机电传动控制
一、名词解释
1、PLC：指一个数字式的电子装置，它使用可编程序的存储器，用来执行诸如逻辑、顺序、计数和演算等功能，并通过数字或模拟的输入和输出，以控制各种机械或生产过程。
2、主令电器：自动控制系统中用于发送控制指令的电器称为主令电器。
3、接触器：是指一种用来接通或切断交、直流主电路和控制电路。
4、热继电器；是利用电流的热效应来推动动作机构，使触点系统闭合或分断的保护电器。
5、全压起动：若将额定电压直接加到电动机的定子绕组上，使电动机起动，称为全压起动。
6、低压电器：指工作在交流电压1200V及以下或直流电压1500V及以下电路中的电器。
7、电力拖动：用电动机来拖动工作机械的拖动方式称为电力拖动。
8、控制电路：控制工作机械操作，并对动力电路起保护作用的电路称为控制电路。
一、填空题
1、现代机床的动力主要由（主轴电机）来提供。
2、机床电气控制的主要任务是实现对机床的（主轴）和（进给）的控制，有时还要完成各种保护、冷却和照明等控制。
3、现代机床采用的调速系统有（直流）调速系统、（交流）调速系统等。
4、电器是用于接通和断开电路或对电路和电气设备进行（控制）、（操作）和调节的电工器件。
5、低压电器按照控制对象的不同，可以划分为（配电）电器和（控制）电器。
6、低压隔离开关是重要的机床电源控制部件，在有（电压）无（电流）的情况下作接通或隔离电源之用。
7、鼠笼式异步电动机的常用降压启动方法有：（星三角降压启动）、（自耦降压启动），（延边三角形启动）。
8、机床电器维护的基本要求有（性能可靠）、（安全保护装置齐全）、（外观整洁）。
9．数控机床电器控制系统由（数控装置）、（进给伺服系统）、（主轴伺服系统）、（机床强电控制系统）包括（可编程序控制器）和（继电器）、（接触器）、（控制系统）等组成。
10、数控机床低压电器包括（控制电器）、（保护电器）、（执行电器）。
11、数控机床控制应用的接触器可分为（直流）接触器和（交流）接触器。
12、数控机床的控制分为两大部分，一部分是（坐标轴运动的位置控制），另一部分是（加工过程的顺序控制）。
13、常见的电气控制系统图有（电气原理图）、（电气布置图）、（电气安装接线图）。
14、PLC分为（整体式）和（模块式），它不仅具有（逻辑运算）功能、（定时计数）功能、（步进控制）功能、还具有（A/D或D/A模数转换）功能，并能完成对（模拟量的控制）调节）及（数据处理）等功能。
15、接触器按其主触点控制电路中电流的种类分（直流接触器）和（交流接触器）两种
二、单项选择题
1、低压断路器即低压自动开关它相当于（ A ）的组合。
A）刀开关、熔断器、热继电器、欠压继电器B）刀开关、熔断器、热继电器、启动器
C）刀开关、熔断器、热继电器、压力继电器D）刀开关、熔断器、热继电器、操作手柄
2、交流接触器常用于远距离接通和分断（ B ）的电路。
A）电压至380V、电流至630A B）电压至1140V、电流至630A C）电压至1140V、电流至1000A D）电压至380V、电流至1000A
3、热继电器是一种利用（A）进行工作的保护电器。
A）电流的热效应原理B）监测导体发热的原理C）监测线圈温度D）测量红外线
4、数控机床的性能很大程度上取决于（B）的性能。
A）计算机运算B）伺服系统C）位置检测系统D）机械结构
5、数控机床主轴用三相交流电动机驱动时采取（A）方式最佳。
A）调频和调压B）变级和调压C）调频和变级D）调频
6、数控机床半闭环控制系统的特点是（C）。
A）结构简单、价格低廉、精度差B）结构简单、维修方便、精度不高C）调试与维修方便、精度高、稳定性好D）调试较困难、精度很高
7、低压断路器即低压自动开关它相当于（A）的组合。
A）刀开关、熔断器、热继电器、欠压继电器B）刀开关、熔断器、热继电器、启动器
C）刀开关、熔断器、热继电器、压力继电器D）刀开关、熔断器、热继电器、操作手柄
8、交流接触器常用于远距离接通和分断（B ）的电路。
A）电压至380V、电流至630A B）电压至1140V、电流至630A C）电压至1140V、电流至1000A D）电压至380V、电流至1000A
9、热继电器是一种利用（A）进行工作的保护电器。
A）电流的热效应原理B）监测导体发热的原理C）监测线圈温度D）测量红外线
10、数控机床的性能很大程度上取决于（B ）的性能。
A）计算机运算B）伺服系统C）位置检测系统D）机械结构
11、数控机床主轴用三相交流电动机驱动时采取（A ）方式最佳。
A）调频和调压B）变级和调压C）调频和变级D）调频
12、数控机床进给伺服系统的负载不大，加工精度不高时，可采用（C）控制。
A）全闭环B）半闭环C）开环
13、使用闭环测量与反馈装置的作用是为了（C）。
A）提高机床的安全性B）提高机床的使用寿命C）提高机床的定位精度、加工精度D）提高机床的灵活性
14、数控机床进给控制的交流伺服电动机结构是（D）。
A）转子、定子都装有永磁体和绕组B）转子、定子都是绕组C）定子装有永磁体，转子是绕组D）转子装有永磁体，定子是绕组
15、熔断器主要是用于电路的（C ）保护。
A）过压B）过载C）短路D）漏电
16、延时动作的继电器是（C）。
A）电流继电器B）电压继电器C）时间继电器D）速度继电器
17、CA6140型车床的主轴电机是（A）。
A）三相笼型异步电动机B）三相绕线转子异步电动机C）直流电动机D）双速电动机
18、电路图中接触器线圈符号下左栏中的数字表示该接触器（B）所处的图区号。
A）线圈B）主触头C）常开辅助触头D）常闭辅助触头
19、安装在X62W型万能铣床工作台上的工件可以在（D）个方向调整位置或进给。
A）2 B）3 C）4 D）6
20、采用星－三角降压起动的电动机，正常工作时定子绕组接成（A）。
A）角形B）星形C）星形或角形D）定子绕组中间带抽头
21、下列电器中不能实现短路保护的是（C ）。
A）熔断器B）过电流继电器C）热继电器D）低压断路器
22、电压继电器的线圈与电流继电器的线圈相比，具有的特点是（B ）。
A）电压继电器的线圈与被测电路串联B）电压继电器的线圈匝数多、导线细、电阻大
C）电压继电器的线圈工作时无电流D）电压继电器的线圈匝数少、导线粗、电阻小
23、热继电器是一种利用（A ）进行工作的保护电器。
A）电流的热效应原理B）监测导体发热的原理
C）监测线圈温度D）测量红外线
二、判断题对“√”错“×”
1、可以用过电流继电器来做电动机的过载保护。（×）
2、接触器具有欠压保护的功能。（√）
3、自动开关的通断能力是指在一定的实验条件下，能够接通和分断的预期电流值。（×）
4、通断能力是指低压电器在规定的使用条件下，能可靠地接通和分断的额定电流。（×）
5、只要操作人员不违章操作，就不会发生电气故障。（×）
6、电动机的接地装置因为不影响电动机的正常使用，所以有的时候可以不接。（×）
7、CA6140型车床的主轴电动机M1因过载而停转，热继电器FR1的常闭触头是否复位，对冷却泵电动机M2和刀架快速移动电动机M3的运转没有影响。（×）
8、M7130平面磨床工作台的往复运动是由电动机M3正反转来拖动的。（√）
9、X62W型万能铣床为了避免损坏刀具和机床，要求只要电动机M1、M2、M3有一台过载，三台电动机都必须停止运转。（√）
10、X62W型万能铣床的顺铣和逆铣加工是由液压装置实现的。（√）
11、数控机床具有柔性，只需更换程序，就可适应不同品种及尺寸规格零件的自动加工。（√）
12、数控装置是数控机床电气控制系统的控制中心。（√）
13、全闭环伺服系统所用位置检测元件是光电脉冲编码器。（×）
14、梯形图不是数控加工编程语言。（√）
15、步进电机驱动电路是直流稳压电源。（×）
16、数控机床的电气控制系统由驱动电路和伺服电动机两个部分组成。（×）
17、目前，交流伺服驱动系统已完全取代直流伺服驱动系统。（×）
18、数控机床电气控制系统的发展与数控系统、伺服系统、可编程序控制器发展密切相关。（√）
19、可编程序控制器都是模块式结构。（×）
20、自动开关的通断能力是指在一定的实验条件下，能够接通和分断的预期电流值。（√）
四、简答题
1．为何用热继电器进行过载保护？
答：电动机在实际运行中，短时过载是允许的，但如果长期过载，欠电压运行或断相运行等都可能使电动机的电流超过其额定值，将引起电动机发热，绕组温升超过额定温升，将损坏绕组的绝缘，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会烧毁电动机。因此，必须采取过载措施，最常用的是利用热继电器进行过载保护。
2、PLC控制与继电器控制的主要区别？
答：1、工作方式不同，PLC是以反复扫描的方式工作，按顺序、连续逐条执行程序，即“串行”方式工作，而继电器是只要形成电流通路，几个继电器将同时动作，即按“并行”方式工作的
2、触电数量不同，继电器一般为4～8对，而PLC为无限对；
3、组成器件不同，继电器为真实器件，而PLC为存储器中的触发器即为软继电器；
4、实施控制的方法不同。
3、简述PLC的扫描工作过程
答：当PLC投入运行后，其扫描工作过程可分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。(一) 输入采样阶段
在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据并将它们存入I/O映像区中的相应单元内。（二）用户程序执行阶段
在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态。
(三) 输出刷新阶段
当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设来输出PLC。
4、简述可编程控制器（PLC）的十条指标。
答：1）编程方便，可现场修改程序；
2）维修方便，采用插件式结构；
3）可靠性高于继电器控制装置；
4）体积小于继电器控制装置；
5）数据可直接送入管理计算机；
6）成本可与继电气控制装置竞争；
7）输入为市电；
8）输出为市电，容量在2A以上，可直接驱动电磁阀、接触器等；
9）扩展时原系统改变最小；
10）用户存储器大于4K。
5、简述PLC系统的硬件、软件组成都包括那些？
答：硬件主要由CPU、存储器、输入、输出模块、I/O扩展机、电源模块及各种外围设备等组成。
答：软件组成
1）系统程序
包括：（1）系统管理程序、（2）用户程序编辑和指令解译程序、（3）标准子程序与调用管理程序。
2）用户程序
包括：（1）梯形图、（2）语句表、（3）功能表图、（4）高级语言。
6、PLC的特点？
1) 系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长；也能进行连续过程的PID回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，如 DDC 和 DCS 等，实现生产过程的综合自动化。
2) 使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。
3) 能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型。
7、什么是梯形图？有什么特点？
答：是一种图形语言，他沿用了继电器的触点、线圈、串联等术语和图形符号，并增加了一些继电器接触器控制没有的符号。
特点：1、形象、直观、容易接受。
2、按从左到右，自上而下的顺序排列。每一个逻辑起点于左母线，然后触点的各种连接，最后是线圈与右母线连接，整个图形呈梯形。
3、图中继电器不是继电器控制电路中的物理继电器，是一种存储器中的软继电器。
4、梯形图中某个编号的继电器线圈只能出现一次，而继电器触点则可无限引用。
5、输入继电器用于接受PLC的外部输入信号，而不能由内部其他继电器的触点驱动。
因此，图中只能出现输入继电器的触点，而不能出现输入继电器线圈。
6、PLC在解算用户逻辑是就是按照梯形图从左到右，自上而下的先后顺序逐次进行处理，即按扫描方式顺序执行程序。
分析原理题
1、如下图分析写出，利用时间继电器实现从“角接”到“双星接”自动加速控制电路过程。
2、如下图分析写出，利用速度继电器实现反接自动控制电路过程。
答：按下SB2 后KM1接触器吸合，电动机直接启动，电动机转速升高以后，速度继电器KS的常开触点闭合，为反接制动做准备。停车时，按下停止按钮SB1，SB1的常闭触点分断，常开触点闭合，此时接触器KM1断电释放，其常闭互锁触点闭合，使KM2通电吸合，将电动机的电源反接，进行反接制动。电动机转速迅速降低，当转速接近于零时，速度继电器的常开触点KS分断，KM2断电释放，电动机脱离电源，制动结束。
设计题
1、根据给出的SP-200系列PLC的语句设计并绘出梯形图程序。
0 LD I0.0
1 A I0.1
2 AN I0.2
3 O 10.3
4 = Q0.0
5 LD I0.4
6 O I0.5
7 LD I0.6
8 O I0.7
9 ALD
10 = Q0.1
11 LD I1.0
12 O I1.1
13 A I1.2
14 = Q0.2
2、有两台电动机，分别由接触器KM1和KM2控制，要求电动机M1起动后，电动机M2才能起动，电动机M2停转后，电动机M1不会停转，电动机M1停转，两台电动机都停转。设计并绘出该电气线路的控制电路图。
3、有两台电动机，分别由接触器KM1和KM2控制，要求电动机M1起动后，电动机M2才能起动，电动机M1停转时M2不会停转，而当M2电动机停转时M1电动机也一起停转，设计并绘出该电气线路的控制电路图。
机电传动控制试题及答案
1、如图所示，判断哪组是正确的。 （a ）L M T T > (b) L M T T = (c) L M T T < A ：图（a ）M T 为正，是拖动转矩，加速状态 B ：图（b ）M T =L T ，匀速状态 C ：图（c ）M T 为正，L T 为负，减速状态 2、关于交流电动机调速方法正确的有： A ：变频调速； B ：改变磁通调速； C ：改变转差率调速； D ：定子串电阻调速 3、三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会 。 A ：减少； B ：增加； C ：等于零。 4、三相鼠笼异步电动机在相同电源电压下，空载启动比满载启动的启动转 矩 。 A ：相同； B ：大； C ：小。 5、如下图所示，曲线1和曲线2分别为电动机和负载的机械特性。试问：电 动机能否在A 点稳定运行 A ：能； B ：不能； C ：不能确定 6．恒功率型机械特性为负载转矩与转速成： A 正比; B 反比。 7、有一台三相异步电动机，正常运行时为?接法，在额定电压下启动，其 N st T T 2.1=，若采用?-Y 换接启动，试问当负载转矩N L T T %35=，电动机能否 启动 A ：能； B ：不能； C ：不能确定 8．三相异步电动机的何种制动又叫发电制动。 A 反接制动； B 反馈制动； C 能耗制动 9．晶体管直流脉宽调速系统比晶闸管直流调速系统动态响应速度： A 高； B 低； C 一样。 10、直流电动机当电枢回路中串接电阻后，其固有的机械特性曲线是： A ：由（0，no ）出发的一簇向下倾斜的直线； B ：一簇平行于固有特性曲线的人为特性曲线； C ：；由（0，no ）出发的一簇向上倾斜的直线； D ：不确定； 11、下列方法中哪一个不是消除交流伺服电动机“自转”的方法：
机电传动控制(1)
机电传动控制基础复习题 1. 机电传动系统的主要组成部分。 机电传动系统由电动机、电气控制电路以及电动机 2.电动机自动控制方式大致可分为哪三种？ 断续控制、连续控制和数字控制三种。 3. 三相异步电动机的定子绕组的连接方式有哪两种？ 星形联接和三角形连接。 4. 三相异步电动机的转速的计算公式？和运动部件相互联系的传动机构三大部分构成。 ())s (p f s n n -= -=16011 0 5. 三相异步电动机的起动电流I st 为额定电流I N 的4~7倍。 6. 请画出三相异步电动机的机械特性曲线，并在图中指出反映电动机工作的特殊运行点。 见教材第7页，图1.9 三相异步电动机的固有特性。 7. 三相异步电动机起动方法有哪几种？ 直接起动、降压起动以及绕线型电动机转子串电阻起动。 8. 三相异步电动机的制动方法有哪几种？ 能耗制动，反接制动和回馈制动。 9. 常用的低压电器由哪几种？ 答：1) 执行电器，如电磁铁、接触器。2)检测电器，如按钮开关、行程开关、电流及电压继电器、速度继电器等；3) 控制电器，如中间继电器、时间继电器；4) 保护电器，如热继电器、熔断器、低压断路器(自动空气开关)。 10. 电气设备图纸有哪三类？ 电气控制原理图、电气设备位置图和电气设备接线图。 11．电气原理图的绘制原则？ 12．常见基本控制电路的工作原理和工作过程？（正反转控制电路/起动控制电路/制动控制电路）——本题以正反转为例说明
答：正反转控制原理：使用两个接触器使通入电动机的三相电源中的任意两相交换。 动作过程：正转-停止-反转 按下正转按钮SB2，接触器KM1的线圈得电自锁，电动机正转。 按下停止按钮SB1，接触器KM1的线圈失电，电动机停转。 按下反转按钮SB3，接触器KM2的线圈得电自锁，电动机反转。 13. 异步电动机反接制动的原理？ 改变异步电动机定子中三相电源的相序，使定子产生反向旋转磁场作用于转子，从而产生强力制动力矩。 14. 异步电动机能耗制动的方法及原理？ 能耗制动方法:切断电机主电源后，立即在电动机定子绕组中通入恒定直流。 能耗制动原理:恒定直流产生恒定磁场，转子切割恒定磁场产生感应电流再与恒定磁场作用产生制动转矩，迅速消耗电动机的转动动能，实现制动。 15. 双速电动机调速原理？ 改变极对数p。 16.指出下图中的点动和长动按钮？ 17. 互锁的概念及实现方法？ 互锁实际上是一种联锁关系，但它强调触点之间的互锁关系(即：要求两个动作互相排斥时使用) 。最典型的互锁是电动机正、反转之间的互锁。实现方法是：将己方的常闭触点串入对方的线圈之前。 18．常见的电气保护环节有哪些？热继电器起什么保护作用？ 答：常见的电气保护环节有：短路保护、过载保护、零压与欠压保护、过流保护。 热继电器起过载保护的作用。 19. 变速时的瞬时电动控制的作用是什么？ 保证变速后，齿轮的良好接触。 27. 无级调速静态技术指标主要有哪两项？ 答：主要有静差率和调速范围两项 28. 静差度的定义？
机电传动控制答案
习题与思考题 第二章机电传动系统的动力学基础 说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩，静态转矩和动态转矩。 拖动转矩是由电动机产生用来克服负载转矩，以带动生产机械运动的。静态转矩就是由 生产机械产生的负载转矩。动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。 从运动方程式怎样看出系统是处于加速，减速，稳态的和静态的工作状态。 TM-TL>0说明系统处于加速，TM-TL<0 说明系统处于减速，TM-TL=0说明系统处于稳态（即 静态）的工作状态。 试列出以下几种情况下（见题图）系统的运动方程式，并说明系统的运动状态是加速，减 速，还是匀速？（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向） TM TL TL TM N TM=TL TM< TL TM-TL<0说明系统处于减速。 TM-TL<0 说明系统处于减速 T M T L T M T L T M> T L M>L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速 T M T L T T L T M= T L T M= T L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统？转矩折算为什么依据折算前后功率不变的原
则？转动惯量折算为什么依据折算前后动能不变的原则？ 因为许多生产机械要求低转速运行，而电动机一般具有较高的额定转速。这样，电动机与生产机械之间就得装设减速机构，如减速齿轮箱或蜗轮蜗杆，皮带等减速装置。所以为了列出系统运动方程，必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量这算到一根轴上。转矩折算前后功率不变的原则是P=Tω, p不变。转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=ω2 为什么低速轴转矩大，高速轴转矩小？ 因为P= Tω,P不变ω越小T越大，ω越大T 越小。 为什么机电传动系统中低速轴的GD2比高速轴的GD2大得多? 因为P=Tω，T=G?D2/375. P=ωG?D2/375. ,P不变转速越小GD2越大，转速越大GD2越小。 如图（a）所示，电动机轴上的转动惯量J M=, 转速n M=900r/min; 中间传动轴的转动惯量J L=16kgm2,转速n L=60 r/min。试求折算到电动机轴上的等效专惯量。 折算到电动机轴上的等效转动惯量:j=Nm/N1=900/300=3,j1=Nm/Nl=15 J=JM+J1/j2+ JL/j12=+2/9+16/225= .如图（b）所示，电动机转速n M=950 r/min，齿轮减速箱的传动比J1= J2=4，卷筒直径D=,滑轮的减速比J3=2，起重负荷力F=100N,电动机的费轮转距GD2M= m2, 齿轮，滑轮和卷筒总的传动效率为。试球体胜速度v和折算到电动机轴上的静态转矩T L以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GD2z.。 ωM=*2n/60= rad/s. 提升重物的轴上的角速度ω=ωM/j1j2j3=4*4*2=s v=ωD/2=2*=s T L=ηC n M=*100**950= GD2Z=δGD M2+ GD L2/j L2 =*+100*322 = 一般生产机械按其运动受阻力的性质来分可有哪几种类型的负载？ 可分为1恒转矩型机械特性2离心式通风机型机械特性3直线型机械特性4恒功率型机械特性,4种类型的负载. 反抗静态转矩与位能静态转矩有何区别，各有什么特点？ 反抗转矩的方向与运动方向相反,,方向发生改变时,负载转矩的方向也会随着改变,因而他总是阻碍运动的.位能转矩的作用方向恒定,与运动方向无关，它在某方向阻碍运动，而在相反方向便促使运动。 在题图中，曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性，试判断哪些是系统的稳定平衡点？哪些不是？ 交点是系统的稳定平衡点. 交点是系统的平衡点
机电传动控制课后习题答案1
第二章机电传动系统的动力学基础 2.2 从运动方程式怎样看出系统是处于加速，减速，稳态的和 静态的工作状态。 T M-T L>0说明系统处于加速，T M-T L<0 说明系统处于减速， T M-T L=0说明系统处于稳态（即静态）的工作状态。 2.3 试列出以下几种情况下（见题2.3图）系统的运动方程式，并说明系统的运动状态是加 速，减速，还是匀速？（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向） T M T T M=T L T M< T L T M-T L>0说明系统处于加速。 T M-T L<0 说明系统处于减速 T M T L T M T L T M> T L T M> T L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速 T M T L T T L
T M= T L T M= T L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速2.5为什么低速轴转矩大，高速轴转矩小？ 因为P= Tω,P不变ω越小T越大，ω越大T 越小。 2.6为什么机电传动系统中低速轴的GD2逼高速轴的GD2大得多? 因为P=Tω，T=G?D2/375. P=ωG?D2/375. ,P不变转速越小GD2越大，转速越大GD2越小。 2.9 一般生产机械按其运动受阻力的性质来分可有哪几种类型的负载？ 可分为1恒转矩型机械特性2离心式通风机型机械特性3直线型机械特性4恒功率型机械特性,4种类型的负载. 2.11 在题2.11图中，曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性，试判断哪些是系统的稳定平衡点？哪些不是？ 交点是系统的稳定平衡点. 交点是系统的平衡点 交点是系统的平衡交点不是系统的平衡点
第三章 3.1为什么直流电记得转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成？ 直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠加而成是因为要防止电涡流对电能的损耗.. 3.5 一台直流发电机，其部分铭牌数据如下：P N=180kW, U N=230V,n =1450r/min,ηN=89.5%，试求： N ①该发电机的额定电流； ②电流保持为额定值而电压下降为100V时，原动机的输出功率（设此时η =ηN） P N=U N I N 180KW=230*I N I N=782.6A 该发电机的额定电流为782.6A P= I N100/ηN P=87.4KW 3.6 已知某他励直流电动机的铭牌数据如下：P N=7.5KW, U N=220V, n =1500r/min, ηN=88.5%, 试求该电机的额定电流和转矩。 N P N=U N I NηN 7500W=220V*I N*0.885 I N=38.5A T N=9.55P N/n N =47.75Nm 3.11为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？ 电动机在未启动前n=0,E=0,而R a很小,所以将电动机直接接入电网并施加额定电压时,启动电流将很大.I st=U N/R a 3.14直流串励电动机能否空载运行?为什么？ 串励电动机决不能空载运行,因为这时电动机转速极高,所产生的离心力足以
机电传动与控制第五版答案第四章
第四章 5.1 有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50H Z，满载时电 动机的转差率为0.02求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。 n0=60f/p S=(n0-n)/ n0 =60*50/2 0.02=(1500-n)/1500 =1500r/min n=1470r/min 电动机的同步转速1500r/min.转子转速1470 r/min, 转子电流频率.f2=Sf1=0.02*50=1 H Z 5.2将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调，此电动 机是否会反转？为什么？ 如果将定子绕组接至电源的三相导线中的任意两根线对调,例如将B,C两根线对调,即使B相遇C相绕组中电流的相位对调,此时A相绕组内的电流导前于C相绕组的电流2π/3因此旋转方向也将变为A-C-B向逆时针方向旋转,与未对调的旋转方向相反. 5.3 有一台三相异步电动机，其n N=1470r/min,电源频率为50H Z。设 在额定负载下运行，试求： ①定子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ②定子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ③转子旋转磁场对转子的转速；
30 r/min ④转子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ⑤转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。 0 r/min 5.4当三相异步电动机的负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？ 因为负载增加n减小,转子与旋转磁场间的相对转速( n0-n)增加,转子导体被磁感线切割的速度提高,于是转子的感应电动势增加,转子电流特增加,.定子的感应电动使因为转子的电流增加而变大,所以定子的电流也随之提高. 5.5 三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此 时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？ 若电源电压降低, 电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变. 5.6 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。 试求：①线电压为380V时，三相定子绕组应如何接法？ ②求n0,p,S N,T N,T st,T max和I st； ③额定负载时电动机的输入功率是多少？ ①线电压为380V时，三相定子绕组应为Y型接法. ②T N=9.55P N/n N=9.55*3000/960=29.8Nm
《机电传动控制》第五版课后习题答案
第3章直流电机的工作原理及特性 习题3.1 为什么直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成？ 答案：直流电动机工作时，（1）电枢绕组中流过交变电流，它产生的磁通当然是交变的。这个（2）变化的磁通在铁芯中产生感应电流。铁芯中产生的感应电流，在（3）垂直于磁通方向的平面内环流，所以叫涡流。涡流损耗会使铁芯发热。为了减小这种涡流损耗，电枢铁芯采用彼此绝缘的硅钢片叠压而成，使涡流在狭长形的回路中，通过较小的截面，以（4）增大涡流通路上的电阻，从而起到（5）减小涡流的作用。如果没有绝缘层，会使整个电枢铁芯成为一体，涡流将增大，使铁芯发热。因此，如果没有绝缘，就起不到削减涡流的作用。 习题3.4 一台他励直流电动机在稳态下运行时，电枢反电势E ＝E1，如负载转矩TL ＝常数，外加电压和电枢电路中的电阻均不变，问减弱励磁使转速上升到新的稳定值后，电枢反电势将如何变化？是大于、小于还是等于E1？ 答案：∵当电动机再次达到稳定状态后，输出转矩仍等于负载转矩，即输出转矩T ＝T L ＝常 2 00a a e e a e m a e m e e R U n I K K R U n E K n T K I n n n K K K U T K =Φ=?ΦΦ=∴ =Φ?Φ∴??= Φ=Φ Q Q 又 当 T=0 a a U E I R =+
数。又根据公式（3.2）， T ＝K t ФI a 。 ∵励磁磁通Ф减小，T 、K t 不变。 ∴电枢电流I a 增大。 再根据公式（3.11），U ＝E ＋I a ·R a 。 ∴E=U －I a ·R a 。 又∵U 、R a 不变，I a 增大。 ∴E 减小 即减弱励磁到达稳定后，电动机反电势将小于E 1。 习题3.8 一台他励直流电动机的铭牌数据为：P N ＝5.5KW ，U N ＝110V ，I N ＝62A ，n N ＝1000r/min ，试绘出它的固有机械特性曲线。 （1）第一步，求出n 0 （2）第二步，求出（T N ，n N ） 答案：根据公式（3.15），（1-1）Ra ＝（0.50~0.75）(N N N I U P ? 1)N N I U
机电传动控制课后习题答案
习题与思考题第二章机电传动系统的动力学基础 2.1 说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩，静态转矩和动态转矩。 拖动转矩是有电动机产生用来克服负载转矩，以带动生产机械运动的。静态转矩就是由生产机械产生的负载转矩。动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。 2.2 从运动方程式怎样看出系统是处于加速，减速，稳态的和静态的工作状态。 TM-TL>0说明系统处于加速，TM-TL<0 说明系统处于减速，TM-TL=0说明系统处于稳态（即静态）的工作状态。 2.3 试列出以下几种情况下（见题2.3图）系统的运动方程式，并说明系统的运动状态是加速，减速，还是匀速？（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向） TM-TL>0说明系统处于加速。 TM-TL<0 说明系统处于减速 系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速
系统的运动状态是减速 2.7 如图2.3（a ）所示，电动机轴上的转动惯量J M =2.5kgm 2, 转速n M =900r/min; 中间传 动轴的转动惯量J L =16kgm 2,转速n L =60 r/min 。试求折算到电动机轴上的等效专惯量。 折算到电动机轴上的等效转动惯量:j=Nm/N1=900/300=3 ,j1=Nm/Nl=15 J=JM+J1/j 2+ JL/j12=2.5+2/9+16/225=2.79kgm 2 . 2.8 如图2.3（b ）所示，电动机转速n M =950 r/min ，齿轮减速箱的传动比J 1= J 2=4，卷 筒直径D=0.24m,滑轮的减速比J 3=2，起重负荷力 F=100N,电动机的费轮转距GD 2M =1.05N m 2, 齿轮，滑轮和卷筒总的传动效率为0.83。试球体胜速度v 和折算到电动机轴上的静态转矩T L 以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GD 2z.。 ωM =3.14*2n/60=99.43 rad/s. 提升重物的轴上的角速度ω=ωM /j 1j 2j 3=99.43/4*4*2=3.11rad/s v=ωD/2=0.24/2*3.11=0.373m/s T L =9.55FV/ηC n M =9.55*100*0.373/0.83*950=0.45NM GD 2Z =δGD M 2+ GD L 2/j L 2 =1.25*1.05+100*0.242/322 =1.318NM 2
机电传动控制(全套完整版)
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机电传动控制教案 学院、系：机械电子工程学院机电系 任课教师：任有志 授课专业：机械设计制造及其自动化课程学分： 课程总学时：60学时 课程周学时： 2006年2月20日
机电传动控制教学进程 周次课 次 章节计划学时教学手段教学环境 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 §1.1§1.2§1.3§2.1 §2.3§2.4 §3.1§3.2 §3.3 §3.4§3.5§3.6 §5.1§5.2§5.3§5.4 §5.4§5.5§5.7§5.8 §6.1§6.2§6.3 §6.4 §6.5 §6.7§7.1§7.2 §7.3 §7.4§7.5 §7.6 电动机原理习题讨论课 §8.1 §8.1 §8.2 实验课继电器接触器控 制实验 习题讨论课：§8.3 §8.4 §9.1 §9.2 实验课：可编程序控制器 认识实验 §9.3 §9.3 实验课：可编程序控制器 编程练习 §10.1 §10.2 §10.3§10.5 §10.6 实验课：晶闸管特性及触 发原理 §11.1 §11.2 §11.3 §11.4 §12.1 §13.1 §13.2 §13.3 §13.4 实验课 题讨论课 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 辅导 讲授 讲授 讲授 指导 辅导 讲授 讲授 指导 讲授 指导 讲授 讲授 指导 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 指导 辅导 多媒体教室 多媒体教室 多媒体教室 多媒体教室 多媒体教室 多媒体教室 多媒体教室 多媒体教室 多媒体教室 多媒体教室 多媒体教室 多媒体教室 机电实验室 多媒体教室 多媒体教室 多媒体教室 机电实验室 多媒体教室 机电实验室 多媒体教室 多媒体教室 机电实验室 多媒体教室 多媒体教室 多媒体教室 多媒体教室 多媒体教室 多媒体教室 机电实验室 多媒体教室
机电传动控制(第五版)课后习题答案
2.1 说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩，静态转矩和动态转矩。 拖动转矩是由电动机产生用来克服负载转矩，以带动生产机械运动的。静态转矩就是由生产机械产生的负载转矩。动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。 2.2 从运动方程式怎样看出系统是处于加速，减速，稳态的和静态的工作状态。 TM-TL>0说明系统处于加速，TM-TL<0 说明系统处于减速，TM-TL=0说明系统处于稳态（即静态）的工作状态。 2.4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统？转矩折算为什么依据折算前后功率不变的原则？转动惯量折算为什么依据折算前后动能不变的原则？ 因为许多生产机械要求低转速运行，而电动机一般具有较高的额定转速。这样，电动机与生产机械之间就得装设减速机构，如减速齿轮箱或蜗轮蜗杆，皮带等减速装置。所以为了列出系统运动方程，必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量这算到一根轴上。转矩折算前后功率不变的原则是P=Tω, p不变。转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=0.5Jω2 2.6为什么机电传动系统中低速轴的GD2比高速轴的GD2大得多? 因为P=Tω，T=G?D2/375. P=ωG?D2/375. ,P不变转速越小GD2越大，转速越大GD2越小。 2.7 如图2.3（a）所示，电动机轴上的转动惯量J M=2.5kgm2, 转速n M=900r/min; 中间传动 轴的转动惯量J L=16kgm2,转速n L=60 r/min。试求折算到电动机轴上的等效专惯量。 折算到电动机轴上的等效转动惯量:j=Nm/N1=900/300=3,j1=Nm/Nl=15 J=JM+J1/j2+ JL/j12=2.5+2/9+16/225=2.79kgm2 . 2.8如图2.3（b）所示，电动机转速n M=950 r/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,电动机的费轮转距GD2M=1.05N m2, 齿轮，滑轮和卷筒总的传动效率为0.83。试球体胜速度v和折算到电动机轴上的静态转矩T L以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GD2z.。 ωM=3.14*2n/60=99.43 rad/s. 提升重物的轴上的角速度ω=ωM/j1j2j3=99.43/4*4*2=3.11rad/s v=ωD/2=0.24/2*3.11=0.373m/s T L=9.55FV/ηC n M=9.55*100*0.373/0.83*950=0.45NM GD2Z=δGD M2+ GD L2/j L2 =1.25*1.05+100*0.242/322 =1.318NM2 2.9 一般生产机械按其运动受阻力的性质来分可有哪几种类型的负载？ 可分为1恒转矩型机械特性2离心式通风机型机械特性3直线型机械特性4恒功率型机械特性,4种类型的负载. 2.10反抗静态转矩与位能静态转矩有何区别，各有什么特点？ 反抗转矩的方向与运动方向相反,,方向发生改变时,负载转矩的方向也会随着改变,因而他总是阻碍运动的.位能转矩的作用方向恒定,与运动方向无关，它在某方向阻碍运动，而在相反方向便促使运动。 第三章 3.1为什么直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成？ 答：防止电涡流对电能的损耗.. 3.2并励直流发电机正传时可以自励，反转时能否自励？ 不能,因为反转起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩与磁场方向相反,这样磁场被消除,所以不能自励.
机电传动控制课后习题答案
第二章机电传动系统的动力学基础 从运动方程式怎样看出系统是处于加速，减速，稳态的和静态的工作状态。 T M-T L>0说明系统处于加速，T M F T L V O说明系统处于减速， T M-T L=0说明系统处于稳态（即静态）的工作状态。 试列出以下几种情况下（见题图）系统的运动方程式，并说明系统的运动状态是加速，减速，还是匀速？（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向） T M-T L>0说明系统处于加速。T M-T L<0说明系统处于减速系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速TL M 为什么低速轴转矩大，高速轴转矩小？ 因为P= T W ,P不变3越小T越大，3越大T越小。为什么机电传动系统中低速轴的G D 逼高速轴的G D大得多？ 因为P=T W, T=G? DD/375. P= 3 G? D7375. ,P 不变转速越小GD越大，转速越大GD越小。 一般生产机械按其运动受阻力的性质来分可有哪几种类型的负载？可分为1恒转矩型机械特性2离心式通风机型机械特性3直线型机械特性4恒功率型机械特性,4种类型的负载. 在题图中，曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性，试判断哪些是系统的稳定平衡点？哪些不是？ T M=T L T M=T L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速 交点是系统的平衡交点不是系统的平衡点 第三章 为什么直流电记得转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成？ 直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠加而成是因为要防止电涡流对电能的损耗.. 一台直流发电机，其部分铭牌数据如下：P N=180kW, U N=230V,n N=1450r/min, n N=%试求： ①该发电机的额定电流； ②电流保持为额定值而电压下降为100V时，原动机的输出功率（设此时n = n N） P N=U N I N 180KW=230*l N I N=782.6A 该发电机的额定电流为782.6A P= I N100/ n N P= 已知某他励直流电动机的铭牌数据如下：P N=, U N=220V, n N=1500r/min, n N=%,试求该电机的额定电流和转矩。 P N=L N I N n N 7500W=220V*N* I N=38.5A T N=n N = 为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？ 电动机在未启动前n=0,E=0,而R a很小，所以将电动机直接接入电网并施加额定电压时,启动电流将很大」st=U7R a 直流串励电动机能否空载运行？为什么？ 串励电动机决不能空载运行，因为这时电动机转速极高，所产生的离心力足以将绕组元件甩到槽外，还可能串励电动机也可能反转运行.但不能用改变电源极性的方法，因这时电枢电流 第十一章 11.1何谓开循环控制系统？何谓闭循环系统？两者各有什么优 缺点？ 系统只有控制量(输出量)的单向控制作用,而不存在被控制量的影响和联系,这称之为开环控制系统.优点是结构简单能满足一般的生产需要.缺点是不能满足高要求的生产机械的需要. 负反馈控制系统是按偏差控制原理建立的控制系统,其特点是输入量与输出量之间既有正向的控制作用,又有反向的反馈控制作用,形成一个闭环控制系统或反馈控制系统.缺点是结构复杂,优点可以实现高要求的生产机械的需要. 11.2什么叫调速范围、静差度？它们之间有什么关系？怎样才能 扩大调速范围。 电动机所能达到的调速范围,使电动机在额定负载下所许可的最高转速何在保证生产机械对转速变化率的要求前提下所能达到的最低转速之比(D).转速变化率即调速系统的静差度电动机有理想空载到额定负载时转速降与理想空载转速的比值(S) 两者之间的关系时 D=n max S2/Δn N(1-S2),在保证一定静差度的前提下,扩大系统调速范围的方法是提高电动机的机械特性的硬度以减小Δn N 11.3生产机械对调速系统提出的静态、动态技术的指标有哪些？ 为什么要提出这些技术指标？ 生产机械对调速系统提出的静态技术的指标有静差度,调速范围,调速的平滑性.动态技术指标有最大超调量,过渡过程时间,振荡次数. 因为机电传动控制系统调速方案的选择,主要是根据生产机械对调速系统提出的调速指标来决定的. 11.4为什么电动机的调速性质应与生产机械的负载特性想适 应？两者如何配合才能算适应。 电动机在调速过程中,在不同的转速下运行时,实际输出转矩和输出功率能否达到且不超过其润许长期输出的最大转矩和最大功率,并不决定于电动机本身,而是决定于生产机械在调速过程中负载转矩及负载功率的大小和变化规律,所以,为了使电动机的负载能力得到最充分的利用,在选择调速方案时,必须注意电动机的调速性质与生产机械的负载特性要适合. 负载为恒转矩型的生产机械应近可能选择恒转矩性质的调速方法,且电动机的额定转矩应等于或略大于负载转矩,负载为转矩恒功率型的生产机械应尽可能选用恒功率性质的调速方法,且电动机的额定功率应等于或略大于生产机械的负载转矩. 11.5有一直流调速系统，其高速时理想的空载转速n01=1480r/min, 低速时的理想空载转速n02=157/min,额定负载时的转矩降Δn N=10 r/min,试画出该系统的静特性.求调速范围和静差度。 调速范围D = n01/n02 =1480/157 =9.23 静差度 S=Δn N/ n01 =10/1480 1 绪论 1.1 机电传动控制的目的和任务 机电传动也称电力拖动或电力传动，是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统的总称。其目的是将电能转变成机械能，实现生产机械的起动/停止和速度调节，以满足生产工艺过程的要求，保证生产过程正常进行。因此，机电传动控制包括用于拖动生产机械的电动机以及电动机控制系统两大部分。 在现代化生产中，生产机械的先进性和电气自动化程度反映了工业生产发展的水平。现代化机械设备和生产系统已不再是传统的单纯机械系统，而是机电一体化的综合系统。机电传动控制已成为现代化机械的重要组成部分。机电传动控制的任务从狭义上讲，是通过控制电动机驱动生产机械，实现产品数量的增加、产品质量的提高、生产成本的降低、工人劳动条件的改善以及能源的合理利用；而从广义上讲，则是使生产机械设备、生产线、车间乃至整个工厂实现自动化。 随着现代化生产的发展，生产机械或生产过程对机电传动控制的要求越来越高。例如：一些精密机床要求加工精度达百分之几毫米，甚至几微米；为了保证加工精度和粗糙度，重型镗床要求在极低的速度下稳定进给，因此要求系统的调速范围很宽；轧钢车间的可逆式轧机及其辅助机械操作频繁，要求在不到1s 的时间内就能完成正反转切换，因此要求系统能够快速起动、制动和换向；对于电梯等提升机构，要求起停平稳，并能够准确地停止在给定的位置上；对于冷、热连轧机或造纸机，要求各机架或各部分之间保持一定的转速关系，以便协调运转；为了提高效率，要求对由数台或数十台设备组成的自动生产线实行统一控制和管理。上述这些要求都要依靠机电传动控制来实现。 随着计算机技术、微电子技术、自动控制理论、精密测量技术、电动机和电器制造业及自动化元件的发展，机电传动控制正在不断创新与发展，如直流或交流无级调速控制系统取代了复杂笨重的变速箱系统，简化了生产机械的结构，使生产机械向性能优良、运行可靠、体积小、重量轻、自动化方向发展。因此，在现代化生产中，机电传动控制具有极其重要的地位。 1.2 机电传动控制的发展 1.2.1 机电传动的发展 机电传动及其控制系统总是随着社会生产的发展而发展的。20世纪初，由于电动机的出现，使得机床的传动方式发生了深刻的变革，电动机替代了蒸汽机。而后，它的发展大体上经历了成组拖动、单电机拖动、多电机拖动和交、直流无级调速四个阶段。 1. 成组拖动 成组拖动是用一台电动机拖动一根天轴，然后再由天轴通过皮带轮和皮带分别拖动各生产机械，这种传动方式生产效率低、劳动条件差，一旦电动机发生故障，将造成成组的生产机械停车。 2. 单电机拖动 机电传动控制 冯清秀 邓星钟 等编著 第五版 课后习题答案详解 2.1 说明机电传动系统运动方程式中的拖动转矩、静态转矩和动态转矩的概念。 答：拖动转矩：电动机产生的转矩Tm 或负载转矩TL 与转速n 相同时，就是拖动转矩。 静态转矩：电动机轴上的负载转矩TL ，它不随系统加速或减速而变化。 动态转矩：系统加速或减速时，存在一个动态转矩Td ，它使系统的运动状态发生变化。 2.2 从运动方程式怎样看出系统是加速的、减速的、稳定的和静止的各种工作状态？ dt d J T T L M ω =- 答：运动方程式： d L M T T T =- Td>0时：系统加速； Td=0 时：系统稳速；Td<0时，系统减速或反向加速 2.3 试列出以下几种情况下系统的运动方程式，并说明系统的运行状态是加速、减速还是匀速？（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向） 答：a 匀速，b 减速，c 减速，d 加速，e 减速，f 匀速 2.4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统？转矩折算为什么依据折算前后功率不变的原则？转动惯量折算为什么依据折算前后动能不变的原则？ 答：在多轴拖动系统情况下，为了列出这个系统运动方程，必须先把各传动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量都折算到电动机轴上。 由于负载转矩是静态转矩，所以可根据静态时功率守恒原则进行折算。 由于转动惯量和飞轮转矩与运动系统动能有关，所以可根据动能守恒原则进行折算。 2.5 为什么低速轴转矩大？调速轴转矩小？ 答：忽略磨擦损失的情况下，传动系统的低速轴和调速轴传递的功率是一样的，即P1＝P2 而P1＝T1ω1，P2＝T2ω2 所以T1ω1＝T2ω2，当ω1＞ω2时， T1＜T2 2.6 为什么机电传动系统中低速轴的GD2比高速轴的GD2大得多？ 答：因为低速轴的转矩大，所设计的低速轴的直径及轴上的齿轮等零件尺寸大，质量也大，所以GD2大，而高速轴正好相反。 2.7 如图所示，电动机轴上的转动惯量JM ＝2.5kg.m2，转速nM ＝900r/mim ；中间传动轴的转动惯量J1＝2kg.m2，转速n1＝300r/mim ；生产机械轴的惯量JL ＝16kg.m2，转速nL ＝60r/mim 。试求折算到电动机轴上的等效转动惯量。 答： j1=ωM/ω1= nM/n1=900/300=3 jL=ωM/ωL= nM/nL=900/60=15 )(8.21516 325.2222211m kg j J j J J J L L M Z ?=++=++= 2.8 如图所示，电动机转速nM ＝950r/mim ，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.m ，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。 2.7 如图所示，电动机轴上的转动惯量JM ＝2.5kg.m2，转速nM ＝900r/mim ；中间传动轴的转动惯量J1＝2kg.m2，转速n1＝300r/mim ；生产机械轴的惯量JL ＝16kg.m2，转速nL ＝60r/mim 。试求折算到电动机轴上的等效转动惯量。 答： j1=ωM/ω1= nM/n1=900/300=3 jL=ωM/ωL= nM/nL=900/60=15 )(8.21516 325.2222211m kg j J j J J J L L M Z ?=++=++= 2.8 如图所示，电动机转速nM ＝950r/mim ，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.m ，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。 答： min) /(4.594 495021r j j n n M L =?== ) /(37.02 604 .5924.0603 s m j Dn v L =???= = ππ TL=9.55Fv/(η1nM)=9.55×100×0.37/(0.83×950)=0.45N.m 2 2 22365M M Z n Fv GD GD +=δ 2 22 232.1~16.195037.010036505.1)25.1~1.1(m N GD Z ?=??+?= 3.3 一台他励直流电动机所拖动的负载转矩TL ＝常数，当电枢电压或电枢附加电阻改变时， 参考答案 第2章机电传动系统的动力学基础 解：已知，传动比j 1=3，j 2=2，，η=。 根据公式（）可得等效负载转矩T L 为 =m 根据公式（）等效飞轮转矩 为 =m 2 解：（a ）、（c ）、（d ）、（e ）稳定系统；（b ）不稳定系统。 第3章电动机的工作原理及机械特性 解：（1）根据公式（）电枢电阻R a 为 = =~(Ω) 在此，取Ra=(Ω) （2）理想空载转速n 0为 （3）额定转矩T N 为 T N =52.5-n N =-1000-n 0=-1127 O n (r/min)T (N·m) -T N =-52.5n N =1000 n 0=1127 解：（1）额定电枢电流I aN为 （2）额定励磁电流I fN为 （3）励磁功率P f为 （4）额定转矩T N为 （5）额定电流时的反电动势E为 （6）直接启动时的启动电流I st为 （7）如果启动电流I st≤2I aN时，那么启动电阻R st为 此时启动转矩T st为 解：（1）额定电压U N=220/380V表示“△”接法的额定电压为220V，“Y”接法的额定电压为380V。因此线电压为380V时，三相定子绕组应采用“Y”接法。 （2） ■极对数p 根据电动机的型号Y132-6知电动机的级数为6，则极对数p=3。 ■同步转速n0为 ■额定转速下的转差率S N为 ■额定转矩T N为 ■启动转矩T st为 由技术参数表可知，T st=2 T N=2×= ■最大转矩T max为 由技术参数表可知，T max=2 T N=2×= ■启动电流I st为 由技术参数表可知， “△”接法：I st==×= “Y”接法：I st==×= （3）额定负载时，电动机的输入功率P I 根据P48，公式（）可得电动机的输入功率P I为 解：（1） ■当定子电路的电源电压U=U N时， 额定转矩 启动转矩T st==×=·m ■当定子电路的电源电压U=时，查P56 表3-2可知， 启动转矩==×=·m 综上，当负载转矩T L=250N·m时，在定子电路的电源电压U=U N的情况下电动机能够正常启动；在定子电路的电源电压U=的情况下电动机不能正常启动。 （2）采用“△”启动时的启动转矩T st△为 T st△= 采用“Y”启动时，启动转矩T stY为 T stY=T st△/3=3= T N 因此，采用Y-△降压启动时，在负载转矩为的情况下，电动机不能正常启动；在负载转矩为的情况下，电动机能正常启动。 （3）采用自耦变压器降压启动，设压降为，查P56 表3-2可知， 启动电流==×= 启动转矩==×= N·m 机电传动控制课后习题答案1.. 习题与思考题 第二章机电传动系统的动力学基础 2.1说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩，静态转矩和动态转矩。 拖动转矩是有电动机产生用来克服负载转矩，以带动生产机械运动的。 静态转矩就是由生产机械产生的负载转矩。动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。 2.2从运动方程式怎样看岀系统是处于加速，减速，稳态的和静态的工作状态。 TM-TL>0说明系统处于加速，TM-TLvO说明系统处于减速，TM-TL=O说明系统处于稳态（即静态）的工作状态。 2.3试列出以下几种情况下（见题 2.3图）系统的运动方程式，并说明系统的运动状态是加速，减速，还是匀速？（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向） 2 2.7如图2.3 （a）所示，电动机轴上的转动惯量j M=2.5kgm ,转速n M=900r/min;中间传动轴的转动惯量 J L=16kgm2,转速n L=60 r/min。试求折算到电动机轴上的等效专惯量。 折算到电动机轴上的等效转动惯量：j=Nm/N1=900/300=3 血=Nm/NI=15 TM-TL>0说明系统处于加速TM-TLvO 说明系统处于减速 系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速 TL 系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速 2 2 J=JM+J1/j + JL/j1 2=2.5+2/9+16/225=2.79kgm .2.8 如图2.3 (b)所示，电动机转速n M=950 r/min，齿轮减速箱的传动比J i= J2=4，卷筒直径D=0.24m,滑轮的减速比J3=2，起重负荷力F=100N,电动机的费轮转距GD2M=1.05N m2,齿轮，滑轮和卷筒总的传动效率为0.83。试球体胜速度v和折算到电动机轴上的静态转矩T L以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GD 2 z .。 3 M=3.14*2n/60=99.43 rad/s. 提升重物的轴上的角速度 3 = 3 M/j1j2j3=99.43/4*4*2=3.11rad/s v=3 D/2=0.24/2*3.11=0.373m/s T L=9.55FV/ n c n M=9.55*100*0.373/0.83*950=0.45NM 2 2 2 2 GD2Z= 5 GD M2+ GD L20L2 2 2 =1.25*1.05+100*0.24 2/322 =1.318NM 2 2.11在题2.11图中，曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性, 不是? 第三章 3.10 一台他励直流电动机的技术数据如下：P N=6.5KW,U N=220V, I N=3 4.4A, n N=1500r/min, R a =0.242 Q，试 计算岀此电动机的如下特性： ①固有机械特性； ②电枢服加电阻分别为3Q和5Q时的人为机械特性； ③电枢电压为U N/2时的人为机械特性； ④磁通? =0.8? N时的人为机械特性； 并绘岀上述特性的图形。 ① n o = U N n N/(U N-l N R a) =220*1500/220-34.4*0.242 试判断哪些是系统的稳定平衡点？哪些 交点是系统的稳定平衡点交点是系统的平衡点 交点是系统的平衡交点不是系统的平衡点交点是系统的平衡点机电传动与控制第五版答案第九章
机电传动控制-1
华中科大机电传动控制(第五版)课后习题答案解析(DOC)
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