工厂电气控制设备（第3版）试题答案【ch07】电气控制设备实训.docx

《工厂电气控制设备（第3版）试题答案【ch07】电气控制设备实训.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工厂电气控制设备（第3版）试题答案【ch07】电气控制设备实训.docx（8页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第七章电气控制设备实训实训项目一常用低压电器的识别及测试思考与讨论交流接触器与热继电器在结构、工作原理和使用方面有何不同？继电器:是一种根据电量（电流、电压）或非电量（时间、速度、温度、压力等）的变化自动 接通和断开控制电路，以完成控制或保护任务的电器。交流接触器是一种用来频繁接通和断开交、直流主电路及大容量控制电路的自动切换电 器。它具有低压释放保护功能，可进行频繁操作，实现远距离控制,是电力拖动自动控制线路中 使用最广泛的电器元件。继电器可以对各种电量或非电量的变化作出反应，而接触器只有在一定的电压信号下 动作。继电器用于切换小电流的控制电路，而接触器则用来控制大电流电路，因此，继电器触头

2、容量 较小（不大于5A）,且无灭弧装置。实训项目二 电压继电器动作电压的整定思考与讨论电压继电器、电流继电器、热继电器之间有何区别？从名字上就可以看出区别来，电流继电器是针对电流大小的变化来实现对外接电路的控 制，而电压继电器是针对电压大小来实现对外接电路的控制。电流继电器一般内阻比较小， 与用电器一起串联在电路中，当电路中电流超过设定值时，继电器动作，对外接电路实现接 通或断开控制（俗称过流保护）。电压继电器一般内阻较大，与用电器并联接在电路中，当电 路中的电压值低于或高于设定值时，对外接电路实现接通或断开控制（俗称欠压或过压保护）。热继电器的工作原理是流入热元件的电流产生热量,使有不同膨胀

3、系数的双金属片发生 形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主 电路断开，实现电动机的过载保护。实训项目三三相异步电动机点动控制线路思考与讨论简述电气控制线路的安装步骤和工艺要求。电气原理图设计为满足生产机械及工艺要求进行的电气控制电路的设计电气工艺设计为电气控制装置的制造，使用，运行，维修的需要进行的生产施工设计第一节电气控制设计的原则和内容一,电气控制设计的原则1）最大限度满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求2）在满足要求的前提下，使控制系统简单，经济，合理，便于操作，维修方便，安全可靠3）电器元件选用合理，正确，使系统能正常工作4）为适应工艺的改进

4、,设备能力应留有裕量二，电气控制设计的基本内容L电气原理图设计内容1）拟定电气设计任务书2）选择电力拖动方案和控制方式3）确定电动机的类型，型号，容量，转速4）设计电气控制原理图5）选择电器元件及清单6）编写设计计算说明书2.电气工艺设计内容1）设计电气设备的总体配置，绘制总装配图和总接线图2）绘制各组件电器元件布置图与安装接线图，标明安装方式，接线方式3）编写使用维护说明书第二节电力拖动方案的确定和电动机的选择一,电力拖动方案的确定1,拖动方式的选择2,调速方案的选择3,电动机调速性质应与负载特性相适应二，拖动电动机的选择（一）电动机选择的基本原则1）电动机的机械特性应满足生产机械的要求，与

5、负载的特性相适应2）电动机的容量要得到充分的利用3）电动机的结构形式要满足机械设计的安装要求,适合工作环境4）在满足设计要求前提下，优先采用三相异步电动机（二）根据生产机械调速要求选择电动机一般一三相笼型异步电动机，双速电机调速，起动转矩大一三相笼型异步电动机调速高一直流电动机，变频调速交流电动机（三）电动机结构形式的选择根据工作性质，安装方式,工作环境选择（四）电动机额定电压的选择（五）电动机额定转速的选择（六）电动机容量的选择1,分析计算法：此外，还可通过对长期运行的同类生产机械的电动机容量进行调查，并对机械主要参数, 工作条件进行类比,然后再确定电动机的容量.第三节电气控制电路设计的一股

6、要求一，电气控制应最大限度地满足生产机械加工工艺的要求设计前，应对生产机械工作性能，结构特点，运动情况，加工工艺过程及加工情况有充分的了解，并在此基础上设计控制方案,考虑控制方式，起动，制动，反向和调速的要求，安置必要的联锁与保护，确保满足生产机械加工工艺的要求.二，对控制电路电流，电压的要求应尽量减少控制电路中的电流，电压种类，控制电压应选择标准电压等级,电气控制电各常用的电压等级如表10-2所示.三，控制电路力求简单，经济1 .尽量缩短连接导线的长度和导线数量设计控制电路时，应考虑各电器元件的安装立置，尽可能地减少连接导线的数量,缩短连接导线的长度.如图10-1.2 .尽量减少电器元件的品

7、种，数量和规格 同一用途的器件尽可能选用同品牌，型号的产 品，并且电器数量减少到最低限度.3 .尽量减少电器元件触头的数目在控制电路中,尽量减少触头是为了提高电路运行的可靠性.例如图10-2a所示.4 .尽量减少通电电器的数目，以利节能与延长电器元件寿命，减少故障.如图10-3a所示.四，确保控制电路工作的安全性和可靠性1.正确连接电器的线圈在交流控制电路中，同时动作的两个电器线圈不能串联,两个电 磁线圈需要同时吸合时其线圈应并联连接，如图10-4b所示.在直流控制电路中，两电感值相差悬殊的直流电压线圈不能并联连接.2正确连接电器元件的触头 设计时，应使分布在电路中不同位置的同一电器触头接到电

8、 源的同一相上，以避免在电器触头上引起短路故障.3防止寄生电路在控制电路的动作过程中.意外接通的电路叫寄生电路.4 .在控制电路中控制触头应合理布置.5 .在设计控制电路中应考虑继电器触头的接通与分断能力.6,避免发生触头”竞争/冒险”现象竞争:当控制电路状态发生变换时，常伴随电路中的电器元件的触头状态发生变换.由于 电器元件总有一定的固有动作时间，对于一个时序电路来说，往往发生不按时序动作的情况, 触头争先吸合，就会得到几个不同的输出状态,这种现象称为电路的“竞争”.冒险:对于开关电路，由于电器元件的释放延时作用,也会出现开关元件不按要求的逻辑 功能输出,这种现象称为“冒险”.7 .采用电气

9、联锁与机械联锁的双重联锁.五,具有完善的保护环节电气控制电路应具有完善的保护环节，常用的有漏电保护，短路，过载，过电流,过电压，欠电 压与零电压，弱磁，联锁与限位保护等.六，要考虑操作，维修与调试的方便第四节 电气控制电路设计的方法与步骤一,电气控制电路设计方法简介设计电气控制电路的方法有两种，一种是分析设计法，另一种是逻辑设计法.分析设计法（经验设计法）:根据生产工艺的要求选择一些成熟的典型基本环节来实现这 些基本要求，而后再逐步完善其功能，并适当配置联锁和保护等环节，使其组合成一个整体，成 为满足控制要求的完整电路.逻辑设计法:利用逻辑代数这一数学工具设计电气控制电路.在继电接触器控制电路

10、中，把表示触头状态的逻辑变量称为输人逻辑变量，把表示继电器接触器线圈等受控元件的逻辑变量称为输出逻辑变量.输人，输出逻辑变量之间的相互 关系称为逻辑函数关系，这种相互关系表明了电气控制电路的结构.所以，根据控制要求，将这些逻辑变量关系写出其逻辑函数关系式，再运用逻辑函数基本公式和运算规律对逻辑 函数式进行化简，然后根据化简了的逻辑关系式画出相应的电路结构图，最后再作进一步的检 查和优化，以期获得较为完善的设计方案.二，分析设计法的基本步骤分析设计法设计电气控制电路的基本步骤是：1）按工艺要求提出的起动，制动，反向和调速等要求设计主电路.2）根据所设计出的主电路，设计控制电路的基本环节，即满足设

11、计要求的起动,制动， 反向和调速等的基本控制环节.3）根据各部分运动要求的配合关系及联锁关系，确定控制参量并设计控制电路的特殊 环节.4）分析电路工作中可能出现的故障，加入必要的保护环节.5）综合审查，仔细检查电气控制电路动作是否正确关键环节可做必要实验,进一步3 .设计控制电路的特殊环节第五节 常用控制电器的选择一,接触器的选择一般按下列步骤进行：1 .接触器种类的选择:根据接触器控制的负载性质来相应选择直流接触器还是交流接触 器;一般场合选用电磁式接触器，对频繁操作的带交流负载的场合，可选用带直流电磁线圈的 交流按触器.2 .接触器使用类别的选择:根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使

12、用类别的接 触器.如负载是一般任务则选用AC-3使用类别;负载为重任务则应选用AC-4类别,如果负 载为般任务与重任务混合时，则可根据实际情况选用AC-3或AC-4类接触器,如选用 AC3类时,应降级使用.3 .接触器额定电压的确定：接触器主触头的额定电压应根据主触头所控制负载电路的额 定电压来确定.4 .接触器额定电流的选择一般情况下,接触器主触头的额定电流应大于等于负载或电动机的额定电流，计算公式为式中I.接触器主触头额定电流(A);H经验系数,一般取11.4;P.被控电动机额定功率(kw);U.被控电动机额定线电压(V).实训项目四三相异步电动机单向控制线路思考与讨论比较点动控制和单向长

13、动控制线路在结构和功能上有何区别？点动按钮两端并未并联上能实现自锁功能的接触器常开触点，反之，长动按钮两端并联 了自锁按钮。实训项目五 三相异步电动机接触器联锁正反转控制线路思考与讨论三相异步电动机接触器联锁正反转控制线路有何缺点？接触器联锁长处是安全可靠。如果发生了一种接触器主触头烧焊故障，因它联锁触头不 能恢复闭合,另一种接触器就不也许得电而动作，从而可靠地避免了电流短路事故。它缺陷是: 要变化电动机转向，必要先按止动按钮，再按反转启动按钮。这样虽然对保护电动机有利，但操 作不够以便。实训项目六三相异步电动机双重联锁正反转控制线路思考与讨论为什么要采用双重联锁？采用按钮或接触器联锁各有哪些

14、弊端？双重联锁：按钮和接触器各有一个常闭触点串联在另外一个接触器控制回路里。具有双 重安全保证及换向迅速简便。接触器连锁：实质上是接触器的互锁功能，只有接触器的一个常闭触点串联在另一个接 触器控制回路里。一单接触器卡住或触头粘连就会发生相间短路，换向麻烦，要先按一次停 止按钮。实训项目七 两台电动机顺序启动、逆序停止控制线路思考与讨论举例说明两台电动机顺序启动、逆序停止控制线路在生产上的应用。接触器KM1和KM2分别控制电动机Ml、M2,启动按钮用于控制电动机Ml的启动， 停止按钮用于控制电动机M2的停止，FU为熔断器用于电路的短路保护。时间继电器KT1用于电动机M2延时启动，时间继电器KT2

15、用于电动机Ml延时停止， 且它们都是通电延时时间继电器，其中接2、7线上的分别为时间继电器的线圈，接6、8上 的是时间继电器KT1的延时断开触头解点，接1、3线上的为时间继电器KT2的瞬时闭合 触点，接1、4线上的为时间继电器KT2的瞬时断开触点，接5、8线上的为时间继电器KT2 的延时断开触点。实训项目八三相异步电动机星形一三角形降压启动控制线路思考与讨论(1)三相异步电动机星形一三角形启动的目的是什么？降压以减小启动电流(2)时间继电器的延时长短对启动有何影响？时间继电器KT实现从低速起动到高速运转的时间控制。如果延时时间过短，容易导致三角形到双星型切换失败，烧坏电动机。(3)采用星形一三

16、角形启动对电动机有什么要求？星-三角降压启动的三相异步电动机首先要大于3KW,因为只有大于3个千瓦的电动 机才使用三角接法，其次用星-三角启动的电动机接的负载一般是启动电流非常大的，比如 风机，泵类，用星-三角启动的时候可以降低启动电流，减少对电网的冲击，我们把电动机 看做是有3组线圈组成的用电器，也好比是三个电阻，星形启动的时候相当于380V的电压 加在2个电阻上，而转到三角的时候相当于380V的电压加到了一个电阻上，当电压不变, 电阻加大的时候，电流就小，星-三角启动就是应用这个原理。实训项目九 三相异步电动机的反接制动控制线路思考与讨论掌握制动电阻的选择方法。1 .确定负载制动过程中产生

17、的能量或功率。2 .如果知道了制动所需的能量，则给定制动所需的时间(注意，时间要根据机械所能承受 的合理状态考虑)，就能得出制动的最大功率。制动电阻的功率，必须大于制动所需的最大 功率。再根据电阻类型，算出电阻值即可。3 .如果知道的是最大功率，按第二条的后半部选择即可。实训项目十 三相异步电动机的能耗制动控制线路思考与讨论(1)能耗制动的工作原理是什么？有何优缺点？利用转子惯性转动切割磁通而产生制动转矩,把转子的动能消耗在转子回路的电阻上。能耗制动优点是制动力较强，能耗少，制动较平稳，对电网及机械设备冲击小;但在低速时 制动力矩也随之减小，不易制停，需要直流电源。能耗制动常用于机床设备中。（

18、2）总结安装电气控制线路的方法与工艺要求，以及判断电气控制线路故障的 方法。1）按元件明细表配齐电器元件，并进行检验。所有电气控制器件，至少应具有制造厂的名称或商标、型号或索引号、工作电压性质和 数值等标志。若工作电压标志在操作线圈上，则应使装在器件上线圈的标志是显而易见的。2）电器的位置安排：尽可能组装在一起，使其成为一台或几台控制装置。只有那些必 须安装在特定位置上的器件，如按钮、手动控制开关、位置传感器、离合器、电动机等，才 允许分散安装在指定的位置上。安放发热元件时，必须使箱内所有元件的温升保持在它们的容许极限内。对发热很大的 元件，如电动机的启动、制动电阻等，必须隔开安装，必要时可采

19、用风冷。接线工艺要求：1）安装前应检查各元件是否良好。2）安装元件不能超出规定范围。3）导线连接可用单股线（硬线）和多股线（软线）连接，用单股线连接时，要求连线 横平竖直，沿安装板走线，尽量少出现交叉线，拐弯处应为直角。布线要美观、整洁、便于 检查。用多股线连接时，安装板应搭配有线槽，所有连线沿线槽内走线。4）导线线头裸露部分不能超过2mm。5）每个接线柱不允许超过两根导线，导线与元件连接要接触良好，以减小接触电阻。6）导线与元件连接处是螺丝的，导线线头要沿顺时针方向绕线。判断故障方法：1）调查研究法、2）试验法、3）逻辑分析法、4）测量法实训项目H一线路思考与讨论三相异步电动机自动往复循环运

20、动控制说明自动往复循环运动控制线路的方便性和安全可靠性。工作台每往返一次，电动机就要经受两次反接制动，这将造成较大的反接制动电流和 机械冲击力。因此，这种线路只适用于循环周期较长的生产机械。在选 择接触器容量时， 应比一般情况下选择的接触器容量大一些。实训项目十二 平面磨床电气控制线路故障判断思考与讨论如何根据故障现象确定故障范围？1 .根据电路设备和结构及工作原理查找故障范围弄清楚被检修电路、设备的结构和工作 原理，是循序渐进、避免盲目检修的前提。检修故障时，先从主电路入手，看拖动该设备的 几个电动机是否正常，然后逆着电流方向检查主电路的触头系统、热元件、熔断器、隔离开 关及线路本身是否有故

21、障，接着根据主电路与控制电路的控制关系，检查控制回路的线路接 头、自锁或连锁触点、电磁线圈是否正常，检查制动装置、传动机构中工作不正常的范围, 从而找出故障部位。如能通过直观检查发现故障点，如线圈脱落、触头（点）、线圈烧毁等, 则检修速度更快。2 .从控制电路动作程序检查故障范围通过直观观察无法找到故障点，断电检查仍未找 到故障时，可对电气设备进行通电检查。通电检查前要先切断主电路，让电动机停转，尽量 使电动机和其所传动的机械部分脱开，将控制器和转换开关置于零位，行程开关还原到正常 位置，然后用万用表检查电源电压是否正常，有没有缺相或严重不平衡。进行通电检查的顺 序为先检查控制电路，后查主电路

22、；先检查辅助系统，后检查主传动系统；先检查交流系统、 后检查直流系统；先检查升关电路，后检查调整系统。通电检查控制电路的动作顺序，观察 各元件的动作情况，或断开所有开关，取下所有熔断器，然后按顺序逐一插入要检查部位的 熔断器，合上开关，观察各电气元件是否按要求动作。3 .利用仪表检查在电气修理中，对于电路的通断，电动机绕组、电磁线圈的直流电阻， 触头（点）的接触电阻等是否正常，可用万用表相应的电阻挡检查；对电动机三相空载电流、 负载电流是否平衡，大小是否正常，可用钳型电流表或其他电流表检查；对于三相电压是否 正常、是否一致，对于工作电压、线路部分电压等可用万用表检查；对线路、绕阻的有关绝 缘电阻，可用兆欧表检查。利用仪表检查电路或电器的故障有速度快，判断准确，故障参数 可量化等优点，因此，在电器维修中应充分发挥仪表检查故障的作用。