2025年控制原理图设计题试题及答案.doc

2025年控制原理图设计题试题及答案

1. 请设计一个简单的电机正反转控制原理图，要求使用按钮和接触器实现。（15分）
答案：
主电路：电机M的三根相线分别接接触器KM1和KM2的主触点，KM1和KM2的主触点再分别接入电源的三根相线。
控制电路：启动按钮SB1、停止按钮SB2串联后与接触器KM1的线圈串联，KM1的常开辅助触点与SB1并联实现自锁；启动按钮SB1、停止按钮SB2串联后与接触器KM2的线圈串联，KM2的常开辅助触点与SB1并联实现自锁；KM1的常闭辅助触点与KM2的线圈串联，KM2的常闭辅助触点与KM1的线圈串联，形成互锁。
解析：通过按钮控制接触器的吸合与断开，从而改变电机的相序实现正反转，互锁电路可防止正反转接触器同时吸合造成短路。

2. 设计一个水箱水位自动控制原理图，当水位低于下限水位时，水泵启动；当水位高于上限水位时，水泵停止。（20分）
答案：
主电路：水泵M接接触器KM的主触点，KM的主触点接入电源。
控制电路：下限水位传感器SL1、上限水位传感器SL2的常开触点串联后与接触器KM的线圈串联，SL1的常开触点与KM的常开辅助触点并联实现自锁。
解析：利用水位传感器检测水位信号，当水位低于下限水位时，SL1闭合，使接触器KM吸合，水泵启动；当水位高于上限水位时，SL2闭合，通过控制电路使KM断开，水泵停止。

3. 设计一个三相异步电动机能耗制动控制原理图，要求在电机停车时能迅速制动。（15分）
答案：
主电路：电机M的三根相线接接触器KM1的主触点，KM1的主触点接入电源；在电机的任意两相间接入制动电阻R，同时接入直流电源的正负极，直流电源由整流桥UR提供，整流桥的输入端接交流电源，输出端接制动电路。制动电路中串联接触器KM2的主触点，KM2的主触点与制动电阻R串联后接在电机的两相之间。
控制电路：启动按钮SB1、停止按钮SB2串联后与接触器KM1的线圈串联，KM1的常开辅助触点与SB1并联实现自锁；停止按钮SB2与时间继电器KT的线圈串联，KT的常开延时闭合触点与接触器KM2的线圈串联，KM2的常闭辅助触点与KM1的线圈串联。
解析：停车时按下SB2，KM1断电，电机断电，同时KT通电延时，延时时间到后，KM2通电，接入直流电源实现能耗制动，KM2的常闭辅助触点断开防止KM1误动作。

4. 设计一个星三角降压启动控制原理图，用于启动三相异步电动机。（20分）
答案：
主电路：电机M的三根相线分别接接触器KM1、KM2、KM3的主触点，KM1的主触点接入电源，KM2、KM3的主触点分别接电机的星形和三角形连接点。
控制电路：启动按钮SB1、停止按钮SB2串联后与接触器KM1的线圈串联，KM1的常开辅助触点与SB1并联实现自锁；时间继电器KT的线圈与KM1的常开辅助触点串联，KT的常开延时闭合触点与接触器KM2的线圈串联，KM2的常闭辅助触点与接触器KM3的线圈串联，KM3的常开辅助触点与KM2的线圈串联。
解析：启动时KM1吸合，电机接成星形降压启动，经过一定时间，KT延时，KM2吸合，KM3吸合，电机接成三角形全压运行，KM2、KM3的互锁保证不会出现错误连接。

5. 设计一个温度控制原理图，当温度低于设定值时，加热器工作；当温度高于设定值时，加热器停止工作。（10分）
答案：
主电路：加热器EH接接触器KM的主触点，KM的主触点接入电源。
控制电路：温度传感器ST的常开触点串联后与接触器KM的线圈串联，温度设定值由电位器RP设定，比较器电路（可由运算放大器等组成）将温度传感器检测的温度信号与设定值比较，当温度低于设定值时，比较器输出高电平，使KM吸合，加热器工作；当温度高于设定值时，比较器输出低电平，使KM断开，加热器停止工作。
解析：利用温度传感器检测温度，通过比较器与设定值比较，控制接触器的动作来实现温度的自动控制。