机电传动传动控制考试复习和课后习题概要
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机电传动控制复习重点一:知识点1 .加快机电传动系统过渡过程的方法要想加快机电传动系统过渡过程,即减少过渡时间,应设法减小系统的飞轮转矩GD^2和增大动态转矩Td.2 .直流电机的感应电势:E k e nke与电动机的结构有关的参数,称电势常数为每一对极的磁通(WBn为电枢转速(r/mi n )E为电动势(V)直流电机的电磁转矩:T k t l a???与电动机的结构有关的参数,称转矩常数,??=9.55k 为每一对极的磁通(WBIa为电枢总电流(A)3. 直流发电机的分类直流发动机的运行受励磁绕组连接方法的影响,因此直流发电机按历次方法来分类,分为他励,并励,串励和复励发电机。
他励调节方法中改变电动机电枢供电电压属于恒转矩调速。
P38 4. 三项异步电动机为什么叫做异步?定子通三相电,产生旋转磁场,旋转磁场带动转子旋转,异步是指磁场旋转与电动面转子不是同步的,磁场比转子提前一定的角度5. 为什么转子频率即产生电流的频率6. 电机直接启动,反转启动的优缺点,意义,特性直接启动的优点:是所需设备少,启动方式简单,成本低。
电动机直接启动的电流是正常运行的 5 倍左右,理论上来说,只要向电动机提供电源的线路和变压器容量大于电动机容量的 5 倍以上的,都可以直接启动。
这一要求对于小容量的电动机容易实现,所以小容量的电动机绝大部分都是直接启动的,不需要降压启动。
缺点:对于大容量的电动机来说,一方面是提供电源的线路和变压器容量很难满足电动机直接启动的条件,另一方面强大的启动电流冲击电网和电动机,影响电动机的使用寿命,对电网不利,所以大容量的电动机和不能直接启动的电动机都要采用降压启动。
反接制动常用于位能性负载(如起重机),限制重物下放速度。
7. ????=60f/p同步转速???与电流频率成正比而与磁极对数成反比8. S= ????-n/ ????由于转子转速不等于同步转速,所以把这种电动机称为异步电动机,S称为转差率9. 异步电动机的固有机械特性(P64)三相异步电动机的机械特性有固有的机械特性和人为的机械特性之分。
《机电传动控制》复习题纲2014一、考试题型:1.选择题2.填空题3.判断题4.简答题5.作图题6.计算题二、各章复习重点第一章:概述了解机电传动的概念与目的。
第二章: 机电传动系统的动力学基础1. 2.1节*: 掌握机电传动系统的运行方程式, 学会运用它来分析和判别机电传动系统的运行状态.( Tm-TL=Td, Tm,TL,n之间的关系, 符号的判断, 课后习题: 2.1,2.3)2. 2.3节:了解几种典型的生产机械的机械特性n=f(TL): (恒转矩型,恒功率型)3. 2.4节*: 掌握机电传动系统稳定运行的条件,学会运用它来分析与判断系统的稳定平衡点.(课后习题:2.11)第三章: 直流电机的工作原理及其特性1. 3.1节: 在了解直流电动机的基本结构的基础上, 掌握直流电机的基本工作原理, 掌握电势方程式(式3.1)、转矩方程式(式3.2)、电压平衡方程式(式3.11)2. 3.2节:了解直流电机按励磁方法不同的分类:他励、并励、串励、复励。
3. 3.3节*: 掌握直流电动机的机械特性(固有特性:图3.16,注意给出的电动机铭牌数据,额定转矩公式),人为机械特性(3种:改变电枢外加电压、改变励磁磁通、在电枢电路中外串附加电阻:图3.18,3.19,3.20)。
(电机机械特性是分析启动、调速、制动特性的依据)(习题3.6)4. 3.4节*: 掌握直流电动机启动特性的各种方法(降压启动、电枢电路串接外加电阻启动),了解各种方法的特点(优缺点及应用)。
(课后习题:3.11)5. 3.5节*:掌握直流电动机调速的概念(注意与速度变化的区别)及调速的各种方法(3种:改变电枢外加电压、改变励磁磁通、在电枢电路中外串附加电阻),了解各种调速方法的特点。
(课后习题:3.17,3.18)6. 3.6节*:掌握直流电动机各种制动方法(反馈制动、反接制动(电源反接、倒拉反接)、能耗制动),了解各种制动方法的特点。
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.。
机电传动传动控制测验复习和课后习题————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:机电传动控制1. 机电传动定义:(又称电力传动或电力拖动)就是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称.2. 几种典型机械特性: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3. 机械特性:力(力矩)与运动参数(包括位移、速度、加速度)之间的关系。
生产机械的机械特性:n=f (T L)电机的机械特性:n=f (T M)4.机电传动系统的稳定运行包含两重含义:①系统应能以一定速度匀速运转;②系统受某种外部干扰作用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。
5. 稳定运行的充要条件是:①生产机械的机械特性曲线与电动机的机械特性曲线有交点;②在平衡点对应的转速之上应保证TM<TL;在平衡点对应的转速之下应保证TM>TL。
6.正确判定稳定平衡点P14的2.11题7. 直流电机的基本结构:①定子:主磁极、换向极、机座、轴承、电刷②转子:电枢铁心、电枢绕组、轴、换向器8. 直流电机工作原理:①发电机:导体在磁场内作切割磁力线运动,导体中便感应出电动势。
(电磁感应)电势方程式:②电动机:通电导体在磁场中要受到电磁力(矩)的作用。
因此只要电枢绕组里有电流(外电源提供或感应电流),在磁场中就会受到电磁力的作用。
转矩方程式:9.直流发电机和直流电动机电磁转矩的作用不同:①发电机的电磁转矩是阻转矩;②电动机的电磁转矩是驱动转矩。
10.直流发电机和直流电动机的电势作用也不同:①直流发电机的电势是有益的;②直流电动机的电势是反电势,他的方向总是与电源的电压方向相反。
11.励磁方式:是指励磁绕组如何供电,以产生励磁磁场。
12. 直流发电机励磁方法的分类:①他励:励磁电流由外电源供电,不受电枢端电压或电流的影响②并励:励磁绕组与电枢绕组并联③串励:励磁绕组与电枢绕组串联④复励:一部分并联,一部分串联13.机械特性硬度:1)绝对硬特性 b →∞,如交流同步电动机的机械特性2)硬特性 b >10,如直流他励电动机的机械特性3)软特性 b <10,如直流串励电动机的机械特性14.他励直流电动机的机械特性:①固有机械特性,②人为机械特性:1)串接Rad时的人为特性。
机电传动控制复习题及参考答案中南⼤学⽹络教育课程考试复习题及参考答案机电传动与控制⼀、填空题:1.直流电动机常⽤的调速⽅法有、和。
2.三相笼式异步电动机的启动⽅法有和。
3.电⽓控制系统中常设的保护环节有短路保护、弱励磁保护、、和。
4.三相⿏笼式异步电动机常⽤的调速⽅法有和。
5.他励直流电动机的三种调速⽅法中,调速时机械特性变软的是。
调速时机械特性不变的是调速。
6.晶闸管的⼏个主要参数是、、额定通态平均电流T I 和维持电流H I 。
7.直流调速系统中,电流截⽌负反馈环节的作⽤是。
8.三相⿏笼式异步电动机的降压启动⽅法有、和⾃耦变压器启动。
9.⽣产机械对电动机调速系统提出的主要静态技术指标有、和平滑性。
10.晶闸管可控整流电路的负载常有电阻性、和。
11.三相绕线式异步电动机常⽤进⾏启动和调速,也可以⽤进⾏启动。
12.三相⿏笼式异步电动机的电⽓停转⽅法有和。
13.在直流电动机的双闭环⽆静差调速系统中,转速环的作⽤主要是。
电流环的作⽤主要是。
14.直流他励电动机可采⽤启动或降压启动,⽬的都是为了。
15.为了改变三相交流异步电动机的旋转⽅向,只要即可。
16.⽆静差闭环调速系统,PI 调节器中积分环节的作⽤是。
17.交流电动机变频调速的特点有,在恒转矩的变频调速系统中,常保持为定值。
18.就⼀台直流电动机开环、有静差闭环、⽆静差闭环调速系统三者的静特性⽽⾔,机械特性最硬的是,最软的是。
19.带电阻性负载的单相半波可控整流电路中,控制⾓α的移相范围是,控制⾓α和导通⾓β的关系式是。
20.交流异步电动机采⽤调压调速时,采⽤转速负反馈闭环系统,可以。
21.电动机的短路保护和长期保护不同,前者是,后者是。
⼆、单项选择题:1.电源线电压为380V ,三相笼型异步电动机定⼦每相绕组的额定电压为380V ,能否采⽤星形——三⾓形启动?() A.不能 B.能2.直流电器的线圈能否串联使⽤?() A.不能 B.能3.直流电动机调速系统,若想采⽤恒转矩调速,则可改变() A.e K B. C.U4.三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.增⼤ B.减少 C.等于零5.试说明下图情况下,系统的运⾏状态是() A.加速 B.减速 C.匀速M L6.交流电器的线圈能否接⼊与其额定电压相等的直流电源使⽤?()A.不能7.直流电动机调速系统,若想采⽤恒功率调速,则可改变()K B. C.UA.e8.三相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.⼤B.⼩C.相同9.三相异步电动机带动⼀定负载运⾏时,若电源电压降低了,这时电动机的转矩会()A.增⼤B.减少C.不变10.三相异步电动机中断了⼀根电源线后,能否启动?()A.能B.不能11.交流电器的线圈能否串联使⽤?()A.不能B.能12.电源线电压为380V,三相笼型异步电动机定⼦每相绕组的额定电压为380V,能否采⽤星形——三⾓形启动?()A.不能B.能13.三相异步电动机在运⾏中断了⼀根电源线下,则电动机的转速()A.增⼤B.减少C.停转14.下图中,1、2分别为电动机和负载的机械特性,系统是否具有运⾏的稳定平衡点()A.有B.没有15.直流电器的线圈能否接⼊与其额定电压相等的交流电源使⽤?()B.能T=常数,外加电压和电枢电路中的电阻16.⼀台直流他励电动机在稳定运⾏时,如果负载转矩L不变,问:减弱励磁使转速上升到新的稳定值后,电枢反电势会()A.增⼤B.减少C.不变17.三相异步电动机带⼀定负载运⾏时,若电源电压降低了,则电动机的转速()A.增⼤B.减少C.不变18.交流变频调速系统中采⽤的逆变器属于()A.⽆源逆变B.有源逆变19.直流电机的有源逆变电路,在逆变状态下时,电机⼯作于()A.电动状态B.发电状态20.⼀台他励直流电动机拖动恒转矩负载,当电枢电压或电枢附加电阻改变时,能否改变其稳定运⾏状态下电枢电流的⼤⼩?()A.能B.不能21.有源逆变电路,主要⽤于()A.直流电动机的可逆调速B.交流电动机的变频调速22.相对于开环系统,闭环调速可使系统的机械特性变硬,调速范围()A.扩⼤B.减⼩C.不变23.绕线式异步电动机采⽤串电阻启动时,可()A.增⼤启动转矩,同时降低启动电流B.通过增⼤启动电流以增⼤启动转矩24.他励直流电动机的三种调速⽅法中。
一、单项选择题 1. 在下图a )中,论述正确的是(D ) A. SB3是停止按钮 B. SB2是点动按钮 2. 在下图b )中,论述正确的是( A ) A. SB1是停止按钮 B. SB2是点动按钮 3. 在下图c )中,论述错误的是(B ) A. SB1是停止按钮 B. SB2是自锁按钮 C. C. C. SB 1是起动按钮 SB2是起动按钮 SB3是点动按钮 D. D. KM 为交流接触器 S 为点动开关 K 为中间继电器 D. c ) 必须具有(B )功能。
C.点动 D.正反转 b ) 4. 用继电器、接触器控制线路实现电动机的起动, A.互锁 B.自锁5.下列电器元件中,可用于实现机床工作台正反向自动循环转换功能的是(B A.按钮B.行程开关C.速度继电器D.中间继电器 6.机械设备的维修、调整常要求其控制线路具有( A.自锁B.互锁C. 7. 多处起功能须用(B )方式来实现。
A.动合触点串联B.动合触点并联C. 8. 多处停止功能须用(C )方式来实现。
A.动合触点串联B.动合触点并联C.动断触点串联 9. 有关继电器、接触器控制线路设计正确的论述是A.线圈可以串联C.线圈与触点可交叉联接10. 有关中间继电器功能的论述错谩的是(A.信号的传递与转换B.C.动作延时D. C 点动 )功能。
D. 正反转 )o动断触点串联 D. D. 动断触点并联 动断触点并联B. D. C (B ) 线圈只能出现一次 接触器线圈之间必须有互锁保护)。
实现多路控制小功率信号控制大容量触点动作 11. 下列元件中,可用于实现机床工作台正反向起动转换功能的是(A.按钮 B,空气开关 C.速度继电器 D, 12. 继电器、接触器控制系统的优点是(B )。
A.接线调试简便B.控制功能简单时成本较低 13. 有关继电器、接触器控制线路设计错误的论述是 A.线圈不能串联 B.线圈只能出现一次 14. 目前广泛使用的普通机床的机电控制大多采用( A. PLC 控制 B,继电器、接触器控制 A )。
机电传动控制1. 机电传动定义:(又称电力传动或电力拖动)就是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称.2. 几种典型机械特性: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3. 机械特性:力(力矩)与运动参数(包括位移、速度、加速度)之间的关系。
生产机械的机械特性:n=f (T L)电机的机械特性:n=f (T M)4.机电传动系统的稳定运行包含两重含义:①系统应能以一定速度匀速运转;②系统受某种外部干扰作用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。
5. 稳定运行的充要条件是:①生产机械的机械特性曲线与电动机的机械特性曲线有交点;②在平衡点对应的转速之上应保证TM<TL;在平衡点对应的转速之下应保证TM>TL。
6.正确判定稳定平衡点P14的2.11题7. 直流电机的基本结构:①定子:主磁极、换向极、机座、轴承、电刷②转子:电枢铁心、电枢绕组、轴、换向器8. 直流电机工作原理:①发电机:导体在磁场内作切割磁力线运动,导体中便感应出电动势。
(电磁感应)电势方程式:②电动机:通电导体在磁场中要受到电磁力(矩)的作用。
因此只要电枢绕组里有电流(外电源提供或感应电流),在磁场中就会受到电磁力的作用。
转矩方程式:9.直流发电机和直流电动机电磁转矩的作用不同:①发电机的电磁转矩是阻转矩;②电动机的电磁转矩是驱动转矩。
10.直流发电机和直流电动机的电势作用也不同:①直流发电机的电势是有益的;②直流电动机的电势是反电势,他的方向总是与电源的电压方向相反。
11.励磁方式:是指励磁绕组如何供电,以产生励磁磁场。
12. 直流发电机励磁方法的分类:①他励:励磁电流由外电源供电,不受电枢端电压或电流的影响②并励:励磁绕组与电枢绕组并联③串励:励磁绕组与电枢绕组串联④复励:一部分并联,一部分串联13.机械特性硬度:1)绝对硬特性 b →∞,如交流同步电动机的机械特性2)硬特性 b >10,如直流他励电动机的机械特性3)软特性 b <10,如直流串励电动机的机械特性14.他励直流电动机的机械特性:①固有机械特性,②人为机械特性:1)串接Rad时的人为特性。
机电传动控制习题及复习大纲汇总对应教材同志学等编《机电传动控制》国防工业出版社2021.8第2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。
2-4 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:为了使运动方程式的列出简化;负载转矩是静态转矩,可根据静态时功率守恒原则进行折算;由于转动惯量与运动系统的动能有关,根据动能守恒原则进行折算。
2.5 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.2-6 反抗静态转矩和位能静态转矩有何区别,各有什么特点?答:反抗静态转矩是因摩擦、非弹性体的压缩、拉伸和扭转等作用所产生的负载转矩;其特点是:转矩方向与运动方向相反,总是阻碍运动的;位能静态转矩是由物体的重力和弹性体的压缩、拉伸和扭转等作用所产生的负载转矩;其特点是:转矩方向恒定,与运动方向无关,它在某方向阻碍运动,而在相反方向是促进运动。
2-7 在题2-7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。
答:机电传动系统稳定运行的必要条件:存在平衡点。
即电动机的机械特性与生产机械的机械特性曲线有交点;充分条件:当转速偏离平衡点时,系统存在一个使其趋于平衡点的转矩差,即可以自动回复到平衡点。
如图(a,b,c,e)所示,当系统转速偏离交点(>na)时,就存在TL?TM,使系统减速,直到重新回到交点,又达到平衡;当系统转速na)时,就存在TL?TM,使系统加速,无法重新回到交点,达到平衡。
所以交点不是系统的稳定平衡点。
中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案机电传动与控制一、填空题:1.直流电动机常用的调速方法有、和。
2.三相笼式异步电动机的启动方法有和。
3.电气控制系统中常设的保护环节有短路保护、弱励磁保护、、和。
4.三相鼠笼式异步电动机常用的调速方法有和。
5.他励直流电动机的三种调速方法中,调速时机械特性变软的是。
调速时机械特性不变的是调速。
6.晶闸管的几个主要参数是、、额定通态平均电流T I 和维持电流H I 。
7.直流调速系统中,电流截止负反馈环节的作用是。
8.三相鼠笼式异步电动机的降压启动方法有、和自耦变压器启动。
9.生产机械对电动机调速系统提出的主要静态技术指标有、和平滑性。
10.晶闸管可控整流电路的负载常有电阻性、和。
11.三相绕线式异步电动机常用进行启动和调速,也可以用进行启动。
12.三相鼠笼式异步电动机的电气停转方法有和。
13.在直流电动机的双闭环无静差调速系统中,转速环的作用主要是。
电流环的作用主要是。
14.直流他励电动机可采用启动或降压启动,目的都是为了。
15.为了改变三相交流异步电动机的旋转方向,只要即可。
16.无静差闭环调速系统,PI 调节器中积分环节的作用是。
17.交流电动机变频调速的特点有,在恒转矩的变频调速系统中,常保持 为定值。
18.就一台直流电动机开环、有静差闭环、无静差闭环调速系统三者的静特性而言,机械特性最硬的是,最软的是。
19.带电阻性负载的单相半波可控整流电路中,控制角α的移相范围是 ,控制角α和导通角β的关系式是。
20.交流异步电动机采用调压调速时,采用转速负反馈闭环系统,可以。
21.电动机的短路保护和长期保护不同,前者是,后者是。
二、单项选择题:1.电源线电压为380V ,三相笼型异步电动机定子每相绕组的额定电压为380V ,能否采用星形——三角形启动? ( )A.不能B.能2.直流电器的线圈能否串联使用? ( )A.不能B.能3.直流电动机调速系统,若想采用恒转矩调速,则可改变 ( )A.e KB.ΦC.U4.三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.增大B.减少C.等于零5.试说明下图情况下,系统的运行状态是()A.加速B.减速C.匀速6.交流电器的线圈能否接入与其额定电压相等的直流电源使用?()A.不能B.能7.直流电动机调速系统,若想采用恒功率调速,则可改变()A.eK B. C.U8.三相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.大B.小C.相同9.三相异步电动机带动一定负载运行时,若电源电压降低了,这时电动机的转矩会()A.增大B.减少C.不变10.三相异步电动机中断了一根电源线后,能否启动?()A.能B.不能11.交流电器的线圈能否串联使用?()A.不能B.能12.电源线电压为380V,三相笼型异步电动机定子每相绕组的额定电压为380V,能否采用星形——三角形启动?()A.不能B.能13.三相异步电动机在运行中断了一根电源线下,则电动机的转速()A.增大B.减少C.停转14.下图中,1、2分别为电动机和负载的机械特性,系统是否具有运行的稳定平衡点()A.有B.没有15.直流电器的线圈能否接入与其额定电压相等的交流电源使用?()A.不能B.能16.一台直流他励电动机在稳定运行时,如果负载转矩LT=常数,外加电压和电枢电路中的电阻不变,问:减弱励磁使转速上升到新的稳定值后,电枢反电势会()A.增大B.减少C.不变17.三相异步电动机带一定负载运行时,若电源电压降低了,则电动机的转速()A.增大B.减少C.不变18.交流变频调速系统中采用的逆变器属于()A.无源逆变B.有源逆变19.直流电机的有源逆变电路,在逆变状态下时,电机工作于()A.电动状态B.发电状态M LT M T Ln20.一台他励直流电动机拖动恒转矩负载,当电枢电压或电枢附加电阻改变时,能否改变其稳定运行状态下电枢电流的大小? ( )A.能B.不能21.有源逆变电路,主要用于 ( )A.直流电动机的可逆调速B.交流电动机的变频调速22.相对于开环系统,闭环调速可使系统的机械特性变硬,调速范围 ( )A.扩大B.减小C.不变23.绕线式异步电动机采用串电阻启动时,可 ( )A.增大启动转矩,同时降低启动电流B.通过增大启动电流以增大启动转矩24.他励直流电动机的三种调速方法中。
《 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。
机电传动控制1. 机电传动定义:(又称电力传动或电力拖动)就是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称.2. 几种典型机械特性: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3. 机械特性:力(力矩)与运动参数(包括位移、速度、加速度)之间的关系。
生产机械的机械特性:n=f (T L)电机的机械特性:n=f (T M)4.机电传动系统的稳定运行包含两重含义:①系统应能以一定速度匀速运转;②系统受某种外部干扰作用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。
5. 稳定运行的充要条件是:①生产机械的机械特性曲线与电动机的机械特性曲线有交点;②在平衡点对应的转速之上应保证TM<TL;在平衡点对应的转速之下应保证TM>TL。
6.正确判定稳定平衡点P14的2.11题7. 直流电机的基本结构:①定子:主磁极、换向极、机座、轴承、电刷②转子:电枢铁心、电枢绕组、轴、换向器8. 直流电机工作原理:①发电机:导体在磁场内作切割磁力线运动,导体中便感应出电动势。
(电磁感应)电势方程式:②电动机:通电导体在磁场中要受到电磁力(矩)的作用。
因此只要电枢绕组里有电流(外电源提供或感应电流),在磁场中就会受到电磁力的作用。
转矩方程式:9.直流发电机和直流电动机电磁转矩的作用不同:①发电机的电磁转矩是阻转矩;②电动机的电磁转矩是驱动转矩。
10.直流发电机和直流电动机的电势作用也不同:①直流发电机的电势是有益的;②直流电动机的电势是反电势,他的方向总是与电源的电压方向相反。
11.励磁方式:是指励磁绕组如何供电,以产生励磁磁场。
12. 直流发电机励磁方法的分类:①他励:励磁电流由外电源供电,不受电枢端电压或电流的影响②并励:励磁绕组与电枢绕组并联③串励:励磁绕组与电枢绕组串联④复励:一部分并联,一部分串联13.机械特性硬度:1)绝对硬特性 b →∞,如交流同步电动机的机械特性2)硬特性 b >10,如直流他励电动机的机械特性3)软特性 b <10,如直流串励电动机的机械特性14.他励直流电动机的机械特性:①固有机械特性,②人为机械特性:1)串接Rad时的人为特性。
2)变U 时的人为机械特性。
3)变Φ时的人为机械特性15.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:①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,电阻越大则特性就越软,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。
②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,③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。
16.飞车:当Φ=o 时,电动机尚有剩磁,这时转速虽不趋于∞,但会升到机械强度所不允许的数值,通常称为“飞车”。
17.直流他励电动机的启动特性: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。
(启动转矩越大越好,启动电流越小越好。
)18. 直接启动的不良影响:1)换向困难,产生危险火花;2)过大的电动应力和启动转矩,易损坏传动部件;3)可能使电网上的保护装置动作,造成事故,或使电网电压下降,影响其他用电器。
(★直流电动机绝不允许直接启动!)19.直流他励电动机的启动方法:①降压启动,②在电枢回路串接外加20.速度调节与速度变化的区别:①速度调节:在一定的负载条件下,人为地改变电动机的机械特性,以得到所需要的稳定转速。
②速度变化:由于负载的变化而引起的电动机的速度的变化,是在同一条机械特性 曲线上变化。
21.电动机有两种运转状态:①电动状态:电动机电磁转矩的方向与转速的方向相同。
②制动状态:电动机电磁转矩的方向与转速的方向相反1)稳定制动,转速不变如:恒速下放重物。
2)过渡制动,速度变化如:电机降速或停车。
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: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(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)2.4 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。
2.9 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。
dt d J T T L M ω=-d L M T T T =-位能性恒转矩负载作用方向恒定,与运动方向无关。
3.3 一台他励直流电动机所拖动的负载转矩 TL=常数,当电枢电压或附加电阻改变时,能否改变其稳定运行状态下电枢电流的大小?为什么?这时拖动系统中哪些量要发生变化?• 答:不能。
因为,常数= TL =T=Kt φIa 。
• 但Ia 并不是始终不变。
因U=E+Ia (Ra+Rad ),Rad ↑, Ia ↓,T ↓,n ↓, Ia ↑, T ↑, T=KtφIa = TL =常数。
• 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定运行时,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定值后,电枢反电势将如何变化?是大于、小于还是等于E1?答:因为 当Φ ↓时,→ Ia ↑由U=E+IaRa ,E =U -IaRa ,当Ia ↑时, →E ↓,所以:E<E13.13 直流他励电动机启动时,为什么一定要先把励磁电流加上,若忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通,这时会产生什么现象(试从TL=0和TL=TN 两种情况加以分析)?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TL=0启动时:因为励磁绕组有一定剩磁,使Φ≈0;启动时,n =0,E =0,根据UN=E+IaRa 知,UN 全加在电阻Ra 上,产生很大的Ia ((10~20)IN ) ,但因为Φ≈0,所以 T =Kt ΦIa 并不大,因为TL ≈0,所以动转矩大于0,系统会加速启动;启动后,虽有n ,使E 变大点,但因为Φ≈0,所以E 仍不大, UN 大部分仍要加在电阻Ra 上,产生很大Ia 和不大的T ,使系统不断加速;当系统达到“飞车”时,在相当大的某一n 稳速运行时, T =Kt ΦIa=TL ≈0,所以Ia ≈0,此时,E 相当大,UN 几乎和E 平衡。
当TL=TN 启动时:n =0,E =0,根据UN=E+IaRa 知,UN 全加在电阻Ra 上,产生很大的Ia ((10~20)IN ),但因为Φ≈0,所以 T =Kt ΦIa 并不大,因为TL= TN ,所以系统无法启动。
当电动机运行在额定转速下, T =Kt ΦNIaN = TL =TN ,n =nN ,此时断开励磁, Φ≈0,虽然仍有n =nN ,但E ≈0,根据UN=E+IaRa 知,UN 全加在电阻Ra 上,产生很大的Ia ,但因为Φ≈0,所以 T =Kt ΦIa 并不大,因为TL= TN ,所以T < TL ,系统逐渐减速到停车。
• 3.15 一台直流他励电动机,其额定数据如下:PN=2.2KW,UN=Uf=110V ,nN=1500r/min, ηN=0.8,Ra=0.4Ω, Rf=82.7Ω 。
试求:• ① 额定电枢电流IaN;• PN=UNIaN ηN 2200=110×IaN ×0.8 IaN=25A• ② 额定励磁电流IfN; Uf= RfIfN IfN=110/82.7=1.33A• ③ 励磁功率Pf; Pf= UfIfN=146.3W• ④ 额定转矩TN; TN=9.55 PN/ nN=14Nm• ⑤ 额定电流时的反电势; EN=UN-INRa=110-0.4×25=100V• ⑥ 直接启动时的启动电流;Ist=UN/Ra=110/0.4=275A• ⑦ 如果要是启动电流不超过额定电流的2倍,求启动电阻为多少欧?此时启动转矩又为多少? • 启动电阻 :2IN= UN/ (Ra+Rst) Rst=1.8Ω• 启动转矩:Ke φ=(UN-INRa)/nN=0.0667 T=Kt φIa =9.55×0.0667×50=31.8Nm3.16 直流电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?切除太快,会带来什么后果?答:见书上图3.23。
如果只一段启动电阻,当启动后,把电阻一下切除,则电流会超过2IN ,冲击大。
所以应采用逐级切除电阻办法,切除太快,也会产生电流冲击大,见书上图3.24。
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?答:调速:在一定负载条件下,人为地改变电动机的电路参数,以改变电动机的稳定转速。
常数==Φ=L a t T I K T速度变化:由于电动机负载转矩发生变化而引起的电动机转速变化。
3.19 直流电动机的电动与制动两种运转状态的根本区别何在?答:电动:电动机发出的转矩T 与转速n 方向相同;制动:T 与n 相反。
3.20 他励直流电动机有哪几种制动方法?它们的机械特性如何?试比较各种制动方法的优缺点。
答:反馈制动:运行在二、四象限,转速大于理想空载转速。
用于起重机调速下放重物,电网吸收电能,运行经济。
电源反接制动:制动迅速,能量靠电阻吸收,但容易反向启动。
倒拉反接制动:可得较低下降速度,对TL 大小估计不准,本应下降,也许会上升,特性硬度小,稳定性差,电阻消耗全部能量。
能耗制动:用于迅速准确停车及恒速下放重物,电阻消耗全部能量。
3.21 一台直流他励电动机拖动一台卷扬机构,在电动机拖动重物匀速上升时将电枢电源突然反接,试利用机械特性从机电过程上说明:(1)从反接开始到系统达到新的稳定平衡状态之间,电动机经历了几种运行状态?最后在什么状态下建立系统新的稳定平衡点?(2)各种状态下转速变化的机电过程怎样?答:(1)经历反接制动、反向电动、反向回馈制动,最后在反向回馈制动运行状态下建立系统新的稳定平衡点。