2018年6月机械电气控制及自动化 ( 第3次 )作业.doc

1、 第 3 次作业 一、填空题（本大题共 10 分，共 5 小题，每小题 2 分） 1. 变频调速是以一个 _ 、 _ 可变的电源，向异步 (或同步 )电动机供电，从而调节电动机转速的方法。 2. AND 指令的含义是 _ ， ANI 指令的含义是 _ 。 3. 吸合时间是指 _ 的时间；释放时间是指 _ 的时间。 4. 电气控制常用的控制方式有： _ 控制、 _ 控制、 _ 控制和 _ 控制。 5. 数控机床通常在电机尾部安装 _ 或 _ 作为电机转速控制的检测元件，同时也作为 _ 控制的检测元件。 二、计算题（本大题共 30 分，共 5 小题，每小题 6 分） 1. 若某直流他激电机的试求：

2、 （ 1）电机调速范围的含义是什么？（ 2） 时的调速范围 D 及等于多少？ 2. 一个转速负反馈系统的总放大倍数为 15，额定负载下电动机的转速降落为10r/min，如果放大倍数提高到 30，它的转速降落为多少？在静差度不变的条件下，调速范围可以扩大多少倍？ 3. 如图所示为某一短时工作制电机的负载图，试就下述两种情况从 发热验算的角度给出所需电动机的最小扭矩。 （ 1）若选过载系数为 2 的长期工作制电机。 （ 2）若选专为短时工作制设计的电机。 4. 若某直流他激电机的试求： （ 1）电机调速范围的含义是什么？（ 2） 时的调速范围 D 及等于多少？ 5. 某转速负反馈调速系统的调速范围

3、是 1500150r/min，静差度 S 5%，该系统允许的速降是多少？ 三、简答题（本大题共 20 分，共 5 小题，每小题 4 分） 1. 试比较继电器梯形图、逻辑功能图、功能流程图有什么联系和区别？ 2. 自动开关有何作用？它的功能相当于 哪些元件的组合？主要应用情况如何？ 3. 在调速系统中，调速范围 D 和静差度的含义是什么？二者有什么关系？为什么 D 和 S 同时提才有意义？ 4. 根据图示，写出输出电压 的表达式，并分析 PI 调节器的工作原理。 5. 在数控机床中， CNC 装置和 PLC 各控制什么？如何协调协调配合共同完成数控的控制？ 四、分析题（本大题共 20 分，共 2

4、 小题，每小题 10 分） 1. 什么叫零压保护？什么叫欠压保护？按钮自锁电路是否具有零压和欠压保护？ 2. 如图所示为异步电机正反转控制线路，根据图中线路分析： （ 1）按钮 SB2、 SB3 各起什么作用？ （ 2）什么叫互锁？图中是如何实现互锁的？ （ 3）接触器 KM1 下面的索引表的含义是什么？ （ 4）分析该电路图的工作原理。 异步电机正反转控制线路图 五、设计题（本大题共 20 分，共 2 小题，每小题 10 分） 1. 试设计出某机床主轴电动机的回路和控制回路 ,要求如下： 可正反转： 可反接制动。 反接制动时串电阻降压制动。 2. 设计某自动钻床的工作循环电气控制图，要求能实

5、现从位置 1 到位置 2 的工进，在 2 处 设置行程开关 SQ2，到达位置 2 时自动返回，返回到 1 处自动停止。试设计控制电路图。 答案： 一、填空题（ 10 分，共 5 题，每小题 2 分） 1. 参考答案： 电压；频率 解题方案： 评分标准： 2. 参考答案： 常开触点串联连接指令；常闭触点串联连接指令 解题方案： 评分标准： 3. 参考答案： 从线圈接受电信号到衔铁完全吸合时所需；从线圈失电到衔铁完全释放时所需 解题方案： 评分标准： 4. 参考答案： 时间；速度；电流；行程 解题方案： 评分标准： 5. 参考答案 ： 测速发电机；光电编码器；位置 解题方案： 评分标准： 二、计算

6、题（ 30 分，共 5 题，每小题 6 分） 1. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 2. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 3. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 4. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 5. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 三、简答题（ 20 分，共 5 题，每小题 4 分） 1. 参考答案： 电器梯形图按自上而下，从左到右的顺序排列。每个继电器线圈为一个逻辑行，即一层阶梯。每一逻辑行起于左母线，然后是触点的各种连接，最后终止于继电器线圈（通常加上一条右母线）。整个图形呈阶梯状。 逻辑功能图基本上沿用了半导体逻辑电路的逻辑图来表示，这种方法易于描述较为复杂的控制

7、功能。 功能流程图类似于计算机常用的程序框图，但宏观世界有自己的规则。描叙控制过程详尽具体，包括每框前的输入信号，框内的工作内容，框后的输出状态，框与框之间的转换条件。 解题方案： 评分标准： 2. 参考答案： 自动开关又称自动 空气开关。当电路发生严重过载、短路以及失压等故障时，能自动切断故障电路，有效地保护串接在它后面的电气设备。因此自动开关是低压配电系统中一种十分重要的保护电器。 自动开关的功能相当于是一个刀开关、熔断器、欠压继电器、热继电器的组合。 应用：在正常情况下，自动开关也可以不频繁地接通和断开电路或控制电动机的起动与停止。 解题方案： 评分标准： 3. 参考答案： 解题方案：

8、评分标准： 4. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 5. 参考答案： CNC 装置和 PLC 协调配合共同完成数控的控制，其中 CNC 装置主要完成与数字运算和管理等有关的功能，如零件程序的编辑、插补运算、译码、位置伺服控制等， PLC 主要完成与逻辑运算有关的一些动作，没有轨迹上的具体要求，它接受 CNC 装置的控制代码 M 指令（辅助功能）、 S 指令（主轴转速）、 T 指令（选刀、换刀）等动作信息，对其进行译码，转换成对应的控制信号，控制辅助装置完成机床相应开关动作，如工件的装夹、刀具的更换、冷却液的开与关等一些辅助动作，它还接受机床操作面板的指令，一方面直接控制机床的动作，另一方面将一部分指令送往 CNC 装置，用于加 工过程的控制。 解题方案： 评分标准： 四、分析题（ 20 分，共 2 题，每小题 10 分） 1. 参考答案： 零压保护是指当设备在运转时，电源电压若因某种原因瞬时消失，机械停转，当电源电压恢复时，若电动机自行起动，可能造成设备的损坏甚至人身事故。防止这种现象的保护叫零压保护。