机电与控制技术答案教学提纲
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第一章参考答案1.什么是低压电器?低压电器是怎样分类的?答:(1)低压电器通常是指工作在交流50Hz(60Hz)、额定电压小于1200V 和直流额定电压小于1500V的电路中,起通断、保护、控制或调节作用的电器。
(2)低压电器的分类方法很多,按照不同的分类方式有不同的类型,主要有按照用途分类、按照工作条件分类、按照操作方法分类和按照工作原理分类等分类方法。
2.什么是额定电流?什么是约定发热电流?两者有什么区别?答:(1)额定工作电流:在规定的条件下,保证电器正常工作的电流。
(2)约定发热电流:在规定的条件下实验,电器在8小时工作制下,各部件的温升不超过极限数值时所承载的最大电流。
额定电流通常是持续工作的条件下,而约定发热电流是在8小时工作制下,后者大于前者。
3.我国的低压电器经历了哪几代?答:我国的低压电器产品大致可分为如下四代。
第一代产品:20世纪60年代至70年代初;第二代产品:20世纪70年代末至80年代;第三代产品:20世纪90年代;第四代产品:20世纪90年代末至今。
4.低压电器的发展趋势是什么?答:(1)智能化(2)电子化(3)产品的模块化和组合化(4)产品的质量和可靠性明显提高5.防止触电有哪些措施?答:(1) 防止接触带电部件常见的安全措施有绝缘、屏护和安全间距。
(2) 防止电气设备漏电伤人(3) 采用安全电压(4) 使用漏电保护装置(5) 合理使用防护用具(6) 加强安全用电管理6.接地有哪些种类?保护接地有哪些形式?答:按照接地的目的可将接地分为如下几类:①工作接地。
②保护接地,也称安全接地。
③过电压保护接地。
④防静电接地。
7.保护接地要注意哪些问题?工作接地要注意哪些问题?答:保护接地要注意的问题:①电气设备都应有专门的保护导线接线端子(保护接线端子),并用‘’符号标记,也可用黄绿色标记。
不允许用螺丝在外壳、底盘等代替保护接地端子。
②保护接地线用粗而短的黄绿线连接到保护接地端子排上,接地排要接入大地,接地电阻要小于4 。
机电控制工程基础课后习题答案第一章:引论1.题目问题:简述机电控制工程的基本概念和发展历程。
答案机电控制工程是一个交叉学科,它涉及机械工程、电气工程和控制工程等多个学科的知识与技术。
其基本概念包括机电系统、控制系统和传感器系统。
机电系统由机械设备、电气设备和控制设备组成,用来完成特定的运动任务。
控制系统由传感器、控制器和执行器组成,用来监测和控制机电系统的运行状态。
传感器系统负责采集、测量和传输机电系统的运行数据。
机电控制工程的发展历程可以分为三个阶段。
第一个阶段是机械、电气和控制等学科独立发展的阶段,各自在不同领域取得了一定的成就。
第二个阶段是机械、电气和控制等学科开始相互交叉融合的阶段,机电系统的概念逐渐形成。
第三个阶段是机电控制工程逐渐成为一个独立学科,形成了一整套完整的理论和方法体系。
第二章:电气与电子技术基础2.题目问题:简述直流电路的基本特点和常用电路元件。
答案直流电路是指电流方向恒定的电路。
其基本特点包括以下几个方面:•电流方向不变。
在直流电路中,电荷只能沿着一个方向移动,电流的方向不会发生改变。
•电压稳定。
直流电源提供的电压一般是恒定的,不会发生明显的波动。
•电阻内部不产生能量损耗。
电阻元件在直流电路中,不会消耗电能,只会产生热能。
常用的直流电路元件包括电容器、电感器和电压源。
电容器用来存储电荷,具有储能效果。
电感器则用来存储磁能,具有阻尼和滤波效果。
电压源是直流电路中常用的电源元件,用来提供稳定的电压。
第三章:电路理论与分析3.题目问题:简述电路的戴维南定理和诺顿定理。
答案戴维南定理和诺顿定理是电路分析中常用的方法,用于简化电路的计算和分析。
•戴维南定理:戴维南定理又称为戴维南-诺顿定理,它指出:任意一个由电压源、电流源和电路元件组成的线性电路,可以用一个等效的电流源和等效的内阻表示。
通过计算戴维南等效电流源和内阻,可以将复杂的电路简化为一个更容易分析的等效电路。
•诺顿定理:诺顿定理是戴维南定理的一种特例,它用电压源和等效的电阻来表示电路。
第1章直流电机及电力拖动习题答案1.简述直流电动机的工作原理、主要结构及各部分的作用。
答:1)直流电动机的工作原理:直流电动机的工作原理是基于电磁力定律的。
若磁场B x与导体互相垂直,且导体中通以电流i,则作用于载流导体上电磁力f。
此电磁力与转子半径之积即为电磁转矩。
该电磁转矩使电动机旋转。
通过换向器和电刷的作用,流经线圈的电流方向改变,这样导体所受的电磁力方向不变,从而保持电动机沿着一个固定的方向旋转。
2)直流电机主要由定子和转子部分组成。
定子主要由主磁极、机座、换向磁极、电刷装置和端盖组成。
主磁极的作用是产生恒定、有一定空间分布形状的气隙磁通密度。
整体机座是用导磁效果较好的铸钢材料制成,该种机座能同时起到导磁和机械支撑作用。
换向极用来改善直流电机的换向。
电刷装置把电机电枢中的电流与外部静止电路相连或把外部电源与电机电枢相连。
电刷装置与换向片一起完成机械整流,把电枢中的交变电流变成电刷上的直流或把外部电路中的直流变换为电枢中的交流。
2.直流电机的电枢绕组的连接方式中单叠绕组和单波绕组各有何特点?答:单叠绕组的特点是相邻元件相互叠压,合成节距与换向节距均为1,即y=y k=1。
单叠绕组有以下特点:1)同一主磁极下的元件串联在一起组成一个支路,这样有几个主磁极就有几条支路,主磁极对数等于之路对数,p =a。
2)电刷数等于主磁极数,电刷位置应使支路感应电动势最大。
3)电刷间电动势等于并联支路电动势,即等于每条并联支路中每根导体电动势之和。
4)电枢电流等于各并联支路电流之和。
单波绕组:线圈连接呈波浪形,所以称作波绕组。
单波绕组直接相连的两个线圈的对应边不是在同一个主磁极下面,而是分别处于相邻两对主磁极中的同极性的磁极下面,合成节距约等于两个极距。
单波绕组只有一对并联支路,支路对数与磁极对数p无关,即a=1。
3.直流电机的励磁方式有几种?画图说明。
答:励磁方式分为他励、并励、串励和复励。
a)b)c)d)a)他励b)并励c)串励d)复励4.什么是电枢反应,对电机有何影响?答:电枢磁场对主磁场的影响称为电枢反应。
第五章5.1 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/min5.2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5.3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 eΦ控制电流增大.5.4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/2,0.05A1A T5.5 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/min5.6 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.5.7 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.5.8 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.5.9 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.5.10 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。
机电传动与控制考试样题一.选择题(从下列各题备选答案中选出一个正确答案,再将其代号写在题后的括号内,每小题2分,共10分)1.机电传动系统处于动态时,系统中必然存在一个动态转矩Td ,当Td>0时,表示系统处于 ( B )A 匀速运行状态;B 加速运行状态;C 减速运行状态; D.静止状态2. 下列启动方法中,不能用于鼠笼式异步电动机的是 ( D )A 电阻或电抗器降压启动;B 直接启动;C 星形-三角形降压启动;D 转子电路逐级切除启动电阻3.为了实现生产设备的多点控制,接线的组成原则是 ( A )A 各启动按钮的常开触点并联,各停止按钮的常闭触点串联B 各启动按钮的常开触点并联,各停止按钮的常闭触点并联C 各启动按钮的常开触点串联,各停止按钮的常闭触点并联D 各启动按钮的常开触点串联,各停止按钮的常闭触点串联4.下列对他励电动机机械特性的描述,不属于人为特性的是 ( A )A 在额定电压和额定磁通下,电枢电路内不接任何电阻时的机械特性;B 电枢电路串接电阻时的机械特性;C 降低电源电压时的机械特性;D 改变磁通时的机械特性5.可工作于交流电源的晶闸管形式是 ( B )A 可关断晶闸管B 双向晶闸管C 大功率晶闸管D 功率晶闸管二.填空题(每空1分,共10分)1.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,都应服从动力学的一般规律,即在同一传动轴上电动机的转距T M 、负载转距T L 、转轴角速度w 三者之间符合关系式(1)dtd J T T L M ω=-。
2.在诸如电车下坡这样的过程中,当电动机在负载的拖动下使得电动机的实际转速n 大于其理想空载转速n 0(即n>n 0),电枢电流I a 反向,电磁转矩T 反向变为制动转矩而产生的制动称为(2)反馈制动或再生制动或发电制动;在要求生产机械迅速减速、停车或反向的场合,将电枢电压U 改变方向而产生的制动称为(3)电源反接制动。
第一章 变压器1-1在分析变压器时,对于变压器的正弦量电压、电流、磁通、感应电动势的正方向是如何规定的?答:1)电源电压。
U 正方向与其电流。
I 正方向采用关联方向,即两者正方向一致。
2)绕组电流。
I 产生的磁通势所建立的磁通。
φ,这二者的正方向符合右手螺旋定则。
3)由交变磁通φ产生的感应电动势产,二者的正方向符合右手螺旋定则,即它的正方向与产生该磁通的电流正方向一致。
1-2 变压器中的主磁通和漏磁通的性质和作用是什么?答:交变磁通绝大部分沿铁心闭合且与一、二次绕组同时交链,这部分磁通称为主磁通。
φ;另有很少的一部分磁通只与一次绕组交链,且主要经非磁性材料而闭合,称为一次绕组的漏磁通。
σφ1。
根据电磁感应定律,主磁通中在一、二次绕组中分别产生感应电动势•1E 和2•E ;漏磁通。
σφ1;只在一次绕组中产生感应电动势1σ•E ,称为漏磁感应电动势。
二次绕组电动势2•E 对负载而言即为电源电动势,其空载电压为20•U 。
1-3 变压器空载运行时,空载电流为何很小?答:变压器空载运行时,原边额定电压不仅降落在原边电阻r1上,而且还有漏磁压降,还有主磁通产生的压降,由于-•1E 很大,或者说Z m=rm +jx m 很大,致使励磁电流很小。
1-4 一台单相变压器,额定电压为220V/110V ,如果将二次侧误接在220V 电源上,对变压器有何影响?答 副边励磁电流将非常非常大。
因为原边接额定电压时主磁通φm为设计值,铁心磁路接近饱和,最大磁密B m 接近饱和值;这时副边电压为U 2≈E2,即E2=110V 。
不慎把到边接到220V 时,副边漏阻抗也很小,电压与电势近似相等,因此有E 2≈U2=220V,与原边接220V 时相比,副边电势大小增大到原来的二倍。
我们知道,E 2=4.44fw 2φm 因此φm也增大到原来的二倍,磁密Bm 也增大到原来的二倍。
正常运行时B m 已到了磁化曲线的拐弯点,B m 增加一倍,励磁磁动势将急剧增加,励磁电流由副边提供,励磁电流非常大,会数倍于额定电流。
第3章参考答案思考与习题1.什么是低压电器?答:低压电器通常指工作在交流1000V或直流1500V以下电路中的电器设备,广泛应用于低压配电和电气传动控制设备中,并起到转换、控制、保护与调节作用。
2.常用低压电器怎样分类?它们各自有哪些用途?答:低压电器通常可分为配电电器和控制电器两类。
常用的配电电器有断路器、刀开关、转换开关和熔断器等;控制电器主要包括接触器、继电器、起动器、控制器、主令电器等。
3.刀开关的额定电流是什么含义?答:刀开关的额定电流是指长期允许流过的最大负荷电流。
其值选取应大于或等于所有可能同时工作负荷电流之和。
4.试述胶盖闸刀和铁壳开关的基本结构、接线和安装上墙要求。
答:1)胶盖闸刀:开启式负荷开关简称闸刀开关主要由刀开关和熔断器组合而成。
开启式负荷开关必须垂直安装在控制屏或开关板上且合闸状态时手柄应朝上。
不允许倒装或平装,以防发生误合闸事故。
接线时应把电源进线接在静触头一边的进线座,负载接在动触头一边的出线座。
2)铁壳开关:封闭式负荷开关主要由刀开关、熔断器、操作机构、联锁装置及外壳等组成。
封闭式负荷开关必须垂直安装,安装高度一般离地不低于1.3~1.5 m,并以操作方便和安全为原则。
开关外壳的接地螺钉必须可靠接地。
接线时,应将电源进线接在静夹座一边的接线端子上,负载引线接在熔断器另一边的接线端子上,且进出线都必须穿过开关的进出线孔。
5.封闭式负荷开关的操作机构有什么特点?答:这种开关的操作机构采用了储能分合闸方式,使触头的分合速度与手柄操作速度无关,有利于迅速熄灭电弧,从而提高开关的通断能力,延长其使用寿命。
联锁装置保证开关在合闸状态下开关盖不能开启,而当开关盖开启时又不能合闸,确保操作安全。
6.试述组合开关的用途,主要结构及使用注意事项。
答:组合开关又叫转换开关,常用于交流50Hz/380V以下及直流220V以下的电气线路中,供手动不频繁的接通和断开电路、换接电源和负载以及控制5kW以下小容量异步电动机的启动、停止和正反转。
机电传动与控制期末考试及答案一:选择题:(从下列各题备选答案中选出正确答案) 1、关于交流电动机调速方法不确的有: ( D ) 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。
2、如图所示,判断哪组是正确的。
( A )(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 3、延时闭合的动合触点是: ( B )A B C D4、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 B 。
A :减少; B :增加; C :等于零。
5、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 。
A :相同; B :大; C :小。
6、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 )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。
( B ) A 反接制动;B 反馈制动; C 能耗制动。
9、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?AA :能;B :不能;C :不能确定10..恒功率型机械特性为负载转矩与转速成: ( B ) A 正比; B 反比。
11、集中控制台一般放在离机床较远的地方,可以在控制台也可以在机床现场进行操作,实现的控制是: ( B )A:集中控制 B:分散控制C:联合控制 D:点动控制12、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 )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;13.下列方法中哪一个不是消除交流伺服电动机“自转”的方法:( A )A:增大转子转动惯量; B:增大转子电阻;C:减小转子转动惯量;14.电源线电压为380V,三相鼠笼型异步电动机定子每相绕组的额定电压为220V时,能否采用星形—三角形启动?BA.能B.不能C.不一定15、机电传动系统稳定工作时中如果TM >TL,电动机旋转方向与TM相同,转速将产生的变化是。
机电控制技术课程复习资料一、请回答下列问题1、为什么电动机的起动电流很大?当电动机起动时,热继电器会不会动作?为什么?答:电动机从静态变成动态并达到额定转速时需要很大的力,一般起动电流是额定电流的5~7倍。
不会。
热继电器有热惯性,起动瞬间不会动作。
2、既然在电动机的主电路中装有熔断器,为什么还要装热继电器?装有热继电器是否可以不装熔断器?为什么?答:不可以。
熔断器是串接在被保护的电路中,当电路发生短路或严重过载时,它的熔体能迅速自动熔断,切断电路,保护导线和电气设备不致损坏。
而热继电器由于热惯性,当电路短路时不能立即动作使电路迅速断开,因此,不能作短路保护。
3、继电器接触器控制线路中一般应设哪些保护?各有什么作用?短路保护和过载保护有什么区别?答:一般应设置的保护有:1)过载保护—--避免电动机长期超载导致的绕组温升超过允许值而损坏绕组绝缘。
2)短路电流保护—-—避免巨大的短路电流损坏电器设备。
3)零压和欠压保护--—避免电源电压过低引起的电器的误动作,和电源电压恢复后电动机的自行起动.4)弱磁保护-—-避免因磁场减弱或消失时引起电动机“飞车"现象.短路保护与过载保护的区别:短路保护也叫接地保护,是当电路中某处的相对电压为零时而采取的断路保护.过载保护是电流保护,就是说如果电路中的电流超过额定电流时采取的断路保护。
4、在PLC中用梯形图编程时,同一个线圈是否可以被两次输出(即双线圈现象)?为什么?如果出现双线圈现象,会有什么样的后果?答:不可以。
在同一扫描周期,两个线圈的逻辑运算结果可能刚好相反,真正起作用的是最后一个的线圈的状态.5、在PLC中用梯形图编程时,是否允许同一个触点上有双向电流通过?若不允许,有何解决办法?试举例说明.答:不允许.例如:6、PLC有几种输出类型?各自有什么特点?答:继电器输出: CPU驱动继电器线圈,令触点吸合,使外部电源通过闭合的触点驱动外部负载,继电器预置输出可设定延时0~9秒;晶体管输出 :CPU通过光耦合使晶体管通断,以控制外部直流负载晶闸管输出(又称可控硅输出) CPU通过光耦合使三端双向可控硅通断,以控制外部交流负载,开路漏电流大,响应时间较快(约1ms).7、MCS—51系列单片机的中断处理程序能否存储在64K程序存储器的任意区域?若不可以说明其原因,若可以则说明如何实现?答:可以的.设置某一个中断程序的入口地址,通过转移指令LCALL调用其入口地址即可。
机电控制与可编程控制器_总提纲1、可编程序控制器采用微处理器作为中央处理单元,可以对进行控制,也可以对进行控制。
1、逻辑量模拟量;2、PLC具有逻辑运算功能,能够描述继电器触点的和等各种连接。
2、串联并联;3、PLC具有和功能,完成对模拟量的控制与调节。
3、模数转换(A/D转换)数模转换(D/A转换);4、按结构形式分类,PLC可分为式和式两种。
4、整体式模块式;5、模块是可编程序控制器系统的运算控制核心。
5、CPU;6、是安装可编程控制器各类模板的机架,可根据实际需要选择。
6、导轨;7、模板用于对PLC内部电路供电。
7、电源;8、是用来将输入端不同电压或电流信号转换成微处理器所能接收的低电平信号。
8、输入电压转换9、输出电平转换是用来将控制的低电平信号转换为控制设备所需的电压或电流信号。
9、微处理器10、是在微处理器与I/O回路之间采用的防干扰措施。
10、电气隔离1、可编程序控制器是一种专为工业环境下应用而设计的计算机控制系统,通过、的输入和输出完成各种机械生产过程的控制。
1、开关量模拟量;2、PLC可以代替进行组合逻辑与顺序逻辑控制。
2、继电器;3、PLC的工作过程一般可分为三个主要阶段、程序执行阶段和。
3、输入采样阶段输出刷新阶段;4、可编程序控制器系统也称之为“软接线”程序控制系统,由和两大部分组成。
4、硬件软件;5、可编程序控制器的程序由和两部分组成。
5、操作系统用户程序;6、可编程序控制器程序的表达方式基本有、、逻辑功能图和高级语言。
6、梯形图指令表;7、是程序的最小独立单位。
7、编程指令;8、指令的操作数在PLC的存储器中,此时的操作数由和组成。
8、标识符参数;9、定时时间等于时基和定时值的。
9、乘积10、在S7系列的PLC中有三种计数器,分别是、减计数器和。
10、加计数器可逆计数器1、PLC的输入和输出量有和两种。
1、开关量模拟量;2、PLC可以代替继电器进行与控制。
2、组合逻辑顺序逻辑;3、PLC重复执行输入采样阶段、和输出刷新阶段三个阶段,每重复一次的时间称为一个。
机电与控制技术答案说课材料第四章4.1 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 Z4.2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. 4.3 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/min②定子旋转磁场对转子的转速;30 r/min③转子旋转磁场对转子的转速;30 r/min④转子旋转磁场对定子的转速;1500 r/min⑤转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。
0 r/min4.4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.4.5 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,降低瞬间电动机的转矩减小, 电流也减小.转速不变.4.6 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=9.55P N/n N=9.55*3000/960=29.8NmTst/ T N=2 Tst=2*29.8=59.6 NmT max/ T N=2.0 T max=59.6 NmI st/I N=6.5 I st=46.8A一般n N=(0.94-0.98)n0n0=n N/0.96=1000 r/minS N= (n0-n N)/ n0=(1000-960)/1000=0.04P=60f/ n0=60*50/1000=3③η=P N/P输入P输入=3/0.83=3.614.7三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.4.8 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。
山东广播电视大学开放教育机电控制与可编程序控制器技术课程复习提纲一、关于课程考核的说明考核对象:电大理工科类数控技术专业开放教育学生。
考核方式:采用形成性考核和终结性考试相结合的方式。
考核依据:本课程所用文字教材为王立权主编2013年6月由中央电大出版社出版的《机电控制与可编程序控制器技术》。
考试的要求和形式:按照课程的基本教学要求,考核内容主要包括:机构静力分析基础;构件内力分析及强度计算;常用机构的组成和工作特性;通用机械零件设计的基本知识。
具体考核要求分为几个层次:掌握:要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容,并能够用所学的内容分析和解答与实际应用相关的问题,能够举一反三。
熟悉:要求学生能够较好地理解和掌握相应内容,并能够进行简单分析和判断。
了解:要求学生能够一般地了解所学内容。
组卷原则:在教学大纲和考核说明所规定的目的、要求和内容范围之内命题。
在教学内容范围之内,按照理论联系实际原则,考察学员对所学知识应用能力的试题,不属于超纲。
试题的考察要求覆盖面广,并适当突出重点。
试题兼顾各个能力层次,掌握60%,熟悉占30%,了解占10%。
试题的难易程度和题量适当,按难易程度分为三个层次:较易占30%,一般占50%,较难占20%。
题量安排以平时基本能够独立完成作业者,他们能在规定的考试时间内作完并有一定时间检查为原则。
试题类型及试卷结构:试题类型有判断题、选择题、简答题、分析题和计算题等,试卷结构的具体形式见后面所附“试题类型及规范解答举例”。
考核形式:闭卷。
答题时限:90分钟。
其它说明:考生需自备计算器、直尺、铅笔、橡皮等文具。
二、考核内容和要求1、绪论1.1 本课程的任务、研究对象及研究方法1.2 机电控制系统的发展概况要求:了解本课程的任务、研究方法及机电控制系统的发展概况。
2、机电控制中常用低压电器2.1 手动电器2.2 自动电器2.3 控制变压器2.4 执行电器2.5 电器的文字符号和图形符号要求:掌握常用主令电器、继电器、接触器、熔断器及控制变压器等的工作原理、符号。
第8章机电控制技术综合应用参考答案1.什么是数控机床?它有哪些特点?答:数控机床(Numerical Control Machine Tools) 是采用了数字控制技术(即:采用数字化信息发出指令并对某一工作过程实现自动控制的技术)的机床。
它能够按照规定的数字和文字编码方式,把各种机械位移量、工艺参数(如主轴转速、切削速度)、辅助功能(如刀具变换、切削液自动供停)等,用数字、文字符号表示出来,经程序控制系统发出各种控制指令,从而自动完成加工任务。
在被加工零件或加工作业变换时,它只需改变控制的指令程序就可以实现新的控制。
所以,数控机床是一种灵活性很强、技术密集度及自动程度都很高的机电一体化加工设备。
2.简述数控机床的类型和发展方向。
答:按加工工艺方法分类可分为普通数控机床和数控加工中心机床两大类。
按控制系统功能特点分类可分为点位控制数控机床、点位直线控制数控机床和轮廓控制数控机床三类。
数控技术发展方向:(1)高速、高精度(2)智能化(3)开放式数控系统(4)网络化数控技术(5)柔性化(6)实现数控装备的工艺复合化和多轴化(7) CAD/CAM/CNC一体化,实现数字化制造3.在ISO标准中工业机器人是如何定义的?答:工业机器人定义是一种能自动定位控制、可重复编程的、多功能的、多自由度的操作机。
能搬运材料、零件或操持工具,用以完成各种作业。
4.工业机器人系统是由哪几部分组成?各部分包括哪些内容?答:一个典型的关节型工业机器人,一般由执行机构、控制系统、驱动系统、位置检测系统和人工智能系统等几部分组成。
其中,执行机构(操作机)通常包括末端执行器(手部)、腕部、手臂、机身、机座及行走机构等部件;驱动系统由驱动器、减速器、检测元件等组成。
5.工业机器人按其结构形式分哪几类?各有何特点?答:按结构形式不同分类的几种典型机器人。
1)直角坐标型 由三个相互正交的平移坐标轴组成,其臂部可按x、y、z三个坐标方向运动,具有控制简单、定位精度高的特点,但机体所占空间体积大、灵活性较差。
机电与控制技术答案第四章4.1 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 Z4.2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.4.3 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/min②定子旋转磁场对转子的转速;30 r/min③转子旋转磁场对转子的转速;30 r/min④转子旋转磁场对定子的转速;1500 r/min⑤转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。
0 r/min4.4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.4.5 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,降低瞬间电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变.4.6 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=9.55P N/n N=9.55*3000/960=29.8NmTst/ T N=2 Tst=2*29.8=59.6 NmT max/ T N=2.0 T max=59.6 NmI st/I N=6.5 I st=46.8A一般n N=(0.94-0.98)n0 n0=n N/0.96=1000 r/minS N= (n0-n N)/ n0=(1000-960)/1000=0.04P=60f/ n0=60*50/1000=3③η=P N/P输入P输入=3/0.83=3.614.7三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.4.8 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。
4.9 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=KR2u2/(R22+X220) I=4.44f1N2/R 与U,R2,X20有关4.10 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。
4.11有一台三相异步电动机,其铭牌数据如下: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=260NmTst/T N=1.2Tst=312NmTst=KR2U2/(R22+X202)=312 Nm312 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 NmTst<T L所以电动机不能启动。
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=75AI st/I N=6.5I 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 Nm4.12 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。
4.13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4.14 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。
4.15 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。
4.16 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。
4.17 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 XA X改变即对数调速的原理4.18 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,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.4.19 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.4.20 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 a12c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,.4.21 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4.22 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,. 4.23 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.4.24 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,要采用异步启动法。