徐州师范大学科文学院期末考试试卷

（2010~2011学年第二学期） 考试方式： 闭 卷

课程名称《工厂电气设备控制》（考试日期： 年 月 日共120分钟）

班级_________ 学号____________ 姓名___________ 成绩___________

1、名词解释（每小题5分，共4题）

1、低压电器和高压电器分类标准。

答：（1）低压电器：交流AC<1200V，直流DC<1500V

（2）高压电器：交流AC>1200V，直流DC>1500V

（3）

2、电器的动稳定性和电器的热稳定性

答：电器的动稳定性：电器承受短路电流电动力作用而不致损坏的能力

电器的热稳定性：电器承受规定时间内短路电流产生的热效应而不致损坏的能力

3、接触器和控制继电器的定义。

答：接触器是用于远距离频繁的接通和断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动切换电器。

控制继电器是一种自动电器，在控制系统中用来控制其他电器动作或在主电路中作为保护用电器。

4、通断能力

答：开关电器在规定的条件下，能在给定的电压下接通和分断的预期电流值。

2、简答题（每小题5分，共2题）

1、电弧的形成原因，及灭弧的方发和灭弧装置有哪些？

答：当触头间刚出现断口时，两触头间距离极小，电场强度极大，在高热和强电场作用下，金属内部的自由电子从阴极表面逸出。奔向阳极。，这些自由电子在电场中运动时撞击中性分子，使之激励和游离，产生正离子和电子，这些电子在强电场作用下继续向阳极移动，还要撞击其他中性分子，因此，在触头间隙中产生了大量的带电粒子，使气体导电形成了炽热的电子流，即电弧。

灭弧方发和灭弧装置：电动力吹弧、磁吹灭弧、真空灭弧、窄缝灭弧室、金属栅片灭弧装置、软开关。

2、三相交流电磁铁有无短路环？为什么？

答三相交流电磁铁没有短路环，因为三相交流电通过线圈时，每一相都产生磁通，它们之间都有一个相位差，则它们产生的吸力间也有一个相位差，这位三相合成力不会到达零，如果合力大于弹簧的吸力，则及无需短路环。

三、论述题（每小题15分，共2题）

1、电磁机构的工作原理及短路环的作用？

答；电磁机构的工作原理：当吸引线圈通入电流后，产生磁场，磁通经铁心、衔铁和工作气隙后刑场闭合回路，产生电磁吸力，将衔铁吸向铁心。

短路环的作用：单相交流电磁铁，为消除振动和噪声，设设想若把极面上的磁通分成两部分，并使这两部分交变磁通间有一个相位差，则其所产生的吸力间也有一个相位差。这样虽然每部分都有到达零值的时刻，但二者合成后的吸力却却无到达零值的时刻，如果合成吸力在任一时刻都大于反力，便可消除振动。

2．什么是继电保护装置？其基本任务是什么？

答：继电保护装置是能反应电力系统的故障或不正常故障状态，并作用于断路器跳闸切除故障或作用于信号装置发出报警信号的自动装置。它的基本任务是：

（1）能自动地、迅速地、有选择性地借助断路器将故障设备从系统中 切除，保证无故障设备迅速恢复正常运行，并使故障设备免于继续遭受破坏。

（2）反应电气设备的不正常工作情况，并根据运行维护的条件作用于信号或将

那些继续运行备予以切除。反应不正常状态的继电保护，通常都不需要立即动作，即可带一定的延时。

4、图形分析（每小题10分，共3题）

1、用文字分析继电器的输入-输出特性图，并简述过流继电器和欠流继电器的返回系数。

答：当输入量X从0开始增加，在X的整个过程，输出量Y不变，为Y=0，当X到达Xo时值时,Y突然用0增加到Y1。再进一步增加X，Y不在变化，乃保持Y1。而当输出量X减小是，在X>Xr的整个过程中，Y1乃保持，只有当X降低到X=Xr时，Y1突然下降到0，X再减小，Y乃为0。

过流继电器杂额定参数下工作时，电磁式继电器的衔铁处于释放的位置。当电路出现过流时，衔铁才动作吸合；所以，过流继电器复归值小于动作值，其返回系数K<1。

欠流继电器杂额定参数下工作是，其衔铁处于吸合状态，当电路出现欠流时，衔铁动作释放；而低昂电流上升后衔铁才返回到吸合状态，所以复归值大于动作值，其返回系数K>1。

2、常用的灭火花的电路有哪些（画图并作简要说明，至少三种）？

答：常用的灭火花电路

图1 图2 图3

图1中继电器KA接通时，电磁铁线圈通电，二极管V中无电流通过。KA断开时，由于电磁铁线圈并联二极管，对线圈电动势抑制效果最好，因此可消灭火花放电。但由于回路中电磁时间常数较大，可能使电磁铁释放时产生延时。二极管额定电压可选取其电源电压的3倍， 图2中在二极管支路中串入电阻R可使放电电流衰减较快，避免电磁铁释放时的延时，二极管参数的选取同图一相同，电阻R的阻值可选取电磁铁线圈电阻的2倍。

图3适用于交流线圈。交流接触器线圈两端加阻容吸收装置后可消灭触点断开时产生的火花。当电源电压为220V时，可选用R=220Ω,C=0.25uF，电容应选用无极性电容，额定电压为电源电压3倍以上。

3、请分析下图所示的三相笼式异步电动机的正反转控制电路：

（1）指出下面的电路中各电器元件的作用；

（2）根据电路的控制原理，找出主电路中的错误，并改正（用文字说明）；

（3）根据电路的控制原理，找出控制电路中的错误，并改正（用文字说明）。

答：三相笼式异步电动机的正反转控制电路中：

（1）电路中各电器元件的作用。

刀开关Q—隔离电源， KM1—正转接触器，

KM2—反转接触器 ， 热继电器FR—过载保护。

（2）主电路中的错误与改正。

主电路没有短路保护——Q与KM1之间需增设熔断器FU；

电动机不能反转（KM1与KM2接通时电源相序相同）——KM2与FR之间的连线任意调换两相。

（3）控制电路中的错误与改正

没有电气互锁，会引起电源短路（——KM1线圈前串联KM2常闭辅助触点，KM2线圈前串联KM1常闭辅助触点。

不能实现过载保护——KM1、KM2线圈后应串联FR的常闭触点。

五、图形设计（每小题10分，共1题）

某生产机械要求由M1、M2两台电动机拖动，M2能在M1启动一段时间后自行启动，但M1、M2可单独控制启动和停止。

答：控制电路图如下

工厂电气控制设备试卷及答案