1习题解答

1第一章习题参考答案1.1什么是低压电器?低压电器中动触点、静触点、常开触点和常闭触点的意义是什么?低压电器：通常是指工作在交流1000V及以下与直流1200V及以下电路中的电器。常开触点：常态时动触点与静触点断开。常闭触点：常态时动触点与静触点接通。1.2刀开关的作用是什么?如何选择刀开关?刀开关又称闸刀开关,它是非自动切换开关中结构最简单,应用最广泛的一种低压电器。刀开关又可分为两极和三极两种。两极开关适用于交流50Hz、500V以下的小电流电路,主要作为一般电灯、电阻和电热等回路的控制开关用;三极开关适当降低容量后,可作为小型电动机的手动不频繁操作控制开关使用,并具有短路保护作用。实际应用中，用于普通照明电路，作为隔离或负载开关时，一般选择开关的额定电压大于或等于220V、额定电流大于或等于电路最大工作电流的两极开关；用于电动机控制时，如果电动机功率小于5.5kW，可直接用于电动机的启动、停止控制；如果电动机功率大于5.5kW，则只能作为隔离开关使用。选用时，应选择开关的额定电压大于或等于380V、额定电流大于电动机额定电流3倍的三极开关。1.3组合开关与按钮开关的作用有什么区别?组合开关可直接操纵电路的通断，而一般情况下按钮开关不直接操纵主电路的通断,它是在控制电路中发出“指令”,通过接触器、继电器等电器去控制主电路。1.4在控制电路中,短路保护和过载保护一般分别采用什么电器进行保护?在控制电路中,短路保护一般使用熔断器，而过载保护一般使用热继电器。21.5在电动机控制电路中,熔断器和热继电器的作用分别是什么?能否相互代替?在电动机控制电路中,因启动电流很大,熔断器只适合作短路保护而不能用于过载保护，过载保护一般使用热继电器。二者不能相互代替。1.6常用的自动空气开关有哪两种形式?在电器控制线路中常用的是哪一种?一般具有哪些保护功能?常用的自动空气开关有塑料外壳式和万能式两种。在电器控制线路中常用的是塑料外壳式。自动空气开关的保护功能：在正常条件下,也用于不频繁接通和断开的电路以及控制电动机等。当电路发生严重的过载、短路以及失压等故障时,能够自动切断故障电路(俗称自动跳闸),有效地保护串接在它后面的电气设备。1.7接触器主要由哪些部分组成?交流接触器和直流接触器的铁心和线圈的结构各有什么特点?交流接触器铁心上的短路环起什么作用?接触器的结构主要由触头系统、电磁系统、灭弧装置三大部分组成。交流接触器的铁心一般用硅钢片叠压后铆成,以减少交变磁场在铁心中产生的涡流与磁滞损耗,防止铁心过热，且交流接触器的铁心上有一个短路铜环。直流接触器中由于线圈中通的是直流电,在铁心中不会产生涡流,所以铁心可用整块铸铁或铸铜制成,并且不需要短路环。交流接触器线圈的电阻较小,所以铜损引起的发热较小。为了增加铁心的散热面积,线圈一般做成短而粗的圆筒状。E形铁心的中柱较短,铁心闭合时上下中柱间形成很小的空隙,以减少剩磁,防止线圈断电后铁心粘连。直流接触器中由于铁心没有涡流故不发热,但线圈的匝数较多,电阻大,铜损大,所以线圈本身发热是主要的。为了使线圈散热良好,通常将线圈做成长而薄的圆筒状。交流接触器的铁心上有一个短路铜环,称为短路环。短路环的作用是减少交流接触器吸合时产生的震动和噪声。当线圈中通以交流电流时,铁心中产生的磁通也是交变的,对衔铁的吸力也是变化的。当磁通经过最大值时,铁心对衔铁的吸力最大;当磁通经过零值时,铁心对衔铁的吸力也为零,衔铁受复位弹簧的反作用3力有释放的趋势,这时衔铁不能被铁心吸牢,造成铁心震动,发出噪声,使人感到疲劳,并使衔铁与铁心磨损,造成触头接触不良,产生电弧灼伤触头。为了消除这种现象,在铁心上装有短路铜环。1.8什么是继电器?它与接触器的主要区别是什么?继电器是一种根据电气量(如电压、电流等)或非电气量(如热、时间、压力、转速等)的变化接通或断开控制电路,以实现自动控制和保护电力拖动装置的电器。接通和分断电路是继电器的根本任务,就这一点来说,它与接触器的作用是相同的,但它们仍有不同之处,主要区别是:继电器一般用于控制小电流电路,触头额定电流不大于5A,所以不加灭弧装置。而接触器一般用于控制大电流电路,主触头额定电流不小于5A,有的加灭弧装置。不同的继电器可以在相应的各种电量或非电量的作用下动作,而接触器一般只是在一定的电压下动作。1.9简述交流接触器栅片灭弧的原理。交流接触器在断开大电流电路时,往往会在动、静触头之间产生很强的电弧。电弧是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象,它一方面发光发热造成触头灼伤,另一方面会使电路的切断时间延长,影响接触器的正常工作。因此对容量较大的交流接触器(一般在20A以上的)往往采用灭弧栅来灭弧。灭弧栅由镀铜的薄板片组成,安装在石棉水泥制成的灭弧罩内或陶土耐弧塑料等绝缘材料上,各片之间是相互绝缘的。当动触头与静触头分开时,在电弧的周围产生磁场。由于薄铁片的磁阻比空气小得多,因此电弧上部的磁通容易通过电弧栅而形成闭合磁路,在电弧上部的磁通非常稀疏,而电弧下部的磁通却非常稠密,这种上稀下密的磁通产生向上的运动力,把电弧拉到灭弧栅片当中去,栅片将电弧分割成很多短弧,每个栅片就成为短电弧的电极,栅片间的电弧电压低于燃弧电压,同时栅片将电弧的热量散发,促使电弧熄灭。1.10中间继电器与交流接触器有什么区别?在什么情况下可以用中间继电器代替接触器启动电动机?4中间继电器的动作原理与接触器完全相同,只是中间继电器的触头对数较多,且没有主、辅之分,各对触头允许通过的电流大小相同,其额定电流多为5A,小型的多为3A。对于额定电流不超过5A的电动机也可以用中间继电器代替接触器使用。1.11交流接触器在运行中有时产生很大的噪音,试分析产生该故障的原因。1．电源电压过低2．触头弹簧压力过大3．磁系统歪斜或机械上卡住，使铁心不能吸平4．极面生锈或因异物侵入铁心极面5．短路环断裂6．铁心极面磨损过度而不平1.12空气阻尼式时间继电器是利用什么原理达到延时目的的?如何调整延时时间的长短?空气阻尼式时间继电器是利用气囊中空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的。延时时间的长短取决于节流孔的节流程度,进气越快,延时越短。延时时间的调节是通过旋动节流孔螺钉,改变进气孔的大小。1.13什么是热继电器的整定电流?整定的方法是怎样的?热继电器以热态开始通过1.2倍整定电流的动作时间有多长?热继电器的整定电流是指热继电器长期不动作的最大电流,超过此值就会动作。整定电流的调整如下:热继电器中凸轮上方是整定旋钮,刻有整定电流值的标尺;旋动旋钮时,凸轮压迫支撑杆绕交点左右移动,支撑杆向左移动时,推杆与连杆的杠杆间隙加大,热继电器的热元件动作电流增大,反之动作电流减小。查表1－13可知，热继电器以热态开始通过1.2倍整定电流的动作时间小于20min。51.14线圈电压为220V的直流接触器,误接入220V的交流电源上会产生什么现象?解释其原因。因为直流接触器的线圈铁心一般为整块铸铁或铸铜制成,接入220V的交流电源后会在铁心中产生涡流与磁滞损耗,导致铁心发热，线圈过热而烧坏。1.15现有五种类型的继电器:(1)二元件热继电器;(2)三元件热继电器;(3)具有断相保护的三元件热继电器;(4)双金属片式热继电器;(5)过电流继电器。在下列五种不同负载的情况下,各应选用上述哪一种继电器?(1)三相电源平衡,电动机绕组正常;(2)三相电源不平衡;(3)定子绕组作△连接的电动机;(4)一般轻载,不频繁启动的过载保护电路;(5)重载,频繁启动电动机的过载和短路保护。(1)三相电源平衡,电动机绕组正常------选用(1)二元件热继电器；(2)三相电源不平衡------选用(2)三元件热继电器;(3)定子绕组作△连接的电动机------选用(3)具有断相保护的三元件热继电器;(4)一般轻载,不频繁启动的过载保护电路------选用(4)双金属片式热继电器;(5)重载,频繁启动电动机的过载和短路保护------选用(5)过电流继电器。1.16什么是时间继电器?如何把通电延时的时间继电器改装为断电延时的时间继电器?时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理来延迟触头闭合或断开的自动控制电器,在电路中起控制动作时间的作用。把通电延时的时间继电器电磁铁翻转180°即可改装为断电延时的时间继电器。1.17什么是速度继电器?其作用是什么?速度继电器内部的转子有什么特点?6速度继电器是当转速达到规定值时动作的继电器,其作用是与接触器配合实现对电动机的制动,所以又称为反接制动继电器。1.18交流接触器与直流接触器在铁心的结构上、灭弧方式上有什么区别?交流接触器的铁心一般用硅钢片叠压后铆成,以减少交变磁场在铁心中产生的涡流与磁滞损耗,防止铁心过热，且交流接触器的铁心上有一个短路铜环。直流接触器中由于线圈中通的是直流电,在铁心中不会产生涡流,所以铁心可用整块铸铁或铸铜制成,并且不需要短路环。交流接触器采用灭弧栅来灭弧；直流接触器一般采用磁吹式灭弧装置灭弧。1.19某机床的异步电动机的额定功率为5.5kW,额定电压为380V,额定电流是12.6A,启动电流为额定电流的6.5倍。用组合开关为电源开头,用按钮进行启动、停止控制,需要有短路和过载保护,用交流接触器控制主电路的通断。试选择用哪种型号和规格的组合开关、接触器、熔断器、热继电器和按钮(有关参数请查课本内容)。组合开关：HZ10-25接触器：CJ0-20熔断器：RC1A-30热继电器：CJ16-20/3D按钮：LA10-21.20低压电器中触头系统和电磁系统的常见故障有哪些?一、触头的故障与维修触头是接触器、继电器及主令电器等设备的主要部件,由于起着接通和断开电路电流的作用,所以是电器中比较容易损坏的部件。触头的故障一般有触头过热、磨损和熔焊等情况。1.触头过热触头通过电流会发热,其发热的程度与触头的接触电阻有关。动、静触头之间的接触电阻越大,触头发热越厉害,有时甚至将动、静触头熔在一起,从而影响电器的使用,甚至不能使用。因此,对于触头发热必须查明原因,及时处理,保护电器的正常工作。造成触头发热的原因主要有以下几个方面:7(1)触头接触压力不足,造成过热。电器使用天长日久,或由于受到机械损伤和高温电弧的影响,使弹簧产生变形、变软而失去弹性,造成触头压力不足;当触头磨损后变薄,使动、静触头完全闭合后触头间的压力减小。这两种情况都会使动、静触头接触不良,接触电阻增大,引起触头过热。处理的方法是调整触头上的弹簧压力,用以增加触头间的接触压力。如调整后仍达不到要求,则应更换弹簧或触头。(2)触头表面接触不良,触头表面氧化或积有污垢,也会造成触头过热。对于银触头氧化后,影响不大;对于铜触头,需用小刀将其表面的氧化层刮去。触头表现的污垢,可用汽油或四氯化碳清洗。(3)触头接触表面被电弧灼伤烧毛,使触头过热。此时要用小刀或什锦锉修整毛面,修整时不宜将触头表面锉得过分光滑,因为过分光滑会使触头接触面减小,接触电阻反而增大,同时触头表现锉得过多也影响了使用寿命。不允许用砂布或砂纸来修整触头的毛面。此外由于用电设备或线路产生过电流故障,也会引起触头过热。此时应从用电设备和线路中查找故障并排除,避免触头过热。2.触头磨损触头的磨损有两种:一种是电磨损。由触头间电弧或电火花的高温使触头产生磨损。另一种是机械磨损。由于触头闭合时的撞击、触头接触面的相对滑动摩擦等造成的。触头在使用过程中,其厚度越来越薄,这是由于磨损造成的。若发现触头磨损过快,则应查明原因,排除故障。如果触头磨损到原厚度的2/3～1/2时,需要更换触头。3.触头熔焊触头熔焊是指动、静触头表面被熔化后焊在一起而断不开的现象。熔焊是由于触头闭合时,撞击和产生的振动在动、静触头间的小间隙中产生短电弧,电弧的温度很高,可使触头表面被灼伤以致烧熔,熔化后的金属使动、静触头焊在一起。当发生触头熔焊时,要及时更换触头,否则会造成人身或设备的事故。产生触头熔焊的原因大都是触头弹簧损坏,触头的初压力太小,此时应调整触头压力或更换弹簧。有时因为触头容量过小,或因电路发生过载,当触头闭合