15438《电气控制与PLC应用(第四版)》习题解答(3)

2019-04-23 19:36

2-10 试画出用按钮来两地控制电动机单向旋转既可点动又可连续运转的控制电路。

题2-10图 2-11 指出电动机正反转控制电路中关键控制在哪两处? 答:电动机正反转电路控制电路关键控制在:一是在主电路中正转接触器与反转接触器主触点应保证电动机定子绕组所接三相交流电源相序要接反,这样才能保证电动机能实现正、反转。为此正反转接触器主触头之间上方采用对应接,下方则采用包围接;二是在控制电路中要有正、反转控制的互锁环节,否则发生按下正转起动按钮,电动机正转运行后发生又按下反转起动按钮的误操作时出现正、反转接触线圈都通电吸合,造成三相交流电源相间短路,电源三相熔断器熔断,电动机停止。

2-12 电动机正反转电路中何为电气互锁?何为机械互锁?

答:电动机正反转电路中,由正、反转接触器辅助常闭触点接于对方接触器线圈电路中为电气互锁;由正、反转起动按钮常闭触头串接与对方接触器线圈电路中为机械互锁。 2-13 实现电动机可直接由正转变反转或由反转变正转,其控制要点在何处?

答:实现电动机可直接由正转变反转或由反转变正转,其控制要点为采用机械互锁。 2-14 分析图2-13电路工作原理。

答:电路工作原理:合上主电路与控制电路电源开关,按下正转起动按钮SB2,KM1线圈通电并自锁,电动机正转起动旋转,拖动工作台前进向右移动,当移动到位时,撞块A压下ST2,其常闭触头断开,常开触头闭合,前者使KM1线圈断电,后者使KM2线圈通电并自锁,电动机由正转变为反转,拖动工作台由前进变为后退,工作台向左移动。当后退到位时,撞块B压下ST1,使KM2断电,KM1通电,电动机由反转变为正转,拖动工作台变后退为前进,如此周而复始实现自动往返工作。当按下停止按钮SB1时,电动机停止,工作台停下。当行程开关ST1、ST2失灵时,电动机换向无法实现,工作台继续沿原方向移动,撞块将压下SQ1或SQ2限位开关,使相应接触器线圈断电释放,电动机停止,工作台

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停止移动,从而避免运动部件因超出极限位置而发生事故,实现限位保护。 2-15 试分析图2-31中各电路中的错误,工作时会出现什么现象?应如何改进?

答:图2-31中a)按下SB点动按钮,KM线圈无法通电吸合,即无法工作。 见题2-15改进图a)。

b)按下起动按钮SB2,KM线圈通电后,按下停止按钮SB1,KM线圈无法断电释放。见题2-15改进图b)。

c)按下SB2,KM线圈通电吸合后,按下SB1,KM线圈不能断电释放。见题2-15改进图c)。

d)按下SB2,KM线圈通电吸合,松开SB2,KM线圈断电释放成为点动控制。见题2-15改进图d)。

e)KM1线圈吸合时与KM2线圈通电吸合时,相序不变,电动机无法实现正、反转。见题2-15改进图e)。

f)按下正转起动按钮SB2、KM1线圈无法通电吸合。见题2-15改进图f)。

g)控制电源一合闸,不用按下SB2,KM2线圈立即通电吸合。见题2-15改进图g)。

题2-15改进图 2-16 两台三相笼型异步电动机M1、M2,要求M1先起动,在M1起动后才可进行M2的起动,停止时M1、M2同时停止。试画出其电气电路图。

答:见图2-10

2-17 两台三相笼型异步电动机M1、M2,要求既可实现M1、M2的分别起动和停止,又可实现两台电动机同时停止。试画出其电气电路图。

题2-17图 2-18 分析图2-14QX4系列自动星形-三角形起动器电路,并阐明每对触头作用。

答:电路工作原理:合上电源开关Q,按下起动按钮SB2,KM1、KT、KM3线圈同时

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通电并自锁,电动机三相定子绕组接成星形接入三相交流电源进行减压起动,当电动机转速接近额定转速时,通电延时型时间继电器动作,KT常闭触头断开,KM3线圈断电释放;同时KT常开触头闭合,KM2线圈通电吸合并自锁,电动机绕组接成三角形全压运行。当KM2通电吸合后,KM2常闭触头断开,使KT线圈断电,避免时间继电器长期工作。KM2、KM3常闭触头为互锁触头,以防同时接成星形和三角形造成电源短路。 2-19 分析图2-15XJ01系列自耦变压器减压起动电路工作原理。

答:电路工作原理:合上主电路与控制电路电源开关,HL1灯亮,表明电源电压正常。按下起动按钮SB2,KM1、KT线圈同时通电并自锁,将自耦变压器接入,电动机由自耦变压器二次电压供电作减压起动,同时指示灯HL1灭,HL2亮,显示电动机正进行减压起动。当电动机转速接近额定转速时,时间继电器KT通电延时闭合触头闭合,使KA线圈通电并自锁,其常闭触头断开KM1线圈电路,KM1线圈断电释放,将自耦变压器从电路切除;KA的另一对常闭触头断开,HL2指示灯灭;KA的常开触头闭合,使KM2线圈通电吸合,电源电压全部加在电动机定子上,电动机在额定电压下进入正常运转,同时HL3指示灯亮,表明电动机减压起动结束。由于自耦变压器星接部分的电流为自耦变压器一、二次电流之差,故用KM2辅助触头来联接。 2-20 分析图2-16电路工作原理。

答:图2-16时间原则控制转子电阻起动电路工作原理:合上三相电源开关Q,接通控制电路电源,在转子电阻短接接触器KM2、KM3、KM4线圈断电释放,其常闭触头闭合前提下,按下起动按钮SB2,线路接触器KM1线圈通电并自锁,电动机在转子电阻R1、R2、R3全部接入情况下全压起动,同时时间继电器KT1线圈通电吸合,KT1为通电延时型时间继电器,当KT1延时时间一到,其常开延时闭合触头闭合,由于KT1常开触头的闭合,短接转子电阻R1接触器KM2线圈通电并自锁,KM2常开主触头闭合将转子电阻R1短接,转子电流上升,电磁转矩加大,电动机转速上升,同时KM2常开辅助触头闭合,接通时间继电器KT2线圈,KT2通电吸合,其常开通电延时闭合触头经延时后闭合,使短接转子电阻接触器KM3线圈通电吸合并自锁,KM3常开主触头闭合短接转子电阻R2,转速再上升,而KM3的常闭辅助触头断开,使KT1、KM2、KT2线圈断电释放。KM3另一对常开辅助触头闭合,使KM4线圈通电吸合并自锁,KM4主触头闭合,短接R3转子电阻,电动机转速上升,运行在稳定转速下,电动机按时间原则起动结束。而KM4的一对常闭辅助触头断开,使KM3、KT3线圈断电释放,使电动机起动后只有KM1、KM4线圈通电吸合。 2-21 在图2-17电动机单向反接制动电路中,若速度继电器触头接错,将发生什么结果?

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为什么?

答:在图2-17电动机单向反接制动电路中,若速度继电器触头接错,在按下电动机停止按钮SB1后,因KS常开触头一直是断开的,反接制动接触器KM2线圈无法通电吸合,故没有反接制动,电动机只是自然停车。

2-22 分析图2-18电动机可逆运行反接制动控制电路中各电器触头的作用,并分析电路工作原理。

答:图中KM1、KM2为电动机正、反转接触器,KM3为短接制动电阻接触器,KA1、KA2、KA3、KA4为中间继电器,KS为速度继电器,其中KS-1为正转闭合触头,KS-2为反转闭合触头。R电阻起动时起定子串电阻降压起动用,停车时,R电阻又作为反接制动电阻。

电路工作原理:合上电源开关,按下正转起动按钮SB2,正转中间继电器KA3线圈通电并自锁,其常闭触头断开,互锁了反转中间继电器KA4线圈电路,KA3常开触头闭合,使接触器KM1线圈通电,KM1主触头闭合使电动机定子绕组经电阻R接通正相序三相交流电源,电动机M开始正转降压起动。当电动机转速上升到一定值时,速度继电器正转常开触头KS-1闭合,中间继电器KA1通电并自锁。这时由于KA1、KA3的常开触头闭合,接触器KM3线圈通电,于是电阻R被短接,定子绕组直接加以额定电压,电动机转速上升到稳定工作转速。所以,电动机转速从零上升到速度继电器KV常开触头闭合这一区间是定子串电阻降压起动过程。

正转停车时,按下停止按钮SB1,使KA3、KM1、KM3线圈相继断电释放,但此时电动机转子仍以惯性高速旋转,使KS-1触头仍维持闭合状态,KA1仍处于吸合状态,所以在KM1常闭触头复位后,KM2线圈便通电吸合,其常开主触头闭合,使电动机定子绕组经电阻R获得反相序三相交流电源,对电动机进行反接制动,电动机转速迅速下降,当电动机转速低于KS释放值时,KS-1复位,KA1线圈断电,KM2线圈断电释放,反接制动结束,电动机转速依惯性降至零。

2-23 对于按速度原则即用速度继电器控制的电动机反接制动,若发生反接制动效果差,是何原因?应如何调整?

答:对于按速度原则即用速度继电器控制的电动机反接制动,若发生反接制动效果差,通常来说是由于速度继电器触头释放过早,即其常开触头过早断开,这是由于反力弹簧压得过紧,为此可调节压紧反力弹簧的螺钉,将反力弹簧松开点即可。 2-24 分析图2-19电路各电器触头的作用,并分析电路工作原理。

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答:电路工作原理:电动机现已处于单向运行状态,所以KM1通电并自锁。若要使电动机停转,只要按下停止按钮SB1,KM1线圈断电释放,其主触头断开,电动机断开三相交流电源。同时,KM2、KT线圈同时通电并自锁,KM2主触头将电动机定子绕组接入直流电源进行能耗制动,电动机转速迅速降低,当转速接近零时,通电延时型时间继电器KT延时时间到,KT常闭延时断开触头动作,使KM2、KT线圈相继断电释放,能耗制动结束。

图中KT的瞬动常开触头与KM2自锁触头串接,其作用是:当发生KT线圈断线或机械卡住故障,致使KT常闭通电延时断开触头断不开,常开瞬动触头也合不上时,只有按下停止按钮SB1,成为点动能耗制动。若无KT的常开瞬动触头串接KM2常开触头,在发生上述故障时,按下停止按钮SB1后,将使KM2线圈长期通电吸合,使电动机两相定子绕组长期接入直流电源。

2-25 分析图2-20电路各电器触头的作用,并分析电路工作原理。

答:KM1、KM2为电动机正、反转接触器,KM3为能耗制动接触器,KS为速度继电器。

电路工作原理:合上电源开关Q,根据需要按下正转或反转起动按钮SB2或SB3,相应接触器KM1或KM2线圈通电吸合并自锁,电动机起动旋转。此时速度继电器相应的正向或反向触头KS-1或KS-2闭合,为停车接通KM3实现能耗制动作准备。

停车时,按下停止按钮SB1,电动机定子三相电源切除。当SB1按到底时,KM3线圈通电并自锁,电动机定子接入直流电源进行能耗制动,电动机转速迅速降低,当转速下降到100r/min时速度继电器释放,其触头在反力弹簧作用下复位断开,使KM3线圈断电释放,切除直流电源,能耗制动结束,电动机依惯性自然停车至零。 2-26 分析图2-23电路各电器触头的作用,并分析电路工作原理。

答:图2-23电路工作原理:接通电路与控制电路电源,若选择“低速”则将SA扳至“左”位,三角形联接接触器KM1通电吸合,电动机接触三角形接法,成为4极电动机获得低速起动旋转运行。

若选择“高速”时,则将SA扳至“右”位,KT线圈通电并吸合,KT常开瞬动触头闭合,使KM1线圈相继通电吸合,电动机接成三角形,低速起动旋转,当KT时间继电器通电延时时间一到,KT常闭延时断开触头断开,切断KM1线圈电路,KM1断电释放,同时,KT延时闭合触头闭合使KM2、KM3线圈相继通电吸合,电动机改接成双星形(二极)高速旋转运行。所以此电路在时间继电器KT延时的时段为三角形低速起动运转,延时时间到后再转为高速起动。

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