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三、问答题（每题10分，共３0分）
1、既然在电动机的主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器?装有热继电器是否就可以不装熔断器?为什么?
1、因为熔断器的主要作用是作为电路的短路保护元件，而热继电器的主要作用是作为电动机的长期过载保护元件，所以在电动机的主电路中装有熔断器，还需要装热继电器。
不可以。因为熔断器和热继电器的保护功能不同，热继电器具有热惯性，在电路过载时不能瞬时动作而切断电源，而熔断器可以在电路发生短路故障时瞬时切断电源而起保护作用。
1、选用时间继电器应注意些什么问题?空气阻尼式时间继电器有哪些类型的触点，? 各有什么功能？
(1)根据电路对延时触头要求选择延时方式；精度和范围选择继电器类型；根据使用场合、工作环境选择类型。 （2）通电延时和断电延时 2、试述“自锁”、“互锁（联锁）”的含义？并举例说明各自的作用。
自锁：利用接触器自身常开触点来维持接触器连续通电。电动机的连续运转控制。
互锁：利用接触器或继电器的常闭触点，在一条支路通电时保证另一条支路断电。电动机的正反转控制。
3试比较交流接触器与中间继电器的相同及不同之处，并说明如果采用PLC控制，还需要中间继电器吗？（5分） 相同：电磁机构相同；（5分）
不相同：用途不同。接触器用于自动接通和断开大电流负荷电路。中间继电器用于增加控制点数或信号放大。 不需要。（5分）
1.电器有几种分类方式？都是按什么分类的？（5分）
答：有三种分类方式。分别为：1、按工作电压等级分类；2、按用途分类；3、按工作原理分类。 2. 断路器（也叫自动开关）它同时具有那些保护作用？（6分） 答：具有欠压 ; 过载 ; 短路 等保护作用。 3.FX系列有几条基本指令？几条辑运算指令？（3分） 答：基本指令LD（取）、 LDI（取反）、 OUT （输出） 4.FX系列有几条逻辑运算指令？（6分） 答：辑运算指令AND （与）、ANI （与非）、OR （“或”）、 ORI （“或非”）、ANB （块“与”）、ORB （块“或”） 1．什么是低压电器？低压电器是怎样分类的？ 答：（1）低压电器通常是指工作在交流50Hz（60Hz）、额定电压小于1200V和直流额定电压小于1500V的电路中，起通断、保护、控制或调节作用的电器。
（2）低压电器的分类方法很多，按照不同的分类方式有不同的类型，主要有按照用途分类、按照工作条件分类、按照操作方法分类和按照工作原理分类等分类方法。
2．什么是额定电流？什么是约定发热电流？两者有什么区别？ 答：
（1） 额定工作电流：在规定的条件下，保证电器正常工作的电流。
（2） 约定发热电流：在规定的条件下实验，电器在8小时工作制下，各部件的温升不超过极限数值时所承载的最大电流。 额定电流通常是持续工作的条件下，而约定发热电流是在8小时工作制下，后者大于前者。 21．单相异步电动机有几种启动方法？
答：单相异步电动机的启动方法分为单相分相启动、单相电容启动、单相电容启动运转3种方法 22．单相异步电动机有几种常用的调速方法？ 答：电抗器调速和晶闸管调速
1．三相异步交流电动机换向的原理是什么？ 答：改变通电相序。
2．直流电动机换向的原理是什么？ 答：改变定子或者转子的极性。
3．三相异步交流电动机有哪几种调速方法？ 答：变频调速；变极调速；变转差率。 4．直流电动机有哪几种调速方法？
答：弱磁调速；调压调速；串电阻调速。 5．电气控制系统的常用保护环节有哪些？
答：电压保护；电流保护；还有速度保护、漏电保护、超速保护、行程保护、油压 6．常用的电气系统图有哪些？答：原理图、接线图和布置图。
7．多地启动和停止控制用在什么场合？答：多用于大型设备的控制。 11．大功率的三相异步交流电动机为何要减压启动？
答：电动机空载启动电流通常是额定电流的4～8倍，若不降压启动，较大的电压降将严重影响周边设备或者变压器的正常工作。 12．直流电动机启动时为何要在电枢中串入电阻？
答：直流电动机的空载启动电流通常是额定电流的10～20倍，在电枢中串入电阻是为了降压启动，减小启动电流。 13．三相异步交流电动机减压启动的常用方法有哪些？ 答：星形-三角形减压启动、自耦变压器减压启动等。 14．三相异步交流电动机制动的常用方法有哪些？
答：机械制动、反接制动、自励发电-短接制动、电容-电磁制动和能耗制动等。 15．直流电动机制动的常用方法有哪些？答：反接制动和能耗制动。
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16．三相异步交流电动机调速的常用方法有哪些？答：变频调速；变极调速；变转差率。 19．单相异步电动机只有一个绕组吗？答：实用单相异步电动机通常有2个绕组。 10．按钮和行程开关的工作原理、用途有何异同？
答：按钮和行程开关的工作原理基本相同，当按下按钮时，先断开常闭触头，后接通常开触头；当按钮释放后，在复位弹簧的作用下，按钮触头自动复位的先后顺序相反。
用途：
一般用于发出启动或停止指令，它可以与接触器或继电器配合，对电动机等实现远距离的自动控制，用于实现控制线路的电气联锁。多为手控制。
行程开关用于控制机械设备的运动部件行程及限位保护。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当安装在生产机械运动部件上的挡块撞击行程开关时，行程开关的触头动作，实现电路的切换。
2．交流接触器在运行中有时在线圈断电后，衔铁仍掉不下来，电动机不能停止，这时应如何处理？故障原因在哪里？应如何排除？ 答：首先用电源开关将整个回路的电源切断，再用手动按钮下压，查看主触头是否复位，若已经复位，可再通电，若因主触头熔焊在一起，则可将接触器拆除更换。
3．接触器的线圈额定电流和额定电压与接触器的额定电流和接触器的额定电压有何区别？
答：线圈的额定电压标注在线包上，与是控制回路的电压一致；而额定电压标注在铭牌上，与主回路的电压一致。 4．接触器的使用类别的含义是什么？
答：接触器用于不同的负载时，其对主触头的接通和分断能力要求不同，按不同的使用条件来选用相应的使用类别的接触器便能满足其要求。
5．线圈电压为220V的交流接触器误接入380V交流电源会发生什么问题？为什么？ 答：通常会烧毁。因为电压过大。
6．中间继电器的作用是什么？中间继电器和接触器有何区别？在什么情况下中间继电器可以取代接触器启动电动机？ 答：中间继电器的作用是：
中间继电器主要起中间转换（传递、放大、翻转分路和记忆）作用，其输入为线圈的通电和断电，输出信号是触头的断开和闭合，它可将输出信号同时传给几个控制元件或回路。中间继电器的触头额定电流要比线圈额定电流大得多，因此具有放大信号的作用，一般控制线路的中间控制环节基本由中间继电器组成。
区别如下：
用途上的区别：接触器是指仅有一个起始位置，能接通、承载或分断正常条件（包括过载运行条件）下电流的非手动机械开关电器。接触器不能切断短路电流，它可以频繁地接通或分断交、直流电路，并可实现远距离控制。其主要控制对象是交、直流电动机，也可用于电热设备、电焊机、电容器组等其他负载。中间继电器触头和线圈通常都用在控制回路。
使用回路区别：中间继电器的触点和线圈一般都用于控制回路，而接触器线圈在控制回路。 结构上的区别：中间继电器一般没有灭弧装置，而接触器通常有。 小功率、轻负载的电动机。
7．电动机的启动电流很大，当电动机启动时，热继电器会不会动作？为什么？
答：正常情况下不会动作；因为电动机启动的时间比较短，因此热继电器不会动作。 4．低压电器的发展趋势是什么？ 答：（1）智能化（2）电子化（3）产品的模块化和组合化（4）产品的质量和可靠性明显提高 06、定时器有几种类型?各有何特点?与定时器相关的变量有哪些?梯形图中如何表示这些变量?
答：系统提供3种定时指令：TON(通电延时)、TONR(有记忆通电延时)和TOF(断电延时)。指令操作数有3个：编号、预设值和使能输入。
S7-200定时器的分辨率(时间增量/时间单位/分辨率)有3个等级：lms、10ms和l00ms。
(1)、接通延时定时器指令：TON，用于单一间隔定时。 (2)、有记忆接通延时定时器指令：TONR，用于对许多间隔的累计定时。只能用复位指令进行复位操作，使当前值清零。 (3)、断开延时定时器指令：TOF，用于断开后的单一间隔定时。
07、计数器有几种类型?各有何特点?与计数器相关的变量有哪些?梯形图中如何表示这些变量? 答：计数器指令有3种：增计数CTU、增减计数CTUD和减计数CTD。 指令操作数有4个方面：编号、预设值、脉冲输入和复位输入。
(1)、增计数器指令：CTU，计数输入端(CU)脉冲输入的每个上升沿，计数器计数1次。 (2)、增减计数器指令：CTUD，CU输入端用于递增计数，CD输入端用于递减计数。CU输入的每个上升沿，计数器当前值增加1个单位，CD输入的每个上升沿，都使计数器当前值减小1个单位。 (3)、减计数器指令：CTD，CD输入的每个上升沿时，计数器当前值减小1个单位。
06、电气控制线路常用的保护环节有哪些?各采用什么电气元件? 答：电气控制线路常用的保护环节有以下几种。
①、短路保护:短路时熔断器FU的熔体熔断而切断电路起保护作用。
②、电动机长期过载保护:采用热继电器FR。由于热继电器的热惯性较大，即使发热元件流过几倍于额定值的电流，热继电器也不会立即动作。因此在电动机启动时间不太长的情况下，热继电器不会动作，只有在电动机长期过载时，热继电器才会动作，用它的常闭触头使控制电路断电。
③、欠电压、失电压保护:通过接触器KM的自锁环节来实现。当电源电压由于某种原因而严重欠电压或失电压(如停电)时，接触器KM断电释放，电动机停止转动。当电源电压恢复正常时，接触器线圈不会自行通电，电动机也不会自行启动，只有在操作人员重新按下启动按钮后，电动机才能启动。
④、自锁、互锁保护:将其中一个接触器的常闭触头串入另一个接触器线圈电路中，则任何一个接触器先通电后，即使按下相反方向的启动按钮，另一个接触器也无法通电。
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四、画图题（每题10分，共20分）
1.画出下列继电器的图形符号：
A．断电延时打开常闭触点；B．通电延时打开常开触点；C．复合按钮；D．热继电器常闭触点。
2．画出一台电动机正反转控制电路图，要求有必要的保护环节(包括主回路和控制回路)。
2、写出下面梯形图的程序语句。
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3、写出下列梯形图的指令表，并解释图示程序中的Y0输出和Y1输出之间的关系。与X0并联的触点Y0实现什么功能？
3、只有当Y0接通后，Y1才能接通。 X0与Y0的并联构成自锁或自保电路 五、分析题 （10分）
下列电路为三相笼型电机单向旋转能耗制动控制电路，当按下停止按钮SB1时，电动机无制动过程，试分析故障原因。
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分析：按钮SB1的常开触点损坏或接触不良； 时间继电器KT的常闭触点损坏或触点接触不良； 接触器KM1的常闭辅助触点损坏； 接触器KM2损坏； 线路故障；
整流器VR损坏； 变压器T损坏。
六、综合题（10分）
分析下列程序的工作过程
六、当X0接通一次，
DT0自动加1，
X1接通一次，DT0自动减1 DT0>300时,Y0输出
5、设计3人参加的智力竞赛抢答器控制程序。课本P107 28题
控制要求是：主持人按下开始按钮后进行抢答，先按下抢答按钮者相应的指示灯亮，同时联锁住其他参赛者，只有主持人按下停止按钮时才能将状态复位。试绘出I/O表和梯形图。
用PLC的置位、复位指令实现彩灯的自动控制。控制过程为：按下启动按钮，第一组花样绿灯亮；10s后第二组花样蓝灯亮；20s后第三组花样红灯亮，30s后返回第一组花样绿灯亮，如此循环，并且仅在第三组花样红灯亮后方可停止循环。
解：
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14．现有3台电动机M1、M2、M3，要求按下启动按钮I0.0后，电动机按顺序启动（M1启动，接着M2启动，最后M3启动），按下停止按钮I0.1后，电动机按顺序停止（M3先停止，接着M2停止，最后M1停止）。试设计其梯形图并写出指令表。
解：
计算17．有一台电动机功率为7.5kW，现要求其反接制动IZ≤1/2Ist，估算在三相电路中应该串入多大阻值和功率的电阻。 解：先估算电动机的额定电流和启动电流 额定电流约为
I?P7500??19.7AU380
I?5.5I?5.5?19.7?108.6AI?(4~7)I一般st，可取st
200200Rz?1.5?＝1.5?＝2.8?Ist108.6
2P?(1/3~1/4（)IZ）RZ(W)＝1/3?(0.5?108.6)2?2.8?2.752W
18．有一台笼型电动机，功率为20kW，额定电压为380V，额定电流N=38.4A，0＝14.9A，定子绕组的电阻为0.83?，定子绕组为Y接线，估算这台电动机采用全波能耗制动时所需的直流电压、直流电流以及变压器的二次侧电压和功率。
I?(3.5~4)I0＝4?14.9＝59.7A解： Z
变压器二次侧的电流为：
Z 2变压器二次侧的电压为：
IIUZ＝IZR?59.7?0.83?66.3V
I＝I/0.9?59.7/0.9?66.3A
U2＝UZ/0.9?49.5/0.9?55V
变压器的容量为：
P＝U2I2?66.3?55?3646?3.7kW
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PLC期末考试试题和答案
