数控机床电气控制课程习题分析与详解(一).doc

　　1．按钮开关和行程开关的作用分别是什么？如何确定按钮开关的选用原则？
　　答：按钮开关通常用作短时接通或断开小电流控制电路的开关，用于控制电路中发出起动或停止等指令，通过接触器、继电器等控制电器接通或断开主电路。
　　行程开关又称限位开关，是根据运动部件位置而切换电路的自动控制电器。动作时，由挡块与行程开关的滚轮相碰撞，使触头接通或断开用来控制运动部件的运动方向、行程大小或位置保护。
　　按钮开关的选用原则
　　①根据用途选择开关的形式，如紧急式、钥匙式、指示灯式等。
　　②根据使用环境选择按钮开关的种类，如开启式、防水式、防腐式等。
　　③按工作状态和工作情况的要求，选择按钮开关的颜色。

　　2．低压断路器在电路中的作用是什么？
　　答：低压断路器又称自动空气开关，它不但能用于正常工作时不频繁接通和断开电路，而且当电路发生过载、短路或失压等故障时，能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备，因此，低压断路器在机床上使用得越来越广泛。

　　3．接触器的用途是什么？它由哪几部分组成？
　　答：接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电器。接触器按其主触头通过电流的种类不同，分为交流、直流两种，机床上应用最多的是交流接触器。
　　它由电磁机构、触头系统、灭弧装置及其他部件等四部分组成。

　　4．接近开关与行程开关相比有哪些优点？若接近开关为三线制输出，一般为哪三根输出线？
　　答：接近开关又称无触点行程开关。与行程开关相比，接近开关具有工作稳定可靠、使用寿命长、重复定位精度高、操作频率高等优点。
　　接近开关多为三线制。三线制接近开关有二根电源线（通常为24V）和一根输出线，输出有常开、常闭两种状态。

　　5．.中间继电器的作用是什么？它和交流接触器有何区别？
　　答：中间继电器实质上是电压继电器的一种，其触点数量多（多至6对或更多），触点电流容量大（额定电流5～10A）,动作时间不大于0.05s。其主要用途是当其他继电器的触头数量或触点容量不够时，可借助中间继电器来扩大它们的触点数或触点容量，起到中间转换和放大作用。
　　接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电器。而继电器是一种根据某种输入信号的变化，而接通或断开控制电路，实现控制目的的电器，中间继电器实质上是电压继电器的一种。

　　6．电动机起动电流很大，当电动机起动时，热继电器会不会动作？为什么？
　　答：热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器，主要用于电动机或其他负载的过载保护。
　　电动机起动电流很大，但是，当电动机起动时，热继电器不会动作。因为，热继电器由于热惯性，其双金属片在短时间内不会弯曲，当电路短路时不能立即动作使电路立即断开，因此不能作短路保护。

　　7．在下表中填上电器的图形符号和文字符号。
名称
文字符号
图形符号
线圈（元件）
常开触点
常闭触点
刀开关

接触器

时间继电器
延时闭合

延时断开

延时闭合和延时断开

空气断路器

按钮

速度继电器

热继电器

熔断器

行程开关

名称
文字符号
图形符号
线圈（元件）
常开触点
常闭触点
刀开关
QS

接触器
KM

时间继电器
延时闭合
ST

延时断开

延时闭合和延时断开

空气断路器
QF

按钮
SB

速度继电器
KS

热继电器
FR

熔断器
FU

行程开关
SQ

　　8 ．三相异步电动机的起动控制采用哪两种方式？
　　答：三相笼型电动机有直接起动（全电压起动）和间接起动（降压起动）两种方式。直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方式，适合小容量电动机。对于较大容量（大于10KW）的电动机，因起动电流大（可达额定电流的4～7倍），一般采用减压起动方式来降低起动电流。

　　9.自锁环节怎样组成？它起什么作用？并具有什么功能？
　　答：一般可用起动按钮和接触器的常开触点并联，然后再和接触器的线圈串联可得。当按下起动按钮后，可实现长动，它又具有失压保护功能。
　　10．什么是互锁环节，它起到什么作用？
　　答：将两个接触器的常闭触点分别串联到对方的线圈回路中，即可得到互锁。它用来防止两个接触器同时得电。

　　11．这是采用接触器直接起动的电动机单向全电压起动控制线路，请说明其主电路由哪些器件组成？并分析该控制方式的工作原理。

a）主电路　　　　b）控制电路
图1 接触器直接起动控制线路

　　答：如图1所示，主电路由刀开关QS、熔断器FU、接触器KM的主触点、热继电器FR的热元件与电动机M组成。
　　控制电路由起动按钮SB2、停止按钮SB1、接触器KM的线圈及其常开辅助触点、热继电器FR的常闭触点和熔断器FU2组成。
　　三相电源由QS引入，按下起动按钮SB2，接触器KM的线圈通电，其主触点闭合，电动机直接起动运行。同时与SB2并联的辅助触点KM闭合，将“SB2”短接，其作用是当放开起动按钮SB2后，仍可使KM线圈通电，电动机继续运行。这种依靠接触器自身的辅助触点来使其线圈保持通电的现象称为自锁或自保。带有自锁功能控制线路具有失压保护作用，起自锁作用的辅助触点称为自锁触点。
　　按停止按钮SB1，接触器KM的线圈断电，其常开主触点断开，电动机停止转动。同时KM的自锁触点断开，故松手后SB1虽仍闭合，但KM的线圈不能继续得电。

　　12. 交流异步电动机的定子绕组在脱离电源后，由于机械惯性的作用，转子需要一段时间才能完全停止，而生产中一般都要求机床能迅速停车和准确定位，因此可采用能耗制动控制线路进行电气制动。试分析时间原则控制的单向能耗制动线路。

图2 时间原则控制的单向能耗制动
　　答：能耗制动是在按停止按钮切断电动机三相电源的同时，定子绕组接通直流电源，产生静止磁场，利用转子感应电流与静止磁场的作用，产生电磁制动转矩而制动。
　　如图2所示，是按能耗制动时间控制原则用时间继电器进行控制的单向能耗制动控制线路。停车时，按下复合停止按钮SB1，接触器KM1断电释放，电动机脱离三相电源，接触器KM2和时间继电器KT同时通电吸合并自锁，KM2主触点闭合，将直流电源接入定子绕组，电动机进入能耗制动状态。当转子转速接近零时，时间继电器延时断开常闭触点动作，KM2线圈断电释放，断开能耗制动直流电源。常开辅助触点KM2复位，断开KT线圈电路，电动机能耗制动结束。