PLC第一章习题答案

第一章 习题答案8. 由ωe a a a a a a K I R E I R U +=+=，当a U 不变，↑⇒↓a I ω，使电机过热，损坏绝缘，减少电机寿命。

若ω下降，长期运行，电流不能超过额定值，应使电枢电压下降。

9. 电机卡死时有a a a a R I U E ==⇒=,00ω。

只要电流不超过额定值，就可以加电枢电压，但时间不宜过长，因此时电机电扇不动，散热差，温升较高。

不能加额定电压，因为此时反电势为零，电枢电流远远高于额定值，引起电机过热，甚至烧毁绕组绝缘，使电机损坏。

10.电枢电压和激磁电压同时改变极性，相当于电枢电流和磁场同时改变方向，定、转子之间的转矩方向不变，电机转向不变。

11.当激磁回路突然断路时，磁通t e k k ,.及Φ迅速下降，考虑极端情况，a t em t e I K T K K ====Φ由,0,0知此时电动机无电磁转矩，电机—发电机组应停转，由111111R I E R I U =+=知电流将很大，时间稍长会使温升过高而烧毁电机。

此时应切断电动机电枢电源或使电动机电枢绕组电压为零，即通过电阻闭合。

12.若直流电机的磁通Φ突然减小接近于零，可产生两种情况：1）若电机阻转矩很小，电机剩磁所产生的电磁转矩足以克服阻转矩转动，由磁场控制时的调节特性曲线可知，电机可能达到很高的转速，产生所谓飞车现象，而使装置损坏。

2．）若电机剩磁所产生的电磁转矩不足以克服阻转矩，不能使电机转动，此时电机停转，a a a a a I I R U E 导致,,0,==过大，时间稍长，电机就会发热导致损坏。

所以直流电机必须在磁场正常时才能加上电枢电压。

综上所述，为了避免磁通很低时接通电枢电压，电磁式直流电动机起动时应先接通激磁绕组，然后再接电枢电压。

停机时，应先断开电枢电压，然后再切断激磁绕组。

13.ωω必有增加不变时，, , em a e tem aa a a aT U K K T R E I R U+=+=下降，即，随着电磁转矩增加，转速下降，机械特性是下倾的。

由em te i a eaT K K R R K U+-=ω知，电源内阻i R 增加时，电机机械特性曲线斜率绝对值增加，机械特性变软（β增加），曲线下倾得更严重。

14. 直流伺服电动机空载时，轴上存在摩擦转矩等阻转矩，所以其调节特性有死区。

死区是由摩擦转矩形成的。

摩擦转矩大，为使电机转动所要产生的电磁转矩和电流就越大，由a a a I R U =知，所要加的电压就越大。

故摩擦转矩越大，死区电压就越大。

15. r/min 4500 ,A 05.0 , V 10011===n I Ua ar/min0030 ,A 2.0 , V 10022===n I Ua a无关。

与知由a m te a mt e a ma t em a t em a t e e a e a ea a e a a U K K J R K K J R B A I K T I K T R K K K R K R n K I R n K I R τττππππ 3)s02.019.019.0107.3200 )2)r/min 3000 , m N 0.04( , )r/min 4500 , m N 0.01(mN 04.02.019.0m N 01.005.019.0 200 , m N 19.0 , s/rad V 19.010060300022.0100604500205.0 100602100602 )1622112211==⨯⨯⨯==⋅⋅⋅=⨯==⋅=⨯==Ω=⋅=⋅=⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⨯+=⨯+⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+-mN 095.0,r/min 5026 rad/s 5260⋅===s T ω16. 解r/min 2010 r/min 2416 rad/s211 rad/s 252A 183.0 ,m N 04.0r/min 2280 r/min 2578 rad/s 238 rad/s 270A 137.0 ,m N 03.0 130R 80 A183.0219.004.0 , m N 04.0 A137.0219.003.0 , m N 03.0 3)mN 118.013070219.0 rad/s320r/min3050 70602 1305080 , V 70 2)mN 192.08070219.0219.0rad/s320219.07070 ,r/min 30502192607026070 70602 , 70 1)m/s N 219.0 , s/rad V 219.0 1106046002055.080110602 80 ,r/min 4600 ,A 055.0 , V 110222111000202020110111=⋅==⋅=Ω=Ω=-=⇒+====⋅====⋅=⋅=⨯=====⇒=Ω=+=+==⋅=⨯=======⨯⨯=⨯=⇒===⋅=⋅=⇒=⨯+⨯⇒=+Ω====a c a c eaae aa tc c t c c atem s ei a aaaa t s eeeaat e e ea a a a a I T I T R K RI UK RIUK T I T K T I T RUK T T n n K R R R U R UI K T K K n n K U UK K K n K I R R n I Uωωπωπππππ或17.解 恒转矩负载，电枢电流a a a R I I 及不变。

V961500300046446446446450 41221221111=⨯+=+=+=+==⇒+=+===⇒=n n K I R UK K K I R U UI R R UI e a a e e e a a sa a asa ωωωωωω，，V96924 V 9222 , V 46450 2212121111=+=+===⇒==⇒+=⇒+=E I R UE E n n E E E I R U a a a a 又解18.解 1）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+==+=+=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+==+=+=2012112012112)(2)(a t f a t e a a L a a a a a a em f em e a a L a a a a a a I K T I K K E I R R E E I R U T T T K E I R R E E I R U ωω 2）mN 0625.025.025.0 m N 1125.045.025.0r/min3342rad/s 35025.05.87A0.45A 25.0V5.8725.0025.0225.0)30050(11050V/(rad/s)25.0m/A N 25.01.0025.0221112212100⋅=⨯==⋅=⨯======⎪⎩⎪⎨⎧===⇒⎪⎩⎪⎨⎧+⨯=+==+==⋅===a t em a t em ea a a a a a a a a a t e f t I K T I K T K E I I E I I I E E I K K I T K ω19) 解r/min4775rad/s 50003.01.03018A1.003.0003.0 m N 015.0003.0018.0mN 018.06.003.0 A 6.03018 V 18 1) 302430003.05.0V/(rad/s) 03.0m/A N 03.05.0015.0rad/s 300 m N 0.003 m N 0.015 A 5.0 V 240000==⨯-=-====⋅=-=-=⋅=⨯======Ω=⇒=⨯+⇒=+==⋅====⋅=⋅===ea atf f s s t s aas aa a ne n a t e nn t n f n n nK I R UK T I T T T I K T I UI UR R U K I R K K I T K T T I Uωωω，，，，，，，，mN 017.0003.002.0V5.2725003.003.002.030 )20⋅=-=-==⨯+⨯=+=+=f e e te ae a a aT T T K K T R K I R Uωω第三章7.当电机的被卡住不动，定子绕组仍加额定电压，为什么转子电流会很大？伺服电动机从启动到运转时， 转子绕组电流的频率、电势及电抗会有什么变化？ 什么会有这些变化？答：1）转子不动时，n =0，s =1，模拟电阻等效电路中转子电路阻抗最小，只有转子本身的电阻和漏抗，故电流很大。

从物理角度看，转子不动时，转子与磁场间相对速度最高，感应电势最大，故电流也最大。

2）→s :0 , :10n n s →⇒ 211=:0f sf f →2s 2m 2=(=4.44):0E sE E fW ΦE → 2s 22s 2222=(==2π):0x sx x ωL f L x →物理定性解释：转子电流频率取决于转子和磁场的相对转速，转子转速越高，相对转速越低，导致转子电流频率越低，因此使感应电势和感抗越小。

9.两相电机空载运转时，当一相控制信号为0(I c=0或U c=0） ，转子仍旋 不止，就称为自转。

两相伺服电动机单相供电时，机械特性应分布在2、4象限（不在1、3象 限），且通过s =1,n =0及T =0 的坐标原点。

10.转子电阻大可使 1）圆形旋转磁场时的机械特性在第1象限是下垂的， 在0→n s 内可稳定运行。

2）避免单相自转现象。

3）机械特性线性度好。

转子电阻过大，效率太低，电机发热；堵转转矩过小。