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习题与思考题
1.电磁式电器主要由哪几部分组成?各部分的作用是什么? 答：电磁式电器主要电磁机构和触点系统组成，其次还有灭弧系统和其他缓冲机构。电磁机构由电磁线圈、铁心和衔铁三部分组成。电磁线圈的作用是将电能转换为磁能，即产生磁通，衔铁在电磁吸力作用下产生机械位移使铁心与之吸合。触点是一切有触点电器的执行部件，它在衔铁的带动下起接通和分断电路的作用。 2.何谓电磁式电器的吸力特性和反力特性?吸力特性与反力特性应如何配合?铜锌合金
答：吸力特性是指电磁吸力F at随衔铁与铁心间气隙δ变化的关系曲线，不同的电磁机构，有不同的吸力特性。反力特性是指反作用力Fr与气隙δ的关系曲线。为了使电磁机构正常工作，保证衔铁能牢牢吸合，其吸力特性与反力特性必须配合得当。在衔铁整个吸合过程中，其吸力都必须大于反力，即吸力特性必须始终位于反力特性上方，但不能过大或过小。吸力过大时，动、静触点接触及衔铁与铁心接触时的冲击力很大，会使触点和衔铁发生弹跳，从而导致触点熔焊或烧毁，影响电磁机构的机械寿命；吸力过小时，又不能保证可靠吸合，难以满足高频率操作的要求。在衔铁释放时，反力必须大于吸力(此时的吸力是由剩磁产生的)，即吸力特性必须位于反力特性下方。
3.如何区分直流电磁机构和交流电磁机构?如何区分电压线圈和电流线圈? 答：直流电磁机构其铁心与衔铁由软钢或工程纯铁制成，线圈为高而薄的瘦高形，不设线圈骨架；交流电磁机构其铁心由硅钢片叠铆而成，线圈为短而厚的矮胖形，设有线圈骨架。电流线圈串联在电路中，线圈导线粗且匝数少；电压线圈并联在电路中，线圈导线细且匝数多。
4.单相交流电磁机构中的短路环的作用是什么?三相交流电磁机构是否也要装短路环?为什么?
答：单相交流电磁机构中短路环的作用是消除振动和噪声，三相交流电磁机构不需要加短路环，因为三相磁通不会同时过零，产生的合成电磁吸力始终大于反力。
5.交流电磁线圈通电后，衔铁长时间卡住不能吸合，会产生什么后果?
答：交流电磁线圈通电后，如果衔铁长时间卡住不能吸合，铁心和衔铁之间的空隙大，电抗小，通过线圈的激磁电流很大，往往大于工作电流的十几倍，因而引起线圈产生过热现象，严重时会将线圈烧毁。
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6.低压电器中常用的灭弧方式有哪些?各适用于哪些场合?
答：(1)电动力灭弧，通常用于交流接触器中；(2)栅片灭弧，通常用于交流低压电器中；
(3)灭弧罩，可用于交直流灭弧；(4)窄缝灭弧，多用于大容量接触器；(5)磁吹灭弧，广泛应用于直流接触器中。
7.接触器的作用是什么?根据结构特征如何区分交、直流接触器?
答：接触器是一种用于频繁地接通或断开交直流主电路及大容量控制电路的自动切换电器。在功能上，接触器除能实现自动切换外，还具有手动开关所不能实现的远距离操作功能和失电压(或欠电压)保护功能。载荷系数
接触器按流过主触点电流性质的不同，可分为交流接触器和直流接触器。
交流接触器采用直动式结构，触头灭弧系统位于上部、电磁系统位于下部，触头为双断点、由银合金制成。
直流接触器结构和工作原理与交流接触器基本相同。所不同的是，除了触点电流和线圈电压为直流外，其电磁机构多采用绕棱角转动的拍合式结构，其主触点大都采用线接触的指形触点，辅助触点则采用点接触的桥式触点。铁心用整块铸铁或铸钢制成，通常将线圈绕制成长而薄的圆筒状。由于铁心中磁通恒定，因此铁心端面上不需装设短路环。直流接触器常采用磁吹式灭弧装置。
8.接触器和中间继电器有什么异同?选用接触器时应注意哪些问题? 答：中间继电器与交流接触器的结构与工作原理基本相同，主要区别在于：接触器的主触头可以通过大电流，必须加灭弧装置，而中间继电器的触头只能通过小电流，不需要灭弧装置。选用接触器时应
注意：(1)根据电路中负载电流的种类选择接触器的使用类别；(2)接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；(3)额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流；(4)电磁线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致。
9.交流接触器在衔铁吸合前的瞬间，为什么在线圈中产生很大的冲击电流?直流接触器会不会出现这种现象?为什么?
答：交流接触器在衔铁吸合前的瞬间，磁场开路，感抗较小，电流较大，当衔铁闭合后，感抗增大，电流减小，由此形成了冲击性电流。直流接触器工作电流主要取决于其内部电阻，因此不会产生冲击电流。
10.交流电磁线圈误接入直流电源，直流线圈误接入交流电源，会发生什么问题?为什么?
答：交流电磁线圈误接入对应直流电源，时间长了有可能将线圈烧掉，因为交流线圈的电感一般很大，其电阻阻值较小，所以当通直流电源后，电流会很大；直流电磁线圈误接入对应交流电源，因为直流电磁线圈的阻值大，再加上交流阻抗，所以阻抗较大，线圈不会烧毁，但其铁心容易过热。由于没有短路环会使电磁机构产生振动和噪声。
11.继电器的作用是什么?何为返回系数和继电特性?时间继电器和中间继电器在电路中各起什么作用?
答：继电器是一种根据某种输入信号的变化来接通或断开控制电路，实现自动控制和保护的电器。其输入量可以是电压、电流等电气量，也可以是温度、时间、速度、压力等非电气量。继电器的释放值与吸合值之比称为继电器的返回系数。继电器的继电特性是指继电器的动作明确、干脆，要不吸合，要不释放，不会停留在似是而非的中间阶段。
时间继电器常用于按时间原则进行控制的场合。
中间继电器实质是一种电压继电器。它的特点是触点数量较多，触点容量较大(额定电流为5~10A)，且动作灵敏。其主要用途是：当其他继电器的触点数量或触点容量不够时，可借助中间继电器来扩大触点数量或触点容量，起到中间转换的作用。中间继电器也有交流、直流之分，可分别用于交流控制电路和直流控制电路。
12.对于星形联结的三相异步电动机能否用一般三相结构热继电器作断相保护?为什么?对于三角形联结的三相异步电动机为什么必须采用三相带断相保护的热继电器?
答：对于星形联结的三相异步电动机可以采用一般三相结构热继电器作断相保护。因为热继电器内部有双金属片，当电机电源缺相时，电机的电流会增加。电流增加使金属片受热到一定程度，根据热膨胀系数的不同金属片会分开，从而断开热继电器的辅助触头，被控制
的接触器会释放，切断电源，热继电器有过热过载保护，保护电机不会因为电流的增加被烧坏。对于三角形联结的三相异步电动机必须使用三相带断相保护的热继电器。三角形接法的电动机，线电流是相电流的1.732倍。当发生断相时，线电流等于相电流。同样的相电流下，断相时的线电流较小，造成普通热继电器在断相时保护灵敏度下降，因此必须使用断相热继电器。
13.固态继电器的特点是什么?选用时应注意哪些问题?
答：固态继电器是一种采用固态半导体元器件组装而成的具有继电特性的无机械触点开关器件。固态继电器与电磁式继电器相比，不含运动部件，没有机械运动，驱动电压或驱动电流很小，输入一个很小的信号，就可以实现输出通、断控制。固态继电器具有工作可靠、寿命长、能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度快和使用方便等一系列优点。
乌兹别克选用时应注意以下几点：
1)固态继电器的选择应根据负载的类型(交流、直流)来确定，并采用有效的过电压保护。
2)输出端要采用RC浪涌吸收电路或非线性压敏电阻吸收瞬变电压。
3)过电流保护应采用专门保护半导体器件的熔断器或动作时间小于10ms的低压断路器。
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4)固态继电器对温度的敏感性很强，工作温度超过标称值后，必须降温或外加散热器。安装时应注意散热器与固态继电器底部，要求接触良好且对地绝缘。
5)切忌负载侧两端短路，以免固态继电器损坏。
6)在低电压要求信号失真小的场合，可选用采用场效应晶体管作输出器件的直流固态继电器；对交流阻性负载和多数感性负载，可选用过零触发型固态继电器，这样可延长负载和继电器的寿命，也可减小自身的射频干扰；在作为相位输出控制时，应选用随即导通型固态继电器。
7)在安装使用时，应远离电磁干扰和射频干扰源，以防固态继电器误动失控。
14.什么是主令电器？常用的主令电器有哪些？控制按钮和行程开关有何异同？
答：主令电器是自动控制系统中用于发出指令或信号的电器。常用的主令电器有控制按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控制器等。按钮与行程开关的工作原理相同，区别在于：按钮是通过手动发出控制信号，而行程开关是利用生产机械某些运动部件的撞击来发出控制信号。
15.熔断器有哪些用途？一般应如何选用？在电路中应如何连接？
答：熔断器通常用做电路或通电设备的严重过载和短路保护，主要用做短路保护。熔断器在选用时可根据类型、额定电压、额定电流和熔体额定电流来选择。熔断器的熔体串联在被保护电路中。
16.既然在电动机主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器？两者能否相互代替？答：在三相笼型异步电动机的保护中，熔断器主要用作短路保护，热继电器主要用作过载保护，二者不能相互替代。这是因为熔断器用于短路保护时，能瞬时切断短路电流，而热继电器由于热元件的热惯性较大，不能满足瞬时切断短路电流的要求，因此不能用热继电器进行短路保护。熔断器也不能用作过载保护，这是因为热继电器的动作电流是按大于或等于负载额定电流整定的，而电动机的起动电流常是其额定电流的4~7倍，如用熔断器作过载保护，则在电动机刚起动时熔断器就要动作而使电动机无法起动。用热继电器作过载保护时，由于它的热惯性，在电动机起动时间不太长的情况下，热继电器是经得起电动机起动电流的冲击而不会立即动作的，只有在电动机长时间过载情况下，热继电器才会动作，切断控制电路。
17.低压断路器有哪些功能？它与接触器的区别是什么?
答：低压断路器不仅可以用来接通和分断正常的负载电流、电动机工作电流和过载电流，而且可以不频繁地接通和分断短路电流。它相当于刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠电压、失电压、过载和短路保护的电器。低压断路器与接触器的区别在于：接触器允许频繁地接通或分断电路，但不能分断短路电流；而低压断路器不仅可分断额定电流、一般故障电流，还能分断短路电流，但单位时间内允许的操作次数较少。
18.熔断器主要用于短路保护，低压断路器也具有短路保护功能，两者有什么区别?
答：熔断器和低压断路器的相同点是都能实现短路保护，熔断器作为保护电器，其原理是利用电流流经导体会使导体发热，达到导体的熔点后导体融化，断开电路。一旦熔体烧毁就要更换熔体。熔断器的熔体集检测电流与执行（分断电流）于一体。断路器也可以实现线路的短路和严重过载保护，但工作原理与熔断器不一样，它是通过电流电磁效应（电磁脱扣器）实现短路保护，通过电流的热效应实现过载保护（不是熔断，不用更换器件）。断路器的短路保护和过载保护最终是通过触点的断开实现的。
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