《电气控制与PLC应用(第四版)》习题解答 下载本文

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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2-27 分析图2-24电路工作原理。

答:图2-24电路工作原理:合上三相交流电源开关Q,接通控制电路电源,凸轮控制器QCC手柄置于“0”位,按下起动按钮SB,线路接触器KM线圈通电吸合并自锁,但QCC手柄在“0”位时,电动机定子未接入三相交流电源。由于电路在“前”与“后”是对称的,下面以“前”为例说明。

当QCC手柄置于“前1”位时,电动机定子绕组经凸轮控制器触头接入正相序电源,转子串入全部电阻起动旋转,获得最低转速旋转。

当QCC手柄置于“前2”位时,电动机定子绕组接线不变,仍为正相序三相电源接入,而凸轮控制器另一对触头闭合短接一段转子电阻,电动机在较高转速下旋转。

当QCC手柄置于“前3”位时,电动机定子接线不变,转子另一相电阻被QCC触头短接一段,使电动机转子再上升。

当QCC手柄置于“前4”位时,电动机定子接线不变,转子第三相电阻被QCC触头短接,电动机转速再上升。

当QCC手柄置于“前5”位时,电动机定子接线不变,转子电阻全部短接,电动机转速上升。

电路的保护环节:1)前进或后退限位保护:自锁电路是由限位开关SQ1(SQ2)与KM常开触头串联构成,当SQ1(SQ2)压下时,断开自锁电路,KM线圈断电释放,电动机停转。

2)过电流保护:当电动机过载时,过电流继电器KOC动作,KM线圈电路中KOC常闭触头断开,KM线圈断电释放,电动机停转。

3)零位保护:电路只有在凸轮控制器QCC手柄置于“0”位,按下SB才可使KM线圈通电吸合并自锁,以后再操作手柄方可使电动机起动旋转。 2-28 分析图2-25电路工作原理。

答:电路工作原理:合上电枢电源开关Q1和励磁与控制电路电源开关Q2,励磁回路通电,KA2线圈通电吸合,其常开触头闭合,为起动作好准备;同时,KT1线圈通电,其常闭触头断开,切断KM2、KM3线圈电路。保证串入R1、R2起动。按下起动按钮SB2,KM1线圈通电并自锁,主触头闭合,接通电动机电枢回路,电枢串入两级起动电阻起动;同时KM1常闭辅助触头断开,KT1线圈断电,为延时使KM2、KM3线圈通电,短接R1、R2做准备。在串入R1、R2起动同时,并接在R1电阻两端的KT2线圈通电,其常开触头断开,使KM3不能通电,确保R2电阻串入起动。

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