機床電氣控制與 PLC（第二版） 1部分思考與練習題答案第一章1、 試說明低壓電器適用的電壓范圍？低壓電器，通常指工作在交流電壓小于 1200V，直流電壓小于1500V 的電路中起通斷、保護、控制或調(diào)節(jié)作用的電器設備2、 試說明刀開關的適用范圍？刀開關主要用于接通和切斷長期工作設備的電源及不經(jīng)常啟動及制動、容量小于 7.5kW 的異步電動機。3、 試說出轉(zhuǎn)換開關、行程開關和按鈕的區(qū)別？并畫出它們的圖形符號與文字符號。轉(zhuǎn)換開關常用于交流 380V 以下、直流 220V 以下的電氣線路中，供手動不頻繁地接通或分斷電路，可控制小容量交、直流電動機。一般控制的異步電動機容量小于 5kW，每小時接通次數(shù)不超過 15-20 次。行程開關又稱限位開關，是一種利用生產(chǎn)機械某些運動部件的碰撞來發(fā)出控制命令的主令電器。用于控制生產(chǎn)機械的運動方向、速度、行程大小或位置的一種自動控制器件。(a) 組合開關作隔離開關 (b) 組合開關作轉(zhuǎn)換開關SA或 QS UVWL12L3機床電氣控制與 PLC（第二版） 2常 開 觸 頭（ 動 合 觸 點 ） 常 閉 觸 頭（ 動 斷 觸 點 ） 復 式 觸 頭（ 動 合 及 動 斷 觸 點 ）SQ SQ SQ按鈕是一種結(jié)構簡單使用廣泛的手動電器，在控制電路中用于手動發(fā)出控制信號以控制接觸器、繼電器等。常開觸 頭 常閉觸 頭 復式觸 頭S B S B S B4、 試說明按鈕的顔色各代表什么含義？按鈕顏色及其含義顏色 含義 典型應用危險情況下的操作 緊急停止紅色停止或分斷 停止一臺或多臺電動機，停止一臺機器的一部分，使電器元件失電黃色 應急或干預 抑制不正常情況或中斷不理想的工作周期綠色 啟動或接通 啟動一臺或多臺電動機，啟動一臺機器的一部分，使電器元件得電藍色 上述幾種顏色未包括的任一種功能黑色、灰色、白色無專門指定功能 可用于停止和分斷上述以外的任何情況5、 試說明按鈕開關的工作原理，其與電磁式接觸器工作原理有何異同？按鈕一般由按鈕帽、復位彈簧、觸頭和外殼等部分組成。當按下按鈕時，先斷開常閉觸頭，再接通常開觸頭。按鈕放開后，在復機床電氣控制與 PLC（第二版） 3位彈簧的作用下觸頭復位。與電磁式接觸器相同點：觸頭都是在機械機構作用下上下移動，實現(xiàn)常開、常閉觸頭的通和斷；都是依靠復位彈簧實現(xiàn)復位。不同點：電磁式接觸器是依靠線圈通電后產(chǎn)生的磁吸力實現(xiàn)機械機構向下移動，按鈕依靠外力下壓實現(xiàn)機械機構下移。6、 簡述電磁式接觸器的原理及作用？電磁式接觸器能否實現(xiàn)失壓保護，請說明原因？當電磁式接觸器線圈兩端施加額定電壓時，鐵芯上產(chǎn)生電磁力，銜鐵在吸引力作用下向下移，帶動主觸點和輔助觸點下移，使動合觸點閉合接通電路，動斷觸點斷開切斷電路。當電磁式接觸器線圈斷電時，鐵芯心失去電磁力，銜鐵在在復位彈簧的作用下向上復位，主觸點及輔助觸點恢復常態(tài)。當電磁式接觸器是用于接通或分斷電動機主電路或其他負載電路的控制電器。電磁式接觸器可以實現(xiàn)失壓保護，當電壓降低時，鐵芯上電磁力降低，不能克服復位彈簧的拉力，此時銜鐵在在復位彈簧的作用下向上復位，電路切斷，實現(xiàn)保護。7、 交流電磁式接觸器與直流電磁式接觸器在結(jié)構上有什么區(qū)別？交流電磁式接觸器鐵芯采用硅鋼片疊壓而成。線圈一般呈矮胖型，設有骨架，與鐵芯隔離，以利于鐵芯與經(jīng)圈散熱。直流電磁式接觸器鐵芯用整塊鋼材或工程純鐵制成。其線圈一般制成高而薄有瘦高型，不設線圈骨架，線圈與鐵芯直接接觸，散機床電氣控制與 PLC（第二版） 4熱性能良好。另外，直流電磁式接觸器多裝有磁吹式滅弧裝置。8、 熱繼電器與熔斷器保護功能有什么不同？裝有熱繼電器后是否可以不再裝熔斷器？熱繼電器主要用于電動機的過載保護、斷相保護、電流不平衡運行及其他電氣設備發(fā)熱狀態(tài)的控制。熔斷器在低壓配電線路中主要作為短路和嚴重過載保護用。熱繼電器不能替代熔斷器。9、 試說明雙金屬片式熱繼電器結(jié)構與工作原理？熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片、動作機構和觸頭系統(tǒng)、電流整定裝置、溫度補償和復位機構組成。當電路中負載過載，渡過熱元件的電流增加，熱元件發(fā)熱量增加，使得熱膨漲系數(shù)不同的雙金屬片產(chǎn)生彎曲，壓迫動作機構使觸頭系統(tǒng)動作，接通或斷開電路。熱繼電器動作后，流過串接在電路中的熱元件電流為 0，雙金屬片在空氣中自然冷卻逐漸恢復原狀，此時熱繼電器的輔助觸頭復位。10、 中間繼電器與接觸器在使用范圍上有什么不同？中間繼電器的結(jié)構與接觸器相同，但中間繼電器的觸點無主輔之分，各觸點允許通過的電流一般為 5A。11、 電氣控制原理圖中，QS、FU 、KM 、KA 、SB 、FR、SQ 各代表什么電器元件？QS：刀開關 FU：融斷器 KM：接觸器KA：中間繼電器 SB：按鈕 FR：熱繼電器SQ：行程開關機床電氣控制與 PLC（第二版） 512、 請根據(jù)時間繼電器延時情況，試說明其分類？時間繼電器的延時方式有兩種：通電延時和斷電延時。第二章1、 電氣控制系統(tǒng)圖包含哪幾種圖？分別用于表示什么內(nèi)容？電氣控制系統(tǒng)圖一般有三種：電氣原理圖、電氣設備安裝圖和電氣設備接線圖。電氣原理圖反映電氣控制的原理和各元件的控制關系，不反映元件的實際大小和位置。電氣設備安裝圖用于表示各種電氣設備在機床機械設備和電氣控制柜的實際安裝位置。電氣設備接線圖用于表示各電氣設備之間實際接線情況。2、 已知在電氣控制原理圖中某接觸器和繼電器線圈下分別出現(xiàn)圖2-70 所示的索引，試說明其代表含義？4 71 1X791 3 X( a ) ( b )圖 2-70 接觸器和繼電器線索引（a）接觸器主觸頭位于第 4 區(qū)，輔助常開觸頭位于第 7 區(qū)和11 區(qū)，無輔助常閉觸頭。（b）繼電器輔助常開觸頭位于第 9 區(qū)和 13 區(qū)，輔助常閉觸頭只有一個位于 7 區(qū)。3、 用電流表測量電動機電流時，為防止起動過程中電流表受到起機床電氣控制與 PLC（第二版） 6動電流的沖擊，一般需設計電流表控制保護電路，圖 2-71 為一電流表控制保護電路，試分析其工作原理及時間繼電器 KT 作用。K MM3 K TAS B 1S B 2K MK M K T圖 2-71 電流表接入控制線路當按下啟動開關 SB2 時，接觸器 KM 線圈通電且自鎖，其主觸點閉合，電路接通，電機開始啟動，此時時間繼電器 KT 線圈通電延時，此時 KT 延時斷開觸點閉合，電流表支路被短路，電流表受到保護；當延時結(jié)束后（一般設為電機啟動結(jié)束） ，KT 延時斷開觸點斷開，電流表支路工作，進行電流檢測。 4、 圖 2-72 為機床自動間歇潤滑的控制原理圖（主回路未畫出） ，其中接觸器 KM 為潤滑泵電動機起停用接觸器，試分析工作原理，并說明中間繼電器 KA 和按鈕 SB 的作用。機床電氣控制與 PLC（第二版） 7K AK AK T 2SK T 2K AK M K T 1K T 1S B圖 2-72 機床自動間歇潤滑的控制原理圖當機床處于正常狀態(tài)時，接觸器線圈通過按鈕 SB 通電，機床處于自動潤滑狀態(tài)。當按鈕 SB 處于長時接通時，時間繼電器 KT1、KT2 均處于延時結(jié)束狀態(tài)，中間繼電器 KA 處于斷電狀態(tài)，此時如果按下按鈕SB，則接觸器 KM 和時間繼電器 KT1 均斷電，機床停止?jié)櫥绱藭r接通手動開關 S，則接觸器 KM 和時間繼電器 KT1 均通電，機床又開始潤滑，一段時間后，KT1 延時結(jié)束， KT2 和 KA 通電，KA常閉觸點斷開，KM 又斷電停止?jié)櫥?，KT2 延時結(jié)束后切斷 KA 線圈通電，則 KM 又通電潤滑。按鈕 SB 決定的是自動潤滑或間歇潤滑，KA 起間歇潤滑的脈沖開關作用。5、 略6、 略7、 籠形電動機接觸器-繼電器控制電路中一般應設哪些保護？各有什么作用？一般應設連鎖控制、短路保護、過載保護、零壓和欠保護以及機床電氣控制與 PLC（第二版） 8弱磁保護。連鎖控制作用是將接觸器或繼電器的觸頭通過兩方或多方同時進行某個操作、或避免同時采用某個操作。短路保護作用是當繞組絕緣、導線絕緣損壞或電路發(fā)生故障時，為防止電氣設備絕緣損壞和產(chǎn)生強大的電動力使電氣設備損壞，迅速切斷電源。過載保護作用是當過載電流較大時，經(jīng)過較短時間就切斷電源。防止電動機長期超載運行時，繞組溫升上升導致電機的絕緣材料損傷，壽命降低。零壓和欠壓保護主要用于當電網(wǎng)為零或下降至某一值時，切斷電路，防止電壓再次上升時電動機自動運行。弱磁保護是對他勵直流電動機勵磁回路進行保護，當勵磁回路發(fā)生弱磁或失磁現(xiàn)象時，及時切斷電動機電源，防止電動機超速。8、 三相籠形異步電動機有幾種制動方式？各有什么特點？反接制動控制：制動效率最高，但對電機有損害。電磁機械制動：采用電磁控制的機械磨損制動，制動效率較好，對電機損害小，但需增加專用的機械制動系統(tǒng)。能耗制動：制動效率較低，對電機損害小，需增設專用的直流供電系統(tǒng)。第三章1、 如何對機床電氣控制線路圖進行識讀，有哪些步驟？A、劃分主電路部分、控制電路部分、照明和信號及其他電路部機床電氣控制與 PLC（第二版） 9分。B、對主電路進行識圖分析，逐一分析各電動機對應的控制主電路中每一個元器件在電路中的作用、功能，分析容易出現(xiàn)故障的元器件出現(xiàn)故障時對機床的影響。C、對控制電路進行識圖分析。D、對照明、信號及其他電路部分進行識圖分析。2、 CA6140 型臥式車床電氣控制原理圖（圖 3-1）中，如果用控制按鈕和繼電器配合來代替開關 SA1？如何實現(xiàn)失壓和欠壓保護？ 采用常開按鈕 SB 與接觸器 KM2 常開觸點并聯(lián)形成自鎖環(huán)節(jié)代替 SA1。該電路采用電磁式接觸器和繼電器作為控制器件，本身就具有失壓和欠壓保護。3、 CA6140 型臥式車床電氣控制具有哪些保護？它們是通過哪些電器元件實現(xiàn)的？各融斷器 FU 進行短路保護；各熱繼電器 FR 進行過載保護；各電磁接觸器、繼電器進行失壓、欠壓保護。4、 如果將 C650 臥式車床電氣控制原理圖（圖 3-3）中，速度繼電器 KS1、KS2 觸頭位置對調(diào)，是否還有反接制動？為什么？速度繼電器 KS1、KS2 觸頭位置對調(diào)后將不能進行反接制動。原因是對調(diào)后當正轉(zhuǎn)速度大于 120r/min 時不能接通反轉(zhuǎn)電路，當正轉(zhuǎn)速度低于 100 r/min 時不能切斷反轉(zhuǎn)電路。機床電氣控制與 PLC（第二版） 105、 M7130 平面磨床電氣控制具有哪些保護環(huán)節(jié)？各由什么電器元件來實現(xiàn)？融斷器 FU 進行短路保護；熱繼電器 FR 進行過載保護；電流繼電器 KI 進行電流保護。各電磁接觸器、繼電器進行失壓、欠壓保護。6、 試述 M7130 平面磨床將工件從吸盤上取下時的操作過程及電路工作情況？當工件加工完畢需取下時，將轉(zhuǎn)換開關 QS2 扳至“退磁”位置，此時電磁吸盤反向充磁，經(jīng)一段時間后，即可將工件取下。7、 Z3040 搖臂鉆床電路中有哪些聯(lián)鎖和保護環(huán)節(jié)？分別起什么作用？各熱繼電器 FR 分別對 M1、