机电传动控制习题

PN N2
103
0.75
220116 1162
22000
0.196
KeN
UN
N Ra nN
2201160.916 0.132 1500
n0
UN KeN
220 0.132
1667
r
min
n
n0
Ra 9.55(KeN
)2
T
1667
0.196 9.550.1322
T
1667 1.18T
在直角坐标系标出理想空载点和额定工作点，连接直线，如 图3.8中1所示
重物提升速度： v2v1/j30 .7/4 20 .3m 7 /s
折算到电机轴上的静态转矩:
T L 9 .5 c F 5 n M v 2 9 .5 0 . 8 1 5 9 3 0 0 .3 5 0 7 0 0 .44 N • m 8
折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GDZ2
GD
2 Z
解：（1）设能耗制动电阻为R1， 反接制动电阻为R2
制动转矩
TTL
J
d0
dt
系统运动状态为：减速状态
T-
制动转矩
TL + 运动方程：
制动转矩
TTL
J
d0
dt
系统运动状态为：减速状态
T-
制动转矩
TL + 运动方程：
制动转矩
d
TTL
J
0 dt
系统运动状态为：减速状态
2.6 如图2.3(a)所示，电动机轴上的转动惯量JM=2.5kg·m2，转速 nM＝900r／min；中间传动轴的转动惯量J1=2kg·m2，转速n1＝300r ／min；生产机械轴的转动惯量JL＝16kg·m2，转速nL=60r／min。 试求折算到电动机轴上的等效转动惯量。
GD
2 M
GD
2 1
j
2 1
(
GD
2 L
j1 j2 )2
365
G v2
nБайду номын сангаас
2 M
1 .1
GD
2 M
365
F v2 n M2
1 .1 1 .05
365
100 0.37 950 2
2
1.155 0.0055
1.16 N • m 2
2.10 在题2.10图中，曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性， 试判定那些是系统的稳定平衡点？那些不是？
其人为特性曲线如图3所示
（4）弱磁时的人为特性：
n 0 .8 U K N e N 9 .5 5 ( 0 .R 8 K a e N ) 2 T 0 .8 1 0 0 0 .1 3 2 9 .5 5 n( 0 0 . .1 1 9 3 6 2 2 0 .8 ) T 2 0 8 3 1 .8 4 T
n
1
n
2
1
0 (a)
0 T
2
(b)
T
是平衡点
是平衡点
n1 2
0
(c)
T
是平衡点
1.电动机和生产机械的机械特性曲线有交叉点； 2.当转速大于平衡点对应的转速时，T<TL。
当转速小于平衡点对应的转速时，T>TL。 平衡点是稳定平衡点。
n 1 2
`0
(d)
T
不是平衡点
n
1
2
0
(e)
T
是平衡点
第三章 直流电机的工作原理及特性
(2)电动机拖动位能性恒转矩负载，要求以-300r／min速度下放重 物，采用倒拉反接制动，电枢回路应串多大电阻?若采用能耗制动， 电枢回路应串多大电阻?
(3)想使电机以n＝-1200r／min速度，在再生发电制动状态下，下 放重物，电枢回路应串多大电阻?若电枢回路不串电阻，在再生发 电制动状态下，下放重物的转速是多少?
2.7 如图所示，电动机转速nM＝950r／min，齿轮减速箱的传动 比j1= j2=4，卷筒直径D=0.24m， 滑轮的减速比j3=2，起重负荷力 F=100N，电动机的飞轮转矩GDM2=1.05N·m2，齿轮、滑轮和卷筒 总的传动效率为0.83。试求提升速度v和折算到电动机轴上的静态转 矩TL以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GDZ2
（2）串入Rad的人为特性：
n n 0 9 .5 R 5 a ( K e R a d N ) 2 T 1 6 6 7 9 0 .5 .1 5 9 6 0 .1 0 3 .2 4 2 T 1 6 6 7 3 .5 8 T
其人为特性曲线如图中2所示
（3）降低电源电压的人为特性：
n K e U N 9 .5 ( K R a e 5 N ) 2 T 0 1 .1 0 3 9 .5 0 0 .2 1 0 . 5 19 2 T 3 6 7 .5 2 1 . 8 1 T 8
解：在电机轴速度： n0nM95r0/min
中间轴速度：
n1n0/ j195/04237.5r/min
卷筒速度：
n 2 n 1/j2 2.3 5/7 4 5.3 9r7/5 min
v 1 n 2 D 5 . 3 9 3 7 . 1 0 5 . 2 4 /6 4 0 . 0 7 m 4/s
T’L JL ωL
JM
M
ωM T
(a) 旋转运动
J1ω1
解：电动机轴与中间轴速比j1： j1nM/n190/0 30 30 电动机轴与卷筒轴速比jL ： jLn M /n L90/6 0 105
折算到电动机轴上的等效转动惯量JZ ：
JZ
JMJj121
JjLL2
2 2.532
16 152
2.50.220.73.42kg•m2
机电传动控制
第二章 机电传动系统的运动学基础
2.3 试列出以下几种情况下(见题图2.3)系统的运动方程式，并针 对各系统说明： 1） TM、TL的性质和符号并代入运动方程 2） 运动状态是加速、减速还是匀速？
T
TL
n
T=TL TL
T
n
T>TL
T
TL
n
T<TL
符号
性质
状态
T-
制动转矩
TL + 运动方程：
例3.1：一台Z2系列他励直流电动机， PN=22KW,UN=220V,IN=116A,nN=1500r/min，试计算： 1.固有机械特性 2.电枢回路串Rad=0.4Ω电阻的人为特性 3.电源电压降为100V时的人为特性 4.弱磁至Φ=0.8ΦN时的人为特性
解：（1）固有特性：
Ra
0.75UNN
其人为特性曲线如图4所示
2083 1667
758 0
TL
图3.8改变不同参 数时的人为特性
4 1 2 3
T
例3-2 有一台他励电动机，PN＝5.6kW，UN＝220V，IN＝3lA，nN ＝1000r／min，Ra＝0.4Ω，负载转矩TL＝49N·m，电动机的过载 倍数λ＝2，试计算：
(1)电动机拖动摩擦性负载，采用能耗制动过程停车，电枢回路应 串入的制动电阻最小值是多少?若采用反接制动停车，电阻最小值 是多少?