电气控制与PLC期中复习

电气控制与PLC应用练习与实践

陈建明主编

第1章、常用低压控制电器

一、填空题

01、电器按工作电压等级分为两种，低压电器用于交流电压（1200V）、直流电压（1500V）以下电路中；

当电器工作在大于以上电路电压时，称为高压电器。

02、接触器是电力拖动自动控制系统中使用量大且面广的一种低压控制电器，主要用来（频繁地）、（交直

流主回路）接通和分断和大容量控制电路。

03、接触器主要由（电磁系统、触头系统、灭弧装置）三部分组成。

04、接触器按其主触头所控制主电路电流的种类可分为（交流接触器）和（直流接触器）两种。

05、交流接触器线圈通以交流电，铁心用（硅钢片）冲压而成。为便于散热，线圈做成（短而粗）的圆筒

状绕在骨架上。

06、直流接触器的线圈通以直流电，铁心用（整块钢块）制成。为使线圈散热良好，通常将线圈绕制成

（长而薄）的圆筒状。

07、接触器的触头按其所控制的电路可分为主触头和辅助触头。主触头用于接通或断开（主电路），允许通

过较大的电流；辅助触头用于接通或断开（控制电路），只能通过较小的电流。

08、在交流电磁机构中如果不安装分磁环或短路环，衔铁将会产生强烈的（振动和噪音）。 09、接触器的额定操作频率是指（每小时）允许的操作次数： 10、线圈未通电时触点处于断开状态的触点称为（常开触点），而处于闭合状态的触点称为（常闭触点）。 11、常见的灭弧装置有（电动力）灭弧、（灭弧栅）灭弧和（磁吹）灭弧装置。 12、02、电磁系统的（反作用力与气隙的关系曲线）称为反力特性。 13、继电器的主要特性是（输入-输出）特性，又称继电特性。 14、一般继电器的返回系数k值越大，继电器灵敏度(越好)。

15、电压继电器反映的是（电压）信号。使用时，电压继电器的线圈与负载（并联）。 16、电路正常工作时，欠电压继电器（吸合），当电路电压减小到某一（整定值）以下（30%~50%）UN，

欠电压继电器（释放），对电路实现（欠电压）保护。 17、电路正常工作时，过电压继电器（不动作），当电路电压超过某一（整定值）时(一般为105%~120%UN)，

过电压继电器（吸合）对电路实现（过电压）保护。

18、零电压继电器是当电路电压降低到5%~25%UN时（释放），对电路实现（零电压）保护。 19、电流继电器反映的是（电流）信号。在使用时，电流继电器的线圈和负载（串联），其线圈匝数少而线

径粗。

20、电路正常工作时，欠电流继电器（吸合）动作，当电路电流减小到某一（整定值）以下时，欠电流继

电器（释放），对电路起（欠电流）保护作用。 21、电路正常工作时，过电流继电器（不动作），当电路中电流超过某一（整定值）时，过电流继电器（吸

合）动作，对电路起（过电流）保护作用。

22、热继电器是利用电流流过（热元件）时产生的热量，使双金属片发生弯曲而推动执行机构动作的一种

（保护）电器。

23、由于热惯性的原因，热继电器不能用作（短路）保护，主要用于电动机的长期（过载）保护。 24、时间继电器按延时方式可分为（通电延时）型和（断电延时）型。 25、通电延时是指：接收输入信号后（延迟）一定的时间，（输出）信号才发生变化。当输入信号（消失后），

输出（瞬时）复原。

26、断电延时是指：接收输入信号时，（瞬时）产生相应的输出信号。当输入信号（消失）后，（延迟）定

的时间，（输出）才复原。

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27、速度继电器主要用于笼型异步电动机的（反接制动）控制，通常有（两组）触头。 28、速度继电器动作转速在（120r/min）左右，复位转速在（100r/min）以下。 29、熔断器是一种简单而有效的保护电器，在电路中主要起（短路）保护作用。

30、熔断器熔体熔断的电流值与熔断时间的关系称为熔断器的熔断器的（安-秒特性）。 31、熔断器保护多台异步电动机时，若各台电动机不同时起动，则应按下式计算： （IfN≥（1.5～2.5）INmax+∑IN）。

32、熔断器在电路（正常）工作时，熔体允许通过一定大小的电流而长期不熔断：当电路（严重过载）时，

熔体能在较短时间内熔断；而当电路发生（短路故障）时，熔体能在瞬间熔断。 33、低压断路器相当于刀开关、熔断器、热继电器、（过电流继电器）和（欠电压继电器）的组合。 34、低压断路器是一种既有手动开关作用又能自动进行（欠电压、失电压、过载、短路）保护的电器。 35、低压断路器与接触器不同的是：接触器允许（频繁地）接通和分断电路，但不能分断（短路）电流；

而低压断路器不仅可分断（额定电流）、一般故障电流，还能分断短路电流，但单位时间内允许的操作 次数较低。

36、在低压断路器中，过电流脱扣器的（线圈）和热脱扣器的（热元件）与主电路（串联），欠电压脱扣器

的线圈和电源（并联）。

37、低压隔离器也称刀开关，品种主要有（低压刀开关、熔断器式刀开关、组合开关）3种。

38、主令电器是在自动控制系统中（发出指令）或（信号）的电器，用来控制接触器、继电器或其他电器

线圈，使电路（接通或分断），从而达到控制生产机械的目的。

39、复合按钮带有常开触头和常闭触头，手指按下按钮帽，先断开（常闭触头）再闭合（常开触头）手指

松开，常开触头和常闭触头（先后）复位。

40、主令控制器是按照（预定程序转换）控制电路的主令电器，其结构和凸轮控制器相似，只是触头的（额

定电流）较小。

二、判断题(判断下列说法的正误，正确的在括号中注“T”，错误的注“F”)

(F)01、接触器用来通断大电流电路，同时还具有欠电压或过电压保护功能。

(T)02、交流励磁的接触器铁心材料用硅钢片冲压而成，以减少铁心中产生的涡流和磁滞损耗，防止铁心发

热。

(F)03、交流和直流励磁的接触器铁心端面上都安装有一个铜制的短路环。 (F)04、接触器的线圈可以并接于电路中，也可以串接于电路中。 (T)05、交流励磁接触器线圈设有骨架且粗而短。

(F)06、直流励磁接触器的铁心和线圈都发热，所以将线圈绕制成长而薄的圆筒状。 (T)07、接触器的额定电压是指主触头的额定电压，应等于负载的额定电压。

(T)08、接触器的额定电流是指主触头的额定电流，应等于或稍大于负载的额定电流。 (F)09、接触器的辅助触头主要用于当主触头数量不足时，代替主触头控制电路。

(F)10、继电器主要用于控制与保护电路或信号转换。当输入量变化到某一定值时，继电器动作，其触头接

通或断开交、直流主电路。

(T)11、电磁式继电器有电压继电器、中间继电器和电流继电器等。

(T)12、过电压继电器的吸合动作值一般要大于被测电路的额定电压值。

(F)13、电路正常工作时，欠电压继电器不动作，当电路电压减小到某一整定值以下时(为30%~50%UN)，

欠电压继电器吸合，对电路实现欠电压保护。

(T)14、电流继电器的线圈匝数要少，导线截面要大，阻抗值要小。 (F)15、电流继电器的线圈并接或串接于电路中都可以。 (T)16、过电流继电器在电路正常工作时不动作。

(T)17、要使欠电压继电器的释放值调低，可减少铁心与衔铁间非磁性垫片的厚度。 (F)18、热继电器的热元件应串接于主回路中，可以实现过载或短路保护。 (F)19、带有断相保护装置的三相结构热继电器只能作为电动机断相保护。

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(F)20、时间继电器只有在线圈通电时，触点才延时动作。

(F)21、时间继电器的所有触点都是延时动作的，因此不能用于无延时控制回路中。 (T)22、速度继电器的常闭触点通常在转速小于100r/min时恢复闭合。 (T)23、速度继电器的常闭触点不管电动机转向如何均能动作。 (T)24、熔断器应串接于电路中作为短路或严重过载保护。

(F)25、熔断器的保护特性和热继电器一样，都是反时限的，因此也可作为长期过载保护。 (F)26、熔断器的极限分断能力应等于线路中的额定电流。

(T)27、低压断路器是一种既能实现控制又能实现保护的开关电器。 (F)28、低压断路器的过流脱扣器能作为长期过载保护。

(F)29、低压断路器的热脱扣器的热元件串联在主电路中，可以作为短路保护。

(T)30、低压断路器在电路出现失电压时，也使自由脱扣机构动作，实现失电压保护。 (F)31、刀开关安装时，手柄要向上或向下，但不得平装。

(T)32、组合开关常用来直接控制小容量三相异步电动机非频繁正、反转。 (T)33、按钮在低压控制电路中用于于动发出控制信号。

(F)34、启动按钮的按钮帽采用红色，停止按钮的按钮帽采用绿色。 (F)35、位置开关是主令电器的一种，也是手动控制电器。 (T)36、位置开关可以作为控制电器，也可以作为保护电器。

三、选择题

01、交流接触器铁心上的短路环的作用是(A)。

A：消除铁心振动 B：增大铁心磁通 C：减缓铁心冲击 02、接触器励磁线圈应(A)在线路中。

A：串联 B：并联 C：串井联 03、交流励磁线圈设骨架的目的是(C) 。

A：绕制线圈方便 B：让线圈热量不传给铁心 C：便于线圈散热 04、交流励磁接触器若衔铁吸合不紧，工作气隙较大，将导致(C) 。

A：铁心涡流增大 B：线圈电感增大 C：线圈电流增大 05、直流励磁接触器吸合后的电流与吸合前的电流之比(C)。

A：大于1 B：小于1 C：等于1 06、交流励磁接触器吸合后的电流与吸合前的电流之比(B) 。

A：大于1 B：小于1 C：等于1 07、交流励磁接触器线圈电压增高将导致(C)。

A：线圈电流显著增大 B：线圈电流显著减小 C：铁心磁通增大 08、直流励磁接触器线圈电压降低将导致(B)。

A：线圈电流增大 B：线圈电流减小 C：铁心涡流减小 09、接触器触点弹簧初压力越大，将出现(C)。

A：触点接触电阻越大 B：触点接触电阻越小 C：触点接触过程振动越大

10、在外加电压一样的情况下，不能用交流励磁的接触器线圈替换直流励磁的接触器线圈，是因为(A)，否

则将烧毁线圈。

A：交流线圈匝数少，电阻小B：交流线圈铁心发热 C：交流线圈阻抗过大 11、继电器的输入信号是(A)。

A：电的 B：非电的 C：电的或非电的 12、过电压继电器吸合动作电压值应(A)线圈的释放电压值。

A：大于 B：小于 C：等于 13、过电压继电器在(C) 电路电压时吸合。

A：85%~105%UN B：40%~70%UN C：105%~120%UN

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14、零电压继电器在(A)电路电压时释放。

A：5%~25%UN B：40%~70%UN C：10%~20%UN 15、热继电器的热元件应(C)于电动机定子绕组。

A：并联 B：串、并联 C：串联 16、热继电器能对电路起到(B) 保护作用。

A：短期过载 B：长期过载 C：短路 17、带有断相保护装置的三相热继电器只能作为对电动机(B)保护。

A：断相 B：过载和断相 C：过载 18、热继电器的常闭触点应接在(C)中，以对电路起保护作用。

A：电动机定子电路 B：信号电路 C：接触器线圈电路 19、时间继电器的线圈是在(C)时，触点经过一段时间才动作的电器。

A：通电 B：断电 C：通电或断电 20、速度继电器的(A)与被控电动机的转轴相连接。

A：转子的轴 B：定子空心圆环 C：动触点 21、速度继电器的触点动作转速(A)。

A：>100r/min B：<100r/min C：> 200r/min 22、熔断器的熔体最小熔断电流应(C)熔体的额定电流。

A：小于 B：等于 C：大于 23、额定电流是熔断器长期通过的不超过允许温升的(A)电流。

A：最大工作 B：最小工作 C：工作 24、断路器的额定电压和额定电流应(B)线路正常工作电压和工作电流。

A：为1.5倍 B：不小于 C：小于 25、断路器的欠电压脱扣器的额定电压应(C)线路的额定电压。

A：大于 B：小于 C：等于 26、手持电动工具、家用电器应选用额定漏电动作电流(B)的快速漏电保护器。

A：<50mA B：<30mA C：<100 mA 27、在使用刀开关时，正确的安装方法应使刀开关的手柄(C)。

A：向下 B：水平 C：向上

28、按钮在低压控制电路中用于手动发出控制信号，启动/停止按钮帽常用(B)色。

A：红/绿 B：绿/红 C：任意 29、位置开关是主令电器的一种，它是(A)电器。

A：控制和保护 B：手动 C：保护

四、分析思考题

01、简述直流励磁和交流励磁接触器的吸力特性。

答：不同的电磁机构，有不同的吸力特性。电磁机构动作时，其气隙δ是变化的，F?B2??2。 对于直流电磁机构：其励磁电流的大小与气隙无关，衔铁动作过程中为恒磁动势工作，根据磁路定律： IN111????φ，式中，Rm为气隙磁阻，则F??2?；电磁吸力随气隙的减少而增加，所以吸

RmRmRm2?2力特性比较陡峭。

对于交流电磁机构：设线圈外加电压U不变，交流电磁线圈的阻抗主要决定于线圈的电抗，若电阻忽

U略不计，则U?E?4.44f?N，??，当电压频率f，线圈匝数N、外加电压U为常数时，气隙磁通

4.44fNΦ也为常数，即励磁电流与气隙成正比，衔铁动作过程中为恒磁通工作，但考虑到漏磁通的影响，其电磁吸力随气隙的减少略有增加，所以吸力特性比较平坦。

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02、吸力特性与反力特性之间应满足怎样的配合关系?

答：为了保证衔铁能牢固吸合，反作用力特性必须与吸力特性配合好，在整个吸合过程中，吸力都必须大 于反作用力，即吸力特性高于反力特性，但不能过大或过小，吸力过大时，动、静触头接触时以及衔铁与 铁心接触时的冲击力也大，会使触头和衔铁发生弹跳，导致触头的熔焊或烧毁，影响电器的机械寿命；吸 力过小时，会使衔铁运动速度降低，难以满足高操作频率的要求。因此，吸力特性与反力特性必须配合得 当，才有助于电器性能的改善。在实际应用中，可调整反力弹簧或触头初压力以改变反力特性，使之与吸 力特性有良好配合，参见答案图1所示。

l一直流电磁铁吸力特性2一交流电磁铁吸力特性 3一反力特性

吸力特性与反力特性的配合

答案图1

03、单相交流电磁机构为什么要设置短路环?它的作用是什么?三相交流电磁铁要不要装设短路环?

答：由于单相交流接触器铁心的磁通是交变的，故当磁通过零时，电磁吸力也为零，吸合后的衔铁在反力 弹簧的作用下将被拉开，磁通过零后电磁吸力又增大，当吸力大于反力时，衔铁又被吸合。这样，交流电 源频率的变化，使衔铁产生强烈振动和噪声，甚至使铁心松散。因此，交流接触器铁心端面上都安装一个 铜制的短路环。短路环将铁心端面分隔成两部分，当交变磁通穿过短路环所包围的截面积S2在环中产生涡 流时，根据电磁感应定律，此涡流产生的磁通Φ2在相位上落后于短路环外铁心截面S1中的磁通Φ1由Φ1、 Φ2产生的电磁吸力为F1、F2，作用在衔铁上的合成电磁吸力是F1+F2，只要此合力始终大于其反力，衔铁就 不会产生振动和噪声。参见答案图2所示。

对于三相交流电而言，因为三相不可能同时为零。就相当于整个电磁铁电流没有过零点，磁场不会消 失，衔铁就不会振动。故无须加装短路环。

答案图2

04、简述接触器的工作原理。

答：当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：

常闭触头断开：常开触头闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作

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