第二章-机电传动系统的动力学基础
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-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。
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 TT M=T L T M< T LT 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 LT 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 LT 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。
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？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：PN =180kW, UN=230V,nN=1450r/min,ηN=%，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η=ηN）PN =UNIN180KW=230*ININ=782.6A该发电机的额定电流为782.6AP= IN 100/ηNP=已知某他励直流电动机的铭牌数据如下：PN =, UN=220V, nN=1500r/min, ηN=%,试求该电机的额定电流和转矩。
《机电传动技术》 第二章 机电传动系统的动力学基础
当干扰使n↑时,干扰消除后希望n↓这时如TM-TL<0则负加速 当干扰使n↓时,干扰消除后希望n↑这时如TM-TL>0则正加速 例：a、b两点 a点，当n↑时， TM↓，当干扰消除后 由于TM－TL<0,所以n↓ b点，当n↑时， TM↑，当干扰消除后 由于TM－TL>0,所以n↑，直到a点处平衡。
机电传动控制
机电传动系统的动力学基础
机电传动系统的运动方程
单轴机电传动系统
dω dn TM − TL = J =k dt dt
意义：Tm与TL之差将产生加速度 当Tm > TL时，加速 当Tm < TL时，减速 当Tm = TL时，匀速（平衡）
(TM − TL = Td )
3、TM与TL的正反 以转速的方向为准（n） TM：与n同向时为正（拖动） 反之为负（制动） TL ：与n反向时为正（制动） 反之为负（拖动） 例：提升重物 启动：Tm为正， TL正 制动： TL为正，Tm为负
TM − TL = Td
− TM − TL = Td
生产机械的机械特性
机械特性： 生产机械转轴（电机轴）上的负载转矩和转 速之间的函数关系。 1、恒转矩型机械特性 特点： 负载转矩为常数， TL ＝C 反抗转矩 位能转矩
与n同号（总制动）摩擦、切削力
方向一定吊重物
2、离心式通风机型机械特性 、 特点： TL = Cn 2 ，负载转矩与转速平方成正比
END
1、电动机和生产机械的机械特性 曲线应有交点
此处：Tm=TL（匀速） 例：曲线1和2，附合这个条件,有a、b交点 曲线1和3，不附合
2、当有外加干扰使n变化时，干扰消除后n应能自行恢 复到原状态。 该条件的判断原则是: 该条件的判断原则是 当n ↑, TM < TL 由运动方程看
2机电传动系统的动力学基础
n f (TL )
n
TL K / n
T 恒功率型机械特性
0
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第二章 机电传动系统的动力学基础
2.4 机电传动系统稳定运行的条件
系统稳定运行的充要条件
（1）两机械特性有交叉点；
Sm （2）Δn为在平衡点处的转速变 化， 当Δn>0时，TM<TL TM-TL<0； 当Δn<0时，TM>TL TM-TL>0 a点是稳定平衡点，b点不是。
2. 机电传动系统的 动力学基础
2.1 2.2 2.3 2.4 机电传动系统的运动方程式 负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算 机电传动系统的负载特性 机电传动系统稳定运行的条件
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第二章 机电传动系统的动力学基础
2.0 重点和难点
重点：
1.运用运动方程式分别判别机电传动系统的运行状态。 2.运用稳定运行的条件来判别机电传动系统的稳定运行点。
难点：
1. 根据机电传动系统中 TM 、TL、n 的方向确定 TM 、TL 是拖动转 矩还是制动转矩，从而判别出系统的运行状态，是处于加速、 减速还是匀速； 2. 在机械特性上判别系统稳定工作点时、如何找出 TM 、TL
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第二章 机电传动系统的动力学基础
n f (TL )
n
TL
TL C
n
-TL
例： TL T 提升机构； 帯式运输机； 金属切削机床等（a）反抗转矩
（ 摩擦转矩）
T
（b）位能转矩 （因重力产生的转矩）
（T与n的方向恒为相反）
（T的方向恒定与无关）
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机电传动控制（第五版）课后习题答案
机电传动控制（第五版）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的概念。
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 TM< TLTM-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系统的运动状态是匀速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？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=0.5Jω22.5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。
2.7 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。
机电传动控制课后习题答案完整版
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）TMTLTM=TLTM< TLTM-TL>0说明系统处于加速。
TM-TL<0 说明系统处于减速T M T L T M T LT 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 LT 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2.4 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=0.5Jω22.5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。
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。
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>0系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速如图（a）所示，电动机轴上的转动惯量J M=, 转速n M n L=60r/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=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=sv=ωD/2=2*=sT L=ηC n M=*100**950=GD2Z=δGD M2+ GD L2/j L2=*+100*322=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第三章一台他励直流电动机的技术数据如下：P N=,U N=220V, I N=, n N=1500r/min, R a =Ω,试计算出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3Ω和5Ω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φ=φN时的人为机械特性；并绘出上述特性的图形。
机电传动控制(华中科技大学第四版)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。
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 L T M TLT M=T L T M< T LT 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 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 M T LT 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2.4 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=T ω, p 不变。
转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=0.5J ω22.5 为什么低速轴转矩大,高速轴转矩小?T M T L T M T L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。
机电传动控制复习题(附答案)
机电传动控制复习题第一章绪论部分一单项选择题:1 机电传动的目的是将电能转换为【A】机械能 B.动能 C.势能 D.液压能二多项选择题 :1 机电传动的发展大体上经历哪几个阶段？【A B C】A.成组拖..B.单电动机拖..C.多电动机拖..D.单组多..E.复合拖动三判断改错题：错误的在括号内画×得2分, 将错误更正为正确的得2分；正确的在括号内画√得4分；1 机电传动的目的是将机械能转换为电能。
【×】更正: 机电传动的目的是将电能转换为机械能。
第二章机电传动系统的动力学基础一单项选择题:1 多轴拖动系统中飞轮转矩可根据以下哪种原则折算到电动机轴上？【B 】A.机械能守. ..B.动能守...C.功率守...D.动量守恒2 恒转矩型机械特性的特点是负载转矩为【A】A.常..B.在一定范围内变..C.随转速增加而正比增..D.实数3 电流电动机的电磁转矩T、负载转矩L T和空载损耗转矩0T之间的关系是【B 】A...B.. .C...D.4 多轴拖动系统中各静态负载转矩可根据静态时以下哪种原则折算到电机轴上？【C 】A.机械能守恒B.动能守恒C.功率守恒D.动量守恒5 根据转矩正方向的约定, 恒转矩型机械特性中, 反抗转矩与转速n的符号关系是【A 】A.恒相同B.恒相反C.取决于电机工作状态D.跟机械特性有关6 单轴机电传动系统为减速运动时, 电机转矩与负载转矩之间的关系是【C 】A...B...C...D..7 恒转矩型机械特性中, 反抗转矩的方向与运动方向的关系是【B 】A.恒相..B.恒相.C.取决于电机工作状..D.跟机械特性有关8 恒功率型机械特性的负载转矩与转速n之间的关系是【B】A.成正..B.成反..C.无..D.抛物线函数关系9 单轴机电传动系统处于静态或稳态时, 电机转矩与负载转矩之间的关系是【A 】A...B.. .C.. .D..10 多轴拖动系统中各转动部分的转动惯量可根据以下哪种原则折算到电动机轴上？【B 】A.机械能守..B.动能守..C.功率守. .D.动量守恒11 随转速n的增加, 直线型机械特性的负载转矩将【D 】A.成抛物线变.B.成正比减..C.不..D.成正比增加二多项选择题 :1 根据负载转矩与运动方向的关系, 可以将恒转矩型的负载转矩分为【A B 】A.反抗转..B.位能转..C.动能转. .D.拖动转..E.制动转矩2 根据机械特性硬度值的不同, 可将电动机机械特性分为【A B C】A.绝对硬特..B.硬特..C.软特..D.绝对软特..E.综合特性三判断改错题: 错误的在括号内画×得2分, 将错误更正为正确的得2分；正确的在括号内画√得4分；1 若单轴传动系统的转动惯量与转速n符号相反, 则表示为制动转矩。
机电传动系统的动力学基础课件
机电传动系统的应用
工业自动化生产线
在工业自动化生产线上，机电传 动系统广泛应用于各种机械设备 的驱动，如传送带、机械手、包
装机等。
交通运输
在交通运输领域，机电传动系统主 要用于电动汽车、轨道交通、船舶 和飞机等交通工具的驱动。
电机优化设计
1 2
电机效率优化
通过改进电机材料、优化电机结构设计、提高制 造精度等方式，提高电机的效率，减少能源浪费 。
电机尺寸优化
在满足性能要求的前提下，尽量减小电机的体积 和重量，以便在有限的空间内安装更多的电机。
3
电机可靠性优化
通过优化电机的散热设计、提高电机的耐久性和 稳定性，从而提高电机的可靠性，减少故障率。
交流电机
交流电机是一种将交流电能转换为机械能的装置，分为异步 电机和同步电机两大类，广泛应用于工业、农业、商业等各 个领域。
齿轮传动实例分析
圆柱齿轮传动
圆柱齿轮传动是最常见的齿轮传动形式之一，具有传动效率高、传动比准确等优点，广泛应用于各种 机械传动系统中。
行星齿轮传动
行星齿轮传动是一种比较复杂的齿轮传动形式，具有承载能力大、传动比范围广等优点，常用于高速 重载的场合，如航空发动机等。
组成
主要由电动机、传动机构、执行机构等部分组成。电动机作为动力源，将电能 转换为机械能；传动机构则将电动机的动力传递到执行机构；执行机构则负责 完成具体的机械动作。
机电传动系统的分类
按传动方式
可分为机械传动、液压传动、气压传动、电气传动等类型。其中，电气传动又可 分为直流电气传动和交流电气传动。
机电传动课后习题答案(老师要求做的)
第二章机电传动系统的动力学基础2.3 试列出如题2.3图所示几种情况下系统的运动方程式，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 TT M=T L T M< T LTM-TL=0说明系统处于匀速。
TM-TL<0 说明系统处于减速T M T L T M T LT 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 LT 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2.9 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？a 交点是系统的稳定平衡点.b 交点是系统的平衡点c 交点是系统的平衡d 交点不是系统的平衡点e 交点是系统的平衡点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态值后，电枢反电势将如何变化? 是大于，小于还是等于E1？T=IaKtφ, φ减弱,T是常数,Ia增大.根据EN=UN-IaRa ,所以EN减小.,小于E1.3.6 已知某他励直流电动机的铭牌数据如下：PN=7.5KW, U N=220V, n N=1500r/min, ηN=88.5%, 试求该电机的额定电流和转矩。
PN=UNINηN7500W=220V*IN*0.885IN=38.5ATN=9.55PN/nN=47.75Nm3.10一台他励直流电动机的技术数据如下：PN=6.5KW,U N=220V, I N=34.4A, n N=1500r/min, Ra =0.242Ω,试计算出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3Ω和5Ω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φ=0.8φN时的人为机械特性；并绘出上述特性的图形。
【机电传动控制-辅导】复习要点
机电传动控制复习提纲第二章 机电传动系统的动力学基础2.1 知识要点2.1.1 基本内容1．机电传动系统的运动方程式机电传动系统是一个由电动机拖动，并通过传动机构带动生产机械运转的机电运动的动力学整体[如图2.1(a)所示]尽管电动机种类繁多、特性各异，生产机械的负载性质也可以各种各样，但从动力学的角度来分析时，则都应服从动力学的统一规律，即在同一传动轴上电动机转矩T M 、负载转矩T L 、转轴角速度ω三者之间符合下面的关系： T M －T L ＝Jdt d (2.1) 或用转速n 代替角速度ω，则为 T M －T L ＝dt dn GD 3752 (2.2)式(2.1)和式(2.2)称为机电传动系统的运动方程式。
机电传动系统的运动方程式是描述机电系统机械运动规律的最基本方程式，它决定着系统的运行状态，当动态转矩T d ＝T M －T L ＝0时，加速度a ＝dt dn ＝0 ，表示没有动态转矩，系统恒(匀)速运转，即系统处于稳态；当T d ≠0时，a ＝dt dn ≠0 ，表示系统处于动态，T d ＞0时，a ＝dt dn 为正，传动系统为加速运动；T d ＜0时，a ＝dt dn为负，系统为减速运动。
因式(2.1)和式(2.2)中的T M 、T L 既有大小还有方向(正负)，故确定传动系统的运行状态不仅取决于T M 和T L 的大小，还要取决于T M 和T L 的正负(方向)。
因此，列机电传动系统的运动方程式和电路平衡方程时，必须规定各电量的正方向，也必须规定各机械量的正方向。
对机电传动系统中各机械量的正方向约定[见图2.1(b)]如下：在确定了转速n 的正方向后，电动机转矩T M 取与n 相同的方向为正向，负载转矩T L 取与n 相反的方向为正向，因此，若T M 与n 符号相同，则表示T M 与n 的方向一致；若T L 与n 符号相同，则表示T L 与n 方向相反。
也可以由T M 、T L 的方向来确定T M 、T L 的正负。
机电传动控制第五版课后答案--最全版
机电传动控制第五版课后答案--最全版机电传动控制第五版课后答案最全版机电传动控制是一门涉及电机、电气控制、自动化等多个领域的重要课程。
对于学习这门课程的同学来说，课后答案的准确性和完整性至关重要。
以下是为大家整理的机电传动控制第五版的课后答案，希望能对大家的学习有所帮助。
一、第一章绪论1、机电传动控制的目的是什么？答：机电传动控制的目的是将电能转换为机械能，实现生产机械的启动、停止、调速、反转和制动等动作，以满足生产工艺的要求，提高生产效率和产品质量。
2、机电传动系统的发展经历了哪几个阶段？答：机电传动系统的发展经历了成组拖动、单电机拖动和多电机拖动三个阶段。
3、机电传动系统的运动方程式中，各物理量的含义是什么？答：T 为电动机产生的电磁转矩，T L 为负载转矩，J 为转动惯量，ω 为角速度。
当 T＞T L 时，系统加速；当 T＜T L 时，系统减速；当T ＝ T L 时，系统匀速运转。
二、第二章机电传动系统的动力学基础1、转动惯量的物理意义是什么？它与哪些因素有关？答：转动惯量是物体转动时惯性的度量，反映了物体抵抗转动状态变化的能力。
其大小与物体的质量、质量分布以及转轴的位置有关。
2、飞轮转矩的概念是什么？它与转动惯量有何关系？答：飞轮转矩 G D 2 是指转动惯量 J 与角速度ω平方的乘积。
飞轮转矩越大，系统储存的动能越大，系统的稳定性越好。
3、如何根据机电传动系统的运动方程式判断系统的运行状态？答：当 T T L ＞ 0 时，系统加速；当 T T L ＜ 0 时，系统减速；当T T L ＝ 0 时，系统匀速运行。
三、第三章直流电机的工作原理及特性1、直流电机的工作原理是什么？答：直流电机是基于电磁感应定律和电磁力定律工作的。
通过电刷和换向器的作用，使电枢绕组中的电流方向交替变化，从而在磁场中产生持续的电磁转矩，驱动电机旋转。
2、直流电机的励磁方式有哪几种？答：直流电机的励磁方式有他励、并励、串励和复励四种。
机械传动控制第五版习题和答案完整版
机电传动控制邓星钟第四版课后答案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。
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。
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 T M TLNT M=T L T M< T LT 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 LT 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 LT 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。
第二章机电传动系统的动力学基础
第二章机电传动系统的动力学基础1. 引言在机械工程中，机电传动系统是指将电力或者其他形式的动力转化为机械运动的系统。
机电传动系统的设计与分析依赖于对动力学基础的理解。
本章将介绍机电传动系统的动力学基础，并探讨其在机械工程中的应用。
2. 动力学基础的概念2.1 动力学的基本概念动力学是研究物体在受力作用下运动规律的科学。
在机电传动系统中，动力学研究的重点是描述和分析物体受到力后的运动状态和运动规律。
2.2 机电传动系统的动力学模型机电传动系统可以用动力学模型来描述其运动规律。
动力学模型由四个基本要素组成：质点、力、力矩和功。
•质点：质点是物体的理想模型，具有质量但没有尺寸。
在机电传动系统中，质点被用来描述物体的运动状态。
•力：力是导致物体产生加速度的原因。
在机电传动系统中，力可以分为正向力和反向力，正向力使物体加速，而反向力使物体减速。
•力矩：力矩是力围绕某个轴产生转动的效果。
在机电传动系统中，力矩用来描述力对物体产生的转动效果。
•功：功是通过力对物体施加力学作用而产生的能量转移。
在机电传动系统中，功可以用来描述能量的转化和传递过程。
2.3 动力学基础的方程机电传动系统的动力学基础可以用一系列方程来描述。
其中，最基本的方程是牛顿第二定律和动能定理。
•牛顿第二定律：牛顿第二定律描述了力对物体产生加速度的关系。
其公式为 F = ma，其中 F 表示力，m 表示物体的质量，a 表示物体的加速度。
•动能定理：动能定理描述了物体的动能与力对其做功之间的关系。
其公式为 K = 1/2 * mv^2，其中 K 表示物体的动能，m 表示物体的质量，v 表示物体的速度。
3. 机电传动系统的应用机电传动系统的动力学基础在机械工程中有着广泛的应用。
下面列举了几个常见的应用场景：3.1 机械设计在机械设计中，动力学基础被用来分析和优化机械系统的运动性能。
通过对力、力矩和功的计算和分析，设计工程师可以确定合适的传动比例和功率需求，以实现理想的机械运动效果。
机电传动控制-作业参考答案
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=-1127On (r/min)T (N·m)-T N =-52.5n N =1000n 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。
机电传动控制课后习题答案完整版
机电传动控制课后习题答案完整版 习题与思考题
第二章 机电传动系统的动力学基础
2.1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？
答：运动方程式：
T d >0时：系统加速； T d =0 时：系统稳速；T d <0时，系统减速或反向加速。
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）
dt
d J
T T L M ω=-
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.。
机电传动控制课后习题答案
机电传动控制课后习题答案Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#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。
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>0TM= TL TM= TL系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速如图（a）所示，电动机轴上的转动惯量J M=, 转速n M,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=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=sv=ωD/2=2*=sT L=ηC n M=*100**950=GD2Z=δGD M2+ GD L2/j L2=*+100*322=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第三章一台他励直流电动机的技术数据如下：P N=,U N=220V, I N=, n N=1500r/min, R a =Ω,试计算出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3Ω和5Ω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φ=φN时的人为机械特性；并绘出上述特性的图形。
机电传动控制（第五版）课后习题答案
机电传动控制（第五版）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的概念。
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。
>0说明系统处于加速，<0 说明系统处于减速，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）<>0说明系统处于加速。
<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系统的运动状态是匀速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？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ω, p 不变。
转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒0.5Jω22.5为什么低速轴转矩⼤，⾼速轴转矩⼩？因为 Tω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2逼⾼速轴的2⼤得多?因为ω，?D2/375. ωG?D2/375. 不变转速越⼩2越⼤，转速越⼤2越⼩。
2.7 如图2.3（a）所⽰，电动机轴上的转动惯量2.52, 转速900;中间传动轴的转动惯量162,转速60。
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1=900/300=311512+ 12=2.5+2/9+16/225=2.792.2.8如图2.3（b）所⽰，电动机转速950 ，齿轮减速箱的传动⽐J1= J2=4，卷筒直径0.24m,滑轮的减速⽐J3=2，起重负荷⼒100N,电动机的费轮转距2M1.05N m2, 齿轮，滑轮和卷筒总的传动效率为0.83。
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2.5 机电传动系统的过渡过程
2.5.2 加快过渡过程的方法： • 减少系统的飞轮矩GD2（采用细长圆柱形转子） • 增加动态转矩Td • 采用多极电动机（极对数p多的） • 减少回路电阻Ra（减少功率放大器内阻） • 选用机械特性硬度大的电动机 • 选用力矩惯量比大的电动机
a点是稳定平衡点，b点不
Tmax
是。
2.4 机电传动系统的稳定运行条件 • 例2-3 判断下图b点是否是系统的稳定平衡点？
2.4 机电传动系统的稳定运行条件
• 例2-3 判断下图b点是否是系统的稳定平衡点？ • 解 系统中有交叉点ｂ，
• 当△ｎ↑时ＴM<ＴL TM-TL<0 • 当△ｎ↓时 ＴM＞Ｔ TM-TL>b0点是平衡稳定点
（旋转型）
(2.11)
式中GDM2 、GD12、G
JL j2
L
G
D2 Z
G
D2 M
1.1～1.25
GDL2 j2
L
械轴上的飞轮转矩。
(2.12)
(2.13)
2.2 负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
直线运动系统
折算到电机轴上的总转动惯量、飞轮矩为
Td 0 Td 正值 Td 负值
(2.5)
(2.6) 恒速（静态转矩） 加速（动态转矩） 减速（动态转矩）
2.1 机电传动系统的运动方程式
• TM与n同向为正向 TL与n相反为正向
拖动矩 （TM、n同 向）
启动时
制动矩 （TM、 n反向）
制动时
TM
TL
GD 2 375
dn dt
TM
TL
GD 2 375
JZ
JM
J1 j12
JL jL2
m
v2
2 M
(2.14)
GDZ2
GDM2
GD12 j12
GDL2 jL2
365 Gv2 nM2
(2.15)
多轴系统的运动方程式
TM
TL
GDZ2 375
dnM dt
(2.16)
2.2 负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
例2-2 Z2/Z1=3，Z4/Z3=5， c 0.92
注意：1.两机械特性曲
线的区别；
△ｎ
ｎ △ｎ
2.同时满足二稳
定平衡条件。
2.5 机电传动系统的过渡过程
2.5.1 研究机电传动系统过渡过程的实际意义
• 机电传动系统过渡过程─ 由一个稳态向另一个稳态过渡 的过程（动态过程－启动、制动、反转和调速）
• 外因─ 系统转矩平衡关系被破坏 • 内因─ 贮能的惯性元件（机械惯性、电磁惯性和热惯性） • 实际意义─ 满足生产的需要，必须研究转速、转矩、电流
GD12 29.4N m2 GD22 78.4 GD32 49
GD42 196N m2 GDM2 294 GDL2 450.8
TL 470.4N m2
2.2 负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
2.2 负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
2.3 机电传动系统的负载特性
2.3 机电传动系统的负载特性
dn dt
2.1 机电传动系统的运动方程式
•
例2-1
1.列出系统的运动方程式； 2.说明系统运行的状态。
2.1 机电传动系统的运动方程式
•
例2-1
1.列出系统的运动方程式； 2.说明系统运行的状态。
拖动 转矩
制动矩
制动矩
拖动 转矩
解：
TM
TL
GD2 375
dn dt
TM
TL
GD2 375
2.6 小结
• 基本要求 1. 掌握机电传动系统的运行方程式，并学会用它
来分析与判别机电传动系统的运行状态； 2. 了解在多轴拖动系统，列出系统的运动方程式
，必须将转矩等进行折算，掌握其折算的基本 原则和方法； 3. 了解几种典型生产机械的机械特性 n f (TL) ； 4. 掌握机电传动系统稳定运行的条件，并学会用 它来分析与判别系统的稳定平衡点。
2.2.2转动惯量和飞轮转矩的折算
• 依据动能守恒原则，折算到电机轴上的总
转动惯量为
（旋转型）
JZ
JM
J1 j2
1
JL jL2
(2.10)
式中：J
M、J1、J
－－－
L
电机轴、中间轴、负载轴 上的转动惯量；
j1
M 1
Z1 －－ 电动机轴与中间传动轴之
ZM
间的速比；
2.2 负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
j M / L ( j1 j2 j3 )
2.2 负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
2.2.1 负载转矩的折算
Fv TLM
TL
Fv
cM
2 n
60
9.55Fv
TL cnM
（2.8）
多轴直线运动系统
TL
9.55Fv nM
c
(2.9（) 下放重物）c
2
1
c
c c
2.2 负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
2.2.2转动惯量和飞轮转矩的折算
jL
M L
－－－－
电机轴与负载轴之间 的速度比；
M、1、L－－－
电机轴、中间轴、负载 轴上的角速度
Z1、Z
－－－－－
M
中间轴、电机轴上的齿数。
2.2 负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
依据动能守恒原则，折算到电机轴上的总飞轮矩为
GDZ2
GDM2
GD12 j12
GDL2 jL2
生产机械
TM 图2.1 单轴拖动系统
MM
+TL
TM TL n c d / dt 0 静态（稳态）
TM TL
nc
d / dt 0
动态（加速或 减速）
2.1 机电传动系统的运动方程式
• 单轴机电传动系统的运动方程式
TM
TL
J
d
dt
(2.1)
J m 2 mD2 / 4
G mg
GD2 J
机电一体化系统设计
第二章 机电传动系统的动力学基础
内容提要
• 2.1 机电传动系统的运动方程式 • 2.2 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算 • 2.3 生产机械的机械特性 • 2.4 机电传动系统稳定运行的条件 • 2.5 机电传动系统的过渡过程
2.1 机电传动系统的运动方程式
电动机 （M）
TL
负载转矩波动等）而使运行速度稍有变化 时，应保证系统在干扰消除后能恢复到原 来的运行速度。
2.4 机电传动系统的稳定运行条件
2.4 机电传动系统的稳定运行条件
系统稳定运行的必要充分
条件
（1）两机械特性有交叉点
Sm
（2）在平衡点处有一速度
Δn↑时，TM<TL TM-TL<0 Δn↓时，TM>TL TM-TL>0
4g
(2.2)
2 n
60
(2.3)
TM
TL
GD2 375
dn dt
(2.4)
TM----电动机转矩 TL----负载转矩 GD2---飞轮矩 n-----转速 t-----时间
2.1 机电传动系统的运动方程式
• 动态转矩
Td
GD2 375
dn dt
TM TL Td
TM TL TM TL TM TL
2.6 小结
• 重点与难点 • 重点 1.运用运动方程式分别判别机电传动系统的
运行状态。 2.运用稳定运行的条件来判别机电传动系统
的稳定运行点。
2.6 小结
• 难点 1. 根据机电传动系统中 TM、TL、n 的方向确定
TM、TL 是拖动转矩还是制动转矩，从而判别 出系统的运行状态，是处于加速、减速还是 匀速； 2. 在机械特性上判别系统稳定工作点时、如何 找出 TM、TL
dn dt
加速运行状态
减速
TM
TL
GD2 375
dn dt
减速
2.2 负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
2.2.1 负载转矩的折算 依据系统传递功率不变的原则
实际负载功率=折算后的负载功率
传动效率 速比
TLL TLM
T
TL
TLL M
TL j
多轴旋转拖动系统
TL
TL
jc
(2.7)
c 123
• 2.3.2 离心式通风机型机械特性 • 2.3.3 直线型机械特性 • 2.3.4 恒功率型机械特性
n
TL T0 Cn2 n TL Cn
n TL K / n
0 T0
T
0
T
离心式通风机 直线型机械特性 型机械特性
0
T
恒功率型机械特性
2.4 机电传动系统的稳定运行条件
稳定运行包含两重含义： 1）系统应能以一定的速度匀速运转； 2）系统受某种外部干扰作用（如电压波动、