内容发布更新时间 : 2024/6/18 19:22:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

电气控制技术及应用习题库

一、常用低压电器

1. 什么是低压电器？常用的低压电器有哪些？

答：低压电器通常是指工作在交流电压1200 v或直流电压1500 v及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品，例如接触器、继电器等。 2. 交流电磁线圈能否接入直流电源，为什么？

答：交流线圈接入直流电相当于短路。这是因为交流在工作时的电阻不光是线圈材质本身的电阻（占阻抗的一小部分），还有其交变电势产生的电阻（大部分），而此电阻在直流回路中就不存在了。因为直流不存在交变。所以此时线圈的电阻是很小的。会很快烧坏的。如果必须接入，则需降低电压，保证电流达到吸合电流即可。

3. 简述交流接触器的工作原理。

答：线圈通以交流电→线圈电流建立磁场→静铁心产生电磁吸力→吸合衔铁→带动触头动作→常闭触头断开，常开触头闭合；

线圈断电→电磁力消失→反作用弹簧使衔铁释放→各触头复位。

4. 交流接触器主要由哪几部分组成？

答：1.电磁机构：线圈、动铁心（衔铁）、静铁心；2.触头系统：主触头、辅助触头；3.灭弧装置；4.其他部件：反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构等

5. 交流接触器在动作时，常开和常闭触头的动作顺序是怎样的？

答：对于交流接触器的触头系统而言，所谓“常开”、“常闭”是指电磁系统未通电时触头的状态。二者是联动的，当线圈通电时，常闭触头先断开，常开触头后闭合；线圈断电时，常开触头先断开，常闭触头后闭合。 6. 简述热继电器的选用方法。

答：整定电流高于设备额定电流的1.1~1.15倍。

选择热继电器作为电动机的过载保护时，应使选择的热继电器的安秒特性位于电动机的过载特性之下，并尽可能接近，甚至重合，以充分发挥电动机的能力，同时使电动机在短时过载和启动瞬间（4~7IN电动机）时不受影响。 7. 说明触头分断时电弧产生的原因及常用的灭弧方法。

答：电路中，控制开关都是与用电设备串联使用的，他们遵守电路的分压定律，开关闭合时，开关的接触电阻很小，接近于零，电路电压几乎全部加在用电设备上，当开关打开时，触头间电阻增大，此时用电设备的电压很小了。电路电压加在开关触头间，（如果是感性负载，同时会产生一个感应电动势，也加在触头间）当这个电压超过空气的电离电压时，就会将空气电离，使空气变成离子，同时产生发光发热现象。 常用的灭弧方法如下: (1)快速拉长电弧：电弧的燃烧需要有一定的电弧电压来维持，加快触头分断速度，将电弧快速拉长，会降低触头间的电场强度，使电弧电压不足以维持电弧的燃烧从而会使电弧熄灭。 (2)冷却：使电弧与冷却介质接触，带走电弧热量.从而使离子运动速度减慢.又使离子的复合速度加快，使电弧熄灭。

(3)窄缝灭弧：将电弧挤人窄缝，使电弧与固体介质接触以加强扩散和冷却，减小

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离子的运动速度.加快离子复合速度，使电弧熄灭。

(4)短弧灭弧：将长电弧分割成几段，增加维持电弧燃烧所需要的电压要求，而且增大了散热面积.使触头间电压不足以击穿各段的所有气隙，短电弧同时熄灭，不再重燃。

什么是时间继电器？它有哪些用途？

答：时间继电器是一种接收信号后，经过一定的延时后才能输出信号，实现触头延时接通或断开的继电器，称为时间继电器。

时间继电器可分为通电延时型和断电延时型两种类型。从动作的原理上有电子式、机械式等。电子式的是采用电容充放电再配合电子元件的原理来实现延时动作。机械式的样式较多，有利用气囊、弹簧的气囊式。用于精确的控制某个机械设备或者元器件产品。 简述热继电器的主要结构。

答：热继电器主要由热元件、双金属片和触点组成。热元件由发热电阻丝做成； 双金属片由两种热膨胀系数不同的金属辗压而成。当双金属片受热时，会出现弯曲变形。使用时，把热元件串接于电动机的主电路中，而常闭触点串接于电动机的控制电路中。

电磁式低压电器由哪几部分组成？说明各部分的作用。 答：1.电磁机构

线圈——通电生磁 铁芯——扩大磁力

衔铁——连接触点，视磁力情况带动触点动作 2.触点系统

3.灭弧装置（继电器没有）

中间继电器的作用是什么？它和交流接触器有何异同？

答：中间继电器是用于控制回路中接触器辅助触点不够使用时或切换用，一般工作在5安以下小电流回路，接触器是工作在主电路上，直接带动电机等大负载。 电动机的起动电流很大，当电动机起动时，热继电器是否会动作？为什么？

答：不会动作。由于热继电器主双金属片受热膨胀的热惯性及动作机构传递信号的惰性原因，热继电器从电动机过载到触头动作需要一定时间，即使电动机严重过载也不会瞬时动作，因此电动机启动电流很大时启动不会动作。 速度继电器有哪些用途？

答：它主要用作鼠笼式异步电动机的反接制动控制中，故也称为反接制动继电器。 如何正确选用按钮？

答：选择颜色有红、绿、黑、黄、白、蓝等。

起动按钮的按钮帽采用绿色，停止按钮的按钮帽采用红色。 组合开关有哪些特点？它的用途是什么？

答：组合开关由多对动触头、静触头和方形转轴、手柄、定位机构和外壳组成。动、静触头分别叠装在多层绝缘壳内。它的动触头套装在有手柄的绝缘转动轴上，转动手柄就可改变触片的通断位置，以达到接通或断开电路的目的。

组合开关实际上是一种转换开关。在机床电气设备中用作电源引入开关，可实现多组触头组合，用于三相异步电动机非频繁正、反转。 熔断器为什么一般不能作过载保护？

答：熔断器使用时串联在被保护的电路中，当电路发生故障，通过熔断器的电流达到或超过某一规定值时，以其自身产生的热量使熔体熔断，从而分断电路，起

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到保护作用。熔体的熔断时间随着电流的增大而减小，即熔体通过的电流越大，其熔断时间越短。熔体对过载反应是很不灵敏的，当电器设备发生轻度过载时，熔体将持续很长时间才熔断，有时甚至不熔断。因此，除在照明电路中外，熔断器一般不宜作为过载保护，主要用作短路保护

低压断路器可以起到哪些保护作用？说明其工作原理。

答：1.过载：当过载时发热元件使双金属片弯曲，使锁扣瞬时针转动，由牵引杆顶开锁扣，断路器在操动弹簧的作用下，使断路器动触头与静触头分开。

2.欠压\\失压：当电源电压较低或失去电压时，欠压顶开锁扣，断路器在操动弹簧的作用下，使断路器动触头与静触头分开。

3.短路保护：电磁脱扣机构，在电磁作用下动作,顶开锁扣，断路器在操动弹簧的作用下，使断路器动触头与静触头分开。

在电动机控制回路中，热继电器和熔断器各起什么作用？两者能否互相替换？为什么？

答：不能

熔断器类似常说的保险丝。 热继电器是控制回路中用的，用来控制主回路的电流，一般和接触器一起使用。当主电路过载时，热继电器中的热元件就断开控制回路，与其连接的接触器的线圈失电，使主电路断开。起到保护作用，一般是用弱电控制强电。

两者作用相似。一般主电路中两者都有，熔断器的额定电流要比热继电器的大 主令电器的作用是什么？常用的主令电器有哪几种类型？

答：主令电器主要用来切换控制电路，在自动控制系统中专用于发布控制指令。

按其作用可分为按钮开关、行程开关、万能转换开关等。 低压断路器具有哪些脱扣机构？试分别说明其功能。

答：断路器的脱扣器形式有：欠压脱扣器、热脱扣器、过电流脱扣器等。

欠电压脱扣器的线圈和电源并联，当电路电压正常时，欠电压脱扣器产生的电磁力克服弹簧的拉力而将衔铁吸合，当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放，磁吸力小于弹簧的拉力，衔铁被弹簧拉开，顶开自由脱扣机构，使触头断开，将电路分断。

当电路发生短路或严重过载时，过载电流通过热脱扣器的发热元件使双金属片热弯曲，顶开自由脱扣机构，断开主触头电路，从而起到短路或严重过载护的作用。

过电流脱扣器的线圈和主电路串联，当电路作正常时，过电流脱扣器产生的电磁吸力不能将衔铁吸合，只有当电路发生短路或产生大的过电流时，其电磁吸力才能将衔铁吸合，顶开自由脱扣机构，使主头断开，从而将电路分断。 行程开关的触头动作方式有哪几种？各有什么特点？ 答：行程开关的触头动作方式有蠕动型和瞬动型两种。

蠕动型的触头结构与按钮相似，这种行程开关的结构简单价格便宜，但触头的分台速度取诀于生产机械挡铁的移动速度，易产生电弧灼伤触头，减少触头的使用寿命，也影响动作的可靠性及行程的控制精度。 瞬动型触头具有快速换接动作机构，触头的动作速度与挡铁的移动速度无关，性能优于蠕动型。

按钮和行程开关的作用分别是什么？如何确定按钮的结构形式？

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。

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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。

按结构形式分类：(1)旋钮式用手动旋钮进行操作。

(2)指示灯式按钮内装入信号灯显示信号。 (3)紧急式装有蘑菇形钮帽，以示紧急动作。 在使用和安装刀开关时，应注意些什么？

答：(1)刀开关应垂直安装，手柄应向上合闸，即支座接电源引线并位于上方。若支座位于下方，则当刀开关断开时，如果支座松动，闸刀在受到推动或其自重作用下易向下掉落而引起误合闸，引发事故。

(2)刀开关作为隔离开关使用时，合闸顺序是先合上刀开关，再合上其他用以控制负载带灭弧的开关;分闸顺序则相反。

(3)无灭弧罩的刀开关一般不允许分断负载，否则很有可能导致稳定持续燃弧，使刀开关寿命缩短，严重的还会造成电源短路、开关烧坏等现象。

(4)刀开关在合闸时，应保证三相同时合闸，而且接触良好;如接触不良，常会造成断路，若负载是三相异步电动机，还会发生电动机缺相运行。 组合开关与万能转换开关的结构有何异同？各有什么用途？

答：组合开关也是一种刀开关，不过它的刀片是转动的，操作比较轻巧，它的动触头和静触头装在封闭的绝缘件内，采用叠装式结构；可以用作不频繁地接通、分断及转换交、直流电阻性负载，而且降低容量使用时可直接起动和分断运转中的小型异步电动机。

万能转化开关是一种多档位、多段式、控制多回路的主令电器；一般用于交流500V、直流440V、约定发热电流20A以下的电路中。

笼型交流异步电动机的过载和短路保护使用过流继电器吗？为什么？

答：笼型交流异步电动机，容量较大，又带有易于使电机过载的负荷，其过载和短路保护可以使用反比延时过流继电器；

容量较小，一般负载，其过载和短路保护可以使用较简单的过热继电器。 中间继电器与交流接触器有什么差异？在什么条件下中间继电器也可以用来起动电动机？

答：中间继电器用于继电保护与自动控制系统中，以增加触点的数量及容量。 它用于在控制电路中传递中间信号。中间继电器的结构和原理与交流接触器基本相同，与接触器的主要区别在于：接触器的主触头可以通过大电流，而中间继电器的触头只能通过小电流。所以，它只能用于控制电路中。 它一般是没有主触点的，因为过载能力比较小。所以它用的全部都是辅助触头，数量比较多。新国标对中间继电器的定义是K，老国标是KA。在不超过几安电流设备中可以代替接触器启动电动机，但是那样的电动机是很小的，所以一般不能代替交流接触器的。 比较电磁式时间继电器、空气阻尼式时间继电器、电动式时间继电器和电子式时间继电器的优缺点及其应用场合。

答： 1、电磁式时间继电器延时时间短（0.3~1.6s），但它结构比较简单，通常用在断电延时场合和直流电路中。

2、空气阻尼式时间继电器又称为气囊式时间继电器，它是根据空气压缩产生的阻力来进行延时的，其结构简单，价格便宜，延时范围大（0.4~180s），但延时精确度低。

3、电动式时间继电器的原理与钟表类似，它是由内部电动机带动减速齿轮转

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动而获得延时的。这种继电器延时精度高，延时范围宽（0.4~72h），但结构比较复杂，价格很贵。

4、晶体管式时间继电器又称为电子式时间继电器，它是利用延时电路来进行延时的。这种继电器精度高，体积小。

单相交流电磁铁的铁心上为什么装有短路环？三相交流电磁铁的铁心上是否也要装短路环？为什么？

答：交流接触器线圈通过的是交变电流，电流正负半波要经过零点（50Hz即电流每秒50个周波，就有100个过零点），在电流过零点时线圈电磁吸力接近于零，如此动铁芯会与静铁芯发生振动和噪声。在铁心端面上开槽安放短路环后，交变的磁通使得短路环产生同频交变感应电流，该电流使短路环内产生与铁心磁通变化相反的逆磁通。如此在铁心端面上，短路环内的磁通与环外磁通在时间上错开，避免了吸力过零产生噪声和振动现象。

单相交流电电磁铁短路环脱落后会加大电磁铁吸合后的噪音，因为短路环可以起到滞后缓放平滑吸合交流过零时的颤动。三相交流电因为没有三相同时过零时刻，不需要安装短路环

在电动机主回路已经装有断路器，电动机主回路是否可以不装熔断器？分析断路器与刀开关控制、保护方式的不同特点。 答：可以不用接

低压断路器可以自动进行失压、欠压、过载、和短路保护，当发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。

断路器的主要保护是短路，根据工程需要可以增加保护功能，比如过载、失压脱扣、分励脱扣、远距离电动分合闸等等，能够在满负荷条件下断电和短路条件下脱扣跳闸。自小型断路器普及以来，已经逐渐代替了刀开关+熔断器保护。

刀开关+熔断器保护只能保护短路，功能少，但因为刀开关有明显可见的断开间隙，检修方便，所以一些动力开关柜还采用。另外快速熔断器还是电力电子器件的有效保护手段，故采用还是很多的

电动机的起动电流很大，在电动机起动时，能否按电动机的额定电流调整热继电器的动作电流？为什么？

答：确实是按电动机额定电流或略大些来整定热继电器的动作电流的，热继电器不会瞬时动作，它需要一定的加热时间，通过它电流越大动作时间越短。

交流接触器线圈断电后，动铁心不能立即释放，从而使电动机不能及时停止，分析其原因。应如何处理？

答：如果线圈断电后是几秒钟内在断开，那就是交流接触器的铁芯被磁化了，把铁芯拆下来退一下磁在装回去就好了，如果是长时间没断开：一，铁芯卡死，拆下来检查一下看看什么地方被卡，卡住的地方修一下就好了，二，触点电流过大，可能焊在一起了，那就换一只。

下列各字母和数字表示什么？分别写出各字母和数字的含义。 (1) CJ20、CZ0

(2) JZ7、JS14S、JR36 (3) RL1

(4) HD、HS、HZ10、HY23 (5) LA2，LW5D-16 答：（1）CJ20：C-接触器、J-交流、20-设计序号