1、第1章 常用低壓控制電器習(xí)題與思考題1. 何謂電磁式電器的吸力特性與反力特性？吸力特性與反力特性之間應(yīng)滿足怎樣的配合關(guān)系？答：不同的電磁機(jī)構(gòu)，有不同的吸力特性。電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)，其氣隙是變化的，。對(duì)于直流電磁機(jī)構(gòu)：其勵(lì)磁電流的大小與氣隙無(wú)關(guān)，銜鐵動(dòng)作過(guò)程中為恒磁動(dòng)勢(shì)工作，根據(jù)磁路定律，式中Rm為氣隙磁阻，則，電磁吸力隨氣隙的減少而增加，所以吸力特性比較陡峭。對(duì)于交流電磁機(jī)構(gòu)：設(shè)線圈外加電壓U不變，交流電磁線圈的阻抗主要決定于線圈的電抗，若電阻忽略不計(jì)，則，當(dāng)電壓頻率f、線圈匝數(shù)N、外加電壓U為常數(shù)時(shí)，氣隙磁通也為常數(shù)，即勵(lì)磁電流與氣隙成正比，銜鐵動(dòng)作過(guò)程中為恒磁通工作，但考慮到漏磁通的影響，其電

2、磁吸力隨氣隙的減少略有增加，所以吸力特性比較平坦。1-直流電磁鐵吸力特性；2-交流電磁鐵吸力特性；3-反力特性答案圖1F/I0123為了保證銜鐵能牢固吸合，反作用力特性必須與吸力特性配合好。在整個(gè)吸合過(guò)程中，吸力都必須大于反作用力，即吸力特性高于反力特性，但不能過(guò)大或過(guò)小，吸力過(guò)大時(shí)，動(dòng)、靜觸頭接觸時(shí)以及銜鐵與鐵心接觸時(shí)的沖擊力也大，會(huì)使觸頭和銜鐵發(fā)生彈跳，導(dǎo)致觸頭的熔焊或燒毀，影響電器的機(jī)械壽命；吸力過(guò)小時(shí)，會(huì)使銜鐵運(yùn)動(dòng)速度降低，難以滿足高操作頻率的要求。因此，吸力特性與反力特性必須配合得當(dāng)，才有助于電器性能的改善。在實(shí)際應(yīng)用中，可調(diào)整反力彈簧或觸頭初壓力以改變反力特性，使之與吸力特性有良好

3、配合，參見(jiàn)答案圖1所示。2. 單相交流電磁機(jī)構(gòu)為什么要設(shè)置短路環(huán)？它的作用是什么？三相交流電磁鐵要否裝設(shè)短路環(huán)？答：由于單相交流接觸器鐵心的磁通是交變的，故當(dāng)磁通過(guò)零時(shí)，電磁吸力也為零，吸合后的銜鐵在反力彈簧的作用下將被拉開(kāi)，磁通過(guò)零后電磁吸力又增大，當(dāng)吸力大于反力時(shí)，銜鐵又被吸合。這樣就使銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪聲，甚至使鐵心松散。因此，交流接觸器鐵心端面上都安裝一個(gè)銅制的短路環(huán)。短路環(huán)將鐵心端面分隔成兩部分，當(dāng)交變磁通穿過(guò)短路環(huán)所包圍的截面積S2在短路環(huán)中產(chǎn)生渦流時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，此渦流產(chǎn)生的磁通2在相位上落后于短路環(huán)外鐵心截面S1中的磁通1，由1、2產(chǎn)生的電磁吸力為F1、F2，作用在銜

4、鐵上的合成電磁吸力是F1+F2，只要此合力始終大于其反力，銜鐵就不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。參見(jiàn)答案圖2所示。答案圖2對(duì)于三相交流電而言，因?yàn)槿嗖豢赡芡瑫r(shí)為零。就相當(dāng)于整個(gè)電磁鐵磁通沒(méi)有過(guò)零點(diǎn)，磁場(chǎng)不會(huì)消失，銜鐵就不會(huì)振動(dòng)。故無(wú)須加裝短路環(huán)。3. 從結(jié)構(gòu)特征上如何區(qū)分交流、直流電磁機(jī)構(gòu)？答：交流接觸器的線圈通以交流電，將產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，使鐵心發(fā)熱。為減少鐵損，鐵心用硅鋼片沖壓而成。為便于散熱，線圈做成短而粗的筒狀繞在骨架上。直流接觸器的線圈通以直流電，鐵心中不會(huì)產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，所以不會(huì)發(fā)熱。為方便加工，鐵心用整塊鋼塊制成。為使線圈散熱良好，通常將線圈繞制成長(zhǎng)而薄的筒狀。4. 交流電磁線圈通電

5、后，銜鐵長(zhǎng)時(shí)間被卡不能吸合，會(huì)產(chǎn)生什么后果？答：銜鐵在吸合過(guò)程中，交流勵(lì)磁線圈的電流與氣隙成正比，當(dāng)線圈通電瞬間，銜鐵尚未吸合時(shí)，氣隙較大，電流將達(dá)到吸合后額定電流的515倍，如果銜鐵長(zhǎng)時(shí)間被卡不能吸合，容易燒毀線圈。5. 交流電磁線圈誤接入直流電源，直流電磁線圈誤接入交流電源，會(huì)發(fā)生什么問(wèn)題？為什么？答：交流電磁線圈接入直流電源時(shí)會(huì)通過(guò)很大的電流，很快會(huì)燒毀。因?yàn)榻涣骶€圈對(duì)交流電有感抗，而對(duì)直流電沒(méi)有感抗，交流線圈只有很小的直流電阻，所以會(huì)通過(guò)很大的電流。若將直流電磁線圈誤接入交流電源上，接觸器將不能正常工作。因阻抗增大，電流減小，吸力不足，不能吸合，線圈電流降不下去。此外，直流電磁鐵鐵心采

6、用整塊鋼制成，交流電磁場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致鐵心中產(chǎn)生較大的渦流，導(dǎo)致鐵心和線圈發(fā)熱。6. 線圈電壓為220V的交流接觸器，誤接入380V交流電源會(huì)發(fā)生什么問(wèn)題？為什么？答：接入380V的電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)它的額定電壓220V，線圈電流將大大增加，線圈迅速發(fā)熱最終導(dǎo)致燒毀。7. 接觸器是怎樣選擇的？主要考慮哪些因素？答：首先，根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類選擇接觸器的類型。交流負(fù)載應(yīng)選用交流接觸器，直流負(fù)載應(yīng)選用直流接觸器，如果控制系統(tǒng)中主要是交流負(fù)載，而直流電動(dòng)機(jī)或直流負(fù)載的容量較小，也可都選用交流接觸器來(lái)控制，但觸點(diǎn)的額定電流應(yīng)選得大一些。主要考慮因素有：接觸器的額定電壓、接觸器的額定電流、電磁線圈的額定電壓、觸頭

7、數(shù)目、額定操作頻率。8. 兩個(gè)相同的交流線圈能否串聯(lián)使用？為什么？答：在交流控制線路中，不能串聯(lián)接入兩個(gè)電器線圈。因?yàn)槊總€(gè)線圈上所分配到的電壓與線圈阻抗成正比，兩個(gè)電器動(dòng)作總有先后，先吸合的電器，磁路先閉合，其阻抗比沒(méi)吸合的電器大，電感顯著增加，線圈上的電壓也相應(yīng)增大，故沒(méi)吸合電器的線圈的電壓達(dá)不到吸合值。同時(shí)電路電流將增加，有可能燒毀線圈。因此，兩個(gè)電器需要同時(shí)動(dòng)作時(shí)，線圈應(yīng)并聯(lián)連接。9. 常用的滅弧方法有哪些？答：當(dāng)開(kāi)關(guān)電器的觸頭分離時(shí)，觸頭間的距離很小，觸頭間電壓即使很低，但電場(chǎng)強(qiáng)度很大（E=U/d），在觸頭表面由于強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射和熱電子發(fā)射產(chǎn)生的自由電子，逐漸加速運(yùn)動(dòng)，并在間隙中不斷與介質(zhì)

8、的中性質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生碰撞游離，使自由電子的數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致介質(zhì)被擊穿，引起弧光放電，弧隙溫度劇增，產(chǎn)生熱游離，不斷有大量自由電子產(chǎn)生，間隙由絕緣變成導(dǎo)電通道，電弧持續(xù)燃燒。為了加速電弧熄滅，常采用以下滅弧方法：電動(dòng)力滅??；滅弧柵滅??；磁吹滅弧等。10. 熔斷器的額定電流、熔體的額定電流和熔體的極限分?jǐn)嚯娏魅哂泻螀^(qū)別？答：熔斷器的額定電流是指所裝熔體額定電流的最大值；熔斷體的額定電流是在規(guī)定條件下，熔斷體能夠長(zhǎng)期承載而不使性能降低的電流；熔斷體的極限分?jǐn)嚯娏魇侵冈谝?guī)定的使用和性能條件下，熔斷體在規(guī)定電壓下能夠分?jǐn)嗟念A(yù)期電流的極限值，必須大于線路中可能出現(xiàn)的最大短路電流，否則就不能獲得可靠的短路保護(hù)

9、。11. 如何調(diào)整電磁式繼電器的返回系數(shù)？答：繼電器的釋放值x1與吸合值x2之比k= x1/ x2稱為繼電器的返回系數(shù)。k值是可以調(diào)節(jié)的，可通過(guò)調(diào)節(jié)釋放彈簧的松緊程度（擰緊時(shí)，x1與x2同時(shí)增大，k增大；放松時(shí)，k減?。┗蛘{(diào)整鐵心與銜鐵間非磁性墊片的厚?。ㄔ龊駮r(shí)x1增大，k增大；減薄時(shí)k減?。﹣?lái)達(dá)到。12. 電氣控制線路中，既裝設(shè)熔斷器，又裝設(shè)熱繼電器，各起什么作用？能否相互代用？答：二者不能相互替換，熱繼電器和熔斷器在電路中的保護(hù)作用是不相同的。熱繼電器只做長(zhǎng)期的過(guò)載保護(hù)，而熔斷器是做嚴(yán)重過(guò)載和短路保護(hù)，因此一個(gè)較完整的保護(hù)電路，特別是電動(dòng)機(jī)控制電路，應(yīng)該兩種保護(hù)都具有。13. 熱繼電器在電

10、路中的作用是什么？帶斷相保護(hù)和不帶斷相保護(hù)的三相式熱繼電器各用在什么場(chǎng)合？答：熱繼電器（FR）主要用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)負(fù)載的過(guò)載保護(hù)。熱繼電器的選擇主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)定子繞組的聯(lián)結(jié)方式來(lái)確定熱繼電器的型號(hào)，在三相異步電動(dòng)機(jī)電路中，對(duì)Y連接的電動(dòng)機(jī)可選兩相或三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，一般采用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，即在兩相主電路中串接熱元件。對(duì)于三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，定子繞組為連接的電動(dòng)機(jī)，必須采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器。14. 時(shí)間繼電器和中間繼電器在電路中各起什么作用？答：時(shí)間繼電器用來(lái)控制電器延時(shí)通斷。中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電壓繼電器，它的特點(diǎn)是觸頭數(shù)目較多，電流容量可增大，起到中間放大（觸頭數(shù)目和電流容量

11、）的作用。15. 什么是主令電器？常用的主令電器有哪些？答：主令電器是在自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)出指令或信號(hào)的電器，用來(lái)控制接觸器、繼電器或其他電器線圈，使電路接通或分?jǐn)啵瑥亩_(dá)到控制生產(chǎn)機(jī)械的目的。主令電器應(yīng)用廣泛、種類繁多。按其作用可分為：按鈕、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、主令控制器及其他主令電器（如腳踏開(kāi)關(guān)、鈕子開(kāi)關(guān)、急停開(kāi)關(guān)）等。16. 試為一臺(tái)交流380V、4kW（cos=0.88）、連接的三相籠型異步電動(dòng)機(jī)選擇接觸器、熱繼電器和熔斷器。答：首先根據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算公式 式中，U為三相電源的線電壓(V)；I為電動(dòng)機(jī)的線電流(A)；cos為電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。計(jì)算出電動(dòng)機(jī)額定電流IN為接觸器選擇：交流接觸器；額定電壓380V；額定電流10A；電磁線圈額定電壓110V/127V/220V/380V之中選一；參考型號(hào)