机电传动控制第三章答案
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机电传动控制第五版课后答案--最全版机电传动控制是一门涉及机械、电气和控制等多领域知识的重要学科,对于相关专业的学生和从业者来说,掌握这门课程的知识至关重要。
而课后习题的答案则是检验学习成果、加深理解的重要工具。
以下为您提供机电传动控制第五版的课后答案,希望能对您的学习有所帮助。
第一章绪论1、机电传动控制的目的是什么?答:机电传动控制的目的是将电能转变为机械能,实现生产机械的启动、停止、调速、反转以及各种生产工艺过程的要求,以满足生产的需要,提高生产效率和产品质量。
2、机电传动系统由哪些部分组成?答:机电传动系统通常由电动机、传动机构、生产机械、控制系统和电源等部分组成。
电动机作为动力源,将电能转化为机械能;传动机构用于传递动力和改变运动形式;生产机械是工作对象;控制系统用于控制电动机的运行状态;电源则为整个系统提供电能。
3、机电传动系统的运动方程式是什么?其含义是什么?答:运动方程式为 T M T L =J(dω/dt) 。
其中,T M 是电动机产生的电磁转矩,T L 是负载转矩,J 是转动惯量,ω 是角速度,dω/dt 是角加速度。
该方程式表明了机电传动系统中电动机的电磁转矩与负载转矩之间的平衡关系,当 T M > T L 时,系统加速;当 T M < T L 时,系统减速;当 T M = T L 时,系统以恒定速度运行。
第二章机电传动系统的动力学基础1、为什么机电传动系统中一般需要考虑转动惯量的影响?答:转动惯量反映了物体转动时惯性的大小。
在机电传动系统中,由于电动机的转速变化会引起负载的惯性力和惯性转矩,转动惯量越大,系统的加速和减速过程就越困难,响应速度越慢。
因此,在设计和分析机电传动系统时,需要考虑转动惯量的影响,以确保系统的性能和稳定性。
2、多轴传动系统等效为单轴系统的原则是什么?答:多轴传动系统等效为单轴系统的原则是:系统传递的功率不变,等效前后系统的动能相等。
3、如何计算机电传动系统的动态转矩?答:动态转矩 T d = T M T L ,其中 T M 是电动机的电磁转矩,TL 是负载转矩。
机电传动控制第二版课后练习题含答案注意:以下题目及答案仅供参考,具体答案需根据实际情况而定。
第一章选择题1.在PLC控制系统中,属于输入信号的是:A. 电动机转速B. 光电开关信号C. 驱动器输出信号D. 电源电压【答案】 B2.PLC控制系统中的通讯接口属于下列哪种类别?A. 并行接口B. 串行接口C. USB接口D. 网络接口【答案】 B第二章填空题1.电话拨号机是一种由_________控制的机电一体化设备。
【答案】数字信号2.__________________是PLC的基本组成部分,它用于检测输入信号的状态并决定输出信号的状态。
【答案】 PLC输入输出模块3.在闭环控制中,____________是与实际输出信号相比较以检测误差的元件。
【答案】比较器第三章简答题1.请解释机械传动中的速度比。
【答案】速度比是指输入轴与输出轴的转速之比,通常表示为i,公式为i=输出轴转速/输入轴转速。
2.请简述闭环控制中的基本概念。
【答案】闭环控制是指通过比较输出信号和期望值信号之间的差异,来使得输出信号和输入信号之间的差异最小化的控制系统。
闭环控制系统有感知环节,执行环节和反馈环节三个基本部分。
第四章综合题某工厂生产一款机器人,需要通过气动元件控制机器人的移动。
机器人有三个移动方向:上下、前后和左右。
请设计一个气动控制系统,使得机器人可以完成以下动作:•向左移动3秒钟,速度为每秒50cm•向后移动2秒钟,速度为每秒30cm•向上移动1秒钟,速度为每秒20cm并画出相应的气动控制图。
【答案】暂无。
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,静态转矩和静态转矩。
拖动转矩是由电念头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。
静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。
TMTL>0说明系统处于加速,TMTL<0 说明系统处于减速,TMTL=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?(图中箭头标的目的暗示转矩的实际作用标的目的)TM=TL TM< TLTMTL<0说明系统处于减速。
TMTL<0 说明系统处于减速TMTL TMTLTM> TL系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速TMTLTMTLTM= TL2.4 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,而电念头一般具有较高的额定转速。
这样,电念头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为什么低速轴转矩年夜,高速轴转矩小?因为P= Tω,P不变ω越小T越年夜,ω越年夜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年夜很多?因为P=Tω,T=G∂D2/375. P=ωG∂D2/375. ,P不变转速越小GD2越年夜,转速越年夜GD2越小。
2.7 如图2.3(a)所示,电念头轴上的转动惯量JM=2.5kgm2,转速nM=900r/min; 中间传动轴的转动惯量JL=16kgm2,转速nL=60 r/min。
第一章测试1【多选题】(1分)机电传动系统的两大组成是:()A.传动系统B.动力系统C.检测系统D.控制系统2【多选题】(1分)目前机电传动控制系统用于开关量控制的主要是()A.PLC系统B.接触器-控制器系统C.液压系统D.数控系统3【多选题】(1分)本课程的教学目标对应的毕业要求是()A.工程与社会B.工程知识C.设计/开发解决方案D.问题分析E.研究F.使用现代工具4【判断题】(1分)学习本课程的原则之一是元件为系统服务。
A.错B.对5【判断题】(1分)学习本课程的原则之一是应用为理论服务。
A.错B.对第二章测试1【多选题】(1分)电磁机构的基本组成有()A.短路环B.灭弧装置C.电磁机构D.触点系统2【多选题】(1分)关于电磁机构工作原理,下面表述正确的是()A.吸合时电磁力小于弹簧反力B.断开时电磁力大于弹簧反力C.吸合时电磁力大于弹簧反力D.断开时电磁力小于弹簧反力3【多选题】(1分)接触器的选用原则是()A.辅助触头越多越好B.优先选用交流接触器C.主触头额定电流大于等于负载电流D.根据需要选择极数4【判断题】(1分)继电器用在控制回路。
A.对B.错5【判断题】(1分)时间继电器只有通电延时型。
A.错B.对6【判断题】(1分)热继电器的常闭触头串联在主回路中。
A.对B.错7【判断题】(1分)按钮和行程开关都是接通或断开控制电路。
A.对B.错8【判断题】(1分)熔断器是串联在电路中。
A.错B.对9【判断题】(1分)低压断路器可以在故障后自动复位。
A.对B.错第三章测试1【判断题】(1分)电气原理图表达的是电器元件的链接关系和工作原理的图,可以表达出元器件的位置和大小。
A.对B.错2【单选题】(1分)为保证交流电动机正反转控制的可靠性,常采用()控制电路。
A.接触器联锁B.手动C.按钮联锁D.按钮、接触器双重联锁3【单选题】(1分)在电动机的连续运转控制中,其控制关键是()。
A.机械联锁B.复合按钮C.互锁触点D.自锁触点4【判断题】(1分)在电动机的点动控制主电路中,往往不需要热继电器进行过载保护。
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余磁场方向相反,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TL=常数,当电枢电压附加电阻改变时,能否改变其稳定运行状态下电枢电流的大小?为什么?这是拖动系统中那些要发生变化?T=KtφIa u=E+IaRa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态值后,电枢反电势将如何变化? 是大于,小于还是等于E1?T=IaKtφ, φ减弱,T是常数,Ia增大.根据EN=UN-IaRa ,所以EN减小.,小于E1.3.5 一台直流发电机,其部分铭牌数据如下:PN=180kW, U N=230V,n N=1450r/min,ηN=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=ηN)PN=UNIN180KW=230*ININ=782.6A该发电机的额定电流为782.6AP= IN100/ηNP=87.4KW3.6 已知某他励直流电动机的铭牌数据如下:PN=7.5KW, U N=220V, n N=1500r/min, ηN=88.5%, 试求该电机的额定电流和转矩。
PN=UNINηN7500W=220V*IN*0.885IN=38.5ATN=9.55PN/nN=47.75Nm3.7一台他励直流电动机:PN=15KW, U N=220V, I N=63.5A, n N=2850r/min,Ra =0.25Ω,其空载特性为:U 0/ V115 184 230 253 265I f/A0.442 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.当U=150V时If=0.71A当U=220V时If=1.08A3.8 一台他励直流电动机的铭牌数据为:PN=5.5KW, U N=110V, I N=62A, nN=1000r/min,试绘出它的固有机械特性曲线。
机电传动控制第五版课后答案--最全版机电传动控制第五版课后答案最全版机电传动控制是一门涉及电机、电气控制、自动化等多个领域的重要课程。
对于学习这门课程的同学来说,课后答案的准确性和完整性至关重要。
以下是为大家整理的机电传动控制第五版的课后答案,希望能对大家的学习有所帮助。
一、第一章绪论1、机电传动控制的目的是什么?答:机电传动控制的目的是将电能转换为机械能,实现生产机械的启动、停止、调速、反转和制动等动作,以满足生产工艺的要求,提高生产效率和产品质量。
2、机电传动系统的发展经历了哪几个阶段?答:机电传动系统的发展经历了成组拖动、单电机拖动和多电机拖动三个阶段。
3、机电传动系统的运动方程式中,各物理量的含义是什么?答:T 为电动机产生的电磁转矩,T L 为负载转矩,J 为转动惯量,ω 为角速度。
当 T>T L 时,系统加速;当 T<T L 时,系统减速;当T = T L 时,系统匀速运转。
二、第二章机电传动系统的动力学基础1、转动惯量的物理意义是什么?它与哪些因素有关?答:转动惯量是物体转动时惯性的度量,反映了物体抵抗转动状态变化的能力。
其大小与物体的质量、质量分布以及转轴的位置有关。
2、飞轮转矩的概念是什么?它与转动惯量有何关系?答:飞轮转矩 G D 2 是指转动惯量 J 与角速度ω平方的乘积。
飞轮转矩越大,系统储存的动能越大,系统的稳定性越好。
3、如何根据机电传动系统的运动方程式判断系统的运行状态?答:当 T T L > 0 时,系统加速;当 T T L < 0 时,系统减速;当T T L = 0 时,系统匀速运行。
三、第三章直流电机的工作原理及特性1、直流电机的工作原理是什么?答:直流电机是基于电磁感应定律和电磁力定律工作的。
通过电刷和换向器的作用,使电枢绕组中的电流方向交替变化,从而在磁场中产生持续的电磁转矩,驱动电机旋转。
2、直流电机的励磁方式有哪几种?答:直流电机的励磁方式有他励、并励、串励和复励四种。
3-1 题图3-1所示的阻容网络中,i ()[1()1(30)](V)u t t t =--。
当t =4s 时,输出o ()u t 值为多少?当t 为30s 时,输出u o (t )又约为多少?解:661(s)1111(s)1110410141o i U sCU RCs s R sC -====+⨯⨯⨯+++(4)0.632(V)o u ≈,(30)1(V)o u ≈3-2 某系统传递函数为,试求其单位脉冲响应函数。
解:2(s)112(s)5623o i X s X s s s s +-==+++++ 其单位脉冲响应函数为23(t)(e 2e )1()t t x t δ--=-+⋅3-3 某网络如图3-3所示,当t ≤0-时,开关和触点1接触;当t ≥0+时,开关和触点2接触。
试求输出响应表达式,并画出输出响应曲线。
1V题图3-1 题图3-3解:1(s)11(s)2121()o i R U RCs s sCU RCs s R R sC++===++++ 01(t)1(2)1()(V)i i i u u u t =+=+-⋅1111212(s)(s)121212o i s s U U s s s ss ++-===-+++ 那么21(t)(e 2)1()(V)t o u t -=-⋅1201(t)1(e 2)1()(V)o o o u u u t -=+=+-⋅其输出响应曲线如图3-3所示图3-3 题图3-43-4 题图3-4所示系统中,假设忽视小的时间常数,可认为。
其中,ΔB 为阀芯位移,单位为cm ,令a =b 〔ΔB 在堵死油路时为零〕。
(1) 试画出系统函数方块图,并求。
(2) 当i ()[0.51()0.51(4)1(40)]cm x t t t s t s =⨯+⨯---时,试求t =0s,4s,8s,40s,400s 时的y (t )值,()B ∆∞为多少? (3) 试画出x (t )和y (t )的波形。
机电传动控制第五版课后答案--最全版《机电传动控制第五版课后答案最全版》机电传动控制是一门涉及机械、电气、电子等多学科知识的重要课程,对于相关专业的学生来说,课后习题的答案是巩固知识、检验学习成果的重要参考。
在这篇文章中,我将为您提供机电传动控制第五版的课后答案,希望能对您的学习有所帮助。
首先,让我们来回顾一下机电传动控制这门课程的主要内容。
它涵盖了电机的工作原理、调速控制、制动方法、传动系统的动态特性分析以及控制系统的设计等方面。
通过学习这门课程,学生能够掌握机电传动系统的基本原理和控制方法,为今后从事相关领域的工作打下坚实的基础。
在第一章中,主要介绍了机电传动系统的基本概念和组成部分。
课后习题大多围绕电机的类型、特点以及机电传动系统的运动方程展开。
例如,有一道习题要求分析直流电机的工作原理和结构特点。
答案是:直流电机由定子和转子两部分组成。
定子包括主磁极、换向极、机座和电刷装置等;转子包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器和转轴等。
直流电机的工作原理是基于电磁感应定律和电磁力定律,当电枢绕组中通有电流时,在磁场中会受到电磁力的作用,从而产生转矩,使电机旋转。
第二章重点讲解了直流电机的调速方法。
其中,改变电枢电压调速、改变电枢回路电阻调速和改变励磁磁通调速是常见的调速方式。
对于课后习题中关于调速性能指标的计算,我们需要根据给定的参数,运用相应的公式进行计算。
比如,某道习题给定了电机的额定转速、电枢电阻、励磁电流等参数,要求计算在不同调速方式下的调速范围和静差率。
解题的关键是正确理解调速性能指标的定义和计算公式,然后代入给定参数进行计算。
第三章探讨了交流电机的原理和调速方法。
交流电机包括异步电机和同步电机。
异步电机的调速方法有变频调速、变极调速和变转差率调速等。
在解答课后习题时,需要掌握异步电机的等效电路和电磁转矩公式,以及各种调速方法的特点和适用场合。
例如,有一道习题要求比较变频调速和变极调速的优缺点。
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<0说明系统处于减速。
TM-TL<0 说明系统处于减速TMTL TMTLTMTLTMTL2.4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。
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。
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=15J=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。
为什么直流电动机直接启动时启动电流很大
答: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
他励直流电动机启动过程中有哪些要求如何实现
答:他励直流电动机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:1 降压启动2 在电枢回路内串接外加电阻启动
(1)他励直流电动机启动时,为什么一定要先把励磁电流加上
答:直流他励电动机启动时,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)若忘了先合励磁绕组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)
答:如果忘了先合励磁绕组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)当电动机运行在额定转速下,若突然将励磁绕组断开,此时又将出现什么情况
答:当电动机运行在额定转速下,如果突然将励磁绕组断开,转速为零,导致停车。
一台他励直流电动机的技术数据为:P N=, U N=U f=110V, n N=1500r/min, N=, R a=, R f= ①求额定电枢电流I aN ;
P N=U N I aNN
2200=110×I aN ×
I aN =25A
②求额定励磁电流I fN;
U f =R f I fN
I fN=110/=
③求励磁功率P f;
P f =UfI fN
=
④求额定转矩T N ;
T N=n N=14Nm
⑤求额定电流时的反电动势;
E N=U N-I N R a
=*25=100V
⑥求直接启动时的启动电流;
I st=U N/R a=110/=275A
⑦如果要使启动电流不超过额定电流的2倍,那么启动电阻为多少此时启动转矩又为多少启动电阻
2I N>U N /(R a+R st)
R st>
启动转矩
K e φ=(U N-I N R a)/n N=
Ia=U N/(R a+R st)=
T=K t I a φ=**=
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除太快,会带来什么后果
答:如果启动电阻一下全部切除,在撤出瞬间,由于机械惯性的作用是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,所以采用逐渐接触启动电阻的方法,如切除太快,会有可能烧毁电机。
转速调节与固有的速度变化在概念上有什么区别
答:速度变化时在某机械特性下,由于负载改变而引起的,而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。
他励直流电动机有哪些办法进行调速他们的特点是什么
答:
他励电动机的调速方法:
第一改变电枢电路外串接电阻Rad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。