机电传动控制4

解 两个已知条件，一个是负载转矩TL＝常数；一个是从一个稳态到另一个稳 态(而不涉及瞬态过程)，电枢反电势是稳态值。
TL T KtI a C
I a
I a E
E U I a Ra E E1
注意：从
U Ra C
不能判断E是如何变化的 E K en
52.5
T
3.15 解：（1） IN=PN/NUN=2200/0.8 ×110=25A （2）求IfN=Uf/Rf=110/82.7=1.33A （3）Pf= Uf IfN=110 ×1.33=0.146kw （4）TN=9.55 × PN/nN=9.55 ×2200/1500=14N.m （5）E= KeN nN=UN-INRa=110-25 ×0.4=100V （6）IST= UN/Ra=110/0.4=275A （7） IST=UN/（Ra+RST）2 IN RST UN/2 IN- Ra=110/2 ×25-0.4=1.8
• 例5-2 有一台三相四极的异步电动机， • 其额定技术数据为nN=1440r/min，R2，E20=20V， • 试求：(l)电动机的同步转速n0 ：(2)电动机启动时的转子电流 I2st ： • (3)电动机在额定转速时转子电动势的频率f2N； • (4)电动机在额定转速时的转子电流 I2N E20 20 • 解 (1) n0=60f1/P=60×50/2=1500r/min 242.5 A I 2 st 2 2 • (2) R2 X 20 0.022 0.082 •
(1)估算Ra
K e N U N I N RN / nN
5.5 103 PN U N Ra 0.51 I 0.51 220 31 0.71 UN IN N

二、调速方法 下面仅就他励直流电动机的调速方法作一般性的介绍。 从直流他励电动机机械特性方程式 n R Rad U a T 2 K e K e K m
可知：改变串入电枢回路的电阻Rad ；改变电枢供电电压U或 主磁通，都可以得到不同的人为机械特性，从而在负载不变时可 以改变电动机的转速，以达到速度调节的要求，故直流电动机调速 的方法有以下三种。
空载速度随着U的减小而减小；
3．改变磁通 时的人为特性 U U N , Rad 0 把n UN Ra U Ra T 与n N T K e N K e K m N 2 K e K e K m 2 理想空载转速随磁通的改变而变化； 转速降随磁通的改变而变化。
特性变软
2. 改变电枢电压U时的人为特性 N , Rad 0 把n UN Ra T 2 K e N K e K m N 转速降落不变； 特性硬度不变 由于电动机电枢绕组绝缘 耐压强度的限制，电枢电压只 允许在其额定值以下调节，所 以，不同值的人为特性曲线均 在固有特性曲线之下。 与n Ra U T 2 K e N K e K m N
3．改变电动机主磁通 如图所示曲线为改变电动机主磁通 调速的特性：
从特性可看出，在一定的负载功率PL 下，不同的主磁通 N、 1、 2、 ， 可以得到不同的转速 na 、 nb 、 nc 。 即改变主磁通 可以达到调 速的目的。
改变电动机主磁通特点： 1）可以平滑无级调速，但只能弱磁调速，即在额定转速以上 调节； 2）调速特性较软，且受电动机换向条件等的限制。 普通他励电动机的最高转速不得超过额定转速的1.2倍，所以， 调速范围不大，若使用特殊制造的“调速电动机”，调速范围可以 增加，但这种调速电动机的体积和所消耗的材料都比普通电动机大 得多； 3）调速时维持电枢电压U和电枢电流Ia不变时，电动机的输出 功率P=UIa电动机的输出功率不变。 在调速过程中，输出功率不变的这种特性称为恒功率调速，这 种调速适合于对恒功率型负载进行调速。

机电传动控制_各章课后习题及答案⼤全机电传动控制邓星钟第四版课后答案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 TM TLNTM=TL TM< TLTM-TL>0说明系统处于加速。

TM-TL<0 说明系统处于减速TM TL TM TLTM> TL TM> TL系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速TM TL TM TLTM= TL TM= TL系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速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？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。

第六章6.1 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/min6.2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6.3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 e Φ控制电流增大.6.4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,n300015000.05A6.5n0=3000r/min;当n0=120Uc/πNBLD6.6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.6.7 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.6.8 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.6.9 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.6.10 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。