2007.11.5~11.9
技师电419
课题四自动往复循环控制线路
1、正确掌握自动往复循环控制线路的工作原理；
2、正确进行自动往复循环控制线路装配。
德育目标：1、引导学生逐渐树立较强的质量意识。
2、引导学生逐渐养成勤俭节约的良好作风。
自动往复循环控制线路的工作原理
自动往复循环控制线路的装配
教学方法：讲解法、演示法、现场实习法
课日一：自动往复循环控制线路的介绍
课日授课日期：2007.11.5
课日教学目的：1、了解自动往复循环控制线路的组成；
2、熟练掌握位置开关的工作原理。
课日教学过程：
一、组织教学
1、检查学生出席情况及劳动保护穿戴情况；
2、调动学生参与教学的积极性；
3、随时注意实习课堂动向，控制好教学秩序。
二、复习旧课
1、复习常用低压电器种类、名称、符号、使用方法及维修。
三、讲授新课
1、位置开关和位置控制
位置开关是一种将机械信号转换为电气信号，以控制运动部件位置或行程的自动控制电器。而位置控制就是利用生产机械运动部件上的挡铁与位置开关碰撞，使其触头动作，来接通或断开电路，以实现对生产机械运动部件的位置或行程的自动控制。
2、行程开关
行程开关是用以反映工作机械的行程，发出命令以控制其运动方向和行程大小的开关。
3、自动往复循环控制线路的组成
KM1、KM2为正反转接触器，SB1、SB2为正反启动按钮，SB3为停车按钮，SQ1、SQ2为限位开关，FU1、FU2作短路保护。
四、安全注意事项
1、集体背诵安全操作规程；
2、注意两人上岗，其中一人负责安全。
五、巡回指导
1、对学生的接线进行检查指导；
2、对学生的排故障操作进行指导；
3、对学生排故障技巧进行指导。
QS FU2
课日小结
总结本课日的完成情况，劳动态度和劳动纪律情况，安全及文明生产等情况。指出存在的问题及改进措施。
课日二：自动往复循环控制线路的工作原理
课日授课日期：2007.11.6
课日教学目的：1、掌握自动往复循环转控制线路的工作原理；
2、正确进行自动往复循环控制线路装配。
课日教学过程：
一、组织教学
1、检查学生出席情况及劳动保护穿戴情况；
2、调动学生参与教学的积极性；
3、随时注意实习课堂动向，控制好教学秩序。
二、复习旧课
1、了解自动往复循环控制线路的组成；
2、熟练掌握位置开关的工作原理。
三、讲授新课
1、自动往复循环控制线路的工作原理
按下SB1→KM1线圈得电→KM1自锁触头闭合自锁→电机启动正转运行→
KM1主触头闭合
KM1联锁触头分断
小车前行→移动到限定位置→SQ1常闭触头分断→KM1线圈失电→
→KM1自锁触头分断解除自锁→电机停止运行→小车停止
KM1主触头分断
KM1联锁触头恢复
QS FU2
四、安全注意事项
1、集体背诵安全操作规程；
2、注意两人上岗，其中一人负责安全。
五、巡回指导
1、对学生的接线进行检查指导；
2、对学生的排故障操作进行指导；
3、对学生排故障技巧进行指导
课日小结
总结本课日的完成情况，劳动态度和劳动纪律情况，安全及文明生产等情况。指出存在的问题及改进措施。
课日三：自动往复循环控制线路的工作原理
课日授课日期：2007.11.7
课日教学目的：1、掌握自动往复循环控制线路的工作原理；
2、正确进行自动往复循环控制线路装配。课日教学过程：
一、组织教学
1、检查学生出席情况及劳动保护穿戴情况；
2、调动学生参与教学的积极性；
3、随时注意实习课堂动向，控制好教学秩序。
二、复习旧课
1、了解自动往复循环控制线路的组成；
2、熟练掌握自动往复循环控制线路的工作原理。
三、讲授新课
1、自动往复循环控制线路的工作原理
小车后行启动过程：
按下SB1→SB1常闭触头先分断对KM2联锁
SB1常开触头后闭合→KM1线圈得电→①
①→KM1主触头闭合→电动机启动运行
KM1自锁触头闭合自锁
KM1联锁触头分断对KM2联锁
反转运行过程
按下SB2→SB2常闭触头先分断→KM1线圈失电→②
②→KM1主触头分断→电动机失电
KM1自锁触头分断解除自锁
KM1联锁触头复位
SB2常开触头后闭合→KM2线圈得电→③
③→KM2自锁触头闭合自锁→电动机启动反转
KM2主触头分断
KM2联锁触头分断对KM1联锁
停止时，按下停止按钮SB3→控制电路失电→KM1（或KM2）主触头分断→电动机失电停止
四、安全注意事项
1、集体背诵安全操作规程；
2、注意两人上岗，其中一人负责安全。
五、巡回指导
1、对学生的接线进行检查指导；
2、对学生的排故障操作进行指导；
3、对学生排故障技巧进行指导。
课日小结
总结本课日的完成情况，劳动态度和劳动纪律情况，安全及文明生产等情况。指出存在的问题及改进措施。
课日四：自动往复循环控制线路的装配
课日授课日期：2007.11.8
课日教学目的：1、掌握自动往复循环控制线路的装配方法和技巧。
课日教学过程：
一、组织教学
1、检查学生出席情况及劳动保护穿戴情况；
2、调动学生参与教学的积极性；
3、随时注意实习课堂动向，控制好教学秩序。
二、复习旧课
1、复习自动往复循环控制线路的工作原理；
2、复习自动往复循环控制线路的组成。
三、讲授新课
1、自动往复循环控制线路装配的要求
（1）在实习教师的指导下，对自动往复循环控制线路进行操作，了解自动往复循环控制线路的各种工作状态及操作方法。
（2）在教师指导下，弄清自动往复循环控制线路电器元件安装位置及走线情况；结合机械、电气等几方面相关的知识，搞清自动往复循环控制线路电气控制的特殊环节。
2、自动往复循环转控制线路装配步骤
（1）检查电器元件质量并固定。
（2）正确进行布线操作。
（3）通电试车运行是否正常。
（4）安全、文明生产。
四、安全注意事项
1、集体背诵安全操作规程；
2、注意两人上岗，其中一人负责安全。
五、巡回指导
1、对学生的接线进行检查指导；
2、对学生的排故障操作进行指导；
3、对学生排故障技巧进行指导。
课日小结
总结本课日的完成情况，劳动态度和劳动纪律情况，安全及文明生产等情况。指出存在的问题及改进措施。
课日五：自动往复循环控制线路的装配考试及成绩评定
课日授课日期：2007.11.9
课日教学目的：1、自动往复循环控制线路考试及成绩评定；
2、总结本课题实习时存在的问题及改进措施。课日教学过程：
一、组织教学
1、检查学生出席情况及劳动保护穿戴情况；
2、调动学生参与教学的积极性；
3、随时注意实习课堂动向，控制好教学秩序。
二、复习考试
1、复习自动往复循环控制线路的工作原理；
2、从本课题所学过的线路中抽出考试题进行考试。
三、成绩评定
四、安全注意事项
1、集体背诵安全操作规程；
2、注意两人上岗，其中一人负责安全。
五、巡回指导
1、对学生的接线进行检查指导；
2、对学生的接线技巧进行指导。
课日小结
总结本课日的完成情况，劳动态度和劳动纪律情况，安全及文明生产等情况。指出存在的问题及改进措施。
自动控制元件部分课后题答案 第一章直流伺服电动机 1-1直流伺服电动机的电磁转矩和控制电流由什么决定？ 答：a ：由T em =C m ΦI a 知电磁转矩由每极磁通量和绕组电流大小决定。b ：由T em =T 0+T 2=CmΦIa 控制电流由负载转矩(T 2)和空载转矩(T 0)大小决 定。 1-2当直流伺服电动机的负载转矩恒定不变时，控制电压升高将使稳态的电磁转矩、控制电流、转速发生怎样的变化？为什么？ 答：a ：电磁转矩T em =T 0+T 2可见电磁转矩也不变。由T em =C m ΦI a 知控制电流I a 也不变b ：KeKt RaTem Ke Ua n -=知T em 不变可见U a 转速升高理想空载转速变大导致转速n 升高。 1-3已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110V ，额定运行时电枢电流Ia=0.4A ，转速n=3600rpm ，它的电枢电阻Ra=50欧姆，负载阻转矩To=15mN.m 。试问该电动机额定负载转矩是多少？ 答：Ea=Ua-IaRa=110-0.4×50=90V Ea=CeΦn,Ce=0.105Cm CmΦ=0.2383600 0.10590n 105.0=?=?Ea T em =T 0+T 2=CmΦIa→T 2=CmΦIa-T 0=0.40.238=0.0952-15×10-3=80.2mN.m 1-6当直流伺服电动机电枢电压、励磁电压不变时，如将负载转矩减少，试问此时电动机的电枢电流、电磁转矩、转速将怎样变化？并说明由原来的状态到新的稳态的物理过程。 答：磁转矩T em =T 0+T 2可见T 2↓电磁转矩也↓。由T em =C m ΦI a 知控制电流I a ↓Ea=Ua-IaRa 可见I a ↓知Ea↑，由Ea=CeΦn 知Ea↑知n↑ 第二章直流测速发电机 2-4某直流测速发电机，其电枢电压U=50V ，负载电阻R L =3000Ω，电枢电阻Ra=180Ω，转速n=3000rpm ，求该转速下的空载输出电压Uo 和输出电流Ia 。Ea =Ua IaRa Ia=300050=0.0167A Ea=50Ea =50+3000 50×180=53空载Uo =Ea =53第三章步进电动机 3-8某五相反应式步进电动机转子有48个齿，试分析其有哪几种运行方式及对应的步距角，并画出它们的矩角特性曲线族。 答:5相单5拍A→B→C→D→E→A Θb ==?=48 5360NZr 360 1.5°T emA =-T jmax sin(Θe )T emB =-T jmax sin(Θe -52π)T emC =-T jmax sin(Θe -5 4π)
自动控制元件设计与实 践 GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-
《自动控制元件设计与实践》题目库题目1. 波形信号发生器 1.1 设计要求： 1.利用运算放大器UA741CD设计方波和三角波发生电路。 2.使用Multisim 12.0仿真并焊接实物电路图 3.并测试实际电路的放大位倍数。 1.2 设计方案： 图1 波形信号发生器Multisim仿真图 图1.1 波形信号发生器仿真结果图 1.3 器件清单： 表1波形信号电路仿真器件
题目2. 可控单音频发声电路 2.1 设计要求： 利用555定时器设计并实现一个标准的单音发声电路，了解声音的产生过程。并在multisim上进行仿真。
2.2 设计方案： 图2 可控单音频发声电路Multisim仿真图2.3 器件清单： 表2 可控单音频发声电路器件清单
题目3. 电压-频率转换电路 3.1 设计要求： 1.掌握电压-频率转换电路的工作原理及设计方法。 2.掌握电路参数的调整方法。 3.以上电路的实现所使用的放大器原件主要基于UA741CD。 4.设计完成在Multisim上进行仿真，并测试实际电路与仿真电路的误差。 5.从原理上分析该误差产生的原因，并简控讨减小误差和优化设计的思路和方 法。 电压-频率转换电路的功能是将输入直流电压转换成频率与其数值成正比的输出电压，故称为电压控制震荡电路。可以认为电压-频率转换电路是一种模拟量到数字量的转换电路。 3.2 设计方案： 图3 电压频率转换电路Multisim仿真图 图3.1 仿真波形图
自动控制元件 2．输入信号是电枢电压a u ，输出信号是电机转角θ。绘出直流电动机动态框图，标出)(s I a ， ),(),(s T s E em a 及扰动力矩)(s T c 。 3．绘出直流电动机电枢控制的调节特性和机械特性曲线，标出始动电压、理想空载转速和堵转转矩，标出电动机、发电机和反接制动状态。 4．直流电动机的主要优点和缺点是什么？ 优点：力矩大，控制容易。 缺点：有机械换向器，有火花，摩擦大，维护较复杂，价高，结构复杂。 5.电机铁心多用硅钢片叠压而成。采用片状材料的目的是什么？ 减小涡流损耗 6.性能优良的永磁直流力矩电动机现在一般采用什么永磁材料？ 钕铁硼 e t K K 、大，电枢扁平状。 7.与直流伺服电动机相比，直流力矩电动机的e K 、t K 有什么特点？电枢的几何形状有什么特点？ 二．（20分） 1.异步电动机等效电路图中s s r 1'2上的热损耗表示什么？
2.简述两相对称绕组产生椭圆形旋转磁场的条件。 3画出两相电机幅相控制时的电路图。 3．磁场) F- =ω表示什么磁场？为什么？ A sin(x t 4.绘出圆形旋转磁场时异 步电动机的两条典型机械 特性曲线（转子电阻大和小）。 5．推导两相伺服电动机传递函数) s s GΩ =,并说明其中的参数与静态特性曲线 ( U /) (s ( ) 的关系。
6．绘出三相异步电动机 从基频向下变频调速时 的机械特性。 7.异步电动机从基频向下变频调速时，若电压保持不变将产生什么现象？用公式说 明。 8．一台三相异步电动机空载转速是1450 r/min，电源频率50 Hz。这是几极电机？ 为什么？ 三、（7分） 1.简述永磁同步电机同步运行时的工作原理，画出必要的图形，写出电磁转矩公式。 2.写出磁阻同步电动机电磁转矩表达式并说明参数的含义。 3.哪种同步电动机不加鼠笼绕组就能 自行起动并具有较大的起动转矩？ （） 绘出它的机械特性曲线。
自动往复循环延时电机控制线路 【摘要】通过对电机工作原理及拖动过程的分析，根据生产机械的运行要求，采取现代电气控制技术设计的自动往复循环延时控制线路控制电机的工作，该电路适用于电动机容量较小，循环周期较长、电动机转轴具有足够刚性的拖动系统中。 【关键词】现代电气控制;电机;循环;延时 0.引言 三相笼型异步电动机由于结构简单、价格便宜、坚固耐用等有点获得了广泛的应用。在生产实际中，它的应用占到了使用电机的80%以上。在生产实践中，各种生产机械常常需要自动往复运动，如：机床工作台。因此，利用现代电气技术设计的控制线路来控制电机的正反转，方便可靠。该控制线路由继电器、接触器和按钮等有触点的电器组成。该线路可以提高生产效率，给厂家带来更大的利益，也方便了人们的生活。 1.解决方案 由电动机原理可知，三相异步电动机的三相电源进线最终任意两相对调，电动机即可反转。因此，采取现代电气控制技术，由继电器、接触器和按钮等有触点的电器组成的控制线路来改变定子绕组相序来实现正反向的切换工作，实现自动往复循环延时运动。 2.控制线路及工作原理 控制线路如下： 工作原理： L1、L2、L3为三相电源进线端子。BG3、BG4分别为左、右超限限位保护用的形成开关。限位开关BG1放在左端需要反向的位置，而BG2放在右端需要反向的位置，机械挡铁放在运动部件上。启动时利用正向或反向按钮。当按下正转按钮SF2，接触器QA1通电吸合，并形成自锁，主触点QA1闭合，电动机正向旋转并带动机械向左运动。当机械移至左端，并碰到BG1时，将其压下，其常闭触点断开，QA1线圈失电，同时，使其常开出点闭合，继电器KF1线圈得电并形成自锁，当KF1得电一段时间后，通电延时闭合常开触点闭合，接通反转接触器QA2线圈电路，主触点QA2闭合。此时电动机则由正转变为反转，带动机械向右边运动。当机械移至右端，并碰到BG2时，将其压下，其常闭触点断开，QA2线圈失电，同时，使其常开出点闭合，继电器KF2线圈得电并形成自锁，当KF2得电一段时间后，通电延时闭合常开触点闭合，接通正转接触器QA1线圈电路，电机又开始正转带动机械向左边运动。如此循环往复，从而使
第一章概述 1完成本次循环工作后，停止在最初位置。其运动路线示意图如下图1-1所示。 如图1-1 小车运动路线示意图 第二章硬件设计 2.1 主电路图 如图2-1为小车循环控制的主电路原理图。该电路图利用两个接触器的主触点KM1、KM2分别接至电机的三相电源进线中，其中相对电源的任意两相对调，即可实现电机的正反转，也可达到小车左右运行的目的。假设接通KM1为正转（小车右行），则接通KM2为反转（小车左行）。
图2-1小车循环控制的主电路原理 2.2 I/O地址分配 如表2-1为小车循环运动PLC控制的I/O分配表。在运行过程中，这些I/O口分别起到了控制各阶段的输入和输出的作用，并且也使小车的控制过程更清晰明了，动作与结果显示更加方便直接。 表2-1
2.3 I/O接线图 如图2-2为小车循环运动PLC控制的I/O接线图。在进行调试过程时，在PLC模块上，当I0.0有输入信号，即按下SQ1；当I0.1有输入信号，也即按下SQ2，以此类推，I/O接线图就是把实际的开关信号变成调试时的输入信号。同理，输出信号也是利用PLC模块把小车的实际运动用Q0.0、Q0.1的状态表现出来。 图2-2小车循环运动PLC控制的I/O接线图 2.4 元件列表 如表2-2为小车循环运动PLC控制的元件列表。在本次设计中就是利用这些元件，用若干导线连接起来组成了我们需要的原理图、I/O接线图。 表2-2
第三章软件设计 3.1 程序流程图 如图3-1为小车循环运动PLC控制的程序流程图。小车在一个周期内的运动由4段组成。设小车最初在左端，当按下启动按钮，则小车自动循环地工作，若按下停止按钮，则小车完成本次循环工作后，停止在最初位置。 首先小车位于初始位置，按下SB1启动后，小车向右行驶；当碰到行程开关SQ4，小车转向，向左行驶；碰到行程开关SQ2，小车再一次转向，向右行驶；碰到行程开关SQ3，小车又向左行驶，直到再次碰到SQ1，然后开始依次循环以上过程。若不按下停止按钮SB2则小车一直进行循环运动，若此时按下停止按钮SB2，小车又碰到行程开关SQ1，则小车回到初始位置。
自动控制元件 一．（20分） 1. 1台永磁直流力矩电机，反电势系数),rad/s V/( 2=e K 摩擦转矩m N 2.0?=f T ，转动惯量3104-?=J kg ?m 2，电感02.0=a L H 。连续堵转时电流A 51=I ，电压V 201=U 。 （1）求机电时间常数m τ，电磁时间常数e τ，连续堵转的电磁转矩1T 。 答案：33e 1410s 510s 10N m m T ττ--=?=?=?，， （2）电枢电压2U =25V ，求起动时的输出转矩20T 和此电压对应的空载转速20ω。 答案：202012.3N m 12.3rad/s T ω=?=， （3）电机转速rad/s 103=ω，电磁转矩m N 23?=T 时，求电枢电压3U 和输出 转矩30T 。 答案：33024V 1.8N m U T ==?， （4）写出该电机的传递函数)(/)(s U s a Ω。 答案： （4） 2()0.50.5()(0.041)(0.0051)0.000020.041 a s U s s s s s Ω=≈++++ 2．输入信号是电枢电压a u ，输出信号是电机转角θ。绘出直流电动机动态框图，标出)(s I a ，),(),(s T s E em a 及扰动力矩)(s T c 。 答案： 3．绘出直流电动机电枢控制的调节特性和机械特性曲线，标出始动电压、理想空载转速和堵转转矩，标出电动机、发电机和反接制动状态。 答案：
4．直流电动机的主要优点和缺点是什么？ . 优点：力矩大，控制容易。 缺点：有机械换向器，有火花，摩擦大，维护较复杂，价高，结构复杂。 5.电机铁心多用硅钢片叠压而成。采用片状材料的目的是什么？ 5.减小涡流损耗。 6.性能优良的永磁直流力矩电动机现在一般采用什么永磁材料？ 6.钕铁硼。 7.与直流伺服电动机相比，直流力矩电动机的e K 、t K 有什么特点？电枢的几何形状有什么特点？ 7.e t K K 、大，电枢扁平状。 二．（20分） 1.异步电动机等效电路图中s s r -1' 2上的热损耗表示什么？ 答案.电机一相绕组产生的机械功率。 2.简述两相对称绕组产生椭圆形旋转磁场的条件。 答案.两相电流相位差：090θ<< 两相电压相位差90o，幅值不等。 3画出两相电机幅相控制时的电路图。 4.绘出圆形旋转磁场时异步电 动机的两条典型机械特性曲线（转子电阻大和小）。 5．推导两相伺服电动机传递函数)(/)()(s U s s G Ω=,并说明其 中的参数与静态特性曲线的关系。 答案： d (,)d T J U T t ωωω==?，
自动小车往复运动控制 1.单流程的步进顺控设计法 （1）单流程顺控结构 一个控制过程可以分为若干个阶段，这些阶段称为状态或者步。状态与状态之间由转换条件分隔。当相邻两状态之间的转换条件得到满足时，就实现状态转换。 所谓单流程，是指状态转移只可能有一种顺序。像自动小车的控制过程就只有一种顺序：S0→S20→S21→S22→S23→S0，没有其他可能，所以叫单流程顺控结构。 （2）状态元件 上述的每一个状态或者步用一个状态元件表示，S0为初始步，也称为准备步，表示初始准备是否到位。其它为工作步。 状态元件是构成状态转移图的基本元素，是可编程控制器的软元件之一。FX2N 共有1000个状态元件，其分类、编号、数量及用途如表1所示。
注：①状态的编号必须在指定范围内选择。 ②各状态元件的触点，在PLC 内部可自由使用，次数不限。 ③在不用步进顺控指令时，状态元件可作为辅助继电器在程序中使用。 ④通过参数设置，可改变一般状态元件和掉电保持状态元件的地址分配。 （3） 状态转移图（SFC ） 的画法 状态转移图（SFC ）也称功能表图。用于描述控制系统的控制过程，具有简单、直观的特点，是设计PLC 顺控程序的一种有力工具。状态转移图中的状态有驱 动动作、指定转移目标和指定转移条件三个要素。其中转移目标和转移条件是必不可少的，而驱动动作则视具体情况而定，也可能没有实际的动作。如图6所示，在初始步S0，没有驱动动作，S20为其转移目标，X0、X1为串联的转移条件；在S20步， Y1为其驱动动作，S21为其转移目标，X2为其转移条件。 步与步之间的有向连线表明流程的方向，其中向下和向右的箭头可以省略。图6中流程方向始终向下，因而省略了箭头。 （4） 状态转换的实现
2007.11.5~11.9 技师电419 课题四自动往复循环控制线路 1、正确掌握自动往复循环控制线路的工作原理； 2、正确进行自动往复循环控制线路装配。 德育目标：1、引导学生逐渐树立较强的质量意识。 2、引导学生逐渐养成勤俭节约的良好作风。 自动往复循环控制线路的工作原理 自动往复循环控制线路的装配 教学方法：讲解法、演示法、现场实习法 课日一：自动往复循环控制线路的介绍 课日授课日期：2007.11.5 课日教学目的：1、了解自动往复循环控制线路的组成； 2、熟练掌握位置开关的工作原理。 课日教学过程： 一、组织教学 1、检查学生出席情况及劳动保护穿戴情况； 2、调动学生参与教学的积极性； 3、随时注意实习课堂动向，控制好教学秩序。 二、复习旧课
1、复习常用低压电器种类、名称、符号、使用方法及维修。 三、讲授新课 1、位置开关和位置控制 位置开关是一种将机械信号转换为电气信号，以控制运动部件位置或行程的自动控制电器。而位置控制就是利用生产机械运动部件上的挡铁与位置开关碰撞，使其触头动作，来接通或断开电路，以实现对生产机械运动部件的位置或行程的自动控制。 2、行程开关 行程开关是用以反映工作机械的行程，发出命令以控制其运动方向和行程大小的开关。 3、自动往复循环控制线路的组成 KM1、KM2为正反转接触器，SB1、SB2为正反启动按钮，SB3为停车按钮，SQ1、SQ2为限位开关，FU1、FU2作短路保护。 四、安全注意事项 1、集体背诵安全操作规程； 2、注意两人上岗，其中一人负责安全。 五、巡回指导 1、对学生的接线进行检查指导； 2、对学生的排故障操作进行指导； 3、对学生排故障技巧进行指导。
自动控制元件 部分课后题答案 第一章 直流伺服电动机 1-1直流伺服电动机的电磁转矩和控制电流由什么决定？ 答：a ：由T em =C m ΦI a 知电磁转矩由每极磁通量和绕组电流大小决定。 b ：由T em =T 0 +T 2 =CmΦIa 控制电流由负载转矩(T 2)和空载转矩(T 0)大小 决定。 1-2当直流伺服电动机的负载转矩恒定不变时，控制电压升高将使稳态的电磁转矩、控制电流、转速发生怎样的变化？为什么？ 答：a ：电磁转矩T em =T 0 +T 2可见电磁转矩也不变。由T em =C m ΦI a 知控制电流 I a 也不变 b ：KeKt RaTem Ke Ua n -=知T em 不变可见U a 转速升高理想空载转速变大导致转速n 升高。 1-3已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110V ，额定运行时电枢电流Ia=0.4A ，转速n=3600rpm ，它的电枢电阻Ra=50欧姆，负载阻转矩To=15mN.m 。试问该电动机额定负载转矩是多少？ 答：Ea= Ua- IaRa=110-0.4×50=90V Ea=Ce Φn, Ce=0.105Cm Cm Φ=0.2383600 0.10590n 105.0=?=?Ea T em =T 0 +T 2=CmΦIa→T 2=CmΦIa -T 0 =0.40.238=0.0952-15×10-3=80.2mN.m 1-6当直流伺服电动机电枢电压、励磁电压不变时，如将负载转矩减少，试问此时电动机的电枢电流、电磁转矩、转速将怎样变化？并说明由原来的状态到新的稳态的物理过程。 答：磁转矩T em =T 0 +T 2可见T 2 ↓电磁转矩也↓。由T em =C m ΦI a 知控制电流I a ↓
目录 摘要 (1) 第一章概述....................................................... (2) 第二章硬件设计 (3) 1.主电路图 (3) 2.I/O地址分配 (4) 3.I/O接线图 (4) 4.元件列表 (5) 第三章软件设计 (6) 1.程序流程图 (6) 2.功能图 (7) 3.梯形图 (8) 4.指令表 (9) 5.程序分析 (11) 第四章结论 (12) 第五章设计感想 (13) 第六章参考文献 (15)
摘要 P LC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC 的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。其应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。 本设计是基于PLC编程的生产流水线小车循环运动控制 设计。论述了小车控制系统的软硬件设计方案及其控制原理。采用的是步进指令，因而比较简洁。小车在一个周期内的运动由四段组成。设小车最初在左端，当按下启动按钮，则小车自动循环地工作，当按下停止按钮时，则小车完成本次循环工作后，停止在初始位置。 关键词：PLC 步进指令循环控制
第一章:概述 可编程序控制器（PLC）是在电气控制技术和计算机技术的基础上以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置，以其编程简单、可靠性高、功能完善，体积小、重量轻的特有优势，广泛应用于各个行业。该生产流水线上的小车自动控制系统是冶金、有色金属、煤矿、车站、港口、码头仓库、矿井等行业的主要设备之一。本文介绍了一种基于三菱PLC控制的生产流水线自动控制小车系统设计方案。利用PLC 控制技术，可实现小车相关运动，小车在一个周期内的运动由四段组成。设小车最初在左端，当按下启动按钮，则小车自动循环地工作，若按下停止按钮，则小车完成本次循环工作后，停止在最初位置。
自动控制元件设计与实践 Prepared on 24 November 2020
《自动控制元件设计与实践》题目库题目1. 波形信号发生器 设计要求： 1.利用运算放大器UA741CD设计方波和三角波发生电路。 2.使用Multisim 仿真并焊接实物电路图 3.并测试实际电路的放大位倍数。 设计方案： 图1 波形信号发生器Multisim仿真图 图波形信号发生器仿真结果图 器件清单： 题目2. 可控单音频发声电路 设计要求： 利用555定时器设计并实现一个标准的单音发声电路，了解声音的产生过程。并在multisim上进行仿真。 设计方案： 图2 可控单音频发声电路Multisim仿真图
器件清单： 题目3. 电压-频率转换电路 设计要求： 1.掌握电压-频率转换电路的工作原理及设计方法。 2.掌握电路参数的调整方法。 3.以上电路的实现所使用的放大器原件主要基于UA741CD。 4.设计完成在Multisim上进行仿真，并测试实际电路与仿真电路的误差。 5.从原理上分析该误差产生的原因，并简控讨减小误差和优化设计的思路和方法。 电压-频率转换电路的功能是将输入直流电压转换成频率与其数值成正比的输出电压，故称为电压控制震荡电路。可以认为电压-频率转换电路是一种模拟量到数字量的转换电路。 设计方案： 图3 电压频率转换电路Multisim仿真图 图仿真波形图 器件清单： 题目4. 电流-电压转换电路 设计要求： 1.掌握电流-电压转换电路的工作原理及设计方法。 2.掌握电路参数的调整方法。
3.电路可输入几毫安至几十毫安的电流，经过比例放大器和加法器后可输出±10V的电 压信号。 4.分析设计小电流信息号源产生电路，并用于该实验。 5.电路实现所用放大器基于UA741CD。设计思路用Multisim进行仿真。仿真通过后方接 入实际电路。 6.从原理上简要分析仿真结果我与实际电路结果误差产生的原因。并至少提出一种可以 优化设计的方安。 设计方案： 图4 电流电压转换电路Multisim仿真图 器件清单： 题目5. 555定时器单稳态触发器电路 设计要求： 用555定时器构成一个单稳态触发器，该触发器具有一个稳态电路和一个暂稳态电路。一般情况下，电路处于稳态，外加触发脉冲可以使电路翻转到暂稳态，在暂稳态停留一段时间后自动返回稳态。 1.使用Multism对设计思路进行仿真。 2.仿真通过后在面包板上搭建实际电路。并测试实际电路与仿真结果的差异。 3.对该差异进行原理上的探讨和分析。并至少提出一种可以优化设的方案。 设计方案： 图5 555定时器单稳态触发器Multisim仿真图 器件清单：
学号： 课程设计 题目 学院 专业 班级 姓名 指导教师 年月日
目录 摘要 (3) 1设计任务及要求 (4) 2方案设计及选择 (4) 2.1 方案设计 (4) 2.2 方案的比较与选择 (8) 3单元电路的设计 (9) 4 整体电路图及原理 (15) 4.1整体电路图 (15) 4.2工作原理 (16) 5 电路调试及结果分析 (16) 5.1调试 (16) 6 结果评价与改进方法 (17) 6.1结果评价 (17) 6.2改进方法 (17) 7总结 (18) 8参考文献 (18)
摘要 多组彩灯按照一定的顺序点亮构成的电路具有很高的观赏性，在生活中有着很广泛的应用，例如广告牌，霓虹灯等。本设计中彩灯控制器可用于对霓虹灯或彩灯及节日字灯的控制，本次课程设计将对设计框图、设计电路图、单元电路图、工作原理、所用器件、电路调试等方面进行介绍，最后对本次课程设计进行总结。 关键词：循环，计数，单元电路
彩灯循环控制电路的设计与制作 1设计任务及要求 （1）8个彩灯能够自动循环点亮。 （2）彩灯循环显示且频率快慢为1S。 选作：设计具有控制彩灯左移，右移，全亮及全灭功能的电路 2方案设计及选择 2.1 方案设计 2.1.1 方案一 根据设计要求，使用计数器来实现循环，设计电路使其可实现以下功能 1）彩灯右移依次点亮的循环； 0101 2）彩灯左移依次点亮的循环： 0111 0010
3）彩灯全灭的功能；00000000 设计方案原理图 各单元电路所用器件为： 1）脉冲发生器：使用555构成的多谐振荡电路产生频率为1Hz 的脉 冲信号；
部分习题答案，仅供参考！ 直流测速发电机 1.为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势? 答：电枢连续旋转，导体ab和cd轮流交替地切割N极和S极下的磁力线，因而ab和cd中的电势及线圈电势是交变的。 由于通过换向器的作用，无论线圈转到什么位置，电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接，如电刷A始终与处在N极下的导体相连接，而处在一定极性下的导体电势方向是不变的，因而电刷两端得到的电势极性不变，为直流电势。 2. 如果图2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和 A、B电刷的极性如何? 答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指向a，S极下导体cd中电势由d指向c。电刷A通过换向片与线圈的a端相接触，电刷B与线圈的d端相接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。 当电枢转过180°以后，导体cd处于N极下，导体ab处于S极下，这时它们的电势与前一时刻大小相等方向相反，于是线圈电势的方向也变为由a到d，此时d为正，a为负，仍然是A刷为正，B刷为负。 4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给定值?
答：转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反应的去磁作用越强，磁通被削弱得越多，输出特性偏离直线越远，线性误差越大，为了减少电枢反应对输出特性的影响，直流测速发电机的转速不得超过规定的最高转速，负载电阻不能低于最小负载电阻值，以保证线性误差在限度的范围内。而且换向周期与转速成反比，电机转速越高，元件的换向周期越短；eL正比于单位时间内换向元件电流的变化量。基于上述分析，eL必正比转速的平方，即eL∝n2。同样可以证明ea ∝n2。因此，换向元件的附加电流及延迟换向去磁磁通与n2成正比，使输出特性呈现非线性。所以，直流测速发电机的转速上限要受到延迟换向去磁效应的限制。为了改善线性度，采用限制转速的措施来削弱延迟换向去磁作用，即规定了最高工作转速。 第三章 1. 直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定? 答;直流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压和本身的内阻，而且还取决于与转速成正比的反电势（当?=常数时） 根据转矩平衡方程式，当负载转矩不变时，电磁转矩不变；加上励磁电流If不变，磁通Φ不变，所以电枢电流Ia也不变，直流电动机的电磁转矩和电枢电流由直流电动机的总阻转矩决定。 3. 一台他励直流电动机，如果励磁电流和被拖动的负载转矩都不变，而仅仅提高电枢端电压，试问电枢电流、转速变化怎样? 答：当直流伺服电动机负载转矩、励磁电流不变时，仅将电枢电压
1.运料小车的发展概况 工厂运输现大多采用地面运输，地面运输主要采用叉车及手推运料小车,叉车需专人驾驶且无固定轨道,在车间内运行极不安全,手推运料小车需人为动力,劳动强度大，运输效率低。随着经济的发展，运料小车不断扩大到工业运输的各个领域，从手动到自动,逐渐形成了机械化、自动化。早期运料小车电气控制系统多为继电器-接触器组成的复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。后来，单片机应用到运料小车控制系统中。但是单片机开发周期长,使用难，开发成本高，批量成本低，对人要求高,而且其稳定性不够高。由于PLC 开发周期短,使用容易,开发成本低,批量成本高，对操作人员技术要求要求不高,并且稳定性好，抗干扰能力强,使得对基于PLC的运料小车控制系统的开发研究逐步加强。 PLC(Proｇrａｍｍaｂｌe Logｉcal Ｃｏnｔrｏlｌer)是２0世纪7０年代以来以微处理器为核心,综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制装置。由于它具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，使其在自动化控制的各个领域中得到了广泛的应用。 将PLC应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制。降并且,控制系统具有连线简单,自动控制，控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好,安装、维修和改造方便可以降低系统的运行费用等优点，低系统的运行费用。
2.可编程控制器（PLC）概述 2.１PLＣ的概述 ＰLC即可编程控制器（Pｒogramｍable lｏgic Cｏnｔrollｅr，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(Inteｒnaｔioｎal Eｌect ｒiｃａl Coｍmiｔtee）颁布的PLＣ标准草案中对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其 图2-1 PLC三菱FX系列 内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PＬＣ及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”2．2．1 PLC的特点 (１)可靠性高，抗干扰能力强 （２)配套齐全,功能完善,适用性强 （3）易学易用，深受工程技术人员欢迎 (4)系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造 （5)体积小，重量轻,能耗低 2.2 PLC的构成 从结构上分,PLＣ分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式PLC包括CPU板、I/O 板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PＬC 包括ＣPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
三相交流电动机自动循环控制电路中的PLC梯形图和语句 表 三相交流电动机自动循环控制是指电动机在限位开关的作用下自动实现正反转循环控制的方式。 图1所示为三相交流电动机自动循环控制中的plc梯形图和语句表，表1所列为其I/O地址分配表。 图1 三相交流电动机自动循环控制中的PLC梯形图和语句表
表1 三相交流电动机自动循环控制中PLC控制I/O地址分配表 结合I/O地址分配表，首先了解该梯形图或语句表中各触点及符号表示的含义，并将梯形图与语句表相结合分析。 1．按下正向起动按钮SB1电动机正转至自动反转的控制过程 图2所示为按下起动按钮SB1时，电动机M1起动至自动反转的控制过程。
图2 电动机M1起动至自动反转的控制过程 1 按下起动按钮SB1，将PLC程序中的输入继电器常开触点I0.1置“1”，即常开触点I0.1闭合。 1→2 输出继电器Q0.0线圈得电。 →2-1 自锁常开触点Q0.0闭合，实现自锁功能； →2-2 控制输出继电器Q0.1的常闭触点Q0.0断开，防止Q0.1得电，实现互锁； →2-3 控制PLC外接交流接触器KM1线圈得电吸合，带动主电路中的主触点闭合，接通电动机M1正向电源，电动机M1正向启动运转。 3 当电动机运行到正向限位开关SQ1位置时，SQ1受压触发，PLC程序中相应的输入继电器触点I0.4动作。 →3-1 控制输出继电器Q0.0的常闭触点I0.4断开； →3-2 控制输出继电器Q0.1的常开触点I0.4闭合； 3-1→4 输出继电器Q0.0线圈失电。 →4-1 自锁常开触点Q0.0复位断开，解除自锁； →4-2 控制输出继电器Q0.1的常闭触点Q0.0复位闭合，为Q0.1得电做好准备； →4-3 控制PLC外接交流接触器KM1线圈失电释放，带动主电路中的主触点复位断开，切断电动机M1正向电源，电动机M1正向运行停止。3-2和4-2→5 输出继电器Q0.1线圈得电。 →5-1 自锁常开触点Q0.1闭合，实现自锁功能； →5-2 控制输出继电器Q0.0的常闭触点Q0.1断开，防止Q0.0得电，
任务三PLC改造三相异步电动机自动循环控制 知识目标： 熟悉并掌握继电器控制中位置控制、自动循环控制的基本工作原理。 技能目标： 通过实训，熟练掌握用PLC控制位置控制、自动循环控制，并且能够进行实际应用。 实训课时：4学时。 知识位置控制线路的PLC控制 1.行车位置控制线路原理 图4-19所示是工厂车间内行车运动示意图。在行车的两头终点处各安装一个位置开关SQ1、SQ2，作为行车的终端位置保护装置，并将行程开光的常闭触点分别串接在控制行车前后前进的正/反转控制线路中，在行车前后各安装挡铁1和挡铁2，当挡铁碰触到终点处的行程开关，其常闭触头切断了控制线路，切断了电源，保护了行车运行。 图4-19 行车运行示意图 工厂车间里的行车常采用位置控制。位置控制线路的原理如图4-20所示。 行车位置控制基本原理：当KM1(KM2)线圈得电时，此时电动机M正（反）转，行车向前运行，当挡铁1（2）碰到位置开关SQ1(SQ2),其常闭触头分断，接触器KM1（KM2）线圈失电，停止正转运行，此时若再按下SB1(SB2)，KM1(KM2)线圈也不得电，行车也不会再运行，从而保证了行车不会超过SQ1(SQ2)所在的位置，保护了行车的运行。 2.列出I/O口分配 根据原理图，列出PLC控制I/O口元件地址分配表。I/O口分配如表4-15所列。 3.PLC外部硬接线图 根据I/O口分配，画出PLC控制I/O口外部硬接线图。位置控制PLC外接线示意图如图4-21所示。
注意：在正/反转控制中，除了要在外部硬件进行联锁之外，还应该在梯形图程序中进行必要的联锁，这样可以保证运行的安全性、正确性。 4.编写梯形图程序 据电路的工作原理及PLC的I/O口分配，应用经验法进行合理编程。PLC控制位置控制参考程序如图4-22 图4-21位置控制PLC外接线示意图
哈工大2003 年春季学期 自动控制元件及线路试题 一、多项选择：以下各题有一个或多个正确答案，请选择正确答案标号填于题后答案中。（20 分） 1. 电机和变压器中铁芯采用硅钢片迭压而成是为了（） A ?减小磁滞损耗 B.增加导磁率 C.减小涡流损耗 D.增加耦合系数 答案（） 2. 通常直流电机定子包括 A. 电刷 B.换向器 B.电枢绕组D.激磁绕组 答案（） 3. 直流电机和感应式异步电机的转子铁芯采用（） A.硬磁材料 B.顺磁材料 C.抗磁材料 D.软磁材料 答案（） 4. 一磁阻式步进电机正常运行时每步步距误差可达0.2 度，若该电机正常运转100 步， 总的转角误差是（选出最明确的答案） A.小于等于20度 B.小于等于10度 C.大于等于10度 D.小于等于0.2度 答案（） 5. 直流电机换向火花随以下情况增大 A.电枢电流增大 B.电机转速增大 C.电机负载转矩增大 D.电枢电压提高 E. 换向器表面变粗糙答案（） 6. 一电源变压器原边空载电流随以下情况增大 A.变压器铁芯磁阻减小 B.变压器铁芯磁阻增加 C. 变压器原边线圈匝数增加 D.变压器铁芯气隙增大 答案（） 7. 两相交流伺服电机转予绕组回路电阻选的较大是为了 A.提高电机效率 B.增加电机转矩 C.使电机机械特性具有良好的线性度 D. 消除单相自转 答案（） 8. 直流电动机有以下工作状态 A.电动机状态 B.过流运行状态 C.发电机状态 D.反接制动状态 E. 能耗制动状态 F.欠负荷状态 9. 选出正确项 A. 增量式光电编码器应用时不用寻找零位 B. 自整角机是测量角位移的元件 C. 感应同步器是测量电流的元件 D. 异步电机的换向器和电刷机构较直流电机简单 E. 力矩电机电枢（转子）长度与直径之比较小 F. 通常三相异步电动机堵转转矩小于最大转矩 G. 异步电动机输出最大功率出现在转子转速为同步转速时 H. 光电编码器（光栅）是一种位移测量元件 I. 直流电动机转子依靠定子旋转磁场旋转 J. 将输入三相电机的三相交流电源中任意两相对掉就可以改变该电机的转向
摘要 可编程控制器(PLC)是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 本设计是基于PLC编程的生产流水线小车循环运动控制设计。论述了小车控制系统的软、硬件设计方案及其控制原理。采用的是步进指令，因而比较简洁。 关键词：PLC 步进指令循环控制
目录 摘要...........................................................................................I 第一章概述.. (1) 设计背景及意义 (1) 第二章硬件设计 (3) 主电路图 (3) I/O地址分配 (4) I/O接线图 (4) 元件列表 (5) 第三章软件设计 (6) 程序流程图 (6) 梯形图 (7) STL指令 (11) 程序分析 (12) 第四章程序调试 (14) 程序流程图 (14) 设计感想 (16) 参考文献 (17)
第一章概述 设计背景及意义 传统的运料小车大都是继电器控制，而继电器控制有着接线繁多、故障率高且维修不易等缺点，PLC作为目前国内市场的主流控制器，在技术、行业影响等方面有重要作用。利用PLC控制代替继电器控制已经是大势所趋。 由于PLC的不断发展和革新，使得生产线的运输控制也将得到不断的改善和生产率的不断提高，小车自动控制系统经历了以下几个阶段：（1）手动控制：但是由于当时的技术还不够成熟，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。（2）自动控制：通过机器人技术，自动化设备终于实现了PLC在小车自动控制系统在自动方面的应用。（3）全自动控制：PLC大多采用多CPU结构，不断向高性能、高速度和大容量方向发展。 现代企业为提高生产车间物流自动化水平,实现生产环节间的运输自动化,使厂房内的物料搬运全自动化,许多企业在生产车间广泛使用无人小车,小车在车间工作台或生产线之间自动往返装料卸料。由于小车自动往返的实际意义,随着不同企业不同的要求,控制的难度可以不同。 本文介绍了一种基于西门子PLC控制的生产流水线自动控制小车系统设计方案。将PLC运用到小车自动控制系统，可实现小车的全自动控制，降低系统的运行费用。PLC小车自动控制系统具有连线简单控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好，维修和改造方便等优点。利用PLC 控制技术，可实现小车相关运动，小车在一个周期内的运动由4段组成。设小车最初在左端，当按下启动按钮，则小车自动循环地工作，若按下停止按钮，则小车
课题四位置控制与自动循环控制线路 一、教学目的及要求 1、掌握位置控制与自动循环控制线路的组成及工作原理，并熟练地画出电路图。 2、掌握位置控制与自动循环控制线路的安装、调试与维修。 二、教学重点及难点 重点：1、位置控制线路的原理、安装、调试与维修。 2、自动循环控制线路和原理、安装、调试与维修。 难点：自动循环控制线路和安装、调试与维修。 三、教具 四、教学过程 （一）位置控制线路（又称行程控制或限位控制线路） 位置开关是一种将机械信号转换为电气信号，以控制运动部件位置或行程的自动控制电器。而位置控制就是利用生产机械运动部件上的挡铁与位置开关碰撞，使其触头动作，来接通或断开电路，以实现对生产机械运动部件的位置或行程的自动控制。
线路工作原理叙述如下：先合上电源开关QS 。 此时，即使再按下SB1，由于SQ1常闭触头已分断，接触器KM1线圈也不会得电，保 证了行车不会超过SQ1所在的位置。 停车时只需按下SB3即可。 二、自动循环控制电路 引入：在行车限位控制电路中，当行车到达两端终点，其挡铁压下位置开关时，不但要求行车停止原来方向的运动，而且还要求它自动改变方向，向相反的方向运行，应将该电路如何改进呢？ 提问：①能否用利用位置控制？②一般的位置开关既有常闭触头，又有常开触头。③前端位置开关的常开触头应如何接入向后接触器KM2的线圈回路？串联还是并联？④并联于何处？⑤为了防止在位置开关SQ1、SQ2失灵时德国超越极限位置而发生事故，需要采取什么措施？ 移至限定位置，挡铁1碰撞位置开关SQ1 行车停止前移 SQ1常闭触头分断 行车前移 行车后移（SQ1常闭触头恢复闭合） 移至限定位置，挡铁2碰撞位置开关SQ2 SQ2常闭 电动机M 失电停转
学号D20607620027 李恒 《自动控制元件》作业 第一章 直流伺服电动机 1-1直流伺服电动机的电磁转矩和控制电流由什么决定？ 答：a ：由T em =C m ΦI a 知电磁转矩由每极磁通量和绕组电流大小决定。 b ：由T em =T 0 +T 2 =CmΦIa 控制电流由负载转矩(T 2)和空载转矩(T 0)大小 决定。 1-2当直流伺服电动机的负载转矩恒定不变时，控制电压升高将使稳态的电磁转矩、控制电流、转速发生怎样的变化？为什么？ 答：a ：电磁转矩T em =T 0 +T 2可见电磁转矩也不变。由T em =C m ΦI a 知控制电流 I a 也不变 b ：KeKt RaTem Ke Ua n -=知T em 不变可见U a 转速升高理想空载转速变大导致转速n 升高。 1-3已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110V ，额定运行时电枢电流Ia=0.4A ，转速n=3600rpm ，它的电枢电阻Ra=50欧姆，负载阻转矩To=15mN.m 。试问该电动机额定负载转矩是多少？ 答：Ea= Ua- IaRa=110-0.4×50=90V Ea=Ce Φn, Ce=0.105Cm Cm Φ= 0.2383600 0.10590 n 105.0=?=?Ea T em =T 0 +T 2=CmΦIa→T 2=CmΦIa -T 0 =0.40.238=0.0952-15×10-3 =80.2mN.m 1-6当直流伺服电动机电枢电压、励磁电压不变时，如将负载转矩减少，试问此时电动机的电枢电流、电磁转矩、转速将怎样变化？并说明由原来的状态到新的稳态的物理过程。 答：磁转矩T em =T 0 +T 2可见T 2 ↓电磁转矩也↓。由T em =C m ΦI a 知控制电流I a ↓ Ea= Ua- IaRa 可见I a ↓知Ea↑，由Ea=Ce Φn 知Ea↑知n ↑ 第二章 直流测速发电机 2-4某直流测速发电机，其电枢电压U=50V ，负载电阻R L =3000Ω，电枢电阻Ra=180Ω，转速n=3000rpm ，求该转速下的空载输出电压Uo 和输出电流Ia 。 Ea = Ua IaRa Ia=3000 50 =0.0167A Ea=50 Ea =50+3000 50 ×180=53 空载Uo =Ea =53 第三章 步进电动机 3-8某五相反应式步进电动机转子有48个齿，试分析其有哪几种运行方式及对应的步距角，并画出它们的矩角特性曲线族。 答: 5相单5拍A→B→C→D→E→A Θb ==?=48 5360 NZr 360 1.5°