（3）RL1： R-熔断器、L-螺旋式、1-设计序号 （4）HD： 单投刀开关 HS： 双投刀开关

HZ10：HZ-组合开关、10-设计序号 HY23：HY-组合开关、23-设计序号

（5）LA2： L-主令电器、A-按钮、2-设计序号

LW5D-16：LW-万能转换开关、5-设计序号、D-450定位、16-最大电流

二、 电气制图基础

1. 什么是“电气图”？什么叫“电气设备”？

答：电气图是用国家统一规定的电气符号，按制图规则表示电气设备生产、制作、安装或工作原理、相互连接顺序的图形。

电气设备是指发、输、变、配、用设备及其控制、保护测量、监察、指示等设备及连接导线、母线、电缆等，而用电设备则包括动力、照明、弱电等耗用电能的设备。

2. 电气制图是否应用投影原理，电气图分为哪两大类？它们各有什么特点？

答：电气简图没有投影关系；而布置图按正投影制图 电气图可分为以下两大类。

1．概略类型的图：是表示系统、分系统、装置、部件、设备、软件中各项目之间的主要关系和连接的相对简单的简图。主要有系统图或框图、功能图、功能表图、等效电路图、逻辑图和程序图等，通常用单线表示法表示。 2．详细类型的图：是将概略图具体化，将设计理论、思想转变为实 际实施的电气技术文件。主要有电路图、接线图或接线表、位置图等。 3. 电气图有哪些主要特点？电气简图有什么特点？

答：1．简图是电气图的主要表达形式。

2．元器件和连接线是电气图的主要表达内容。 3．图形符号、文字符号是组成电气图的主要要素。

4．电气图中的元器件都是按正常状态绘制的。所谓“正常状态”或“正常位置”，是指电气元件、器件和设备的可动部分表示为非激励（未通电，未受外力作用）或不工作的状态或位置。

5．电气图往往与主体工程及其他配套工程的相关专业图有密切关系。 4. 电气图通常是由哪些部分组成的？

答：电气图一般由电路接线图、技术说明、主要电气设备（或元器件）及材料明细表和标题栏四部分组成。

1．电路接线图：电路是由电源、负载、控制元器件和连接导线等组成的能实现预定功能的闭合回路。

2．技术说明：技术说明或技术要求，用以注明电气接线图中有关要点、安装要求及图中表达不清的未尽事项等。其书写位置通常是：主电路图中在图面的右下方，标题栏的上方；二次回路图中在图面的右上方或下方：

3．主要电气设备（元器件）及材料明细表、主要电气设备（元器件）材料明细表，即明细栏，它不仅便于识图，而且是订货、安装、调试、维修时的重要依据。

4．标题栏标题栏又称“图标”，它在图面的右下角，用于标注电气工程名称、设计类别、设计单位、图名、图号、比例、尺寸单位、材料及设计人、制图人、描图人、审核人、批准人的签名和日期等。 5. 什么叫指引线、连接线？

答：指引线：电气图用来注释某一元器件或某一部分的指向线，统称为指引线。用细实线表示。

连接线：电气图上各种图形符号之间的相互连接图线，统称为连接线。连接线一般用细实线或中实线表示，计划扩展的内容则用虚线。当为了突出或区分不同电路的功能时，可采用不同宽度的图线表示。

三、电气电路图制图

1. 什么是电气元器件的集中表示法和分开表示法？它们分别有什么优缺点，各应用

于什么场合？

答：1、集中表示法：是把设备或成套装置中一个项目各组成部分的复合图形符号在简图上绘制在一起的方法。它只适用于简单的图。

特点：易于寻找项目的各个部分，适用于较简单的图。

2、分开表示法又称展开表示法，它是把同一项目中的不同部分（用于有功能联系的元器件）的图形符号，在简图上按不同功能和不同回路分别画在各相应图上的表示方法。但不同部分的图形符号要用同一项目代号表示。

特点：即可减少电路连线的往返和交叉，又不出现穿越图面的机械连接线，但为了寻找被分开的各部分需要采用插图或表格，适用于内部具有机械的、磁的和光的功能联系元件。

2. 什么是电路图中电气元器件的“正常状态”？

答：所谓“正常状态”或“正常位置”是指电气元件、器件和设备的可动部分表示为非激励（未通电，未受外力作用）或不工作的状态或位置。 3. 什么是“电气符号”?它主要包括哪些内容?

答：电气符号是按国家统一规定的用于表示电气元器件的特定符号，它主要包括图形符号、文字符号和回路标号三种。 4. 应用电气图形符号耍注意哪些问题?

答：(1)图形符号的表示规则 绘制图形符号时，均按未通电、未受外力作用的“正常状态”表示。同一元器件的不同部件在不同回路中要分别画出，但各部分必须用同一文字符号标注。

(2)尽可能采用优选形符号某些同一设备或元器件有几个图形符号，分“优选形（形式1）”、“其他形（形式2）”等，在选用时应尽可能采用优选形，尽量采用最简单的形式。

(3)突出主次 为了突出主次或区别不同用途，相同的图形符号允许采用符号大小不同、图线宽度不同来加以区分。 (4)三相及同类设备、元器件的表示 同一电气设备的三相及同类电气设备或元器件的图形符号应大小一致、图线等宽、整齐划一、排列匀称。 (5)符号的绘制 电气图用图形符号是按网格绘制的，但网格并不与符号同时

示出。

5. 绘制电路图的一般步骤有哪些？

答：1.进行认真构思，对所要绘制的步骤及表达的内容和布局做到心中有数；

2.对整个图面进行布局，把所要表达的全部内容(不能遗漏)，按其正确位置、主次及繁简划定实际所占画面大小；

3.确定基准线，包括水平基准线和垂直基准线；

4.按自左至右、自上而下、先主后次、先一次后二次、先图形后文字的顺序画底稿线(包括文字分行分格线)；

5.经认真、详细检查，确认无误无漏后描深图形，注写义字； 6.再次认真、详细检查确认，在标题栏签字等。

6. 简要说明电路图布局的原则、顺序和要点。

答：(一)电路图布局的原则和顺序

电路图合理布局的原则是：突出重点，便于绘制，易于识读，均匀对称，清晰美观。

电路图布局的顺序通常是：从总体到局部，从一次到二次，从主到次，从左到右，从上到下，从图形到文字。 (二)图面布局的要点

1．进行构思。做到心中有数 首先要对整个图面的表达内容及各部分所占位置、尺寸进行缜密的构思，做到心中有数。

2．进行规划，划定各部分的位置 根据图面布局要点和对全图的总体构思，在作出各草图的基础上，确定所要表达各部分的相互位置及大小，用只要绘图者自己能分辨出的既轻又细的底稿线把每一部分的区域划定。在整个图面布局的基础上，便可进行电路、元器件及连接线的布局和相应的文字标注。 7. 什么是电气主接线图和二次回路图？它们之间有什么关系和区别？

答：电气一次接线（主接线）泛指发、输、变、配、用电电路的接线。

为保证一次电路安全、正常、经济运行而装设的控制、保护、测量、监察、指示及自动装置电路，称为副电路，或二次电路、二次回路。 8. 简要说明绘制一次电路图的要点及步骤。

答：(1)图例分析：

(2)绘制方法 ：1)首先，按上述图例分析读图 2)图面布局。 3)确定基准线。 4)画底稿线。

5)描深图样图线，书写文字数字。

6)再次检查校核，确认无误后在标题栏中签写

9. 按绘图表达方法不同，二次回路图有哪三类？它们各有什么特点和用途？

答：(1)二次原理图 也称二次原理电路图，它是为实现预设功能将表示二次设备的电气符号按一定顺序连接，用以说明电路工作原理的图形。

(2)二次接线图及接线表 是用于表示二次设备安装接线的图样。它表示了二次设备相互之间的连接关系和顺序，是进行二次设备和电路安装接线、调试维修的依据。这里要注意：①屏后的设备及其接线端子号与其在屏面的左右布置是相反的；②各接线端的编号，是采用的相对标号法。

(3)二次安装图 包括屏（盘）面布置图、屏（盘）后接线图、端子排图。它是在二次原理图、接线图的基础上绘制用于安装接线及调试维修的图样。

10. 简要说明绘制二次回路图的要点及步骤。

答：1)首先，熟悉图中各电气设备、元器件的电气图形符号和文字符号，基本弄懂电路的工作原理及表示方法。

2)图幅选择与图面布局：根据全图表达内容，选用图纸。 3)确定基准线。 4)画底稿线

5)检查无漏无误后描深图样图线，书写文字、数字。 6)再次检查校核，确认无误后填写标题栏等。 11. 简要说明绘制机床电气控制电路图的要点及步骤。

答：1、绘制电源线 2、绘制主回路 3、绘制变压器 4、绘制控制回路 5、画出底部分区 6、画出顶部能 7、补器件去向 8、技术说明 9、检查、签字 12. 什么是电子电路图？它通常包括哪些图。

答：电子电路图是用于描述电子装置或电子设备的电气原理、结构及安装方式的图形。一个复杂电子设备的电子电路图通常包括：系统框图、电路原理图、逻辑功能图、印制板组装图等。 13. 数控机床电路图与普通机床电路图的绘制内容和方法有哪些主要异同点？

答：数控机床电路图有多种，最为常用的是两种：电路原理图和接线图。

与普通机床电气控制电路图相仿，按其功能可分为主电路和控制电路。

四、建筑电气制图

1. 什么是“电气工程”？电气工程主要包括哪些项目？

答：电气工程，一般是指某一建筑工程（如工厂、高层建筑、居住区、院校、商住楼、宾馆饭店、仓库、广场及其他设施）的供配电、用电工程。

电气工程的主要项目有如下几种： (1)变配电工程、(2)发电工程、 (3)外线工程、 (4)内线工程有室内、车间内的动力、照明线路及其他电气线路、 (5)动力工程、 (6)照明工程、(7)弱电工程、(8)电梯的配置和选型、(9)空调系统与给排水系统工程、(10)防雷接地工程、(11)其他。 2. 什么是建筑电气安装图？它有什么用途？

答：建筑电气安装图是建筑电气工程图的一种，它是表示电气装置、设备、线路在建筑物中的安装位置、连接关系及安装方法的图样。 用途：1.是建筑电气装置施工安装和竣工验收的依据。

2.是电气设备订货及运行、维护管理的重要技术文件。 3. 电气工程图常有哪几类图样？

答：建筑电气工程图一般包括电气总平面图、电气系统图、某单元电气平立面布置图、控制原理图、电气安装接线图、大样图、电缆清册、设备材料清册及图例等。

4. 描绘工厂35KV降压变电所总平面布置图

5. 描绘综合楼低压配电室配电系统图

6. 描绘综合楼1层照明配电系统图

7. 描绘多层住宅标准层单元电气照明及插座平面布置图

8. 变配电所的布置图包括哪些内容？

答：变电所的布置包括：高压配电室、高压电容器室、低压配电室、控制室、变压器室、值班室及其他辅助用房的布置。

五、 基本的电气控制电路图

1. 电气控制系统图有哪几种？各有什么用途？

答：常见的电气控制系统图主要有：电气原理图、电器布置图、电器安装图三种。

电气原理图用图形和文字符号表示电路中各个电器元件的连接关系和电气工作原理，它并不反映电器元件的实际大小和安装位置。

电器布置图反映各电器元件的实际安装位置，在图中电器元件用实线框表示，而不必按其外形形状画出；在图中往往还留有 10% 以上的备用面积及导线管（槽）的位置，以供走线和改进设计时用。

电器安装图是按照各电器元件实际相对位置绘制的接线图，根据电器元件布置最合理和连接导线最经济来安排。它清楚地表明了各电器元件的相对位置和它们之间的电路连接，还为安装电气设备、电器元件之间进行配线及检修电气故障等提供了必要的依据。

六、 基本的电气控制电路

1. 什么是自锁、互锁、联锁?试举例说明各自的作用。

答：自锁是这样，你在按下按钮后，如果手离开的话，没有自锁装置，接触器也会弹开使得电路断开。自锁可以在你按下按钮后，利用接触器的辅助触点来实现控制电路自供电，这样就不会在你手松开按钮的时候接触器也断路了。

互锁一般在星三角用的多，主要是防止同时启动两种模式，如果两种同时启动，会造成电源断路。

联锁指的是靠机械或电子控制装置来实现相关联的开关装置共同动作，比如你动开关1，开关2也跟着动，这个就是联锁了。 2. 分析自耦变压器减压起动控制中应注意的问题。

答：自耦变压器适用鼠笼电动机作不频繁降压起动。作用是降低电动机的起动电流，以改电动机起动对输电网络的影响，起动完毕后应将变压器切除。

自耦变压器，属于电机短时起动产品，控制线路务必要设计合理，确保电动机正常运行后，自耦变压器能可靠的断开电源，否则会导致变压器烧坏。

在主回路中，自耦变压器的起动接触器最好进行封星处理。

3. 在什么情况下允许交流异步电动机采用直接起动?

答：小功率电动机（10KW以下）起动时，起动电流虽然较大，但和电网的总电流相比还是比较小，所以可以直接起动。若电动机的功率较大，是满负荷起动，则起动电流就很大，很可能会对电网造成影响，使电网电压降低，而影响到其他电器的正常运行。此时要采用降压起动。一台电动机是否要采用降压起动，可用下面的经验公式判断：

4. 三相异步电动机常用的减压起动方法有哪几种?分别适用于何种场合?

答：常用的三相笼型异步电动机减压起动方式有：定子电路串电阻或电抗减压起动、星形—三角形减压起动、自耦变压器减压起动和延边三角形降压起动。

1． 定子串联电抗器降压启动法

在电机的定子回路中串联电抗器可限制定子的启动电流，相当于降低了加在电机定子上的电压。在电机启动结束后，再将电抗器切除。由于电机启动时的电磁转矩与电机定子上所加电压的平方成正比，电抗器的电感值不能选得太大，必须使电机的启动转矩大于负载转矩，同时还需留有一定的余量，以免电网电压跌落以及其他扰动使电机启动失败。电机定子串联固定电抗器启动的方法适应性差，且电抗器被切除时还存在二次的电流冲击和转矩冲击的危险，目前已很少使用。

2.星形—三角形减压起动

低压电机原来普遍采用的星形—三角形变换启动方式，只适用于电机额定

运行于三角形连接的场合，但高压电机通常额定运行于星形连接，因此星形—三角形变换的方法基本不用于高压电机的启 动。

3.自耦变压器降压启动法

自耦变压器的高压绕组与电网相接，低压绕组接电机，通过自耦变压器逐步升高加在电机上的电压，以限制电机的启动电流。与串联固定电抗器的启动方式相比，该方法可以调节电机上的初始启动电压，以适应不同的负载要求。同时，由于变压器的作用，流过电网的电流也被缩小了相同变比的倍数，进一步减小了对电网的冲击。但是，用于启动的高压自耦变压器是有级调节的（不能全程改变电压），在改变电压级别和切除自耦变压器时，仍存在对电机的二次冲击。另外，装置体积大，故障率较高，维护工作量大，目前应用的也不多了。

4. 延边三角形降压起动

延边三角形降压起动和星形一三角形降压起动的原理相似，即在起动时

将电动机定了绕组的一部分接成星形（丫），另一部分接成三角形（ △ ），从图形上看好像将一个三角形（ △ ）的三条边延长，因此称为延边三角形，当电动机起动结束后再将定子绕组接成三角形进行正常运行，这种起动方法叫延边三角形降压起动。延边三角形降压起动时．每相绕组所承受的电压，比接成全星形接法时大．故起动转矩较大。延边三角形降压起动时可采用改变每相两段绕组的匝数比来得到不同的起动电流和起动转矩。由于采用延边三角形降压起动的三相交流鼠笼式异步电动机的三相定了绕组比一般的多了三个中间抽头，结构复杂，电动机须专门生产，从而限制了此方法的实际应用。

5. 简述电动机能耗制动与反接制动控制各有何优缺点?分别适用于什么场合?

答：所谓能耗制动，即在电动机脱离三相交流电源之后，定子绕组上加一个直流电压，即通入直流电流，利用转子感应电流与静止磁场的作用已达到制动的目的。

所谓反制动，在电动机切断正常运转电源的同时改变电动机定子绕组的电源相序，使之有反转趋势而产生较大的制动力矩的方法。

反接制动的实质：使电动机欲反转而制动，因此当电动机的转速接近零时，应立即切断反接转制动电源，否则电动机会反转。实际控制中采用速度继电器来自动切除制动电源。 反接制动制动力强，制动迅速，控制电路简单，设备投资少，但制动准确性差，制动过程中冲击力强烈，易损坏传动部件。 6. 简述电动机反接制动控制与电动机正、反转运行控制的主要区别是什么?

答：电动机的正，反转运行控制，是按被拖动的设备的的工艺要求，正转或反转

运行，一般在正反转变换之间，要经过停止运转的过程。

电动机的反接制动控制，是对运转中的电机，在需要快速停止时，立刻反接，使电机受到强烈的制动，且当电机速度为零时又立刻解除反接，以使电机快速停止运转。

7. 在下图所示的正反转控制电路中有多处错误，请指出错误并说明应如何改正。

答：错误如下：

1.主回路KM2倒正反转错误 2.控制电源取同相，没有电压

3.控制电源取接触器下口，没有电压 4.SB3不能停止KM2 5.KM1没有自锁

6.KM2自锁不能是KM1

正确图纸应该是：

8. 在下图中的一些控制电路，各有何缺点或问题？工作时会出现什么现象？应如何改正？

答：a）KM线圈下端应接在KM触点的上口，这样的电路不能动作。 b）KM自锁应并在SB2上，这个电路只能点动 c）KM自锁接到SB1下面，这个电路不能停止 d）没问题

e）不能反转，KM2需有一个触头接同一相

f）KM2互锁触点应该是常闭，此电路是KM2吸合后KM1才能吸合 g）SB3常开、常闭接反了，此电路是送电KM就吸合

七、 典型机床的电气控制

1. 电路图中如何识别同一电器的不同元件?

答：同一元器件的不同部件在不同回路中要分别画出，但各部分必须用同一文字符号标注。

2. 电气原理图常用什么分析方法?简述机床电气原理图的分析步骤

答：电气控制原理图的分析主要包括主电路、控制电路和辅助电路等几部分。

1．分析主电路：首先从主电路入手分析，根据各电动机和执行电器的控制要求去分析各电动机和执行电器的控制环节及它们的控制内容。控制内容包括电动机的起动、方向控制、调速和制动等状况。

2．分析控制电路：根据各电动机的执行电器的控制要求找出控制电器中的控制环节。可将控制电路按功能不同分成若干个局部控制电路来进行分析处理。

3．分析辅助电路：辅助电路由电源显示、工作状态显示、照明和故障报警等部 分组成，它们大多由控制电路中的元件来控制，因此在分析时，还要对照控制电路进行分析。

3. 4.

5.

6.

7.

8.

4.分析联锁与保护环节:机床加工对安全性和可靠性有很高的要求，除了要合理地选择拖动和控制方案以外，在控制电路中还必须设置一系列的电气保护和必要的电气联锁控制。

5．总体检查:先化整为零，在逐步分析了每一个局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系之后，还必须用集零为整的方法，检查整个控制电路是否有遗漏。要从整体角度去进一步检查和理解各控制环节之间的联系，了解电路中每个元件所起的作用。

机床电气原理图的分析步骤

a) 主电路分析

b) 控制电路分析：(1)主轴电动机的控制、(2)冷却泵电动机的控制、(3)刀架快速移动电动机的控制、3．照明、信号灯电路分析。 叙述CA6140车床主轴是如何实现正反转的?

答：主轴的正反转采用摩擦离合器实现，不是电气控制的。 CA6140车床控制电路采用哪些安全措施?

答：主轴电动机M1由接触器KMl控制起动，热继电器FRl作过载保护，熔断器FU作短路保护，接触器KMl还可作失压和欠压保护。冷却泵电动机M2由接触器KM2控制起动，热继电器FR2作为冷却泵电动机M2的过载保护。接触器KM3用于控制刀架快速移动电动机M3的起动，由于快速移动电动机M3是点动控制，故可不设过载保护。

CA6140车床有何控制特点?分析其主轴电动机不能停车的原因。

答：本机床共有三个电机，一个主轴拖动电机，一个冷却泵电机，一个刀架快速移动电机，冷却泵电机只有在主轴拖动电机运转后才可以启动，刀架快速移动电机，只要接通主电源和抬起蘑菇按钮时，按下相应按钮并搬动十字手柄就可以完成相应方向的移动。

主轴电机不能停转原因：

第一、停车按钮失效，不能断开控制回路。

第二、主轴电机接触器卡死或触点粘连，导致接触器电断了，触点不能断开。 简述M7130平面磨床中为什么采用电磁吸盘来夹持工件?电磁吸盘线圈为何采用直流供电而不能用交流供电?

答：用磨床自身磨平电磁吸盘后，就可获得一个与导轨极度平行的基准面。这样将加工件置于电磁吸盘面上就等是校正的基准面，更用电磁力将工件吸紧就可以方便地加工。如果使用其它方法夹持工件，光是校正基准就要花去大量的时间，基于这个理由电磁吸盘是不二的选择。

1、平面磨床的电磁吸盘要求工作过程中吸力方向不能变化，一旦出现哪怕是瞬间没有吸力，正在磨的工件也会飞出，即无法工作。

2、从吸盘设计角度看， 电磁吸盘的底座是用整体低碳钢钢制作的，如果线圈通交流电，就会在底座产生电磁涡流，底座会很快发热到将线圈烧毁。

分析M7130平面磨床中电磁吸盘吸力不足的原因。吸力不足会造成什么后果?采取什么保护措施可防止这种后果产生?

答：电磁吸盘吸力不足通常是磁盘损坏或整流器输出电压错误所致；吸力不足会造成工件飞出的安全事故；通常增加欠电流继电器来保护。 X62W铣床主轴换刀时如何实现制动?

答：主轴更换铣刀时，将主轴置于制动状态。将主轴换刀开关SAl转到接通状态，常开触点SAl接通电磁离合器YCl，将电动机轴抱住，这时主轴处于制动状态；其常闭

触点断开，切断控制回路电源，并保证了上刀或换刀时间。换刀结束后，将SAl扳回断开状态。

9. X62W万能铣床电气控制电路主要采取了哪些联锁与保护?

答：主要包括：进给运动与主运动具有顺序联锁；

工作台进给的六个方向都具有机械和电气的双重联锁； 矩形工作台和圆工作台之间的联锁；

短路保护、过载保护和工作台六个方向的限位保护等。

八、 电气控制系统的设计

1. 简述电气原理图的设计原则。

答：1最大满足生产机械和工艺对电气控制线路的要求 2确保控制电路的工作安全可靠

3在满足生产工艺的前提下，力求控制电路经济、简单 4设置必要的保护环节

2. 简述电气安装位置图的用途，以及与电气接线图的关系。

答：电器安装接线图是按照各电器元件实际相对位置绘制的接线图，根据电器元件布置最合理和连接导线最经济来安排。它清楚地表明了各电器元件的相对位置和它们之间的电路连接，还为安装电气设备、电器元件之间进行配线及检修电气故障等提供了必要的依据。电器安装接线图中的文字符号、数字符号应与电气原理图中的符号一致，同一电器的各个部件应画在一起，各个部件的布置应尽可能符合这个电器的实际情况，对比例和尺寸应根据实际情况而定。

3. 简述电气接线图的绘制步骤。

答：绘制安装接线图应遵循以下几点：

(1)用规定的图形、文字符号绘制各电器元件，元器件所占图面要按实际尺寸以统 一比例绘制，应与实际安装位置一致，同一电器元件各部件应画在一起。

(2) 一个元器件中所有的带电部件应画在一起，并用点划线框起来，采用集中表示法。

(3)各电气元器件的图形符号和文字符号必须与电气原理图一致，而且必须符合国家标准。

(4)绘制安装接线图时，走向相同的多根导线可用单线表示。

(5)绘制接线端子时，各电器元件的文字符号及端子板的编号应与原理图一致，并按原理图的接线进行连接。各接线端子的编号必须与电气原理图上的导线编号相一致。

4. 为了确保电动机正常、安全运行，电动机应具有哪些综合保护措施？

答：(1)短路保护：常用短路保护有熔断器、自动空气开关、专门的短路保护继电器。

(2)过电流保护：常采用过电流继电器保护电动机过电流。

(3)过载保护：一般采用具有反时限特性的热继电器作保护环节。 (4)欠电流保护：常利用欠电流继电器来实现。

(5)断相保护：用专门为断相运行而设计的断相保护热继电器。

(6)失电压保护：采用接触器及按钮控制的电路一般都具有失电压保护功能。 (7)欠电压保护：常采用零位继电器做欠电压保护。

(8)过电压保护：通常是在线圈两端并联一个电阻、电阻串电容或二极管串电阻等形式，以形成一个放电回路。

(9)极限保护：一般用行程开关的常闭触点来实现。

答

(10)弱磁保护：直流并励电动机、复励电动机在励磁磁场减弱或消失时，有必要在控制电路中采用弱磁保护环节，一般用弱磁继电器。

(11)其他保护：根据实际情况来设置如温度、水位、欠压等保护环节。

5. 为什么电器元件的电流线圈要串接于负载电路中，电压线圈要并接于被测电路的两端？

答：因为在串联回路中电流没有分流，即电流不会变化；所以电流线圈是串在负载回路中。同样，在并联回路中，电压不会被分压，即电压不变；所以电压线圈是并联在被测电路两端。

6. 有两台三相异步电动机，主轴电动机由接触器KM控制，可集中起停和单独起停。画出符合上述要求的控制电路，分析工作原理。

：

111212345262油泵电机主电机分别控制集中控制WUVUKM2DDDKDDDVWMFR2DM1DM2DM3FR1DM4DM5DM6 KM1 KM2 KM1 KM2工作原理1.按SB1，KM2吸合同时自锁，FR2保护。按SB2，KM2停止2.按SB3，KM1吸合同时自锁，FR1保护。按SB4，KM1停止工作原理1.按SB1，KM2、KM1吸合同时自锁，FR2保护KM2，FR1保护KM1。按SB2，KM2、KM1停止图样标记标记件数更改文件号签字日期重量比例设计审核工艺标准化审定日期

7. 有三台笼型电动机M1、M2、M3，按下起动按钮SB2后M1起动，延时10 s后M2起动，再延时10s后M3起动。画出继电器接触器控制电路，分析工作原理。

答：

M1M2M3KM1KM2KM3FR1FR2FR3 KM1 KT1 KM2 KT2 KM3工作原理1.按SB2，KM1、KT1吸合同时自锁，FR1保护KM1。2.KT1延时KM2、KT2吸合。3.KT2延时KM3吸合。4.按SB1，KM1、KM2、KM3、KT1、KT2停止。图样标记标记件数更改文件号签字日期重量比例设计审核工艺标准化审定日期

8. 有两台笼型异步电动机，主轴电动机由接触器KMl控制，油泵电动机由接触器KM2控制，由于KM2的常开触点串联在KMl的线圈回路里，可以保证主轴电动机在油泵电动机起动后才能起动，当油泵电动机停车时主轴电动机也同时停车。当需要主轴电动机单独停车时，可按停止按钮SB4。热继电器FRl、FR2可分别实现两台电动机的过载保护，短路保护由熔断器FU实现。画出符合上述要求的控制电路，分析工作原理。 答：

油泵电机主电机工作原理1.油泵启动：按SB1，KM2吸合同时自锁，FR2保护。2.主电机启动:在KM2吸合情况下，按SB3，KM1吸合同时自锁，FR1保M护。3.主电机停止：按SB4。4.油泵停止：按SB2。若此时KM2没断开，KM2也断开KM1的线圈，即KM1亦停止。 KM1 KM2W1U1V1U2KM2D1D2D3KD4D5DM5D6DM6FR2DM1DM2DM3FR1DM4V2W2图样标记标记件数更改文件号签字日期重量比例设计审核工艺标准化审定日期

9. 试设计一个控制电路，要求第一台电动机起动10 s后，第二台电动机自行起动，运行10 s后，第一台电动机停止并同时使第三台电动机自行起动，再运行15 s电动机全部停止。 答：

M1M2M3KM1KM2KM3FR1FR2FR3 KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3工作原理1.按SB2，KM1、KT1吸合同时自锁，FR1保护KM1。2.KT1延时KM2、KT2吸合。3.KT2延时KM3、KT3吸合,同时断开KM1，但KT1自锁。4.KT3延时断开KT1，KT2接着亦断开。4.按SB1，KM1、KM2、KM3、KT1、KT2、KT3停止。图样标记标记件数更改文件号签字日期重量比例设计审核工艺标准化审定日期

10. 试设计有两台电动机Ml和M2，M2应在Ml起动10 s后，才能用按钮起动；M2起动后，M1立即停转，要求有短路和过载保护。试设计控制电路图。 答：

M1M2KM1KM2FR1FR2 KM1 KT1 KM2图样标记标记件数更改文件号签字日期重量比例设计审核工艺标准化审定日期

11. 一小车由笼型异步电动机拖动，其动作过程如下：

(1)小车由原位开始前进，到终端后自动停止；

(2)在终端停留15 s后，自动返回原位停止；

(3)要求在前进或后退途中任意位置都能停止或起动。 答：

M1SB1SB2KM1UVWX1：原位开关X2：终端开关FU1(1)X2FR1 KM1KM1KM2SB2FR1(2)X2SB1KM1KTKM2X2X1FR13～ KM1 KM2 KT图样标记标记件数更改文件号签字日期重量比例设计审核工艺标准化审定日期

12. 有一台双速电动机，试按下述要求设计控制电路：

(1)分别用两个按钮操作电动机的高速起动和低速起动，用一个总的停止按钮

控制电动机的停止；

(2)高速起动时，先接成低速后经延时再换接到高速；

(3)要有短路和过载保护。

：

SB1 答

FRSB1KM1SB2KM2SB2SB1UVW(1)KM2KM1KM3FU1 KM1SB1 KM2 KM3FRKKMSB1KTMKTKTKM3(2)FRKM2KM3KM1KM33～ KM1 KM2 KM3 KT图样标记标记件数更改文件号签字日期重量比例设计审核工艺标准化审定日期

13. 画出笼型异步电动机的能耗制动控制电路。要求如下：

(1)用按钮SB2和SB1控制电动机M的起停；

(2)按下停止按钮SB1时，应使接触器KM1断电释放，接触器KM2通电运行，进行能耗制动；

(3)制动一段时间后，应使KM2自动断电释放，试用通电延时型和断电延时型继电器各画出一种控制电路。 答：

UVW得电延时断电延时FU1FRFRSB1SB1KTSB1SB1KM2KM1KM2SB2KM1KM2SB2KM1KTKTKM2KM2KM1KM1FRKM23～ KM1 KM2 KT KM1 KT KM2图样标记标记件数更改文件号签字日期重量比例设计审核工艺标准化审定日期

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