明显发热现象，所以热继电器不能用于短路保护。短路保护的作用在于防止电动机突然流过短路电流而引起电动机绕组、导线绝缘及机械上的严重损坏，或防止电源损坏。此时，保护装置应立刻可靠地使电动机与电源断开，常用器件有熔断器等，长期过载时，电流并没有大到足以使熔断器断开，所以熔断器也不能用于长期过载保护。
4．图8-1为鼠笼式异步电动机定子串电阻启动的自动控制线路。KT为时间继电器，实现了启动过程的按时间控制。分析该自动控制线路的工作原理。
答：按下启动按钮1SB，接触器1KM立即动作，于是在电动机M的定子中传入电阻RST，
降压启动，与此同时，1KM的一个动合辅助触点自锁工作，另一个接通时间继电器KT的线圈，开始延时，待电动机启动完了，延时结束，KT的延时闭合触点闭合使接触器2KM得电，2KM的动合主触点将启动电阻RST短接，电动机全电压工作，这时2KM的动断辅助触点断开1KM线圈的回路，另一个动合触点使其自锁。
5．设计一台异步电动机的控制线路，要求： （1）能实现启、停的两地控制； （2）能实现点动调整；
（3）能实现单方向的行程保护； （4）要有短路和长期过载保护。
答：可参考下图，图中，FU实现短路保护，FR实现过载保护,QG为开关，SB1，SB2为
停止按钮，实现两地控制，SB3，SB4为两地控制连续动作控制，SB5，SB6两地控制，点动，ST和STL实现单方向的行程控制。
9.4 本章练习题
1．图9-1为PLC直流开关量的输入电路，试以0输入点为例说明输入电路的工作原理，并指出光电耦合器件的作用。
图9-1
答：当开关K0合上时，24V电源经R、
LED0、V0、K0形成回路，LED0发光，指示该路接通，同时光电耦合器的V0发光，VT0受光照饱和导通，X0输出高电平。K0未合上时，电路不通，LED0不亮，光电耦合器不导通，X0＝0，无信号输入到CPU。光电耦合器的作用有三：（a）实现现场信号与plc主机的电气隔离；（b）避免外电路出故障时，外部强电侵入主机而损坏主机，抗干扰；（c）电平转换。
2．PLC的输出接口有哪几种形式，各用于哪些场合？
答：为适应不同的负载，PLC的输出接口有多种方式。常用的有晶体管输出方式、晶闸管
输出方式和继电器输出方式。晶体管输出方式用于直流负载；双向晶闸管输出方式用于交流负载，继电器输出方式可用于直流负载，也可用于交流负载。 3．什么是PLC的扫描周期？简述PLC的工作过程？
答：PLC
的基本工作过程有〔1〕输入现场信息；〔2〕执行程序；〔3〕输出控制信号等；
上述过程执行完后，又重新开始，反复地执行。每执行一遍所需的时间称为扫描周期。
4．在PLC的程序末了，使用或不使用END指令是否有区别？为什么？
答：程序终了加上END语句，表示程序结束，可以缩短扫描运算周期；将END指令插入
各程序段之后，可以方便地调试检查各段程序的动作，各段动作确认无误后，再依次清楚END语句。使用END语句时，PLC扫描到END指令，便自动返回，如果无END指令，则程序在000到PLC允许的用户程序长度（如F-40型PLC为890步）之间反复执行。所以，如果加入END指令，则缩短了扫描周期，加快了PLC的扫描速度；反之，如无END指令，既增加运算速度，也易引起系统出错。
5．图9-2为用PLC实现三相异步电动机的Y-Δ启动控制，其中
图9-2
（a）图为主电路，（b）图为PLC外接线路，（c）图为梯形图。写出对应的指令程序
答：LD 400
OR 430
ANI 401 OUT 430 ANI 432 OUT 450 K 10 LD 430 OUT 100 MC 100 LDI 450 ANI 432 OUT 431 LDI 431 ANI 432 OUT 451 K 2 LD 451 OR 432 OUT 432 MCR 100 END
10.4 本章练习题
1．晶闸管的导通条件是什么？导通后流过晶闸管的电流决定于什么？晶闸管由导通转变为 阻断的条件是什么？阻断后它所承受的电压大小决定于什么？（10分）
答：晶闸管的阳极和控制极同时加正向电压时晶闸管才能导通；晶闸管导通后，通过晶闸
管的电流由电源电压和负载的大小决定；晶闸管由导通恢复到阻断状态时，必须把阳极正向电压降低到一定值（断开或反向）；阻断后所能承受的电压取决于反向不重复峰值电压和断态不重复峰值电压中较小的一个。
2．如图10-1所示，若在t1时刻合上开关S，t2时刻断开S，试画出负载电阻R上的电压波形和晶闸管上的电压波形。
答：画出负载电阻R上的电压波形和晶闸管上的电压波形分别如图中所示。
3.名词解释：（1）逆变器
答：对应于整流的逆向过程，利用晶闸管电路把直流电变成交流电，称之为逆变，把直流
电变成交流电的装置，叫做逆变器 （2）变流器
答：同一套晶闸管电路既可实现整流，又可实现逆变，这种装置称为变流器
（3）有源逆变
答：变流器工作在逆变状态时，如果把变流器的交流侧接到交流电源上，把直流电逆变为
同频率的交流电反馈到电网去，叫有源逆变 （4）无源逆变
答：如果变流器交流侧接到负载，把直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电供给负载，
则称为无源逆变。
4．单相电源逆变器的电压控制方法主要有哪些？
答：控制方法有：（1）控制逆变器的输入直流电压。a.如果电源为交流，可以通过可控整
流电路，把交流电变成可调的直流输入到逆变器，从而控制逆变器的输出交流电压；b.若为直流电源，则可利用直流变成交流，控制逆变器或斩波器来改变直流输入电压的大小。（2）在逆变器内部的电压控制。a.脉宽控制；b.脉冲宽度调制。 13.4 本章练习题 1．三相步进电动机一般有单三拍、单双六拍及双三拍等通电方式，其中的“单”、“双”、“拍”分别指的是什么？
答：“单”、“双”、“拍”的意思是：“单”是指每次切换前后只有一相绕组通电；“双”就是
指每次有亮相绕组通电；而从一种通电状态转换到另一种通电状态就叫做一“拍”。
2．一台三相反应式步进电动机，采用三相六拍分配方式，转子有40个齿，脉冲源频率为600Hz，求：
（1）写出一个循环的通电过程； （2）求步进电动机的步距角?； （3）求步进电动机转速n。
答：（1）脉冲分配方式有两种：
A-AB-B-BC-C-CA-A和A-AC-C-CB-B-BA-A （2）根据??360?，其中，K=2 m=3 Z=40得到?＝360?/（40×2×3）＝1.5? ZKm
（3）根据转速n?得n?60,其中f＝600Hz KmZ60?600r/min?150r/min
2?3?403．若一台BF系列四相反应式步进电动机，其步距角为1.8?/0.9?。试问： （1）1.8?/0.9?表示什么意思？ （2）转子齿数是多少？
（3）写出四相八拍运行方式的一个通电顺序。
（4）在A相测得电源频率为400Hz时，其每分钟的转速为多少？
答：1）根据步进电动机结构的概念可知，1.8?/0.9?分表表示单四拍运行的步距角和单双
八拍运行的步距角，即单四拍??1.8?，单双八拍??0.9?。 （2）根据??360?360??50 ，以单四拍为例计算得Z?ZKm1.8??4?1（3）四相八拍运行的通电顺序可以为
A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A （4）根据n?60f60f60?400?r/min?60r/min ，当四相八拍运行时，n?KmZKmZ4?2?50