机床电气控制与PLC技术项目教程（S7-1200）习题答案项目1机床电动机基本电气控制线路分析.docx

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1、项目1机床电动机基本电气控制线路分析任务1.1三相异步电动机点/长动运行控制答案【课后测试】1.起动自锁2.过载保护双金属片热伸展率不同。熔体熔管熔座短路保护反时效3.主触点辅助触点4.等于稍大于等于稍大于等于5.常开并联常闭串联6.红色绿色7.A8.C9.B10.A【拓展思考与训练】一、拓展思考1 .答：熔断器和热继电器在电路中分别起到对电路的短路、过载保护，以实现对电路的不同保护功能。熔断器主要起到短路保护，过载时电流不够大，不能熔断，即不能切断电路起到保护作用。热继电器主要起到过载保护功能，短路时热继电器的热惯性而不能快速切断电路而起到短路保护。故在同一电路中，不仅要装设热继电器，同时还

2、要装设熔断器，各自针对性保护。2 .答：电磁接触器一般由电磁机构、触点系统、灭弧装置、辅助机构（释放弹簧机构、支架与底座）等几部分组成。接触器根据电磁原理工作：当电磁线圈通电后,线圈电流产生磁场，使好铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触点动作，使常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下降放，使触点复原，即常开触点断开，常闭触点闭合。在铁芯上加短路环能有效消除交流接触器的震动和噪音，延长其使用寿命。3 .答：（结合图1-18电动机长动运行控制线路）当按下启动按钮SB2后，接触器KM线圈得电，驱动接触器KM主触点闭合，则电动机M转动。同时，接触KM辅

3、助常开触点闭合，电流可以经过常开触点是接触器KM线圈通电。因此松开启动按钮SB2,接触器KM线圈保持通电，电动机继续运行。这种使电动机保持运行的方法称为（接触器）自锁。当按下停止按钮SBl后,切断控制电路,接触器KM线圈失电停止，并解除自锁（松开停止按钮SBl后，电动机仍然处于停止状态）。当发生短路时，由熔断器FUl或FU2熔断电路；当发生电机长时间过载时，热继电器切断电路，电动机失电停止。4 .答：控制按钮是操作人员发布操作控制主令的，按功能属于主令电器。应用在控制电路。工作中为便于区分、识别不同作用的按钮，规定不同颜色按钮的应用不同场合，避免误操作。二、拓展训练训练任务1：答：设计电动机长

4、动运行控制线路如图1所示。图1电动机长动运行控制线路当按下启动按钮SB2后，接触器KM线圈得电，驱动接触器KM主触点闭合,则电动机M转动。同时,接触器KM辅助常开触点闭合，电流可以经过常开触点是接触器KM线圈通电。因此松开启动按钮SB2,接触器KM线圈保持通电，电动机继续运行。这种使电动机保持运行的方法称为（接触器）自锁。当按下停止按钮SBl后，切断控制电路，接触器KM线圈失电停止,并解除自锁（松开停止按钮SBl后，电动机仍然处于停止状态）。当发生短路时，由熔断器FUl或FU2熔断电路；当发生电机长时间过载时，热继电器切断电路，电动机失电停止。训练任务2：答：设计电动机长动运行控制线路如图2所

5、示。任务L2三相异步电动机顺序运行控制答案【课后测试】1.电源负载2.组合开关各种控制线路的转换起动3.自动空气开关刀开关、熔断器、热继电器4.1）5.B6.略。【拓展思考与训练】一、拓展思考1 .答：D根据线路对保护的要求确定断路器的类型和保护形式确定选用框架式、装置式或限流式。2）断路器的额定电压UN应等于或大于被保护线路的额定电压。3）断路器欠压脱扣器额定电压应等于被保护线路的额定电压。4）断路器的额定电流及过流脱扣器的额定电流应大于或等于被保护线路的计算电流。5）断路器的极限分断能力应大于线路的最大短路电流的有效值。6）配电线路中的上、下级断路器的保护特性应协调配合，下级的保护特性应位

6、于上级保护特性的下方且不相交。7）断路器的长延时脱扣电流应小于导线允许的持续电流。2 .答：指导电气施工，能节约材料、降低成本，使控制电路施工标准化、规范化，便于后期使用和维护。3 .答：能满足生产中顺序流程的需求，有利于满足设备润滑、安全要求。多地控制是对同一个生产设备多地启停控制，没有顺序要求。4 .答：按照顺序控制的电路的运行顺序，前一工序的起动状态作为后一工序起动的必要条件，要与其起动触点串联。二、拓展训练训练任务1:答：略。训练任务2：答：略。任务1.3三相异步电动机正反转运行控制答案【课后测试】1.位置开关电信号终端限位2开关电感式、电容式、霍尔式、涡流式。涡流电容式3 .直射型和

7、反射型4 .在电动机控制电路中，怎样实现自保控制和互锁控制？这些控制起什么作用？自保控制为什么还兼有欠电压和失压保护作用？答：自保控制通过接触器的常开触点与起动按钮并联实现；互锁控制通过两个接触器的常闭触点交互串联在对方线圈回路中实现。【拓展思考与训练】一、拓展思考1 .答：通过在机床上安装位置开关实现机床运动部件位置控制，当机床运动到设定的位置后，位置开关使机床停止或反向运动。实现机床移动部件自动往返，能减少工人的换向操作，换向位置准确，使生产自动进行，减轻工人劳动强度。2 .答:设计电动机正反向电路,通过换向起动按钮拖动工作台向左、向右运行。3 .答：在工作台运动到两端的极限位置时未能及时

8、按下停止按钮,会造成工作台运动超出安全行程，需要对机床维修和校准。为避免出现这种危险情况,需要在机床上设置行程保护开关,防止超超程。4 .答：现象L合上电源开关，电动机立即正向起动，当按下停止按钮时，电动机停转一说明起动按钮应该接常开触点但是接成了常闭触点，导致系统刚一上电就接通电动机。现象2：合上电源开关，按下正转（或反转）按钮，正转（或反转）接触器就不停地吸合与释放，电路无法工作；当松开按钮时，接触器不再吸合一说明接触器互锁时常闭触点没有交互串联接在对方线圈前面。现象3：合上电源开关，正向起动与停止控制均正常；但在反转控制时，只能实现起动控制，不能实现停止控制，只有拉断电源开关，才能使电动

9、机停转。试分析其原因一反向控制线路连接在了停止按钮的入端（应该连接在停止按钮的出端）。二、拓展训练训练任务：答：设计半自动螺纹加工车床的主轴控制电路如图13所示。图l50电动机双重互锁正反转控制电路任务L4三相异步电动机减压起动控制【课后测试】1.气囊式时间继电器小孔节流通电延时型断电延时型2.空气阻尼式晶体管式电动式电磁式3继电器按反应的参数可以分为（电流继电器）、（电压继电器）、（时间继电器）和（速度继电器）等。4. B5. Y-）减压起动定子绕组串电阻减压起动6. 断开复位7. 空气阻尼晶体管8. 空气阻尼电动电动空气阻尼电子9. A10. AILB【拓展思考与训练】一、拓展思考：1 .

10、答：通常规定电源容量在180KVA以上，电动机容量在7kW以下的三相异步电动机可直接启动。容量大（大于IOkW）的笼型异步电动机的起动电流应限制在一定的范围内,不允许直接起动，应采用减压起动的方法，即起动时降低加在电动机定子绕组上的电压,起动后再将电压恢复到额定值正常运行。由于电枢电流与外加电压成正比，所以降低电压可以达到限制起动电流的目的。但由于电动机的转矩与电压的二次方成正比,故减压起动将导致电动机的起动转矩大为降低。因此，减压起动适用于空载或者轻载下起动。2 .答：不能，原始即为Y联结，只能采用串电阻减压起动。3 .答：星-三角减压起动电路简单、操作方便、价格低，不仅在车间冷风机系统中广

11、泛应用,在机床电动机控制中也得到了普遍应用。星-三角减压起动时，加到定子绕组上的起动电压降至额定电压的13,起动电流降为三角型联结直接起动时的1/3,从而限制了起动电流，但由于起动转矩也降低到了原来的1/3,所以该起动方法仅适用于轻载或空载起动的场合。4,答：1）作用不同：继电器的作用是信号检测、传递、转换或处置，用在控制电路里，控制弱信号；接触器的作用是接通或断开主电路，用在主电路中。2）普示方式不同：继电器用单字母K表示；接触器用KM表示。3）灭弧装置不同：继电器没有灭弧装置；接触器有灭弧装置。4）类型不同：继电器类型有微型继电器、超小型微型继电器、小型微型继电器；接触器类型有直流接触器、

12、交流接触器。5.答：接触器具有失压和欠压保护的原因是：用接触器控制电动机时，不管是单向还是可逆控制，都是依靠接触器吸合来接通电源的。当电压过低、或失压，接触器都会因为线圈失电而释放，起到了“欠压或失压保护”的作用。所谓失压和欠压保护就是当电源停电或者由于某种原因电源电压降低过多（欠压）时，保护装置能使电动机自动从电源上切除。因为当失压或欠压时，接触器线圈电流将消失或减小，失去电磁力或电磁力不足以吸住动铁心，因而能断开主触头，切断电源。二、拓展训练2.答:1.5三相异步电动机的制动控制【课后测试】1 .电动机制动有两种方法，分别是（电气制动）和（机械制动）。2 .速度继电器分为（电磁式）和（电子

13、式）两类。速度继电器的动作速度一般不低于（120rmin）,复位转速约在（100rmin）以下，该数值可以调整。3 .直流稳压电源的组成包括（电源变压器）、（整流电路）、（滤波电路）、（稳压电路）四大部分。能为负载提供稳定直流电源的电子装置是（直流稳压电源）。（漉波）电路对整流部分输出的脉动直流电进行平滑处理。4 .（能耗）制动的优点是制动准确、平稳且能量消耗较小，缺点是需要附加（直流电源装置），制动效果不及（反接制动）明显。5 .使用速度继电器KS进行反接制动时其（常开）触点复位打开，使接触器的线圈失电释放，及时切断电动机的电源，防止电动机反向再起动。【拓展思考与训练】一、拓展思考：1 .答

14、：所谓制动,就是给电动机一个与转动方向相反的转矩使它迅速停转（或限制其转速）。制动方法一般有两大类：机械制动和电气制动。机械制动是采用机械装置强迫电动机断开电源后迅速停转的制动方法，主要采用电磁抱闸、电磁离合器等制动，两者都是利用电磁线圈通电后产生磁场,使静铁心产生足够多大的吸力吸合衔铁或动铁心（电磁离合器的动铁心被吸合,动、静摩擦片分开），克服弹簧的拉力而满足现场的工作要求。电磁抱闸是靠闸瓦的摩擦制动闸，电磁离合器是利用动、静摩擦片之间足够大的摩擦力使电动机断电后立即停车的。电气制动是电动机在切断电源的同时给电动机一个和实际转向相反的电磁转矩（制动转矩）迫使电动机迅速停车的制动方法。常用的电

15、气制动方法有反接制动和能耗制动。2 .答：V|sp-/sKS（a）转子（b）常开触点（C）常闭触点速度继电器的图形符号和文字符号速度继电器是用来反映转速与转向变化的继电器。它可以按照被控电动机转速的大小使控制电路接通或断开。速度继电器通常与接触器配合，实现对电动机的反接制动。速度继电器分为电磁式和电子式两类。3 .答：电气制动是电动机在切断电源的同时给电动机一个和实际转向相反的电磁转矩（制动转矩）迫使电动机迅速停车的制动方法。常用的电气制动方法有反接制动和能耗制动。反接制动用在需要快速制动的场合。如加工机床要减少工人换工件的辅助时间，就要求机床能快速停下来。反接制动原理简单，制动力大，冲击也大，在转速很接近于O时要及时切断电源，不使其反向启动。在精密机械上是不应该使用的反接制动，因为经常的冲击会破坏机床精度。能耗制动制动平稳，制动时间较长，冲击小，但需配备直流电源。能耗制动时，电枢要串入一只电阻，以控制制动电流（制动力矩）的大小。二、拓展训练