电气控制与PLC应用_第1章习题与思考题参考解答..pdfVIP

第1章常用低压控制电器 习题与思考题 1.何谓电磁式电器的吸力特性与反力特性？吸力特性与反力特性之间 应满足怎样的配合关系？ 答：不同的电磁机构，有不同的吸力特性。电磁机构动作时，其气 隙δ是变化的，。 对于直流电磁机构：其励磁电流的大小与气隙无关，衔铁动作过程 中为恒磁动势工作，根据磁路定律，式中R为气隙磁阻，则，电磁吸力 m 随气隙的减少而增加，所以吸力特性比较陡峭。 对于交流电磁机构：设线圈外加电压U不变，交流电磁线圈的阻抗 主要决定于线圈的电抗，若电阻忽略不计，则，，当电压频率f、线圈 匝数N、外加电压U为常数时，气隙磁通Φ也为常数，即励磁电流与气隙 成正比，衔铁动作过程中为恒磁通工作，但考虑到漏磁通的影响，其电 磁吸力随气隙的减少略有增加，所以吸力特性比较平坦。 1-直流电磁铁吸力特性；2-交流电磁铁吸力特性；3-反力特性 答案图1 F/I δ 0 1 2 3 1-直流电磁铁吸力特性；2-交流电磁铁吸力特性；3-反力特性 答案图1 F/I δ 0 1 2 3 为了保证衔铁能牢固吸合，反作用力特性必须与吸力特性配合好。 在整个吸合过程中，吸力都必须大于反作用力，即吸力特性高于反力特 性，但不能过大或过小，吸力过大时，动、静触头接触时以及衔铁与铁 心接触时的冲击力也大，会使触头和衔铁发生弹跳，导致触头的熔焊或 烧毁，影响电器的机械寿命；吸力过小时，会使衔铁运动速度降低，难 以满足高操作频率的要求。因此，吸力特性与反力特性必须配合得当， 才有助于电器性能的改善。在实际应用中，可调整反力弹簧或触头初压 力以改变反力特性，使之与吸力特性有良好配合，参见答案图1所示。 2.单相交流电磁机构为什么要设置短路环？它的作用是什么？三相交 流电磁铁要否装设短路环？ 答：由于单相交流接触器铁心的磁通是交变的，故当磁通过零时， 电磁吸力也为零，吸合后的衔铁在反力弹簧的作用下将被拉开，磁通过 零后电磁吸力又增大，当吸力大于反力时，衔铁又被吸合。这样就使衔 铁产生强烈的振动和噪声，甚至使铁心松散。因此，交流接触器铁心端 面上都安装一个铜制的短路环。短路环将铁心端面分隔成两部分，当交 变磁通穿过短路环所包围的截面积S在短路环中产生涡流时，根据电磁 2 感应定律，此涡流产生的磁通Φ在相位上落后于短路环外铁心截面S中 2 1 的磁通Φ，由Φ、Φ产生的电磁吸力为F、F，作用在衔铁上的合成 1 1 2 1 2 电磁吸力是F+F，只要此合力始终大于其反力，衔铁就不会产生振动 1 2 和噪声。参见答案图2所示。 答案图2 答案图2 对于三相交流电而言，因为三相不可能同时为零。就相当于整个电 磁铁磁通没有过零点，磁场不会消失，衔铁就不会振动。故无须加装短 路环。 3.从结构特征上如何区分交流、直流电磁机构？ 答：交流接触器的线圈通以交流电，将产生涡流和磁滞损耗，使铁 心发热。为减少铁损，铁心用硅钢片冲压而成。为便于散热，线圈做成 短而粗的筒状绕在骨架上。 直流接触器的线圈通以直流电，铁心中不会产生涡流和磁滞损耗， 所