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机电传动控制课后习题答案.docx

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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 T T

M L M TL N

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 T T T

L

M> L M>

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 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22

GD逼高速轴的 GD大得多 ?

222因为 P=Tω, T=G? D/375. P= ωG? D /375. ,P 不变转速越小 GD越大,

2

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?

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

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,

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)

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=

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,ηN=%,试求该电机的额定电流和转矩。

P N=U N I NηN

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

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 .

第四章

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=(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 .f 2=Sf1=*50=1 H Z

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.

有一台三相异步电动机,其技术数据如下表所示。

-1

满载时I

st /I Ts T /

型号P /kW U/V n /r ·min I /Aη ×100 cos t/max

N N N N N

T N

φN T N

Y132S-220/396083

3

80

6

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=n N=*3000/960=

Tst/ T N=2Tst=2*= Nm

T max/ T N=T max= Nm

I st /I N=I st =

一般 n N=n0=n N/=1000r/min

SN= (n 0-n N)/ n 0=(1000-960)/1000=

P=60f/ n 0=60*50/1000=3

③ η=P N/P 输入

P 输入 =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.

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。

有一台三相异步电动机,其铭牌数据如下:

P N /kW n N /r · min -1 N /V

η N ×cos φN I st /I N Tst/T N T max /T N 接

U

100

法 40 1470 380 90

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

N

动?

T N = P N / n N

=*40000/1470

=260Nm

Tst/T N =

Tst=312Nm

Tst=KR

2

2

+X 20 2

2

U / ( R 2 )

312 Nm>250 Nm 所以 U=U 时 电动机能启动。

N

当 U=时

2

2

2

Tst=() KRU/ (R

+X )

2

2

20

=*312 =199 Nm

Tst

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

动?

Tst Y =Tst △/3

=* T N /3 = T N

当负载转矩为 T N 时电动机不能启动 当负载转矩为 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,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 N ηN cos φ N √3 =40000/*380** =75A I st /I N = I st =

降压比为时电流 =K 2 I st

=*=200A

电动机的启动转矩 T= K 2 Tst== Nm

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

2

2

2 当转子的电阻适当增加时,启动转聚会增加。

st =KRU/ (R +X

2

220

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。

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。

简述恒压频比控制方式

在额定频率以下,如果电压一定而只降低频率,那么气隙磁通就要过大,造成磁路饱和,严重时烧毁电动机。因此为了保持气隙磁通不变,就要求在降低供电频率的同时降低输出电压,保持u/f= 常数,即保持电压与频率之比为常数进行控制。这种控制方式为恒压频比控制方式,又称恒磁通控制方式。

在额定频率以下,磁通恒定时转矩也恒定,因此,属于恒转矩调速。

第六章

为什么交流电弧比直流电弧容易熄灭?

因为交流是成正旋变化的 , 当触点断开时总会有某一时刻电流为零 , 此时电流熄灭 . 而直流电一直存在 , 所以与交流电相比电弧不易熄灭 .

若交流电器的线圈误接入同电压的直流电源,或直流电器的线圈误接入同电压的交流电源,会发生什么问题?

若交流电器的线圈误接入同电压的直流电源 , 会因为交流线圈的电阻太小儿流过很

大的电流使线圈损坏 . 直流电器的线圈误接入同电压的交流电源 , 触点会频繁的通

短 , 造成设备的不能正常运行 .

交流接触器动作太频繁时为什么会过热?

因为交流接触启动的瞬间 , 由于铁心气隙大 , 电抗小 , 电流可达到 15 倍的工

作电流 , 所以线圈会过热 .

电磁继电器与接触器的区别主要是什么?

接触器是在外界输入信号下能够自动接通断开负载主回路 . 继电器主要是传递

信号 , 根据输入的信号到达不同的控制目的 .

为什么热继电器不能做短路保护而只能作长期过载保护?而熔断器则相反,为什么?

因为热继电器的发热元件达到一定温度时才动作 , 如果短路热继电器不能马上动作 , 这样就会造成电动机的损坏 . 而熔短期 , 电源一旦短路立即动作 , 切断电源 .自动空气断路器有什么功能和特点?

功能和特点是具有熔断器能直接断开主回路的特点, 又具有过电流继电器动作准确性高 , 容易复位 , 不会造成单相运行等优点 . 可以做过电流脱扣器 , 也可以作长期过载保护的热脱扣器 .

时间继电器的四个延时触点符号各代表什么意思?

得电延时闭合的动合触点

得电延时断开的动断触点

失电延时闭合的动断触点

失电延时断开的动合触点

为什么电动机要设有零电压和欠电压保护?

零电压和欠电压保护的作用是防止当电源暂时供电或电压降低时而可能发生的

不容许的故障 .,

要求三台电动机1M、2M、3M按一定顺序启动:即 1M启动后, 2M才能启动; 2M 启动后 3M才能启动;停车时则同时停。试设计此控制线路。

SB SB1

1KM

1KM

SB2

2KM

1KM

2KM

SB3

2KM 3KM 3KM

试设计一台异步电动机的控制线路。要求:

①能实现启停的两地控制;②能实现点动调整;

③能实现单方向的行程保护;④要有短路和长期过。

FU

3SB

4SB1KM

1KM

1SB 2SB5SB

ST

FR 1KM

FR

M

第七章

PLC由哪几个主要部分组成?各部分的作用是什么?

PLC由中央处理器 CPU,存储器 , 输入输出接口 , 编程器组成 .

中央处理器 CPU是核心 , 它的作用时接受输入的程序并存储程序 . 扫描现场的输入状态 , 执行用户程序 , 并自诊断 .

存储器用来存放程序和数据,

输入接口采集现场各种开关接点的信号状态 , 并将其转化成标准的逻辑电平 , 输出接口用于输出电信号来控制对象 .

编程器用于用户程序的编制 , 编辑 , 调试 , 检查和监视 . 还可以显示 PLC的各种状态 .

输入、输出接口电路中的光电耦合器件的作用是什么?

作用是 1 实现现场与 plc 主机的电器隔离 , 提高抗干扰性 .

2 避免外电路出故障时 , 外部强电侵入主机而损坏主机.

3 电平交换 , 现场开关信号可能有各种电平 , 光电耦合起降他们变换成PLC主机要求的标准逻辑电平 .

何谓扫描周期?试简述的工作过程. 。

扫描周期是每执行一遍从输入到输出所需的时间.

工作过程是 1 输入现场信号 : 在系统的控制下 , 顺序扫描各输入点 , 读入的输入点的状态 .

2 顺序扫描用户程序中的各条指令, 根据输入状态和指令内容进行逻辑

运算 .

3 并输出控制信号 , 根据逻辑运算的结果 , 输出状态寄存器向各输出点发

出相应的控制信号 . 实现所要求的逻辑控制功能 .

PLC有哪些主要特点?

PLC的主要特点是①应用灵活,扩展性好.

②操作方便

准化的硬件和软件设计 , 通用性强 .

完善的监视和诊断功能 .

适应恶劣的工业应用环境.

制功能强

第九章

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 .

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/ n N(1-S 2), 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n N

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 .

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

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-1

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

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。

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=-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(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

机电传动控制复习题答案(2012)

机电传动控制复习提纲: 1.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。 答: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。 2.一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:可分为恒转矩型负载特性;离心式通风机型负载特性;直线型负载特性;恒功率型负载特性,4种类型的负载。 3.反抗静态转矩与位能静态转矩有何区别,各有什么特点? 答:反抗转矩的方向恒与运动方向相反,运动方向发生改变时,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,而在相反方向便促进运动。 4.如何判断系统的稳定平衡点 P12 答:(1)电动机的机械特性曲线和生产机械的负载特性曲线有交点(即拖动系统的平衡点);(2)当转速大于平衡点所对应的转速时,TMTL。5.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? 答:机电时间常数的物理意义是; 是反映机电传动系统机械惯性的物理量,其表达形式有 ; 6.加快机电传动系统的过渡过程一般采用哪些方法? 答:加快机电传动系统的过渡过程一般采用:减少系统的飞轮转矩;增加动态转矩。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? 答:大惯量电动机电枢做得粗而短,较大,但它的最大转矩一般为额定转矩的5到10倍,故快速性能好。其低速时转矩大,可直接驱动生产机械。而且电枢短而粗,散热性好,过载持续时间可以较长。 8.有一台四极三相异步电动机,电源电压的频率为50Hz,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。 答:电动机的同步转速 转子转速 转子电流频率:=1Hz 9.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?

机电传动控制技术的发展概述

班级:09机设 姓名:叶冬 学号:200930454014 机电传动控制技术的发展概述 一、设备驱动方式的发展概述 1、发展 按电动机供电电流制式的不同,有直流电力拖动和交流电力拖动两种。早期的生产机械如通用机床、风机、泵等不要求调速或调速要求不高,以电磁式电器组成的简单交、直流电力拖动即可以满足。随着工业技术的发展,对电力拖动的静态与动态控制性能都有了较高的要求,具有反馈控制的直流电力拖动以其优越的性能曾一度占据了可调速与可逆电力拖动的绝大部分应用场合。自20年代以来,可调速直流电力拖动较多采用的是直流发电机-电动机系统,并以电机扩大机、磁放大器作为其控制元件。电力电子器件发明后,以电子元件控制、由可控整流器供电的直流电力拖动系统逐渐取代了直流发电机-电动机系统,并发展到采用数字电路控制的电力拖动系统。这种电力拖动系统具有精密调速和动态响应快等性能。这种以弱电控制强电的技术是现代电力拖动的重要特征和趋势。 交流电动机没有机械式整流子,结构简单、使用可靠,有良好的

节能效果,在功率和转速极限方面都比直流电动机高;但由于交流电力拖动控制性能没有直流电力拖动好,所以70年代以前未能在高性能电力拖动中获得广泛应用。随着电力电子器件的发展,自动控制技术的进步,出现了如晶闸管的串级调速、电力电子开关器件组成的变频调速等交流电力拖动系统,使交流电力拖动已能在控制性能方面与直流电力拖动相抗衡和媲美,并已在较大的应用范围内取代了直流电力拖动。 2、主要形式: 1) 成组拖动 成组拖动的方式为:一台电动机---一根天轴---一组生产机械设备。其特点是:机构复杂,损耗大,效率低,工作可靠性差. 2) 单台电动机拖动 单台电动机拖动的结构方式是:一台电动机---一台设备。其特点是:当生产机械设备运动部件较多时,机构仍复杂,满足不了生产工艺要求. 3) 多台电动机拖动 多台电动机拖动的结构式:一台专门的电动机---同一台设备的每一个运动部件。其特点为:机构简单,控制灵活,便于生产机械的自动化. 举例:龙门刨床的刨台,左垂直刀架,右垂直刀架,侧刀架,横梁,夹紧机构,都是分别由一台电动机拖动的. 二、电气控制系统的发展概况

机电传动控制课后习题答案1..

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

大学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. 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

机电传动控制课后习题问答题答案

.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。 3.12 他励直流电动机启动过程中有哪些要求?如何实现? 答:要求电流Ist≤(1.5~2)IN,可采用降压启动、电枢回路串电阻进行启动。

机电传动控制习题及其答案11

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

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