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机电传动控制_各章课后习题及答案大全

机电传动控制_各章课后习题及答案大全
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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

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 TM TL

N

TM=TL TM< TL

TM-TL>0说明系统处于加速。 TM-TL<0 说明系统处于减速

TM TL TM TL

TM> TL TM> TL

系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速

TM TL TM TL

TM= TL TM= TL

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=0.5Jω2

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。

2.7 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。

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

交点是系统的平衡点

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..

3.2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.

3.3 一台他励直流电动机所拖动的负载转矩T L=常数,当电枢电压附加电阻改变时,能否改

变其运行其运行状态下电枢电流的大小?为什么?这是拖动系统中那些要发生变化?

T=K tφI a u=E+I a R a

当电枢电压或电枢附加电阻改变时,电枢电流大小不变.转速n与电动机的电动势都发生改变.

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T L=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=I a K tφ, φ减弱,T是常数,I a增大.根据E N=U N-I a R a ,所以E N减小.,小于E1.

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 N=1450r/min,η

=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 N=1500r/min, η

=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

3.7一台他励直流电动机:P N=15KW, U N=220V, I N=63.5A, n N=2850r/min,R a =0.25Ω,其

空载特性为:

U 0/ V 115 184 230 253 265

I f/A 0.442 0.802 1.2 1.686 2.10

今需在额定电流下得到150V 和220 V的端电压,问其励磁电流分别应为多少?

由空载特性其空载特性曲线.

E

265

253

230

220

184

150

115

1.08 1.686

2.10

0.4420.710.802 1.2

I

f

当U=150V时I f=0.71A

当U=220V时I f=1.08A

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

=1000r/min,试绘出它的固有机械特性曲线。

N

R a=(0.50~0.75)(1-P N/U N I N)U N/I N

=0.6(1-5500/110*62)*110/62

=0.206Ω

n0=n N U N/(U N-I N R a)

=1131r/min

TN=9.55*5500/1000

=52.525Nm

1131

52.525

3.9 一台并励直流电动机的技术数据如下:P N=5.5KW,U N=110V, I N=61A,额定励磁电流I

=2A, n N=1500r/min,电枢电阻R a =0.2Ω,若忽略机械磨损和转子的铜耗,铁损,认为额fn

定运行状态下的电磁转矩近似等于额定输出转矩,试绘出它近似的固有机械特性曲线。

n0=U N n N/(U N-I N R a) T N=9.55P N/n N

=110*1500/(110-61*0.2) =9.55*5500/1500

=1687 r/min =35Nm

1687

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

=0.242Ω,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。

①n0=U N n N/(U N-I N R a)

=220*1500/220-34.4*0.242

= 1559r/min

T N=9.55P N/n N

=9.55*6500/1500

=41.38Nm

1559

41.38

②n=U/K eφ-(R a+R ad)T/K e K tφ2

= U/K eφ-(R a+R ad)T/9.55K e2φ2

当3Ωn=854r/min

当5Ωn=311 r/min

③n= U/K eφ-R a T/9.55K e2φ2

当U N=0.5U N时n=732 r/min

n0=U N n N/2(U N-I N R a)

=780 r/min

④n= U/0.8K eφ-R a T/9.55K e2φ20.82

当φ=0.8φ时n=1517 r/min

n0=U N n N/0.8K eφ

=1964 r/min

n0

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

3.12他励直流电动机直接启动过程中有哪些要求?如何实现?

他励直流电动机直接启动过程中的要求是1 启动电流不要过大,2不要有过大的转矩.可以通过两种方法来实现电动机的启动一是降压启动.二是在电枢回路内串接外加电阻启动.

3.13 直流他励电动机启动时,为什么一定要先把励磁电流加上?若忘了先合励磁绕阻的电

源开关就把电枢电源接通,这是会产生什么现象(试从T L=0 和T L=T N两种情况加以分析)?当电动机运行在额定转速下,若突然将励磁绕阻断开,此时又将出现什么情况?

直流他励电动机启动时,一定要先把励磁电流加上使因为主磁极靠外电源产生磁场.如果忘了先合励磁绕阻的电源开关就把电枢电源接通,T L=0时理论上电动机转速将趋近于无限大,引起飞车, T L=T N时将使电动机电流大大增加而严重过载.

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Ia与磁通φ同时反响,使电瓷转矩T依然保持原来方向,则电动机不可能反转. 3.15 一台直流他励电动机,其额定数据如下:P N=2.2KW,U N=U f=110V,n N=1500r/min, η

=0.8,R a=0.4Ω, R f=82.7Ω。试求:

N

①额定电枢电流I An;

②额定励磁电流I fN;

③励磁功率P f;

④额定转矩T N;

⑤额定电流时的反电势;

⑥直接启动时的启动电流;

⑦如果要是启动电流不超过额定电流的2倍,求启动电阻为多少欧?此时启动转矩

又为多少?

①P N=U N I aNηN

2200=110*I aN*0.8

I aN=25A

②U f= R f I fN

I fN=110/82.7

=1.33A

③P f= U f I fN

=146.3W

④额定转矩T N=9.55 P N/ n N

=14Nm

⑤额定电流时的反电势E N=U N-I N R a

=110V-0.4*25

=100V

⑥直接启动时的启动电流I st=U N/R a

=110/0.4

=275A

⑦启动电阻2I N> U N/ (R a+R st)

R st>1.68Ω

启动转矩K eφ=(U N-I N R a)/n N

=0.066

Ia= U N/ (R a+R st) T=K t I aφ

=52.9A=9.55*0.066*52.9

=33.34Nm

3.16 直流电动机用电枢电路串电阻的办法启动时,为什么要逐渐切除启动电阻?如切出太

快,会带来什么后果?

如果启动电阻一下全部切除,,在切除瞬间,由于机械惯性的作用使电动机的转速不能突变,在此瞬间转速维持不变,机械特性会转到其他特性曲线上,此时冲击电流会很大,所以采用逐渐切除启动电阻的方法.如切除太快,会有可能烧毁电机.

3.17 转速调节(调速)与固有的速度变化在概念上有什么区别?

速度变化是在某机械特性下,由于负载改变而引起的,二速度调节则是某一特定的负载下,靠人为改变机械特性而得到的.

3.18 他励直流电动机有哪些方法进行调速?它们的特点是什么?

他励电动机的调速方法:

第一改变电枢电路外串接电阻R ad

特点在一定负载转矩下,串接不同的电阻可以得到不同的转速,机械特性较软,电阻越大则特性与如软,稳定型越低,载空或轻载时,调速范围不大,实现无级调速困难,在调速电阻上消耗大量电量。

第二改变电动机电枢供电电压

特点当电压连续变化时转速可以平滑无级调速,一般只能自在额定转速以下调节,调速特性与固有特性相互平行,机械特性硬度不变,调速的稳定度较高,调速范围较大,调速时因电枢电流与电压无关,属于恒转矩调速,适应于对恒转矩型负载。可以靠调节电枢电压来启动电机,不用其它启动设备,

第三改变电动机主磁通

特点可以平滑无级调速,但只能弱词调速,即在额定转速以上调节,调速特性较软,且受电动机换向条件等的限制,调速范围不大,调速时维持电枢电压和电流步变,属恒功率调速。

3.19直流电动机的电动与制动两种运转状态的根本区别何在?

电动机的电动状态特点是电动机所发出的转矩T的方向与转速n的方向相同.制动状态特点使电动机所发的转矩T的方向与转速n的方向相反

3.20 他励直流电动机有哪几种制动方法?它们的机械特性如何?试比较各种制动方法的优

缺点。

1反馈制动

机械特性表达式:n=U/K eφ-(R a+R ad)T/k e K tφ2

T为负值,电动机正转时,反馈制动状态下的机械特性是第一

象限电动状态下的机械特性第二象限内的延伸.

反馈制动状态下附加电阻越大电动机转速越高.为使重物

降速度不至于过高,串接的附加电阻不宜过大.但即使不串

任何电阻,重物下放过程中电机的转速仍过高.如果放下的

件较重.则采用这种制动方式运行不太安全.

2反接制动

电源反接制动

电源反接制动一般应用在生产机械要求迅速减速停车和

向的场合以及要求经常正反转的机械上.

倒拉反接制动

倒拉反接制动状态下的机械特性曲线实际上是第一象限

电动状态下的机械特性区现在第四象限中的延伸,若电动

反向转在电动状态,则倒拉反接制动状态下的机械特性曲

就是第三象限中电动状态下的机械特性曲线在第二象限

延伸..它可以积低的下降速度,保证生产的安全,缺点是若

转矩大小估计不准,则本应下降的重物可能向上升,机械特

硬度小,速度稳定性差.

3 能耗制动

机械特性曲线是通过原点,且位于第二象限和第四象限的一条直线,优点是不会出现像倒拉制动那样因为对T L的大小估计错误而引起重物上升的事故.运动速度也较反接制动时稳定.

3.21 一台直流他励电动机拖动一台卷扬机构,在电动机拖动重物匀速上升时讲电枢电源突

然反接,试利用机械特性从机电过程上说明:

①从反接开始到系统新的稳定平衡状态之间,电动机经历了几种运行状态?最后在什

么状态下建立系统新的稳定平衡点?

②各种状态下转速变化的机电过程怎样?

①从反接开始到系统到达新的稳定平衡状态之间,电动机经历了电动机正向电动状

态,反接制动状态,反向电动状态,稳定平衡状态.

b a

c

f

电动机正向电动状态由a到b特性曲线转变; 反接制动状态转速逐渐降低,到达c时速度为零, 反向电动状态由c到f速度逐渐增加. 稳定平衡状态,反向到达f稳定平衡点,转速不再变化.

第四章

4.1什么叫过渡过程?什么叫稳定运行过程?试举例说明之。

当系统中的转矩或负载转矩发生改变时,系统就要由一个稳定的运转状态变化到另一个稳定运转状态,这个变化过程称为过渡过程.如龙门刨床的工作台,可逆式轧钢机的启动,制动,反转和调速.

当系统中德福在转矩和拖动转矩相等时,没有动态转矩,系统恒速运转,这个过程叫稳定运行过程,如不经常启动,制动而长期运行的工作机械.

4.2 研究过渡过程有什么实际意义?试举例说明之。

为了满足启动,制动,反转和调速的要求,必须研究过渡过程的基本规律,研究系统各参数对时间的变化规律,如转速,转矩,电流等对时间的变化规律,才能正确的选择机电传动装置,为电机传动自动控制系统提供控制原则.设计出完善的启动,制动等自动控制线路,以求改善产品质量,提高生产率和减轻劳动强度.这就是研究过渡过程的目的和实际意义.如造纸机要求衡转矩.

4.3 若不考虑电枢电感时,试将电动机突加电枢电压启动的过渡过程曲线I

a

=f(t),n=f(t)

和R-C串联电路突加输入电压充电过程的过渡过程曲线i

c =f(t)、u

c

=f(t)加以比较,并

从物理意义上说明它们的异、同点。

4.4 机电时间常数的物理意义是什么?它有那些表示形式?各种表示式各说明了哪些关

系?

机电时间常数的物理意义是n

s -n=GD2n

dn/375T

st

dt

τm= GD2n0/375T st是反映机电传动系统机械惯性的物理量,表达形式有τm= GD2n0/375T st

和τ

m =Δn

L

GD2/375T

L

和τ

m

= GD2n

s

/375T

d

4.5 直流他励电动机数据如下:P

N =21k W,U

N

=220V,I

N

=115A,n

N

=980r/min,R

a

=0.1Ω,系统折算

到电动机轴上的总飞轮转矩GD2=64.7N/m2。

①求系统的机电时间常数τ

m

②若电枢电路串接1Ω的附加电阻,则τ

m

变为多少?

③若在上述基础上在将电动机励磁电流减小一半,又变为多少(设磁路没有饱和)?

① N

0=n

N

U

N

/(U

N

-I

N

R

a

) T

N

=9.55P

N

/n

N

=1034 r/min =9.55*21000/980

=205Nm

经过计算T

st =3926 Nm τ

m

= GD2n

/375T

st

=64.7*1034/375*3926 =0.04

系统的机电时间常数τ

m

=0.045

②当电枢电路串接1Ω的附加电阻时

Δn=(R

ad +R

a

)T

L

/K

e

Ktφ K

e

φ=(U

N

-I

N

R

a

)/n

N

=0.212

τ

m =Δn

L

GD2/375T

L

=(R

ad +R

a

)GD2/375 (K

e

φ)29.55

=0.438

③若在上述基础上在将电动机励磁电流减小一半, τ

m = Δn

L

GD2/375T

L

=(R

ad +R

a

)GD2/375 (K

e

φ/4)29.55

=1.752s

4.6 加快机电传动系统的过渡过程一般采用哪些方法?

加快机电传动系统的过渡过程一般采用1减少系统GD2.2增加动态转矩T

d

.

4.7 为什么大惯量电动机反而比小惯量电动机更为人们所采用?

大惯量电动机电枢作的粗短,GD2较大但它的最大转矩约为额定转矩的5到10倍,快速性能好,且低速时转矩大,电枢短粗,散热性好过载持续时间可以较长.

4.8 试说明电流充满系数的概念?

充满系数是电流曲线与衡坐标所包围的面积除以矩形曲线的面积.

4.9 具有矩形波电流图的过渡过程为什么称为最优过渡过程?它为什么能加快机电传动系

统的过渡过程?

充满系数越接近1越好,说明整个动态过程中电流保持在最大值不变,整个过渡过程终电流越大,加快过渡过程.从而可获得最短的过程.

第五章

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n 0,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. ② T N =9.55P N /n N =9.55*3000/960=29.8Nm

Tst/ T N =2 Tst=2*29.8=59.6 Nm T max / T N =2.0 T max =59.6 Nm I st /I N =6.5 I st =46.8A

一般n N =(0.94-0.98)n 0 n 0=n N /0.96=1000 r/min S N = (n 0-n N )/ n 0=(1000-960)/1000=0.04 P=60f/ n 0=60*50/1000=3 ③ η=P N /P 输入 P 输入=3/0.83=3.61

5.7 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如何变化?对电

动机有何影响? 电动机的电流会迅速增加,如果时间稍长电机有可能会烧毁.

5.8 三相异步电动机断了一根电源线后,为什么不能启动?而在运行时断了一线,为什么

仍能继续转动?这两种情况对电动机将产生什么影响? 三相异步电动机断了一根电源线后,转子的两个旋转磁场分别作用于转子而产生两个

方向相反的转矩,而且转矩大小相等。故其作用相互抵消,合转矩为零,因而转子不能

自行启动,而在运行时断了一线,仍能继续转动转动方向的转矩大于反向转矩,这两种情况都会使电动机的电流增加。

5.9 三相异步电动机在相同电源电压下,满载和空载启动时,启动电流是否相同?启动转

矩是否相同? 三相异步电动机在相同电源电压下,满载和空载启动时,启动电流和启动转矩都相同。

T st =KR 2u 2

/(R 2

2+X 2

20) I=4.44f 1N 2/R 与U ,R 2,X 20有关 5.10 三相异步电动机为什么不运行在T max 或接近T max 的情况下?

根据异步电动机的固有机械特性在T max 或接近T max 的情况下运行是非常不稳定的,有可能造成电动机的停转。

5.11有一台三相异步电动机,其铭牌数据如下:

型号 P

N /kW U N /V 满载时

I st /I N Tst/T N T max /T N n N /r ·min -1

I N /A ηN ×100 cos φ

Y132S-6

3

220/380 960 12.8/7.2 83 0.75

6.5

2.0

2.0

P N/kW n N/r·min-1U N/V ηN×100 cosφN I st/I N Tst/T N T max/T N接法

40 1470 380 90 0.9 6.5 1.2 2.0 △

①当负载转矩为250N·m时,试问在U=U N和U`=0.8U N两种情况下电动机能否启

动?

T N=9.55 P N/ n N

=9.55*40000/1470

=260Nm

Tst/T N=1.2

Tst=312Nm

Tst=KR2U2/(R22+X202)

=312 Nm

312 Nm>250 Nm 所以U=U N时电动机能启动。

当U=0.8U时Tst=(0.82)KR2U2/(R22+X202)

=0.64*312

=199 Nm

Tst

②欲采用Y-△换接启动,当负载转矩为0.45 T N和0.35 T N两种情况下, 电动机能否启

动?

Tst Y=Tst△/3

=1.2* T N /3

=0.4 T N

当负载转矩为0.45 T N时电动机不能启动

当负载转矩为0.35 T N时电动机能启动

③若采用自耦变压器降压启动,设降压比为0.64,求电源线路中通过的启动电流和

电动机的启动转矩。

I N= P N/ U NηN cosφN√3

=40000/1.732*380*0.9*0.9

=75A

I st/I N=6.5

I st=487.5A

降压比为0.64时电流=K2 I st

=0.642*487.5=200A

电动机的启动转矩T= K2 Tst=0.642312=127.8 Nm

5.12 双鼠笼式、深槽式异步电动机为什么可以改善启动性能?高转差率鼠笼式异步电动机

又是如何改善启动性能的?

因为双鼠笼式电动机的转子有两个鼠笼绕组,外层绕组的电阻系数大于内层绕组系数,在启动时S=1,f2=f,转子内外两层绕组的电抗都大大超过他们的电阻,因此,这时转子电流主要决定于转子电抗,此外外层的绕组的漏电抗小于内层绕组的漏电抗,因此外笼产生的启动转矩大,内层的启动转矩小,启动时起主要作用的是外笼。

深槽式异步电动机的启动性能得以改善的原理。是基于电流的集肤效应。处于深沟槽中得导体,可以认为是沿其高度分成很多层。各层所交链漏磁通的数量不同,底层一层最多而顶上一层最少,因此,与漏磁通相应的漏磁抗,也是底层最大而上面最小,所以相当于导体有效接面积减小,转子有效电阻增加,使启动转矩增加。

高转差率鼠笼式异步电动机转子导体电阻增大,即可以限制启动电流,又可以增大启

动转矩,转子的电阻率高,使转子绕组电阻加大。

5.13线绕式异步电动机采用转子串电阻启动时,所串电阻愈大,启动转矩是否也愈大?

线绕式异步电动机采用转子串电阻启动时,所串电阻愈大,启动转矩愈大

5.14 为什么线绕式异步电动机在转子串电阻启动时,启动电流减小而启动转矩反而增大?

T st=KR2U2/(R22+X202)当转子的电阻适当增加时,启动转聚会增加。

5.15 异步电动机有哪几种调速方法?各种调速方法有何优缺点?

①调压调速这种办法能够无级调速,但调速范围不大

②转子电路串电阻调速这种方法简单可靠,但它是有机调速,随着转速降低特性

变软,转子电路电阻损耗与转差率成正比,低速时损耗大。

③改变极对数调速这种方法可以获得较大的启动转矩,虽然体积稍大,价格稍

高,只能有机调速,但是结构简单,效率高特性高,且调速时所需附加设备少。

④变频调速可以实现连续的改变电动机的转矩,是一种很好的调速方法。

5.16 什么叫恒功率调速?什么叫恒转矩调速?

恒功率调速是人为机械特性改变的条件下,功率不变。恒转矩调速是人为机械特性改变的条件下转矩不变。

5.17 异步电动机变极调速的可能性和原理是什么?其接线图是怎样的?

假设将一个线圈组集中起来用一个线圈表示,但绕组双速电动机的定子每组绕组由两各项等闲圈的半绕组组成。半绕组串联电流相同,当两个半绕组并联时电流相反。他们分别代表两中极对数。可见改变极对数的关键在于使每相定子绕组中一般绕组内的电流改变方向。即改变定子绕组的接线方式来实现。

A X

A X

改变即对数调速的原理

5.18 异步电动机有哪几种制动状态?各有何特点?

异步电动机有三种反馈制动,反接制动和能耗制动

. 反馈制动当电动机的运行速度高于它的同步转速,即n1.>n0时一部电动机处于发电状态.这时转子导体切割旋转磁场的方向与电动机状态时的方向相反.电流改变了方向,电磁转矩也随之改变方向..

反接制动电源反接改变电动机的三相电源的相序,这就改变了旋转磁场的方向,电磁转矩由正变到负,这种方法容易造成反转..倒拉制动出现在位能负载转矩超过电磁转矩时候,例如起重机放下重物时,机械特性曲线如下图,特性曲线由a到b,在降速最后电动机反转当到达d时,T=T L系统到达稳定状态,

b a

d

能耗制动首先将三项交流电源断开,接着立即将一个低压直流电圆通入定子绕组.直流通过定子绕组后,在电动机内部建立了一个固定的磁场,由于旋转的转子导体内就产生感应电势和电流,该电流域恒定磁场相互作用产生作用方向与转子实际旋转方向相反的转矩,所以电动机转速迅速下降,此时运动系统储存的机械能被电动机转换成电能消耗在转子电路的电阻中.

5.19 试说明鼠笼式异步电动机定子极对数突然增加时,电动机的降速过程。

N0=60f/p p增加定子的旋转磁场转速降低,定子的转速特随之降低.

5.20 试说明异步电动机定子相序突然改变时,电动机的降速过程。

b a

1

2

c

异步电动机定子相序突然改变,就改变了旋转磁场的方向,电动机状态下的机械特性曲线就由第一象限的曲线1变成了第三象限的曲线2但由于机械惯性的原因,转速不能突变,系统运行点a只能平移到曲线2的b点,电磁转矩由正变到负,则转子将在电瓷转矩和服在转矩的共同作用下迅速减速,在从点b到点c的整个第二相限内,电磁转矩和转速方向相反,.

5.21 如图5.51所示:为什么改变QB的接通方向即可改变单相异步电动机的旋转方向?

定子上有两个绕组AX,BY,一个是启动绕组,另一个是运行绕组, BY上串有电容.他们都镶嵌在定子铁心中,两个绕组的轴线在空间上垂直,绕组BY电路中串接有电容C,当选择合适的参数使该绕组中的电流i A在相位上超前或滞后i B,从而改变QB的接通方向即可改变单相异步电动机的旋转方向

5.22 单相罩极式异步电动机是否可以用调换电源的两根线端来使电动机反转?为什么?

不能,因为必须调换电容器C的串联位置来实现,即改变QB的接通位置,就可以改变旋转磁场的方向,从而实现电动机的反转,.

5.23 同步电动机的工作原理与异步电机的有何不同?

异步电动机的转子没有直流电流励磁,它所需要的全部磁动势均由定子电流产生,所以一部电动机必须从三相交流电源吸取滞后电流来建立电动机运行时所需要的旋转磁场,它的功率因数总是小于1的,同步电动机所需要的磁动势由定子和转子共同产生的当外加三相交流电源的电压一定时总的磁通不变,在转子励磁绕组中通以直流电流后,同一空气隙中,又出现一个大小和极性固定,极对数与电枢旋转磁场相同的直流励磁磁场,这两个磁场的相互作用,使转子北电枢旋转磁场拖动着一同步转速一起转动.

5.24 一般情况下,同步电动机为什么要采用异步启动法?

因为转子尚未转动时,加以直流励磁,产生了旋转磁场,并以同步转速转动,两者相吸,定子旋转磁场欲吸转子转动,但由于转子的惯性,它还没有来得及转动时旋转又到了极性相反的方向,两者又相斥,所以平均转矩为零,不能启动.

5.25 为什么可以利用同步电动机来提高电网的功率因数?

当直流励磁电流大于正常励磁电流时,电流励磁过剩,在交流方面不仅无需电源供电,而且还可以向电网发出点感性电流与电感性无功功率,正好补偿了电网附近电感性负载,的需要.使整个电网的功率因数提高.

第六章

6.1 有一台交流伺服电动机,若加上额定电压,电源频率为50Hz,极对数P=1,试问它的理

想空在转速是多少?

n0=60*f/p

=60*50/1

=3000r/min

理想空在转速是3000 r/min

6.2何谓“自转”现象?交流伺服电动机时怎样克服这一现象,使其当控制信号消失时能迅

速停止?

自转是伺服电动机转动时控制电压取消,转子利用剩磁电压单相供电,转子继续转动.

克服这一现象方法是把伺服电动机的转子电阻设计的很大,使电动机在失去控制信号,即成单相运行时,正转矩或负转矩的最大值均出现在Sm>1的地方.当速度n 为正时,电磁转矩T为负,当n为负时,T为正,即去掉控制电压后,单相供电似的电磁转矩的方向总是与转子转向相反,所以是一个制动转矩.可使转子迅速停止不会存在自转现象

6.3有一台直流伺服电动机,电枢控制电压和励磁电压均保持不变,当负载增加时,电动机

的控制电流、电磁转矩和转速如何变化?

当副在增加时, n=U c/K eΦ-RT/K e K tΦ2电磁转矩增大,转速变慢,根据n=U c/K eΦ-R a I a/K e Φ控制电流增大.

6.4有一台直流伺服电动机,当电枢控制电压Uc=110V时,电枢电流I a1=0.05A,转速

n1=3000r/min;加负载后,电枢电流I a2=1A, 转速n2=1500r/min。试做出其机械特性n=f (T)。

电动机的电磁转矩为T=BI a NLD/2,

n

3000

1500

0.05A 1A T

6.5 若直流伺服电动机的励磁电压一定,当电枢控制电压Uc=100V时,理想空载转速

n0=3000r/min;当Uc=50V时,n0等于多少?

n0=120Uc/πNBLD 电压与转速成正比,当Uc=50V时, n0等于1500 r/min

6.6 为什么直流力矩电动机要做成扁平圆盘状结构?

直流力矩电动机的电磁转矩为T=BI a NlD/2在电枢体积相同条件下,电枢绕组的导线粗细不变,式中的BI a Nl/2紧思维常数,故转矩T与直径D近似成正比.电动机得直径越大力矩就越大.

6.7 为什么多数数控机床的进给系统宜采用大惯量直流电动机?

因为在设计.制造商保证了电动机能造低速或阻转下运行,在阻转的情况下,能产生足够大的力矩而不损坏,加上他精度高,反应快,速度快线性好等优点.因此它常用在低俗,需要转矩调节和需要一定张力的随动系统中作为执行元件.

6.8 永磁式同步电动机为什么要采用异步启动?

因为永磁式同步驶电动机刚启动时,器定子长生旋转磁场,但转子具有惯性,跟不上磁场的转动,定子旋转时而吸引转子,时而又排斥转子,因此作用在转子的平均转矩为零,转子也就旋转不起来了.

6.9 磁阻式电磁减速同步电动机有什么突出的优点?

磁阻式电磁减速同步电动机无需加启动绕组,它的结构简单,制造方便.,成本较低,它的转速一般在每分钟几十转到上百专职践踏是一种常用的低速电动机.

6.10 一台磁组式电磁减速同步电动机,定子齿数为46,极对数为2,电源频率为50Hz,转子

齿数为50,试求电机的转速。

电动机的旋转角速度为ω=(Z r-Z s)2πf/Z r P

=(50-46)*2*3.14*50/50*2

=12.56rad

ω=2πn/60

n =60*ω/2π

=120r/min

6.11 交流测速发电机在理想情况下为什么转子不动时没有输出电压?转子转动后,为什么

输出电压与转子转速成正比?

因为测速发电动机的输出电压U=Kn=KK’dθ/dt,所以转子不动时没有输出典雅,转子动时输出电压与转速成正比.

6.12 何谓剩余电压、线性误差、相位误差?

剩余电压是只当测速发电动机的转矩为零时的输出电压.

线性误差是指严格的说输出电压和转速不是直线关系,由非线性引起的误差称为线性误差.

相位误差;是指在规定的转速范围内,输出电压与励磁电压之间相位的变化量.

6.13一台直流测速发电机,已知R a=180Ω,n=3000r/min,R L=2000Ω,U=50V,求该转速下的输

出电流和空载输出电压。

I a=U a/R L

=50/2000

=0.025A

U a=C e n/(1+R a/R L)

50= C e n/(1+180/2000)

C e n=U a0=54.5V

输出电流是0.025A, 空载输出电压是54.5V

6.14某直流测速发电机,在转速3000r/min时,空载输出电压为52V;接上2000Ω的负载电

阻后,输出电压为50V。试求当转速为1500r/min,负载电阻为5000Ω时的输出电压。

在转速3000r/min时,空载输出电压为52V时

52= C e3000

C e=52/3000

当接上2000Ω的负载电阻后,输出电压为50V时

U a=C e n/(1+R a/R L)

50=52 /(1+ R a/2000)

R a=80Ω

当转速为1500r/min,负载电阻为5000Ω时的输出电压为U a= C e*1500/(1+80/5000) =26/1.016

=25V

6.15直流测速发电机与交流测速发电机各有何优缺点?

直流测速发电机的优点是没有相位不波动.没有剩余电压,输出特性的斜率比交流测速发动机的大.缺点是由于有电刷和换向器,因而结构复杂,维护不便.摩擦转矩大.有换向火花,产生无线电干扰信号,输出特性不稳定,且正反转时,输出部对称.

交流测速发电机的优点是不需要电刷和换向器,因而结构简单,维护容易,惯量小,无滑动接触,输出特性稳定,精度高,摩擦转矩小,不产生无线电干扰,工作可靠.正反转转向时输出特性对称,缺点是存在剩余电压和相位误差,切负载的大小和性质会影响输出电压的幅值和相位.

6.16 试简述控制式自整角机和力矩式自整角机的工作原理。

控制式自整角机的工作原理是当发送机得力磁绕组通入励磁电流后,产生交变脉冲磁通,在相绕组中感应出感应,从而绕组中产生电流,这些电流都产生脉冲磁场,并分别在自整角变压器的单相输出绕组中感应出相同的电动势..

力矩式自整角机的工作原理是当接收机转子和发送机的转子对定子绕组的位置相同,所以两边的每相绕组中的电动势相等,因此在两边的三相绕组中没有电流.若发送机转子转动一个角度,于是发送机和接收机相应的每相定子绕组中的两个电动势就不能相互抵消,定子绕组中就有电流,这个电流和接受激励此磁通作用而产生转矩.

6.17力矩式自整角机与控制自整角机有什么不同?试比较它们的优缺点。各自应用在什么

控制系统中较好。

自整角机的输出电压需要交流放大器放大后去控制交流伺服电动机,伺服电动机同时带动控制对象和自整角变压器的转子,它的转动总是要使使调角减小,指导δ=0时为止.

它适合于大转矩的情况.

力矩式自整角机既可以带动控制对象,也可以带动自整角变压器的转子,由于负载很轻,所以不需要用伺服电动机,而是由自整角机直接来实现转角随动.

6.18一台直线异步电动机,已知电源频率为50Hz,极矩τ为10cm,额定运行时的滑差率为

0.05,试其额定速度。

次级线圈的额定速度是V=(1-S)2fτ

=(1-0.05)*2*50*0.1

=9.5m/s

6.19直线电动机较之旋转电动机有哪些优缺点。

直线电动机的优点是1 直线电动机无需中间传动机构,因而使整个机构得到简化,提高了精度,减少了振动和噪声.2反应快速.3 散热良好,额定值高,电流密度可取大值,对启动的限制小.4装配灵活,往往可将电动机的定子和动子分别于其他机体合成一体.

缺点是存在着效率和功率因数低,电源功率大及低速性能差等.

第七章

7.1 电动机的温升与哪些因素有关?电动机铭牌上的温升值其含义是什么?电动机的温

升、温度以及环境温度三者之间有什么关系?

电动机的温升与铜耗,铁耗和机械损耗有关. 电动机铭牌上的温升值其含义是电动机绝缘许可的最高温度.电动机的温升、温度以及环境温度三者之间是刚工作时电动机的

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 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 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:P N =180kW, U N =230V,n N =1450r/min, η 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η= η N ) 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 N 100/η 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, η N =%, 试求该电机的额定电流和转矩。 P N =U N I N η N 7500W=220V*I 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.I st =U N /R 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

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:

机电传动控制课后习题答案《第五版

加黑部分是老师划的题目,有部分题目没有。 习题与思考题 第二章机电传动系统的动力学基础22222222222222222222222222222222222222222222 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。 2.3 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) TL 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 TM TL TM TL TM> TL TM> TL

系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速 TM TL TM= TL TM= TL 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=0.5Jω2 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。

机电传动控制复习题与答案(1)

西南科技大学成教学院德阳教学点 《机电传动控制》练习题 姓名:学号:班级:成绩: 一、单项选择题 1.机电传动的发展大体上经历的阶段顺序是:() A.单电机拖动、双电机拖动、成组拖动 B.成组拖动、单电机拖动、多电机拖动C.单电机拖动、多电机拖动、成组拖动 D.成组拖动、单电机拖动、网络拖动 2、机电传动系统稳定工作时中如果T M >T L ,电动机旋转方向与T M 相同,转速将产生的变 化是。() A.减速 B.加速 C.匀速 D.停止 3、机电传动系统中如果T M

华中科大机电传动控制(第五版)课后习题答案解析

华中科大机电传动控制(第五版)课后习题答案解析

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,能否改变其稳定运行状态下电枢电流的大小?为什么?这时拖动系统中哪些量必然要发生变化?

《机电传动控制》经典考试题试卷

《机电传动控制》课程总复习2016 一、选择题 1、电动机所产生的转矩在任何情况下,总是由轴上的负载转矩和_________之和所平衡。 ( D )A.静态转矩B.加速转矩C.减速转矩D.动态转矩 2、机电传动系统稳定工作时中如果T M>T L,电动机旋转方向与T M相同,转速将产生的变化是。( B )A.减速B.加速 C.匀速D.停止 3、机电传动系统中如果T M

机电传动控制课后习题问答题答案

机电传动控制课后习题问答题答案 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? 答:运动方程式: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。 2.9 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? 答:恒转矩型、泵类、直线型、恒功率型。 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? 答:反抗性恒转矩负载恒与运动方向相反。位能性恒转矩负载作用方向恒定,与运动方向无关。 2.11 如图所示,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?答:(d)不是稳定运动点,其余都是稳定运行点。 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:转子在主磁通中旋转,要产生涡流和磁滞损耗,采用硅钢软磁材料,可减少磁滞损耗,而采用“片”叠压成,可减少涡流损耗。 3.11 为什么直流电动机直接启动时启动电流很大? 答:因为Tst=UN/Ra,Ra很小,所以Tst很大,会产生控制火花,电动应力,机械动态转矩冲击,使电网保护装置动作,切断电源造成事故,或电网电压下降等。故不能直接启动。

机电传动控制课后习题答案《第五版》

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 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 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 系统的运动状态是减速

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=GD2/375. P=ωGD2/375. ,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=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=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J 1 = J 2 =4, 卷筒直径D=,滑轮的减速比J 3=2,起重负荷力 F=100N,电动机的费轮转距GD2 M = 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GD2 z.。 ω M =*2n/60= rad/s. 提升重物的轴上的角速度ω=ω M /j 1 j 2 j 3 =4*4*2=s

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 N =1450r/min,η N =89.5%,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= η N ) 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 N 100/η N 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 N =1500r/min, η N =88.5%, 试求该电机的额定电流和转矩。 P N =U N I N η N 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

机电传动控制考试试卷及答案讲解学习

机电传动控制考试试 卷及答案

机电传动控制期末考试试卷及答案 一、分析与简答题 1.请简述机电传动系统稳定运行的条件。 a)电动机的机械特性曲线n=f(T M)和生产机械的特性曲线n=f(T L)有交点(即拖动系统的平衡点); b)当转速大于平衡点所对应的转速时,T M<T L,即若干扰使转速上升,当干扰消除后应有T M-T L<0。而当转速小于平衡点所对应的转速时,T M>T L,即若干扰使转速下降,当干扰消除后应有T M-T L>0。 2.请解释机电传动系统稳定运行的含义。 a)是系统应能以一定速度匀速运转 b)是系统受某种外部干扰作用(如电压波动、负责转矩波动等)而使运行速度稍有变化时,应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。 3.请简述并励发电机电压能建立的条件。 a)发电机的磁极要有剩磁; b)起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩磁磁场的方向相同; c)励磁电阻不能过大。 4.请简述电动机制动的稳定制动和过渡制动状态的共同点和不同点。 a)两种制动状态的区别在于转速是否变化 b)两种制动状态的相同点在于电动机发出的转矩与转速方向相反。 5.请简述直流他励电动机的三种制动方式的接线方法。 a)反馈制动为正常接法; b)反接制动:电源倒拉反接改变电枢电压的极性;倒拉反接制动在电枢电路内串入附加电阻;

c) 能耗制动将外部电枢电压降为零,并将电枢串接一个附加电阻短接。 6. 为什么直流电动机直接启动时启动电流很大? 因电枢加上额定电压,而电枢电阻很小,故a N ST R U I =很大。 7. 对电动机的启动有哪些主要要求? a) 启动转矩大,电流小 b) 平滑,安全可靠 c) 简单方便,功耗小 8. 直流他励电动机启动时,若在加上励磁电流之前就把电枢电压加上,这时会产生什么后果(从T L =0和T L =T N 两种情况加以说明)? a) T L =0时飞车 b) T L =T N 时电枢电流很大。 9. 有静差调节系统和无静差调节系统的含义是什么? a) 依靠被调量(如转速)与给定量之间的偏差来进行调节,使被调亮接近不 变,但又必须具有偏差(即0≠?U )的反馈控制系统,即有静差调节系统。该系统中采用比例调节器。 b) 依靠偏差进行调节,使被调量等于给定量(即0=?U )的反馈控制系统, 即无静差调节系统。该系统中采用比例积分调节器。 10. 什么叫调速范围?什么叫静差度?这两项静态指标之间有何关系? a) 调速范围是指电动机在额定负载下最高转速和最低转速之比,即 min max /n n D =; b) 静差率是指负载由理想空载转速到额定负载所对应的转速降落于理想空载 转速之比,即0/n n S ?=

机电传动控制复习题及参考答案

《机电传动与控制》课程复习资料 一、填空题: 1.直流电动机常用的调速方法有 、 和 。 2.三相笼式异步电动机的启动方法有 和 。 3.电气控制系统中常设的保护环节有短路保护、弱励磁保护、 、 和 。 4.三相鼠笼式异步电动机常用的调速方法有 和 。 5.他励直流电动机的三种调速方法中,调速时机械特性变软的是 。调速时机械特性不变的是 调速。 6.晶闸管的几个主要参数是 、 、额定通态平均电流T I 和维持电流H I 。 7.直流调速系统中,电流截止负反馈环节的作用是 。 8.三相鼠笼式异步电动机的降压启动方法有 、 和自耦变压器启动。 9.生产机械对电动机调速系统提出的主要静态技术指标有 、 和平滑性。 10.晶闸管可控整流电路的负载常有电阻性、 和 。 11.三相绕线式异步电动机常用 进行启动和调速,也可以用 进行启动。 12.三相鼠笼式异步电动机的电气停转方法有 和 。 13.在直流电动机的双闭环无静差调速系统中,转速环的作用主要是 。电流环的作用主要是 。 14.直流他励电动机可采用 启动或降压启动,目的都是为了 。 15.为了改变三相交流异步电动机的旋转方向,只要 即可。 16.无静差闭环调速系统,PI 调节器中积分环节的作用是 。 17.交流电动机变频调速的特点有 ,在恒转矩的变频调速系统中,常保持 为定值。 18.就一台直流电动机开环、有静差闭环、无静差闭环调速系统三者的静特性而言,机械特性最硬的是 ,最软的是 。 19.带电阻性负载的单相半波可控整流电路中,控制角α的移相范围是 ,控制角α和导通角β的关系式是 。 20.交流异步电动机采用调压调速时,采用转速负反馈闭环系统,可以 。 21.电动机的短路保护和长期保护不同,前者是 ,后者是 。 二、单项选择题: 1.电源线电压为380V ,三相笼型异步电动机定子每相绕组的额定电压为380V ,能否采用星形——三角形启动? [ ] A.不能 B.能 2.直流电器的线圈能否串联使用? [ ] A.不能 B.能 3.直流电动机调速系统,若想采用恒转矩调速,则可改变 [ ] A.e K B. C.U 4.三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.增大 B.减少 C.等于零 5.试说明下图情况下,系统的运行状态是 [ ] A.加速 B.减速 C.匀速 M L

机电传动控制期末考试试卷及复习资料

五、计算题(要求写出主要步骤每题10分) 1.有台直流他励电动机,其铭牌数据为:PN=5.5kW,UN=Uf=220V,nN=1500r/min,η=0.8,Ra=0.2 Ω。试求: ①额定转矩TN ②额定电枢电流IaN; ③额定电枢电流时的反电势; ④直接启动时的启动电流; ⑤若使启动电流为三倍的额定电流,则电枢应串人多大的启动电阻?此时启动转矩为多少? 解:1. TN=9.55PN/nN=9.55*5.5*1000/1500=35 N.m 2. IaN=pN/ (ηUN)=31.25A 3.E=UN-IaNRa=220-31.25*0.2=213.75V

4.Ist=UN/Ra=220/0.2=1100A 5.I’st=UN/(Ra+Rad) ≤3IsN Rad≥UN/3IaN-Ra=220/(3*31.25)-0.2=2.15Ω T’st=KtφI’st=(9.55E/nN)3IaN=(9.55*213.75/1500)*3*31.25=127.6 N.m 2.某一调速系统在高速时的理想空载转速no1=1450r/min,低速时的理想空载转速n02=100r/min,额定负载时的转速降△nN=50rmin。 ①试画出该系统的静特性; ②求出调速范围D和低速时系统的静差度s2; ③在nmax与s2一定时,扩大调速范围的方法是什么?调速系统中应采取什么措施保证转速的稳定性? 解:1.静特性 2. D=nmax/nmin=(n01- △nN)/ (n02- △nN) =(1450-50)/(100-50)=28 S2= △nN/n02=0.5 2.有一台三相异步电动机,正常运行时为Δ接法,在额定电压UN下启动时,其启动转矩Tst=1.2TN(TN为额定转矩),若采用Y—Δ换接启动,试问当负载转矩TL=35%TN时,电动机能否启动?为什么? TstY=1/3*1.2TN=0.4TN>0.35TN=TL 3.试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速?减速?还是勾速?(图中箭头方向为转矩的实际作用方向) 一、分析与简答题 1.请简述机电传动系统稳定运行的条件。 a)电动机的机械特性曲线n=f(T M)和生产机械的特性曲线n=f(T L)有交点(即拖动系统的平衡点); b)当转速大于平衡点所对应的转速时,T M<T L,即若干扰使转速上升,当干扰消除后应有T M-T L< 0。而当转速小于平衡点所对应的转速时,T M>T L,即若干扰使转速下降,当干扰消除后应有T M -T L>0。 2.请解释机电传动系统稳定运行的含义。 a)是系统应能以一定速度匀速运转 b)是系统受某种外部干扰作用(如电压波动、负责转矩波动等)而使运行速度稍有变化时,应保证在 干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。 3.请简述并励发电机电压能建立的条件。 a)发电机的磁极要有剩磁; b)起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩磁磁场的方向相同; c)励磁电阻不能过大。 4.请简述电动机制动的稳定制动和过渡制动状态的共同点和不同点。 a)两种制动状态的区别在于转速是否变化 b)两种制动状态的相同点在于电动机发出的转矩与转速方向相反。 5.请简述直流他励电动机的三种制动方式的接线方法。 a)反馈制动为正常接法; b)反接制动:电源倒拉反接改变电枢电压的极性;倒拉反接制动在电枢电路内串入附加电阻; c)能耗制动将外部电枢电压降为零,并将电枢串接一个附加电阻短接。

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

机电传动控制期末试题

机电传动控制复习提纲 第一章机电传动的动力学基础 1.机电传动运动方程的几种形式 2.1、2.2、2.3题 2.飞轮矩、转动惯量的折算 2.7、2.8 3.机电传动系统稳定平衡点的判断 2.11 第三章直流电机的工作原理与特性 1.基本方程 电动势方程:E k e n 电磁转矩方程:T k t I a 电枢回路电动势平衡方程:U E I aR 2.固有机械特性与人为机械特性(电枢串接电阻、改变电枢电压、改变磁通)的曲线与特点 3.计算题类型:3.10、3.15;分析题类型:3.21 第四章机电传动系统的过渡过程(略)

第五章交流电动机的工作原理及特性 1.固有机械特性(式5.27)与人为机械特性(降低电源电压、定子回路串接电阻或电抗、改变电源频率、转子回路串接电阻) 2.交流电机启动方法 3.三相异步电动机调速特性(式5.36) 4.单相异步电动机工作原理 5.计算题类型:5.6、5.11 第六章控制电机 1.两相交流伺服电机消除自转的方法 第七章机电传动控制系统中常用的检测元件 略 第八章继电器-接触器控制 1.继电器-接触器控制的基本线路 (直接启动、转子串接电阻启动、正反转控制、Y—△接法降压启动) 例题:8.18 第九章PLC控制 1.PLC基本结构 2.PLC等效继电器 3.梯形图编程 4.例题:三相异步电机启停控制、三相电机正反转控制、三相电机Y-△启动控制、搬运机械手控制

《机电传动控制》复习重点 第2xx机电传动的动力学基础 机电传动系统的运动方程式 会判断驱动力矩和负载力矩的正负号 并能够根据该方程式判断机电系统的运动状态 动态转矩的概念 机电传动的负载特性 什么是负载特性:电动机轴上的负载转矩与转速之间的关系 4种典型的负载特性曲线 恒转矩负载包括反抗性恒转矩负载和位能性负载 机电传动稳定运行的条件 充分必要条件 掌握判断稳定工作点的方法 第三章直流电机的工作原理及特性 直流电机既可以用作电动机也可以用作发电机 任何电机的工作原理都是建立在电磁力和电磁感应的基础上的 直流电机做发电运行和电动运行时都会产生电动势E和电磁转矩T,但是不同的运行方式下其作用是不同的 电势平衡方程 力矩平衡方程 并励发电机电压建立的三个条件是什么?

专升本《机电传动控制》试卷

专升本《机电传动控制》试卷 1. 在单轴拖动系统中,的作用方向与n相同,的作用方向与n相反,且,则系统处于()(3分) A.加速 B.减速 C.匀速 ★检查答案标准答案:A 2. 下图中所示的负载特性为() (3分) A.位能负载 B.恒功率负载 C.反抗转矩 ★检查答案标准答案:A 3. 直流他励电动机在某一稳定运行状态时的电枢反电动势为,若负载转矩、励磁磁通和电枢电阻均不变,问减小外加电枢电压使速度下降到新的稳定值时,电枢反电动势( A.减小 B.增加 C.不变 ★检查答案标准答案:C 4. 当负载转矩不变的情况下,在只减小励磁电流瞬间,电枢电流会()(3分) A.减小 B.增加 C.不变 ★检查答案标准答案:B 5. 某三相异步电动机的额定转速为1470r/min,则理想的空载转速为()(3分) A.1000r/min B.1500r/min C.3000r/min ★检查答案标准答案:B 6. 在三相异步电动机中,转差率S减小,转子电流()(3分)

B.增加 C.减小 ★检查答案标准答案:C 7. 当加在三相交流异步电动机定子上的电压幅值是额定电压的1/2倍时,则电动机的启动转矩是额定电压下启动转矩的 A.1倍 B.1/2倍 C.1/4倍 ★检查答案标准答案:C 8. 在继电器接触器控制系统中,实现短路保护的电器为()(3分) A.熔断器 B.电流继电器 C.热继电器 ★检查答案标准答案:A 9. PLC中的变量程序存储器用来存放()(3分) A.用户程序 B.内部变量 C.系统程序 ★检查答案标准答案:B 10. 下图所示继电器-接触器电路是一个() (3分) A.多点控制电路 B.长动与点动控制电路 C.顺序控制电路 ★检查答案标准答案:A 11. 在单轴拖动系统中,电动机的旋转速度和生产机械的旋转速度相同。(4分) 错误

机电传动控制 5套期末试题及答案..

《机电传动控制》试卷 A 适用专业:机制考试日期: 考试时间:120分钟考试形式:闭卷试卷总分:100分 一、填空(每空1分): 1. 直流电动机的调速方法有____ __ ,和。 2.一台三相异步电动机的额定转速为980r/min,则其极数为,同步转速为,起动时转差率为,额定转差率为。 3.鼠笼型异步电动机的减压起动方法有、、和。 4. 通电延时的时间继电器有两种延时动作的触头。即,符号为;和符号为。 5. 电气控制系统中常设的保护环节有、 和、。 6. F-40M型PLC的内部等效继电器有、、 、和几种。 二、简答题。(每小题5分) 1.交流电器的线圈能否串联使用?为什么? 2.三相鼠笼式电动机在运行中断了一根电源线未及时发现会导致什么后果?3.简述直流电动机能耗制动的方法。 4.当三相交流异步电动机在额定负载下运行时,由于某种原因,电源电压降低了30%,问此时通入电动机定子绕组的电流是增大还是减少?为什么?5. 试说明下图几种情况下,系统的运行状态是加速?减速?还是匀速?(图中箭头方向为转矩的实际方向)。 a b c d e 三、计算题(每题12分): 1. 一台U N=220V,I N=136.5A,R a=0.22Ω的他励直流电动机。 1)如直接起动,起动电流I St是多少? 2)若要求起动电流是额定电流的两倍,采用电枢回路串电阻起动,应串多大的电阻?采用降低电源电压起动,电压应降至多少? 2. 一台交流三相鼠笼式异步电动机,其额定数据为:P N=10kW, n N=1460r/min,U N=380 V,△接法,ηN=0.868,cosφ=0.88;试求:1) 额定输入电功率;2)额定电流;3)输出的额定转矩;4)采用Y-△ 换接启动时的启动转矩。 四、设计题: 1. 设计某机床刀架进给电动机的控制线路,应满足如下的工艺要 求: 按下启动按钮后,电机正转,带动刀架进给,进给到一定位置时,刀架停止,进行无进刀切削,经一段时间后刀架自动返回,回到原位 又自动停止。试画出主电路和控制线路。(本题15分) 2. 试用F—40M型PLC设计一台小于10KW的三相鼠笼式异步电 动机正反转的控制程序,要求:(本题12分) 1)绘出电动机主电路(应有必要的保护)2)绘出PLC的安装接线 图 3)绘出PLC的梯形图4)写出PLC的指令程序

机电传动控制课后习题答案《第五版》

机电传动控制课后习题答案《第五版》

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。 2.3 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< 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 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 2.4 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 2.5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比高速轴的GD2大得多? 因为P=Tω,T=G?D2/375. P=ω G?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

华中科大机电传动控制(第五版)课后习题答案解析(DOC)

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。

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