《机电传动控制》期末考试重点总结

机电传动控制总复习第1章 绪论1、机电传动系统的主要组成部分。

2、电动机自动控制方式大致可分为哪三种？断续控制、连续控制和数字控制三种。

第2章 机电传动系统的动力学基础 1、机电传动系统的运动方程式：dtd JT T L M ω=- （2.1） 运动方程式的实用形式：dt dnGD T T L M 375)(2=- （2.4）2、（1）当L M T T =时，加速度0==dtdna ，则常数=n ，系统处于稳定运行状态（包括静止状态）。

为此，要使系统达到稳定，先决条件必须使L M T T =。

（2）当M T ＞L T 时，加速度0>dtdn，即转速在升高，系统处于加速过程中。

由此可知，要使系统从静止状态起动运转，必须使起动时的电磁转矩（称之为起动转矩）大于0=n 时的负载转矩。

（3）当M T ＜L T 时，加速度0<dtdn，转速在降低，系统处于减速过程中。

所以要使系统从运转状态停转（即制动），必须减小电磁转矩使之小于负载转矩，甚至改变M T 的方向。

作业：7、试列出下图所示几种情况下系统的运动方程式，并说明系统的运行状态时加速、减速还是匀速。

（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向。

）M LT T >M LT T =M LT T =（a ） （b ） （c ）M LT T =M LT T <M LT T >（d ） （e ） （f ）答：（a ）因为T M 为正方向，是拖动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L >0，所以系统为加速；（b ）因为T M 为负方向，是制动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L <0，所以系统为减速；（c ）因为T M 为负方向，是制动转矩，T L 为负方向，是拖动转矩，且T d =T M -T L =0，所以系统为匀速；（d ）因为T M 为正方向，是拖动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L =0，所以系统为匀速；（e ）因为T M 为正方向，是拖动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L <0，所以系统为减速；（f ）因为T M 为负方向，是制动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L <0，所以系统为减速；第3章 电动机的工作原理及机械特性 3.1 直流电动机的工作原理及机械特性1、直流电机的基本结构和工作原理2、直流电动机机械特性的一般表达式：02a e e t Δ R U n T n n K K K ΦΦ=-=- （3.13）3、（2）人为机械特性①改变电枢电压U 时的人为机械特性 ②电枢回路中串接附加电阻时的人为机械特性 ③改变磁通Φ时的人为机械特性4、根据直流他励电动机处于制动状态时的外部条件和能量传递情况，它的制动状态分为反馈制动、反接制动、能耗制动三种形式。

1.机电传动是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称。

其目的是将————电能转变为机械能。

2.机电传动的发展大致经历了成组拖动、单机拖动、---——————多机拖动三个阶段。

现代机电传动的拖动方式主要是多机拖动。

3.稳态时，电动机发出的转矩大小，仅由电动机所带负载决定。

4.T M与n同向时符号相同，T L与n同向时符号相反。

机电传动系统的运动方程式为Tm-Tl=(GD*D/375)Dn/Dt 。

5.电动机处于电动状态的特征是T M与n 相同，电能转化为机械能。

处于制动状态的特征是T M与n 相反，机械能转化为其他形式的能量。

6.稳定平衡运转状态是指系统能以一定的速度稳定运行，并且系统受到某种外部干扰作用后会离开平衡位置，当干扰消除后系统能恢复到原来的速度运行。

7.直流电机由转子和定子两部分组成，其中定子部分用来产生主磁极。

8.直流电动机中能将外加的直流变成电枢绕组的交流电，并保证每一磁极下电枢导体的电流方9.10.直流电动机按励磁方式可以分为自励、他励并励复励四类。

11.直流他励电动机的电磁转矩公式为T=Kt Φn ，电枢反电动势公式13.14.三种。

其中，适用于准确停车的场合是能耗。

15.直流他励电动机反接制动时，在电枢回路串电阻是为了避免回路电流过大。

16.要使直流电动机反转，应改变励磁电流或改变电枢电流。

17.一台直流他励电动机拖动恒转矩负载，当电枢电压降低时，电枢电流将变大，转速将降低。

18.一台直流他励电动机在稳定运行时，电枢反电动势E=E1，如负载转矩TL=常数，外加电压和电枢电路中的电阻均不变，问减弱励磁使转速上升到新的稳定值后，电枢反电动势E比E119.三相异步电动机按转子的形式可分为绕线式式和鼠笼式式两种。

20.三相异步电动机的工作原理是基于定子旋转磁场和转子电流的相互作用。

21.三相异步电动机的旋转磁场同步转速n0= 60f/p，转差率S= ，转速n= 。

22.要使三相异步电动机反转，只需将电动机所接三相交流电任意两相反接。

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（）和生产机械的特性曲线（）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，＜，即若干扰使转速上升，当干扰消除后应有－＜０。

而当转速小于平衡点所对应的转速时，＞，即若干扰使转速下降，当干扰消除后应有－＞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aN 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0和两种情况加以说明）？a) 0时飞车b)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。

机电传动控制考试专用3-4一台直流电动机带动恒转矩负载运行，在励磁不变的情况下，若电枢电压或电枢附加电阻改变时，能否改变去稳定运行状态下电枢电流大小？不会改变，T=KmΦN*Ia U=E+IaRa3-10直流他励电动机启动时，为什么一定要先把励磁电流加上？当电动机运行在额定转速下突然将励磁绕组断开，将出现什么情况？A,1一定要先把励磁电流加上是因为主磁极靠外电源产生磁场2使电动机的电流大大增加，直至烧坏电动机4-2三相异步电动机旋转磁场的转速与哪些因素有关？定子绕组电流的频率成正比与旋转磁场的磁极对数成反比4-11三相异步电动机在一定负载下运行时，若电源电压降低，则电动机的转矩，电流与转速如何变化？电动机转矩减小，电流增加，转速不变4--14试说明三相异步电动机上机械负载增加时，电动机的转速。

定子电流和转子电流如何变化？电动机的转速降低，转差率升高，转子感应电动势和感应电流增加，根据磁动势平衡关系，定子电流也增加4--23异步电动机的有哪几种调速方式，主要有调压调速（能够实现无极调速，但降低电压时，转矩也按电压的平方比例减少，其静差率和运行稳定性往往不满足生产工艺要求），转子串电阻调速（简单可靠，但他是有级调速，不能实现连续平滑调速，随转速降低，特性变软，影响了系统的稳定性），变极调速（结构简单，效率高，特性好）及变频调速（可使异步电动机活的很宽的调速范围）步进电机步距角的含义是什么？什么是单三拍，单双六拍和双三排？电动机没接受一个点脉冲，其转子转过的一个角度就称为步距角。

单三拍，是指每次只有一相控制绕组的通电状态为一循环。

单双六拍，经过六次切换控制绕组的通电状态为一个循环，控制绕组通电为一相两相交替。

双三排，每次有二相控制绕组同电玩，三次切换为一个循环。

9-1，晶闸管的倒通条件为何，晶砸管由导通转变为阻断的条件为何?条件，在晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，同时在他的门极和阴极同也加正向电压，两者缺一不可。

稳定运行包含两重含义：1）系统应能以一定的速度匀速运转；2）系统受某种外部干扰作用（如电压波动、负载转矩波动等）而使运行速度稍有变化时，应保证系统在干扰消除后能恢复到原来的运行速度。

系统稳定运行的必要充分条件（1）两机械特性有交叉点（2）在平衡点处有一速度Δn↑时，TM<TL TM-TL<0Δn↓时，TM>TL TM-TL>0a点是稳定平衡点，b点不是。

2.5.2 加快过渡过程的方法：减少系统的飞轮矩GD2（采用细长圆柱形转子）增加动态转矩Td采用多极电动机（极对数p多的）减少回路电阻Ra（减少功率放大器内阻）选用机械特性硬度大的电动机选用力矩惯量比大的电动机并励发电机工作的条件1.要有剩磁；2.励磁电流产生的磁场方向和剩磁方向相同；3.Rf’不能太大。

多段启动电阻启动的他励电动机缺点1.机械特性变软，稳定性差；2.轻载时调速范围不大；3.无级调速困难；电阻上消耗大量电能；4.启动电阻不能用来调速适用于起重机、卷扬机。

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。

2.4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统？转矩折算为什么依据折算前后功率不变的原则？转动惯量折算为什么依据折算前后动能不变的原则？因为许多生产机械要求低转速运行，而电动机一般具有较高的额定转速。

这样，电动机与生产机械之间就得装设减速机构，如减速齿轮箱或蜗轮蜗杆，皮带等减速装置。

所以为了列出系统运动方程，必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量这算到一根轴上。

转矩折算前后功率不变的原则是P=Tω, p不变。

转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=0.5Jω22.5为什么低速轴转矩大，高速轴转矩小？因为P= Tω,P不变ω越小T越大，ω越大T 越小。

第一章概述了解机电传动控制系统的发展概况。

第二章机电传动系统的动力学基础【重点内容】运动方程式及其含义；多轴拖动系统中转矩折算；机电传动系统稳定运行的条件;分析系统的稳定平衡点.【难点】机电传动系统稳定运行的条件；分析系统的稳定平衡点.第三章直流电机的工作原理及特性【重点内容】直流电动机的机械特性；启动,调速,制动的各种方法；启动，调速,制动的各种方法的优缺点和应用场所。

【难点】启动，调速,制动的各种方法。

第四章机电传动系统的过渡过程【基本内容】在了解过渡过程产生的原因和研究过渡过程的实际意义的基础上,掌握机电传动系统在启动，制动过程中转速，转矩和电流的变化规律，掌握机电时间常数的物理意义以及缩短过渡过程的途径.【重点内容】掌握机电时间常数的物理意义以及缩短过渡过程的途径.第五章交流电动机的工作原理及特性【重点内容】1.异步电动机的工作原理，基本结构，旋转磁场的产生;2。

异步电动机的机械特性;3.异步电动机的启动，调速和制动的方法（与直流电动机进行比较）；4。

学会用机械特性的四个象限来分析异步电动机的运行状态;5。

掌握单相异步电动机的启动方法和工作原理;6。

了解同步电动机的结构特点，工作原理,运行特性及启动方法;7。

掌握各种异步电动机和同步电动机的使用场所.【难点】异步电动机的旋转磁场的产生；分析异步电动机的运行状态;异步电动机的启动,调速和制动的方法.第六章控制电机了解机电传动控制系统中一些常用的控制电机种类，名称，结构等。

【重点内容】掌握各种控制电机的基本工作原理,主要运行特性及特点.第七章机电传动控制系统中电动机的选择【一般要求】在了解电动机的发热与冷却规律的基础上,重点掌握电动机容量的选择,并熟悉电动机的种类,电压,转速和结构型式的选择原则.【重点内容】重点掌握电动机容量的选择原则及方法，可以通过统计法或类比法进行选择.第八章继电器—接触器控制系统【一般要求】在熟悉各种控制电器的工作原理，作用,特点表示符号和应用场所的基础上,着重掌握继电器—接触器控制线路中基本控制环节的构成和工作原理，学会分析较复杂的控制线路,并通过训练学会设计一些较简单控制线路.【重点内容】结合书中内容及附录1，附录2，掌握各电器符号及标准;掌握基本线路的分析设计,提高改错能力；掌握机床启动,正反转,制动，保护等主电路及控制线路的设计.第九章可编程序控制器【一般要求】在了解可编程序控制器的基本组成，工作原理，特点和用途的基础上，重点掌握F 系列中小型可编程序控制器的指令系统和编程方法以及应用实例。

《机电传动控制》期末考试重点总结work Information Technology Company.2020YEAR第三章、直流电机1、机械传动系统负载特性：恒转矩型（反抗性恒转矩负载、位能性恒转矩负载）、离心式通风机型、直线型、恒功率型负载特性。

2、要加快电动机系统过渡过程，应设法减小系统飞轮转矩和增加动态转矩。

3、他励直流电动机（1）、为什么直流电动机不能直接启动？直流电动机启动方法：电动机启动之前，n=0,E=0,Ra很小。

电动机直接并入电网并施加额定电压时，启动电流Ist=Un/Ra,为额定电流的10-20倍。

①在换向过程中，产生危险的电火花，甚至烧坏整流子。

②过大的电枢电流产生过大的电动应力，可能引起绕组的损坏。

③产生与启动电流成正比的启动转矩，在机械系统和传动机构中产生过大的动态转矩冲击，使机械传动部件损坏。

④对电网供电电动机来说，过大的启动电流将使保护装置动作，从而切断电源，使生产机械停止工作，或引起电网电压下降，影响其它负载正常运行。

启动方法：①降压启动②在电枢回路中串接外加电阻启动。

问：为什么要逐级切除启动电阻如果切除太快，会带来什么后果如果启动电阻一下全部切除，在切除瞬间，由于机械惯性作用使电动机转速不能突变，再次瞬间转速维持不变。

机械特性会转移到其他特性曲线上，此时冲击电流很大。

如果切除太快，会有可能烧坏电动机。

（2）、调速：①改变电枢电路串接电阻Rad、(空载转速不变，随着电阻增加，转速降落增大，特性变软) ②改变电枢供电电压U、（空载转速随电压减小而减小，转速降落不变，特性硬度不变，恒转矩调速）③改变电动机主磁通φ（理想空载转速随磁通改变而改变，转速降落随磁通改变而改变，特性变软，恒功率调速）（3）、制动：反馈制动、反接制动（电源反接，倒拉反接制动）、能耗制动4、问：一台直流电动机拖动一台卷扬机构，在重物匀速上升时将电枢电源反接，电动机经历了几种运行状态？①正向电动状态，由a到b特性曲线转变②反接制动状态，n降低，到达c点转速为零③反向电动状态，c→f，转速n逐渐反向增加④稳定平衡状态，到达f平衡点，转速n不再变化5、单相异步电动机采用定容分相式和罩极式法进行启动第四章、交流电机1、三相异步电动机（1）、启动特性：启动电流大、启动转矩小。

机电传动控制期末复习大纲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.3.11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 a3.12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.3.16 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。

机电传动控制答案一:选择题:DBCCACBCDBABDBADAADDBBBCC③③①②②③BABCACBBABD AB,ABC CBCABA ABCD ,AB,BCD,ABC,AB,ABC AAAAADAABBCACCAA ABCD ,ABC,BCD,AB,ABC AAABB BCABCCD 二:填空题:1:改变电枢电路外串电阻改变电枢电压改变主磁通2:全压启动降压启动3:定子串电阻星形—三角形自耦变压器1.机电传动系统的发展经历了成组拖动、单电动机拖动和多电动机拖动三个阶段。

2.生产机械的机械特性指电动机轴上的负载转矩和转速之间的函数关系。

3.直流电动机的结构包括定子和转子两部分。

4.直流发电机按励磁方法来分类，分为他励、并励、串励和复励四种。

5.直流发电机的重要运行特性是空载特性和外特性。

6.直流他励电动机的制动状态分为反馈制动、反接制动和能耗制动三种形式。

7.直流他励电动机的反接制动分为电源反接制动和倒拉反接制动两种。

8.直流电动机的启动方法有降压启动和电枢电路外串启动电阻 。

9. 要有效地缩短过渡过程的时间，应设法 减少GD 2 和 加大动态转矩T d 。

10. 常用的交流电动机有 三相异步电动机 和 同步电动机 。

11.三相鼠笼式异步电动机的启动方式有 全压启动 和 降压启动 。

12.三相鼠笼式异步电动机常用的调速方式 变极调速 和 变频调速 。

13.直流电动机常用的调速方法有改变电枢电路外串电阻、 改变电枢电压 和 改变主磁通 。

14.电气控制系统中常设的保护环节是 短路保护 、 过电流保护 、长期过载保护、零电压与欠电压保护和弱励磁保护。

15.交流异步电动机常用的调速方法有 调压 、 改变极对数 、 变频 。

16 异步电动机，现运行在正向电动状态，现采用电 源反接制动停车，则应把 电动机三相电源的相序改变 ，当转速接近零时，应 将电源切断 。

三：简答题1: 启动转矩大，电流小，平滑，安全可靠，简单方便，功耗小。

《 机 电 传 动 控 制 》 复 习 题1.机电传动控制的目的是： 把电能转变为机械能、 实现生产机械的启动、停止与调速、 满足生产工艺的要求、 保证生产过程的正常进行。

2..机电传动控制系统的四个发展阶段是： 接触器-继电器控制 、 具有反馈环节的控制 、 大功率可控电力半导体器件控制 、 工业机器人控制 。

3.写出直流电动机的5个主要组成部分： 换向器，电刷装置、机座，主磁极，换向极，端盖。

4.写出交流电动机的5个主要组成部分： 弹簧片，轴承，定子绕组，机座，转子铁芯，端盖。

5.开环控制是指输出端与输入端没有任何电路联系、输出端无信号反馈回输入端的控制 。

6.闭环控制是指 输出端与输入端具有电路联系、输出端有信号反馈回输入端的控制。

7.机电传动系统运动方程式中的概念：A.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 Tm 、静态转矩：是由生产机械产生的负载转矩TL 、动态转矩：动态转矩是拖动转矩减去静态转矩Tm-TL 。

8. 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。

P.6匀速 减速 减速 加速 减速 匀速9. 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统？转矩折算依据折算前后什么的原则（静态时功率守恒）？转动惯量折算为依据折算前后什么不变的原则（动量守恒）？负载转矩的折算： 对于旋转运动（功率守恒）：j T T C L L L ηω'=；对于直线运动：Mc L n v F T '55.9η=；转动惯量的折算（动量守恒）：2211L L M Z j J j J J J ++=；飞轮转矩的折算（动量守恒）：22212122LM j CD j CD CD CD M Z ++= ；直线运动：22211m M Z v m j J J J ω++= ；22212122365MM n Gv j CD CD CD Z ++= P.9.总结：往高速轴折算变小、往低速轴折算变大。