A机床电气自动控制(Y)(答案).docVIP

一、 简答题(30分,每题5分) 1. 简要说明热继电器的工作原理。 答： 热继电器利用电流的热效应原理，在出现电动机不能承受的过载时切断电动机电路，为电动机提供过载保护。 热元件串接在电动机定子绕组中，电动机绕组电流即为流过热元件的电流。电动机正常运行时，双金属片的弯曲程度不足以使热继电器动作。过载时，热元件中电流增大，双金属片接受的热量大大增加，使弯曲程度加大，最终使双金属片推动导板使热继电器的触头动作，切断电动机的控制电路，使电机停车。 2. 简要说明“自锁”与“互锁”，并请画出控制电路举例。 答： “自锁”：接触器（继电器）利用自己的辅助触点来保持线圈带电，称为自锁。对于接触器常开辅助触头，我们称为“自锁触头”；对于这个起自锁作用的电路，我们称为“自锁电路”。 “互锁”：利用正反转接触器的常闭触点接在对方接触器线圈回路中，从而形成一种制约的关系，这种相互制约的关系称为互锁。互锁的作用是在保证一条线路接通的同时保证另外一条线路断开。在电动机正反转控制线路中引入互锁以后，防止电源短路。 3. 枚举电气控制系统中实现电气保护的环节的类型。 答： （1）短路保护：常用的短路保护元件是熔断器和自动开关。 （2）过载保护：常用的过载保护元件是热继电器。 （3）零压及欠压保护：欠电压保护常用电磁式欠电压继电器来实现。对于按钮起动并具有自锁环节的电路，具有零压、欠压保护功能。 4. 什么是调速？什么是稳速？从电动机调速特性角度出发，调速分为几类？它们分别有什么样的特性？ 答： 调速：通过改变电动机的参数或电源电压等方法来改变电机的机械特性，从而改变它与负载的机械特性的交点，使得电动机的稳定转速改变。 稳速：为了限制因负载变化（毛坯余量的变化，工件材质不均）而引起的电动机转速的波动，以确保加工质量，需要设法使电动机转速不随外界扰动而变化，始终能精确地保持在给定的数值上，这就需要速度能自动调节，称为“稳速”。一般要用闭环控制系统才能实现稳速。 调速分为恒转矩调速和恒功率调速两种。 恒转矩调速：在调速过程中，电动机输出的转矩为额定转矩，而输出功率P随转速n线性变化。即电动机允许的连续长期输出转矩是不变的。恒转矩调速方法适合于拖动恒转矩负载，即在整个调速范围内，电动机的转矩满足生产机械的要求，而且也都得到充分利用，还不浪费。 恒功率调速：在调速过程中，电动机始终输出额定功率，而输出转矩T与转速n成反比变化。恒功率调速方法适用于拖动恒功率调速负载。因为采用这种方法在整个调速范围内，不仅电动机的转矩能满足生产机械转矩的要求，而且电动机的容量也会得到充分的利用。 5. 如何确定电动机是全压起动还是降压起动？常用三相鼠笼式式异步电动机的降压起动方案有哪些？ 答： 全压起动必须要满足电源变压器容量足够大的条件，也可以用经验公式来确定。若条件满足时，才能全压起动，反之必须采用降压起动。全压起动的条件为。 常用降压起动方案：星－三角；自耦变压器；定子串电阻降压起动。 6. 简要论述PLC的周期工作方式。 答： PLC是通过一种周期工作方式来完成控制的，每个周期包括输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段。 输入采样阶段：控制器首先以扫描方式顺序读入所有的输入端的信号状态（1或0），并逐一存入输入状态寄存器。 程序执行阶段：控制器顺序执行指令。执行指令时先读入输入状态寄存器和输出状态寄存器的状态，然后进行逻辑运算，运算结果存入输出状态寄存器。 输出刷新阶段：在所有的指令执行完毕后，输出继电器的状态在输出刷新阶段转存到输出锁存器锁存，驱动输出线圈，形成PLC的实际输出。 在一个周期执行完后，地址计数器恢复到初始值，重复执行由以上三个阶段构成的工作周期。 二、 读图题(10分) 阅读图示控制线路, 如图1, 说明其工作原理或工作过程并指出元件的KT作用。 图1 工作原理： 按下SB2→KM1线圈得电，并自锁→电机正转。停车时按下SB1→KM3线圈得电，KM1失电，KT线圈得电→直流电源接入电机定子电路，电机能耗制动→过了一段时间，KT常闭触点断开，KM3失电，当电机停下来时切除直流电源。 SB3为反向启动按钮，按下SB1执行能耗制动。 KT作用：利用KT延时作用，使得电动机能耗制动后将直流电源从定子电路中切除。 三 、设计计算题(10分) 图1中主电动机M为7.5kW,转速1440rpm左右, 计算并选电动机M, FU, KM3, FR，KT的型号和规格。 答： 电动机M的选择：Y132M-4 KM1和KM2的选择:CJ10-20 FU的选择: 根据公式估算电动机电流为19.7A； 熔体额定电流Ir＝（3~4）Ied：Ir＝（3~4）X19.7A＝（59.1～78.8）A，熔体额定电流取80A，熔断器型号RL1-100 FR的选择：根据热元件的额定