第二章電氣控制的基本環(huán)節(jié)與規(guī)律2-1.填空題1.標(biāo)規(guī)定，“停止”按鈕必須是（）色，“啟動(dòng)”按鈕必須是（）色。答案：紅、綠2.機(jī)減壓起動(dòng)控制方式有（），（）和（）起動(dòng)。答案：定子串電阻或電抗、星三角變換、自耦變壓器減壓、延邊三角形3.籠型異步電動(dòng)機(jī)常用的電氣制動(dòng)方式有（）和（）。答案：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)4.熱繼電器是對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行（）保護(hù)的電器；熔斷器是用于供電線路和電氣設(shè)備的（）保護(hù)的電器。答案：過(guò)載、短路5.繼電器一般不是用來(lái)（）主電路，而是通過(guò)（）對(duì)主電路進(jìn)行控制。答案：保護(hù)、開(kāi)關(guān)元件6.熱繼電器是利用（）來(lái)切斷主電路的保護(hù)電器。答案：電流發(fā)熱原理7.控制線路原理圖一般分為（）和（）兩部分。答案：主電路、控制電路8.原理圖中，各電器的觸頭都按（）時(shí)的正常狀態(tài)畫出。答案：非激勵(lì)9.隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有（），所以不允許切斷負(fù)荷電流。答案：滅弧裝置10.三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流可達(dá)額定電流的（）倍。答案：3-411.三相異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中一相熔絲熔斷時(shí)，未熔斷相的電流將（），轉(zhuǎn)速則（）。答案：下降、下降2-2.判斷題1.三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的電氣控制線路，如果使用熱繼電器作過(guò)載保護(hù)，就不必再裝設(shè)熔斷器作短路保護(hù)。（×）2.在反接控制線路中，必須采用以時(shí)間為變化參量進(jìn)行控制。（×）3.頻敏變阻器的起動(dòng)方式可以使起動(dòng)平穩(wěn)，克服不必要的機(jī)械沖擊力。（√）4.頻敏變阻器只能用于三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制中。（×）5.失壓保護(hù)的目的是防止電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)。（√）6.接觸器不具有欠壓保護(hù)的功能。（×）7.電動(dòng)機(jī)采用制動(dòng)措施的目的是為了停車平穩(wěn)。（×）8.交流電動(dòng)機(jī)的控制線路必須采用交流操作。（×）9.現(xiàn)有四個(gè)按鈕，欲使它們都能控制接觸器KM通電，則它們的動(dòng)合觸點(diǎn)應(yīng)串聯(lián)接到KM的線圈電路中。（×）10.自耦變壓器降壓起動(dòng)的方法適用于頻敏起動(dòng)的場(chǎng)合。（√）11.繪制電氣原理圖時(shí)，電器應(yīng)是未通電時(shí)的狀態(tài)；二進(jìn)制元件應(yīng)是“1”時(shí)的狀態(tài)；機(jī)械開(kāi)關(guān)應(yīng)是接通的狀態(tài)。（×）12.點(diǎn)動(dòng)是指按下按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)工作；松開(kāi)按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止工作。（√）13.能耗制動(dòng)控制電路是指異步電動(dòng)機(jī)改變定子繞組上三相電源的相序，使定子產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用于轉(zhuǎn)子而產(chǎn)生制動(dòng)力矩。（×）14.異步電動(dòng)機(jī)Y-△降壓?jiǎn)?dòng)過(guò)程中，定子繞組的自動(dòng)切換由時(shí)間繼電器延時(shí)動(dòng)作來(lái)控制的。這種控制方式被稱為按時(shí)間原則的控制。（√）15.利用交流接觸器自身的常開(kāi)輔助觸頭，可進(jìn)行電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的互鎖控制。(×)16.如交流電動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí)采用Y接線，那么就可采用Y－△起動(dòng)。(×)17.只要任意調(diào)換三相異步電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)電源接線，就可以改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向。(√)2-3.簡(jiǎn)答題1.繪制電氣圖時(shí)，圖中的圖形符號(hào)與文字符號(hào)應(yīng)采用什么標(biāo)準(zhǔn)繪制？答：繪制電氣圖時(shí)，圖中的圖形符號(hào)與文字符號(hào)應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)執(zhí)行GB4728-2000《電氣圖用圖形符號(hào)》、GB6988-87《電氣制圖》和GB7159-1987《電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制定通則》。2.點(diǎn)動(dòng)與自鎖在電路結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別？它們適合于什么場(chǎng)合？答：（1）點(diǎn)動(dòng)與自鎖在電路結(jié)構(gòu)上是不同的，當(dāng)將交流接觸器的常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)在常開(kāi)（啟動(dòng)）按鈕的兩端時(shí)，則電路呈自鎖狀態(tài)；否則電路呈點(diǎn)動(dòng)狀態(tài)。（2）點(diǎn)動(dòng)適合于步進(jìn)式運(yùn)行控制電路，自鎖適合于連續(xù)運(yùn)行控制電路。3.畫出具有點(diǎn)動(dòng)和連續(xù)運(yùn)行的混合控制電路。該電路適用于什么場(chǎng)合？答：（1）點(diǎn)動(dòng)和連續(xù)運(yùn)行電路如圖所示。其中：QS——電源開(kāi)關(guān)；FU——熔斷器；M——交流異步電動(dòng)機(jī)。SB1——正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕（常開(kāi)觸點(diǎn)）；SB2——正轉(zhuǎn)停止按鈕（常閉觸點(diǎn)）；SB3-1、SB3-2——點(diǎn)動(dòng)按鈕；KM1——交流接觸器（主觸點(diǎn)/線圈380V）；KM1-1——交流接觸器（自鎖觸點(diǎn)）；FR——熱繼電器（熱元件/常閉觸點(diǎn)）。（2）該電路適用于即要求步進(jìn)式運(yùn)行控制，也要求連續(xù)運(yùn)行控制電路。4.自鎖與互鎖有什么區(qū)別？分別畫出具有自鎖的控制電路和具有互鎖的控制電路。答：（1）自鎖是將接觸器的常開(kāi)觸點(diǎn)，并接在控制該接觸器線圈的常開(kāi)按鈕兩端，使其按鈕斷開(kāi)后，仍保持對(duì)該接觸器線圈通電。（2）互鎖是將兩個(gè)接觸器的常閉觸點(diǎn)串接在控制對(duì)方接觸器線圈回路中，使其兩接觸器不同時(shí)通電。（3）具有自鎖功能和互鎖功能的控制電路如圖所示。5.試用一只接觸器設(shè)計(jì)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路。用操作開(kāi)關(guān)選擇電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向（應(yīng)有短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)）。答：控制電路如圖所示。熔斷器FU為短路保護(hù),熱繼電器FR為過(guò)載保護(hù)作用。6.什么叫反接制動(dòng)？什么叫能耗制動(dòng)？各有什么特點(diǎn)，適用于那些場(chǎng)合？答：（1）反接制動(dòng)是將電動(dòng)機(jī)定子接線任意調(diào)換兩根線，使其產(chǎn)生與運(yùn)行相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向，克服運(yùn)行轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，達(dá)到停止的目的。反接制動(dòng)需與速度繼電器配合，在電動(dòng)機(jī)速度為零時(shí)，及時(shí)切斷反接制動(dòng)電源。否則將會(huì)出現(xiàn)反向啟動(dòng)。（2）能耗制動(dòng)是在電動(dòng)機(jī)定子繞組斷電后，將直流電通入電動(dòng)機(jī)定子繞組，使之產(chǎn)生靜止的磁場(chǎng)，用來(lái)克服運(yùn)行轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，達(dá)到停止的目的。能耗制動(dòng)可與時(shí)間繼電器配合，在電動(dòng)機(jī)速度為零時(shí)，及時(shí)切斷能耗制動(dòng)電源。7.星形—三角形降壓?jiǎn)?dòng)方法有什么特點(diǎn)，并說(shuō)明使用場(chǎng)合？答：星形—三角形降壓?jiǎn)?dòng)適合于三角形接法的電動(dòng)機(jī)，設(shè)備簡(jiǎn)單、可靠。適用于輕負(fù)載啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。2-4.綜合題1.某三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)可正反轉(zhuǎn)，要求降壓?jiǎn)?dòng)快速停車。試設(shè)計(jì)主電路和控制電路，并要求有必要的保護(hù)。答：（1）本設(shè)計(jì)采用電動(dòng)機(jī)定子串電阻降壓?jiǎn)?dòng)和能耗制動(dòng)快速停車，設(shè)計(jì)短路保護(hù)、失壓保護(hù)、過(guò)載保護(hù)。（2）主電路和控制電路如圖所示。2.試設(shè)計(jì)一個(gè)采取兩地操作的點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電路圖。答：主電路和控制電路如圖所示。3.試設(shè)計(jì)一個(gè)控制電路，要求：按下按鈕SB，電動(dòng)機(jī)M正傳，松開(kāi)SB，M反轉(zhuǎn)，1分鐘后M自動(dòng)停止。畫出控制電路圖。答：主電路和控制電路如圖所示(將時(shí)間繼電器延時(shí)斷開(kāi)觸點(diǎn)整定為1分鐘)。4.試設(shè)計(jì)兩臺(tái)鼠籠式電動(dòng)機(jī)M1、M2的順序啟動(dòng)與停止控制電路。⑴M1、M2能順序啟動(dòng)，并能同時(shí)停止或M2先停止。⑵M1啟動(dòng)后M2再啟動(dòng)，M1可點(diǎn)動(dòng)，M2可單獨(dú)停止。答：主電路和控制電路如圖所示(手動(dòng)操作)。5.設(shè)計(jì)一個(gè)三臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序控制電路。要求：M1啟動(dòng)10S以后，M2自動(dòng)啟動(dòng)，運(yùn)行5S后，M1停止，同時(shí)M3自動(dòng)啟動(dòng)，運(yùn)行15S后M2、M3同時(shí)停止？答：主電路和控制電路如圖所示。6.設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的控制電路。要求：可正反轉(zhuǎn)，一地或兩地啟停，可反接制動(dòng)，有短路和過(guò)載保護(hù)。解：（1）主電路和控制電路（一地控制）如圖所示。（2）主電路和控制電路（兩地控制）如圖所示。7.某機(jī)床有主軸和潤(rùn)滑三相電動(dòng)機(jī)M1和M2拖動(dòng)，均采用直接啟動(dòng)，試按要求設(shè)計(jì)主電路及控制電路。要求如下：⑴M2必須在啟動(dòng)后，M1才能啟動(dòng)；⑵M1為正反轉(zhuǎn)運(yùn)行，為調(diào)試方便要求能正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制；⑶M1停止后，M2才能停止；⑷具有必要的電氣保護(hù)。解：主電路和控制電路如圖所示。8.三相電動(dòng)機(jī)M1和M2均為單方向運(yùn)行，可直接啟動(dòng)。試按要求設(shè)計(jì)主電路和控制電路。要求：⑴M1先啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段后，M2自行啟動(dòng)；⑵M2啟動(dòng)后，M1立即停止；⑶M2可單獨(dú)停止；⑷M1和M2均能點(diǎn)動(dòng)控制。解：主電路和控制電路如圖所示。9.現(xiàn)有一雙速電動(dòng)機(jī)，試按照下述要求設(shè)計(jì)控制電路。要求：⑴分別用兩個(gè)按鈕操作電動(dòng)機(jī)的高速啟動(dòng)和低速啟動(dòng)，用一個(gè)停止按鈕停止；⑵啟動(dòng)高速時(shí)，應(yīng)先接成低速，經(jīng)延時(shí)后再換接到高速；⑶應(yīng)有短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)。答：主電路和控制電路如圖所示。10.電氣控制線路常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有哪些？各采用什么電氣元器件？答：（1）短路保護(hù)，采用熔斷器承擔(dān)。（2）過(guò)載保護(hù)，采用熱繼電器承擔(dān)。（3）零（欠）電壓保護(hù)，采用交流接觸器（或繼電器）承擔(dān)。（4）過(guò)電流保護(hù)，采用過(guò)電流繼電器承擔(dān)。（5）欠電流保護(hù)，采用欠電流繼電器承擔(dān)。（6）過(guò)電壓保護(hù)，采用過(guò)電壓繼電器承擔(dān)。（7）極限（限位）保護(hù)，采用行程（限位）開(kāi)關(guān)承擔(dān)。11.三相籠型異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式有哪兩種?各有什么特點(diǎn)?分別適用于什么場(chǎng)合?【參考答案】電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檎＿\(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的過(guò)程。籠型異步電動(dòng)機(jī)有兩種啟動(dòng)方式：（1）直接啟動(dòng)(或全壓?jiǎn)?dòng))（2）降壓?jiǎn)?dòng)。直接啟動(dòng)是一種簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)的啟動(dòng)方法，在小型(容量一般在10kW以下)電動(dòng)機(jī)中廣泛使用。電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流為額定電流的4~7倍，過(guò)大的啟動(dòng)電流一方面將會(huì)造成電網(wǎng)電壓顯著下降，影響在同一電路上的其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行，另一方面電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱，加速線圈老化，縮短電動(dòng)機(jī)的壽命。因而對(duì)容量較大的電動(dòng)機(jī)，采用降壓?jiǎn)?dòng)，以減小啟動(dòng)電流。12.試敘述“自鎖”、“互鎖”的含義，并舉例說(shuō)明各自的作用?！緟⒖即鸢浮浚?）自鎖在通常的電路中，按下開(kāi)關(guān)，電路通電；松開(kāi)開(kāi)關(guān)，電路又?jǐn)嚅_(kāi)了。一旦按下開(kāi)關(guān)，就能夠自動(dòng)保持持續(xù)通電，直到按下其它開(kāi)關(guān)使之?dāng)嗦窞橹梗贿@樣的電路，稱為自鎖電路。圖3-1接觸器互鎖正反轉(zhuǎn)控制電路（2）互鎖互鎖實(shí)際上是一種連鎖關(guān)系，兩個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)各自串聯(lián)在對(duì)應(yīng)在電路中互相制約。例如，常常有這種要求，兩臺(tái)接觸器KM1和KM2只能有一臺(tái)工作，不允許同時(shí)工作。當(dāng)KM1線圈通電時(shí)，KM2線圈不能通電。如圖3-1電機(jī)正反轉(zhuǎn)電路。合上電源開(kāi)關(guān)QF。當(dāng)需要電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1線圈得電吸合，其主觸點(diǎn)閉合接通電動(dòng)機(jī)M的正轉(zhuǎn)電源，電動(dòng)機(jī)M啟動(dòng)正轉(zhuǎn)。同時(shí)，接觸器KM1的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合自鎖，使得松開(kāi)按鈕SB2時(shí)，接觸器KM1線圈仍然能夠保持通電吸合。而串接在接觸器KM2線圈回路的接觸器KM1輔助常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷接觸器KM2線圈回路的電源，使得在接觸器KM1得電吸合，電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)時(shí)，接觸器KM2不能得電，電動(dòng)機(jī)M不能接通反轉(zhuǎn)電源。這種利用接觸器常閉觸點(diǎn)互相控制的方法叫接觸器互鎖，實(shí)現(xiàn)互鎖作用的輔助常閉觸點(diǎn)叫做互鎖觸點(diǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)M需要停車時(shí)，按下停車按鈕SB1，接觸器KM1線圈失電釋放，所有常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)復(fù)位，電動(dòng)機(jī)M停車。13.試畫出某機(jī)床主電動(dòng)機(jī)控制電路圖。要求：（1）可正反轉(zhuǎn)；（2）可點(diǎn)動(dòng)、兩處起停；（3）可反接制動(dòng)；（4）有短路和過(guò)載保護(hù)；（5）有安全工作照明及電源信號(hào)燈?！緟⒖即鸢浮浚?）主回路及控制電路原理圖圖a所示為交流異步電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行反接制動(dòng)主回路，圖b為其控制回路。圖中：QF1為低壓斷路器，起開(kāi)關(guān)，以及短路、過(guò)載或欠電壓保護(hù)功能。KM1、KM2為正、反轉(zhuǎn)接觸器，KM3為短接電阻接觸器，R為啟動(dòng)與制動(dòng)電阻。FR為熱繼電器，起過(guò)載保護(hù)。FU1、FU2、FU3為保險(xiǎn)絲，起短路保護(hù)作用。KA1~KA3為中間繼電器KS為速度繼電器，其中，KS1為正轉(zhuǎn)閉合觸點(diǎn)，KS2為反轉(zhuǎn)閉合觸點(diǎn)SB1為就地停止，SB11為遠(yuǎn)程停止。SB2為就地正轉(zhuǎn)，SB13為遠(yuǎn)程正轉(zhuǎn)，SB12為點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)。SB3為就地反轉(zhuǎn)，SB15為遠(yuǎn)程反轉(zhuǎn)，SB14為點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)。TC為控制變壓器，HL為電源指示燈，EL為照明指示燈。圖a電機(jī)主回路圖b電機(jī)控制回路（2）控制線路工作原理分析①正向就地啟動(dòng)②正向遠(yuǎn)程啟動(dòng)正向遠(yuǎn)程啟動(dòng)與正向就地啟動(dòng)過(guò)程一樣，只需要相應(yīng)的按下遠(yuǎn)程啟動(dòng)按鈕SB13.③正向就地點(diǎn)動(dòng)④就地反接制動(dòng)（4）遠(yuǎn)程反接制動(dòng)遠(yuǎn)程反接制動(dòng)過(guò)程與該過(guò)程一樣，只需要相應(yīng)的按下遠(yuǎn)程反接制動(dòng)按鈕SB11。⑤電動(dòng)機(jī)反向啟動(dòng)和停車反接制動(dòng)過(guò)程電動(dòng)機(jī)反向啟動(dòng)和停車反接制動(dòng)過(guò)程與正向啟動(dòng)和停車反接制動(dòng)過(guò)程相同，請(qǐng)讀者自己分析。14.試設(shè)計(jì)兩臺(tái)籠型電動(dòng)機(jī)M1和M2的順序啟動(dòng)、停止的控制電路。具體要求如下：（1）M1、M2能順序啟動(dòng)，并能同時(shí)或分別停止。（2）M1啟動(dòng)后M2啟動(dòng)，M1可點(diǎn)動(dòng)，M2可單獨(dú)停止。（3）M1先啟動(dòng)，經(jīng)10s后M2自行啟動(dòng)。（4）M1啟動(dòng)后M2才能啟動(dòng)，停止時(shí)，M2停止后M1才能停止?！緟⒖即鸢浮浚?）主回路及控制電路原理圖三相異步電動(dòng)機(jī)的順序控制原理圖圖中：QF為低壓斷路器，起開(kāi)關(guān)，以及短路、過(guò)載或欠電壓保護(hù)功能。KM1為M1電機(jī)接觸器KM2為M2電機(jī)接觸器。FR1、FR2為熱繼電器，起電機(jī)過(guò)載保護(hù)。FU1、FU2為保險(xiǎn)絲，起短路保護(hù)作用。SB1為總停止按鈕，按下后M1、M2同時(shí)停止。SB2：M1啟動(dòng)按鈕SB3：M1停止按鈕SB4：M1點(diǎn)動(dòng)按鈕SB5：M2啟動(dòng)按鈕SB6：M2停止按鈕KT1：通電延時(shí)繼電器（2）工作原理分析①啟動(dòng)合上QF斷路器，按下SB2電機(jī)M1啟動(dòng)，此時(shí)，若再按下SB5，電機(jī)M2啟動(dòng)。要想啟動(dòng)M2電機(jī)，必須先啟動(dòng)M1電機(jī)。M1電機(jī)啟動(dòng)后，KT1通電延時(shí)繼電器線圈得電，經(jīng)10s延時(shí)，KT1延時(shí)閉合常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，M2電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。②停止若停止M2電機(jī)，可按下SB6按鈕，KM2線圈失電，M2接觸器主觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，為停止M1電機(jī)做準(zhǔn)備。若停止M1電機(jī)，必須先按下SB6停止M2電機(jī)，KM2常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，此時(shí)按下SB3，可停止M1電動(dòng)機(jī)。15.設(shè)計(jì)工作臺(tái)前進(jìn)－退回控制路。工作臺(tái)由電動(dòng)機(jī)M驅(qū)動(dòng)，行程開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2分別裝在工作臺(tái)的原位和終點(diǎn)。要求：（1）實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)（2）有終端保護(hù)【參考答案】（1）電路圖原理圖工作臺(tái)電路原理圖如下圖所示。工作臺(tái)電路原理圖圖中：QF：低壓斷路器FU1、FU2保險(xiǎn)