20秋西南大學(xué)0935《機(jī)床電氣控制》作業(yè)輔導(dǎo)資料VIP

西南大學(xué)

培訓(xùn)與繼續(xù)教育學(xué)院課程代碼：

0935

學(xué)年學(xué)季：20202單項(xiàng)選擇題1、為以下液壓換向閥的結(jié)構(gòu)原理圖選擇對(duì)應(yīng)的職能符號(hào)。

2、某三相異步電動(dòng)機(jī)接入380V交流電，交流電源頻率為50Hz，從時(shí)間t=0時(shí)刻開(kāi)始考察，t=0s時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子產(chǎn)生的合磁場(chǎng)沿豎直方向，t=(1/300)s時(shí)，該磁場(chǎng)恰好旋轉(zhuǎn)了30°，則該電動(dòng)機(jī)的極數(shù)為（

）。

1

2

3

4多項(xiàng)選擇題3、以下控制線路中的保護(hù)電器有哪些：（）

熱保護(hù)：熱繼電器KR

低壓保護(hù)：欠電壓繼電器KZ

短路保護(hù)：熔斷器FU

零壓保護(hù)：電壓繼電器KA1、KA24、以下哪些情況下，選擇的熱繼電器元件的整定電流要比電動(dòng)機(jī)額定電流高一些。（）

電動(dòng)機(jī)負(fù)載慣性轉(zhuǎn)矩非常大

電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的為沖擊性負(fù)載

電動(dòng)機(jī)所帶動(dòng)的設(shè)備，不允許任意停電

起動(dòng)時(shí)間非常短5、以下關(guān)于“VVVF”的說(shuō)法，正確的是：（）

反電動(dòng)勢(shì)的大小可以從外部直接加以控制

保持每極磁通不變的準(zhǔn)確方法就是使反電動(dòng)勢(shì)與頻率同步升、降

在異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)，一個(gè)重要因素是希望保持每極磁通不變

反電動(dòng)勢(shì)的大小無(wú)法從外部直接加以控制，因此必須使用變通的手段

6、以下為直流電機(jī)機(jī)械特性基本公式：公式中的：（1）（2）（3）（4）這幾項(xiàng)中，哪些是相對(duì)穩(wěn)定不變的常數(shù)：（）

（4）

（2）

（1）

（3）

7、關(guān)于調(diào)速和由于電機(jī)負(fù)載變化引起的轉(zhuǎn)速變化，以下說(shuō)法正確的有：（）

對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)，由于電機(jī)負(fù)載變化引起轉(zhuǎn)速變化時(shí)，電機(jī)工作點(diǎn)只在一條機(jī)械特性線上變動(dòng)

對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)，調(diào)速只能使電機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)在一條機(jī)械特性線上變動(dòng)

負(fù)載的這種變化將引起轉(zhuǎn)速變化，這個(gè)過(guò)程是自動(dòng)進(jìn)行的

負(fù)載的這種變化將引起轉(zhuǎn)速變化，這個(gè)過(guò)程是受控的8、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式的選取主要考慮哪些方面的問(wèn)題：（）

一般5kW以下的電動(dòng)機(jī)用直接起動(dòng)，10kW以上的電動(dòng)機(jī)用降壓起動(dòng)

電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式的選取要考慮電動(dòng)機(jī)的容量

電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式的選取要考慮電網(wǎng)容量

不經(jīng)常起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)可直接起動(dòng)的容量為變壓器容量的30%，經(jīng)常起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)可直接起動(dòng)的容量為變壓器容量的20%

9、關(guān)于能耗制動(dòng)基本原理的說(shuō)法，正確的是：（）

這種方法是用消耗轉(zhuǎn)子的動(dòng)能（先轉(zhuǎn)換為電能，最終轉(zhuǎn)換為熱能耗散掉）來(lái)進(jìn)行制動(dòng)的，所以稱(chēng)為能耗制動(dòng)

能耗制動(dòng)方法就是在切斷三相電源的同時(shí)，給電動(dòng)機(jī)的兩相定子繞組抽頭接通直流電源

這種方法是將轉(zhuǎn)子的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能并向電源端充電來(lái)節(jié)約能量消耗的，所以稱(chēng)為能耗制動(dòng)

能耗制動(dòng)方法就是在切斷三相電源的同時(shí)，給電動(dòng)機(jī)的兩相定子繞組抽頭接通反向的交流電源10、圖為三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）

當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不超過(guò)時(shí)，電動(dòng)機(jī)能輸出的轉(zhuǎn)矩隨著負(fù)載增加而增加，以平衡負(fù)載，但轉(zhuǎn)差率增加，轉(zhuǎn)速下降。

當(dāng)輸入定子繞組的勵(lì)磁電壓下降時(shí)，如果此時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不超過(guò)，則轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩工作點(diǎn)將沿圖中波峰左側(cè)曲線下行。

在電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過(guò)后，其值將沿圖中波峰右側(cè)曲線下行而不斷減小，且轉(zhuǎn)差率增加，轉(zhuǎn)速下降。

電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩為，如果電動(dòng)機(jī)起動(dòng)負(fù)載所需轉(zhuǎn)矩大于該值，則電動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。11、以下機(jī)床主電動(dòng)機(jī)較常使用反接制動(dòng)的有：（

）

銑床

磨床

鏜床

中型車(chē)床

12、交—直—交變頻器各組成部分所起的作用，以下正確的是：（）

整流器作用是將交流電經(jīng)可控整流器變成幅值可變的直流電壓

控制電路可實(shí)現(xiàn)電路檢測(cè)、信號(hào)輸入、信號(hào)輸出、功率管驅(qū)動(dòng)、各種控制信號(hào)的計(jì)算等功能

逆變器將此直流電壓逆變成頻率可調(diào)的交流輸出

中間直流環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)將整流器輸出的交流成分濾除掉，獲得純直流電提供給逆變器

13、關(guān)于視在功率、有功功率和無(wú)功功率的關(guān)系，以下正確的是：（）

變壓器容量的標(biāo)稱(chēng)值是指其視在功率

有功功率與無(wú)功功率的和即為視在功率

無(wú)功功率為視在功率乘以功率因素

有功功率為視在功率乘以功率因素

14、直流電機(jī)的勵(lì)磁方式是指直流電機(jī)的定子所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的獲得方式。直流電機(jī)按勵(lì)磁方式不同，可分為()。

他勵(lì)電機(jī)

并勵(lì)電機(jī)

串勵(lì)電機(jī)

復(fù)勵(lì)電機(jī)

15、與直流拖動(dòng)相比，交流拖動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)包括：()

交流電動(dòng)機(jī)成本相對(duì)低廉

交流電動(dòng)機(jī)不存在換向器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度限制

交流電動(dòng)機(jī)無(wú)換向器之類(lèi)經(jīng)常需要保養(yǎng)維護(hù)的部分

在節(jié)能方面有明顯優(yōu)勢(shì)

16、機(jī)床的調(diào)速系統(tǒng)包括：()

機(jī)械有級(jí)調(diào)速系統(tǒng)

機(jī)械無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)

電氣有級(jí)調(diào)速系統(tǒng)

電氣無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)

17、電氣控制系統(tǒng)中常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有()

過(guò)載保護(hù)

短路電流保護(hù)

零電壓和欠電壓保護(hù)

弱勵(lì)磁保護(hù)

18、以下哪些符號(hào)不是斷電延時(shí)時(shí)間繼電器的延時(shí)閉合常閉觸點(diǎn)：()

(1)（2）（3）（4）

(1)

(2)

(3)

(4)19、熔斷器按結(jié)構(gòu)形式包括：()

有填料封閉管式

自復(fù)式

無(wú)填料封閉管式

半封閉插入式

20、YT4543型組合機(jī)床的動(dòng)力滑臺(tái)是一個(gè)液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)該具有下述哪些組成部分？()

液壓泵和電動(dòng)機(jī)

執(zhí)行器

控制調(diào)節(jié)裝置

輔助裝置

21、以下哪些場(chǎng)合下，直流電動(dòng)機(jī)較為適用：()

要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大、調(diào)速性能較好的場(chǎng)合

起重機(jī)

龍門(mén)刨床

數(shù)控機(jī)床22、圖為三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線，以下說(shuō)法正確的是()

(1)

(2)

(3)

(4)

23、以下均為同一三相異步電動(dòng)機(jī)定子與三相電源的接線圖，試找出其中可以使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向相同的幾種接線法：()(1)（2）（3）（4）

(1)

(2)

(3)

(4)

24、關(guān)于負(fù)載在三相交流電路中的連接，以下說(shuō)法正確的是(

)

220V民用負(fù)載通常應(yīng)連接在兩股相線之間，且對(duì)稱(chēng)分布

電動(dòng)機(jī)等對(duì)稱(chēng)負(fù)載單獨(dú)按星形連接方式接入三相四線制線路中時(shí)，零線斷路不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重故障

零線的主要作用在于使星形連接的不對(duì)稱(chēng)負(fù)載的一端接地

按照三角形連接各負(fù)載，不論負(fù)載是否對(duì)稱(chēng)，相電壓總對(duì)稱(chēng)

25、對(duì)機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制要求可以包括(

)

周期運(yùn)動(dòng)

往復(fù)運(yùn)動(dòng)

變速

開(kāi)關(guān)量控制

26、關(guān)于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流，以下說(shuō)法正確的是：（）

在起動(dòng)瞬間，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率均為0

轉(zhuǎn)子電流相對(duì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)更大將導(dǎo)致連通電源的定子中的電流大

由于轉(zhuǎn)差率為0，轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流都為0

電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子靜止，其相對(duì)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)有很大的轉(zhuǎn)速

27、以下關(guān)于調(diào)速范圍和靜差率的內(nèi)涵的敘述，哪些是正確的：（）

調(diào)速范圍是指調(diào)速系統(tǒng)在額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速降落與理想空載轉(zhuǎn)速之比

靜差率是指電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比

調(diào)速范圍是指電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比

靜差率是指調(diào)速系統(tǒng)在額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速降落與理想空載轉(zhuǎn)速之比

28、推導(dǎo)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性方程式需要以下哪些基礎(chǔ)方程：（）

異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速表達(dá)式

直流電動(dòng)機(jī)電樞回路電動(dòng)勢(shì)平衡方程式

直流電機(jī)電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式

直流電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式

29、交—直—交變頻器由以下哪些部分組成：（）

整流器

逆變器

中間直流環(huán)節(jié)

控制電路

30、電氣原理圖的常規(guī)布置及識(shí)讀方面的常見(jiàn)做法包括：（）

一般將整個(gè)圖樣的幅面進(jìn)行分區(qū)，把圖面相互垂直的兩邊各自加以等分，在圖樣周邊的豎邊方向按行用大寫(xiě)字母分區(qū)編號(hào)，橫邊方向按列用數(shù)字分區(qū)編號(hào)，圖中某個(gè)位置的代號(hào)用該區(qū)域的字母和數(shù)字組合起來(lái)表示

在生產(chǎn)實(shí)際中，很多電路原理圖都采用列標(biāo)記，只有復(fù)雜的電路采用區(qū)代號(hào)標(biāo)記

控制線路圖中各電器的圖形符號(hào)按縱向排列，連接線則成垂直布置，類(lèi)似項(xiàng)目盡量橫向?qū)R，垂直布置的各電器元件、圖線在圖上的位置可用圖幅分區(qū)的列的代號(hào)表示

在機(jī)床電氣控制各元件中，除了電動(dòng)機(jī)以外，接觸器和繼電器使用最為頻繁，而在原理圖中，其主觸點(diǎn)、輔助觸點(diǎn)、線圈等通常不是畫(huà)在同一處的

主觀題31、采用晶閘管做開(kāi)關(guān)的直流斬波器作為直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，將為電動(dòng)機(jī)輸出一定占空比的周期方波，基于該電壓波形特點(diǎn)，在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中常采用______（PWM）式控制、______（PFM）式控制和兩點(diǎn)式控制。參考答案：

脈沖寬度調(diào)制；脈沖頻率調(diào)制32、機(jī)床電氣設(shè)計(jì)主要包括哪些內(nèi)容？參考答案：

①擬定電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（技術(shù)條件）。

②確定電氣傳動(dòng)控制方案，選擇電動(dòng)機(jī)。

③設(shè)計(jì)電氣控制原理圖。

④選擇電氣元件，并制定電氣元件明細(xì)表。

⑤設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電氣元件。

⑥設(shè)計(jì)機(jī)床電氣設(shè)備布置總圖、電氣安裝圖，以及電氣接線圖。

⑦編寫(xiě)電氣說(shuō)明書(shū)和使用操作說(shuō)明書(shū)。

33、什么是降壓起動(dòng)，為什么有些電動(dòng)機(jī)需要采用降壓起動(dòng)？參考答案：

所謂降壓起動(dòng)，即是指電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)降低加在定子繞組上的電壓，以減小起動(dòng)電流。

在起動(dòng)瞬間，轉(zhuǎn)速n=0，這將導(dǎo)致轉(zhuǎn)差率s=1達(dá)到最大。此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子靜止，它相對(duì)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)有很大的轉(zhuǎn)速。

轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁感線速度很快，因此轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流都很大。

轉(zhuǎn)子電流增大將導(dǎo)致連通電源的定子中的電流增大。

中小型鼠籠式電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)線電流與額定電流的比值一般為5~7，所以對(duì)于較大或起動(dòng)頻繁的三相異步電動(dòng)機(jī)，不能采用直接起動(dòng)的控制線路，這時(shí)需要采用降壓起動(dòng)控制線路。

34、利用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)速系統(tǒng)，能否使電動(dòng)機(jī)負(fù)載變化時(shí)，其轉(zhuǎn)速

經(jīng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)后恢復(fù)到原來(lái)的值？試解釋之。參考答案：

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35、定子繞組為星形接法的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)能否用星三角降壓起動(dòng)方法？為什么?參考答案：

定子繞組為星形接法的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)不能采用星三角起動(dòng)方法。

因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)定子繞組為星形接法，意味著額定運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的定子繞組承受電源的相電壓。

如果采用星三角起動(dòng)方法，則起動(dòng)時(shí)接入電源的相電壓，起動(dòng)結(jié)束進(jìn)入運(yùn)行后，定子繞組接成三角形，將承受電源的線電壓。

線電壓比相電壓高，這樣非但沒(méi)有實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)，而且可能在運(yùn)行時(shí)，使定子繞組因過(guò)壓而燒毀。

36、直流電動(dòng)機(jī)電氣調(diào)速方法有哪幾種，為什么？參考答案：

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37、直流電動(dòng)機(jī)電樞上的線圈數(shù)和換向器的換向片數(shù)通常都很多，試解釋這樣設(shè)計(jì)所帶來(lái)的好處。參考答案：

根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理，其電樞上獲得的同向轉(zhuǎn)矩可以保持方向不變，但轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值卻在零與最大值之間反復(fù)波動(dòng)變化。

為了減小轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，可以在電樞上增加線圈數(shù)和換向片數(shù)。通過(guò)這些線圈的電動(dòng)勢(shì)的疊加，使波動(dòng)程度降低。

由于各對(duì)線圈和換向片所產(chǎn)生的交變轉(zhuǎn)矩相位不同，故疊加后不再出現(xiàn)0值，且波動(dòng)幅度減小。當(dāng)線圈和換向片數(shù)很多時(shí)，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)很小，可以近似認(rèn)為是恒定轉(zhuǎn)矩。

38、在交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理中，變頻必須要變壓，這被稱(chēng)為VVVF，試解釋為什么變頻則需變壓。

參考答案：

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39、試解釋不帶分磁環(huán)的交流電磁鐵在工作時(shí)產(chǎn)生噪音的原因，并由此說(shuō)明分磁環(huán)的原理和作用。參考答案：

從吸力的時(shí)間域曲線可知，交流電磁鐵的吸力在0與其峰值之間周期變動(dòng)。

頻率為電流頻率的2倍。

吸力會(huì)周期性達(dá)到0值，因此會(huì)使交流電磁鐵以電源二倍頻率震顫，引起噪音。

在磁極的部分端面上安裝分磁環(huán)。

磁極線圈電流交變，將在分磁環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相位滯后于線圈交變電動(dòng)勢(shì)，它產(chǎn)生的感應(yīng)磁通將阻礙原磁通的變化。

由于相位差的存在，磁極各部分吸力不會(huì)同時(shí)降為零，合力也就不會(huì)降為0，震顫及噪音消除。

40、普通接觸器的常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)的動(dòng)作順序是否有先后之分？試通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)床典型控制線路解釋這種設(shè)計(jì)的意義。參考答案：

當(dāng)電磁線圈通電時(shí)，常閉觸頭首先斷開(kāi)，繼而常開(kāi)觸頭閉合；而當(dāng)電磁線圈斷電時(shí)，常開(kāi)觸頭首先恢復(fù)斷開(kāi)，繼而常閉觸頭恢復(fù)閉合。

兩種觸頭在改變工作狀態(tài)時(shí)（即通電或斷電瞬間），動(dòng)作有先后之分。之所以采用這種設(shè)計(jì)，是因?yàn)樵诳刂七^(guò)程中，多數(shù)斷通電的先后順序不能反向，否則會(huì)造成短路等事故。

舉例（略）

41、試推導(dǎo)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式，并解釋什么是理想空載轉(zhuǎn)速，什么是較硬的機(jī)械特性。參考答案：

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42、操作某龍門(mén)銑床加工一工件，由于背吃刀量增加，主軸轉(zhuǎn)速降低了，這種轉(zhuǎn)速改變是調(diào)速的一種方式。請(qǐng)問(wèn)以上說(shuō)法是否正確，為什么？參考答案：

調(diào)速和由于電機(jī)負(fù)載變化引起的轉(zhuǎn)速變化是兩個(gè)不同的概念，題述有誤。

背吃刀量增加將導(dǎo)致負(fù)載增加，負(fù)載的這種變化將引起轉(zhuǎn)速變化，這個(gè)過(guò)程是自動(dòng)進(jìn)行的。

對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)，由于電機(jī)負(fù)載變化引起轉(zhuǎn)速變化時(shí)，電機(jī)工作點(diǎn)只在一條機(jī)械特性線上變動(dòng)。

而調(diào)速則是根據(jù)生產(chǎn)需要，人為地改變電氣參數(shù)，使電機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)由一條機(jī)械特性線轉(zhuǎn)變到另一條機(jī)械特性線上，從而在某一負(fù)載下得到不同的轉(zhuǎn)速。

調(diào)速方法就是改變電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的方法。

43、異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速表達(dá)式是什么，常用的調(diào)速方法有哪些？參考答案：

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44、調(diào)速范圍和靜差率的內(nèi)涵是什么？調(diào)速范圍、靜態(tài)轉(zhuǎn)速降以及最小靜差率之間有何關(guān)系。參考答案：

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45、本網(wǎng)絡(luò)課程《機(jī)床電氣控制》的網(wǎng)絡(luò)課件中，一共分六章介紹了機(jī)床電氣控制的有關(guān)知識(shí)，請(qǐng)簡(jiǎn)要敘述各章的名稱(chēng)和各章主要介紹的內(nèi)容，其中“第四章控制線路基本環(huán)節(jié)虛擬實(shí)驗(yàn)”的內(nèi)容可以不寫(xiě)。最后，根據(jù)你的認(rèn)識(shí)談?wù)勈裁词恰皺C(jī)床電氣控制”以及這門(mén)課程的知識(shí)在實(shí)踐中所要解決的問(wèn)題。參考答案：

第一章

機(jī)床電氣控制基礎(chǔ)知識(shí)主要內(nèi)容：本章敘述了機(jī)床電氣控制技術(shù)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本作用和掌握該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際意義，闡述了本課程要解決的基本問(wèn)題；給出了與本課相關(guān)的知識(shí)脈絡(luò)圖，回顧了必需了解或掌握的知識(shí)點(diǎn)，為后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)做好知識(shí)上的鋪墊。第二章

機(jī)床常用控制電器主要內(nèi)容：主要介紹用于機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的幾種低壓電器。第三章

機(jī)床繼電器控制線路的基本環(huán)節(jié)主要內(nèi)容：本章主要學(xué)習(xí)電氣控制線路的基本環(huán)節(jié)，如電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、起動(dòng)（包括直接起動(dòng)和降壓起動(dòng)）、制動(dòng)

（包括反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)）、多速電機(jī)調(diào)速控制、順序控制、多點(diǎn)控制、電液控制、自動(dòng)循環(huán)控制等線路。第五章

機(jī)床電氣控制線路的分析及設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：本章里通過(guò)分析幾種典型機(jī)床的電氣控制線路，進(jìn)一步掌握控制線路的組成，典型環(huán)節(jié)的應(yīng)用及分析控制線路的方法；從中找出規(guī)律，逐步提高閱讀電氣原理圖的能力，為獨(dú)立設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。第六章

交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速簡(jiǎn)介、主要內(nèi)容：本章概要地介紹交流以及直流電動(dòng)機(jī)的電氣調(diào)速系統(tǒng)。包括自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的組成、調(diào)速性能指標(biāo)，基本的直流反饋環(huán)節(jié)；交流調(diào)速系統(tǒng)的基本原理與類(lèi)型，交流變頻調(diào)速的系統(tǒng)組成和原理。機(jī)床電氣控制是指：采用各種控制元件、自動(dòng)裝置，對(duì)機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)操縱、自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速、按給定程序加工、自動(dòng)適應(yīng)多種條件隨機(jī)變化而選擇最優(yōu)的加工方案以及工作循環(huán)自動(dòng)化等等。機(jī)床電氣控制課程，就是研究解決機(jī)床電氣控制有關(guān)問(wèn)題，闡述機(jī)床電氣控制原理、實(shí)際機(jī)床控制線路、機(jī)床電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法及常用電氣元件的選擇、交直流調(diào)速系統(tǒng)以及可編程序控制器等。用一句話概括本課程所要解決的問(wèn)題：即如何設(shè)計(jì)和使用機(jī)床控制系統(tǒng)，使它能控制機(jī)床各部件按人們的要求運(yùn)動(dòng)。

46、交—直—交變頻器由哪些部分組成，它們各起什么作用？

參考答案：

它由整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器、控制電路組成。

其中，整流器作用是：將交流電經(jīng)可控整流器變成幅值可變的直流電壓。

中間直流環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)將整流器輸出的交流成分濾除掉，獲得純直流電提供給逆變器。

逆變器將此直流電壓逆變成頻率可調(diào)的交流輸出。

控制電路由檢測(cè)電路、信號(hào)輸入、信號(hào)輸出、功率管驅(qū)動(dòng)、各種控制信號(hào)的計(jì)算等部分組成，目前這部分環(huán)節(jié)主要由高性能微機(jī)與外圍設(shè)備組成的微機(jī)控制系統(tǒng)完成。

47、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)速系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)？參考答案：

1353479667760.bmp

48、試闡述閉環(huán)控制系統(tǒng)提高電動(dòng)機(jī)調(diào)速精度的工作原理。參考答案：

為了提高系統(tǒng)的控制精度，必須把系統(tǒng)輸出量的信息反饋到輸入端，

通過(guò)比較輸入值與輸出值，產(chǎn)生偏差信號(hào)，

該偏差信號(hào)以一定的控制規(guī)律產(chǎn)生相應(yīng)的控制作用，

使偏差信號(hào)逐漸減小直至消除，從而使控制系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期的要求。

49、選擇接觸器主要考慮哪些技術(shù)參數(shù)？參考答案：

（1）電源種類(lèi)：交流或直流。

（2）主觸點(diǎn)額定電壓、額定電流。

（3）輔助觸點(diǎn)種類(lèi)、數(shù)量及觸點(diǎn)額定電流。

（4）電磁線圈的電源種類(lèi)，頻率和額定電壓。

（5）額定操作頻率（次／h），即允許的每小時(shí)接通的最多次數(shù)。

50、下圖為CW6163B萬(wàn)能臥式車(chē)床的電氣原理圖，試分析該線路并作答。機(jī)床電氣系統(tǒng)由3臺(tái)電動(dòng)機(jī)組成，三臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式均為（），主軸采用液壓制動(dòng)方式。主電路中，交流接觸器KM1為（）的起動(dòng)用接觸器。熱繼電器KR1為其（）保護(hù)電器。電流表A監(jiān)視主電動(dòng)機(jī)電流。機(jī)床工作時(shí)，可根據(jù)電流表讀數(shù)，調(diào)整（），使該讀數(shù)等于主電動(dòng)機(jī)的額定電流，以提高功率因素和生產(chǎn)率。注意到M3主電路中沒(méi)有熱繼電器，這樣設(shè)計(jì)的原因主要是：答：_________________________________________________參考答案：

直接起動(dòng)

M1（或主電動(dòng)機(jī)）

過(guò)載

切削用量

快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3只用作短期工作，可以不設(shè)置過(guò)載保護(hù)

多點(diǎn)控制

SB3

SB4（二者順序可換）

SB1

SB2（二者順序可換）

自鎖

點(diǎn)動(dòng)

51、請(qǐng)指出以下控制線路中的保護(hù)電器，并說(shuō)明各是什么保護(hù)環(huán)節(jié)？<=""span=""style="box-sizing:border-box;border:0px;vertical-align:middle;">參考答案：

短路保護(hù)：熔斷器FU過(guò)載保護(hù)（熱保護(hù)）：熱繼電器KR過(guò)流保護(hù)：過(guò)流繼電器KA1、KA2零壓保護(hù)：電壓繼電器KZ低壓保護(hù)：欠電壓繼電器KV52、下圖為C616臥式車(chē)床的電氣原理圖，試分析該線路并填空或簡(jiǎn)答。該機(jī)床有3臺(tái)電動(dòng)機(jī)：M1為主電動(dòng)機(jī)、M2為潤(rùn)滑泵電動(dòng)機(jī)、M3為冷卻泵電動(dòng)機(jī)。三相交流電源通過(guò)組合開(kāi)關(guān)Q1將電源引入，F(xiàn)U1為主電動(dòng)機(jī)的（

）保護(hù)電器、KR1為主電動(dòng)機(jī)的（

）保護(hù)電器。KM1、KM2為主電動(dòng)機(jī)M1的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制接觸器。該機(jī)床的核心操作桿是一根操作手柄，它通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)控制開(kāi)關(guān)SA1，開(kāi)關(guān)SA1又分為一對(duì)動(dòng)斷觸點(diǎn)SA1-1和兩對(duì)動(dòng)合觸點(diǎn)SA1-2、SA1-3。當(dāng)操作手柄位于零位，即開(kāi)關(guān)SA1在零位時(shí)，SA1-1觸點(diǎn)保持默認(rèn)位置接通，而SA1-2、SA1-3斷開(kāi)，這時(shí)控制線路中哪些電器及觸點(diǎn)發(fā)生動(dòng)作？答：____________________________________________可見(jiàn)，SA1-1接通是為主電動(dòng)機(jī)起動(dòng)做好準(zhǔn)備。當(dāng)操作手柄扳到向下位置時(shí)，（

）接通，（

）斷開(kāi)，正轉(zhuǎn)接觸器KM1得電，主電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)起動(dòng)。當(dāng)操作手柄扳到向上位置時(shí)，（

）接通，（

）斷開(kāi)，反轉(zhuǎn)接觸器KM2得電，主電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)起動(dòng)。這樣，開(kāi)關(guān)SA1的觸點(diǎn)在機(jī)械上保證了兩個(gè)接觸器只能有一個(gè)得電。KM1和KM2的互鎖環(huán)節(jié)也在電氣上保證了同時(shí)只能有一個(gè)接觸器得電，這樣就可以避免兩個(gè)接觸器同時(shí)得電造成（

）短路。操作該機(jī)床停車(chē)，熟練工人經(jīng)常在車(chē)床正轉(zhuǎn)欲停車(chē)時(shí)，將操作手柄扳到SA1-3接通的位置，經(jīng)過(guò)較短時(shí)間后再扳回零位，試解釋這樣做的作用和基本原理。答：_____________________________________________該機(jī)床控制線路還實(shí)現(xiàn)了零壓保護(hù)，試指出實(shí)現(xiàn)零壓保護(hù)的關(guān)鍵電器，并分析其實(shí)現(xiàn)過(guò)程。答：_____________________________________________參考答案：

短路

過(guò)載中間繼電器K得電，K的動(dòng)合觸點(diǎn)（v52,1）閉合將K自鎖。KM3得電，潤(rùn)滑泵電動(dòng)機(jī)M2起動(dòng)，KM3動(dòng)合觸點(diǎn)（6、7）閉合。SA1-2

SA1-1和SA1-3

SA1-3

SA1-1和SA1-2

電源（或主電路）這樣做可以進(jìn)行停車(chē)制動(dòng)，以縮短停車(chē)時(shí)間。其原理為交換主電動(dòng)機(jī)定子繞組接入電源的相序，產(chǎn)生反接制動(dòng)作用，待車(chē)床基本停車(chē)后扳回零位，結(jié)束制動(dòng)。中間繼電器K是起零壓保護(hù)作用的關(guān)鍵電器。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中（注意SA1-1已斷開(kāi)），當(dāng)電源電壓降低或消失時(shí)，中間繼電器K釋放，K的動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，繼而接觸器KM3動(dòng)合觸點(diǎn)（6,7）斷開(kāi)，KM1、KM2斷電。電網(wǎng)恢復(fù)后，由于此時(shí)SA1-1還斷開(kāi)，所以KM3還是不會(huì)得電吸合，必須有工人手動(dòng)復(fù)位。即使斷電期間工人將SA1-1手動(dòng)置于零位（即將操作手柄扳回零位），由于此時(shí)KM1、KM2均已斷電，所以電壓恢復(fù)后，也不會(huì)造成電動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)，這樣就起到了零壓保護(hù)的作用。53、選擇熱繼電器應(yīng)該注意哪些問(wèn)題？參考答案：

①

熱繼電器元件的額定電流

應(yīng)接近或略大于電動(dòng)機(jī)的額定電流

；

②

在電網(wǎng)電壓嚴(yán)重不平衡、工作環(huán)境惡劣條件下工作的電動(dòng)機(jī)，可選用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器

③

對(duì)于三角形接線的電動(dòng)機(jī)，為了實(shí)現(xiàn)斷相保護(hù)，可選用帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器

④

如果電動(dòng)機(jī)負(fù)載慣性轉(zhuǎn)矩非常大，起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)；電動(dòng)機(jī)所帶動(dòng)的設(shè)備，不允許任意停電；電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的為沖擊性負(fù)載，則應(yīng)選擇的熱繼電器元件的整定電流要比電動(dòng)機(jī)額定電流高一些。

54、既然在電動(dòng)機(jī)主電路中裝有熔斷器，為何還要裝熱繼電器？而裝有熱繼電器是否可以不裝熔斷器？?jī)烧叩淖饔糜惺裁床煌?？參考答案?/p>

熔斷器和熱繼電器的作用各不相同。

熔斷器是短路保護(hù)電器，它串聯(lián)在電路中，當(dāng)通過(guò)的電流大于規(guī)定值時(shí)，使熔體熔化而自動(dòng)分?jǐn)嚯娐罚謹(jǐn)嗟碾娏鞔?，要求作用的時(shí)間短。

熱繼電器是利用熱效應(yīng)的過(guò)載保護(hù)電器，用來(lái)對(duì)連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)，以防止電動(dòng)機(jī)過(guò)熱而造成絕緣破壞或燒毀電動(dòng)機(jī)。

使熔斷器作用的電流很大，過(guò)載電流不足以使其作用，所以它不能代替熱繼電器實(shí)施過(guò)載保護(hù)。而由于熱慣性，雖然短路電流很大，但也不能使熱繼電器瞬間動(dòng)作，因此它不能代替熔斷器用作短路保護(hù)。

在電動(dòng)機(jī)主電路中既要裝熔斷器，實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，也要裝熱繼電器，實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。

55、試解釋三相四線制。

參考答案：

1353479667764.bmp

56、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式的選取主要考慮哪些方面的問(wèn)題？參考答案：

電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式的選取一方面要考慮電動(dòng)機(jī)的容量，一般5kW以下的電動(dòng)機(jī)用直接起動(dòng)，10kW以上的電動(dòng)機(jī)用降壓起動(dòng)；另一方面還要考慮電網(wǎng)的容量，不經(jīng)常起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)可直接起動(dòng)的容量為變壓器容量的30%；經(jīng)常起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)可直接起動(dòng)的容量為變壓器容量的20%

57、試闡述V/F轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償法的原理。

參考答案：

1353479667761.bmp

58、試指出以下控制線路中存在的一般性問(wèn)題，并解釋這些問(wèn)題可能引發(fā)的故障及原因。1353479667754.bmp參考答案：

在設(shè)計(jì)控制電路時(shí)，電器線圈的一端應(yīng)接在電源的同一端。

這樣當(dāng)某一電器的觸點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，不致引起電源短路，同時(shí)安裝接線也方便。

而在圖中KM2線圈與K2動(dòng)合觸點(diǎn)的位置是不合適的。

交流電器線圈不能串聯(lián)使用。

兩個(gè)交流電器的線圈串聯(lián)使用時(shí)，至少一個(gè)線圈最多得到1/2的電源電壓，

又由于吸合的時(shí)間不盡相同，只要有一個(gè)電器吸合動(dòng)作，它的線圈上的壓降也就增大，從而使另一電器達(dá)不到所需要的動(dòng)作電壓。

圖中KM1與K1串聯(lián)使用是錯(cuò)誤的。

59、為兩臺(tái)不同時(shí)起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)主電路選擇熔斷體，一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流為21.9A；一臺(tái)為6.15A，起動(dòng)電流都為額定電流的7倍，試選擇熔斷體額定電流。參考答案：

60、某直流調(diào)速系統(tǒng)，其最高、最低速靜特性曲線如圖。其中。試問(wèn)系統(tǒng)達(dá)到的調(diào)速范圍是多大？系統(tǒng)允許的靜差率是多少？<=""span=""style="box-sizing:border-box;border:0px;vertical-align:middle;">參考答案：

61、某電動(dòng)機(jī)的額定功率為15kw，額定轉(zhuǎn)速為970r/min，頻率為50Hz，最大轉(zhuǎn)矩為295.36，試求電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù)。參考答案：

62、試簡(jiǎn)化如下控制線路。<=""span=""style="box-sizing:border-box;border:0px;vertical-align:middle;">參考答案：

63、試按時(shí)間原則設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制線路，畫(huà)出控制線路圖。參考答案：

64、識(shí)讀如下接線圖，將其轉(zhuǎn)化為電氣原理圖，說(shuō)明該控制線路的功能。<=""span=""style="box-sizing:border-box;border:0px;vertical-align:middle;">參考答案：

65、下圖為某機(jī)床動(dòng)力頭運(yùn)動(dòng)示意圖，首先使動(dòng)力頭Ⅰ由位置b移到位置a停住，然后動(dòng)力頭Ⅱ由位置c移到位置d停??；接著使動(dòng)力頭Ⅰ和Ⅱ同時(shí)退回原位停下。行程開(kāi)關(guān)ST1、ST2、ST3、ST4分別裝在床身a、b、c、d處。電動(dòng)機(jī)M1帶動(dòng)動(dòng)力頭Ⅰ，電動(dòng)機(jī)M2帶動(dòng)動(dòng)力頭Ⅱ。動(dòng)力頭Ⅰ、Ⅱ在原位時(shí)分別壓下ST1和ST2。試設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)這一工作過(guò)程的控制線路，畫(huà)出控制線路圖。<=""span=""style="box-sizing:border-box;border:0px;vertical-align:middle;">參考答案：

66、某機(jī)床主軸必須在液壓泵工作后才能工作，主軸控制需要分別在床身和床頭兩處均設(shè)置主令電器以便實(shí)現(xiàn)兩地控制。要求該機(jī)床電動(dòng)機(jī)均采用接觸器直接起動(dòng)的方式，試設(shè)計(jì)控制線路圖。參考答案：

67、試設(shè)計(jì)可一鍵反轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)起動(dòng)連續(xù)運(yùn)行的控制線路，畫(huà)出控制線路圖。參考答案：

68、試設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)星三角降壓起動(dòng)的控制線路，畫(huà)出控制線路圖。參考答案：

69、利用電磁換向閥控制一個(gè)雙作用液壓缸，使其活塞可以受控伸出并能受控縮回。其液壓源是一個(gè)單向變量泵，試畫(huà)出符號(hào)連接圖。參考答案：

70、試設(shè)計(jì)便于在停車(chē)時(shí)手動(dòng)調(diào)整主軸的機(jī)床主電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)的控制線路，畫(huà)出控制線路圖。參考答案：

71、利用電磁換向閥控制一個(gè)雙作用液壓缸，使其活塞可以受控伸出并能在任意位置停留保持；能受控縮回并能在任意位置停留保持。其液壓源是一個(gè)單向變量泵，試畫(huà)出符號(hào)連接圖。參考答案：

72、試設(shè)計(jì)某機(jī)床主電動(dòng)機(jī)控制線路圖。要求①可正反轉(zhuǎn)；②可正向點(diǎn)動(dòng)、兩處起停；③有短路和過(guò)載保護(hù)；④有安全工作照明及電源信號(hào)燈。參考答案：

73、下圖為C650臥式車(chē)床的電氣原理圖，試分析該線路并作答。

該機(jī)床的主電動(dòng)機(jī)M1可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制，點(diǎn)動(dòng)按鈕為（），按下點(diǎn)動(dòng)按鈕將接通接觸器（），其基本線路通路用數(shù)字表示為_(kāi)_________（例如：KM2線圈經(jīng)ST的接通線路數(shù)字表示為：1-3-5-33-4-2）

在M1主電路中有起動(dòng)限流電阻R，當(dāng)機(jī)床點(diǎn)動(dòng)起動(dòng)時(shí)，限流電阻是否發(fā)生限流作用？（）；當(dāng)通過(guò)按鈕SB1正轉(zhuǎn)起動(dòng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)，限流電阻是否發(fā)生限流作用？（）。按