机电传动控制(第五版)课后习题答案解析全集 PPT
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机电传动控制(第五版)完整及其复习ppt课件
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第一章 概述
• 定义：以电动机为原动机（动力源）驱动生产机 械的系统的总称。
• 目的：将电能转换为机械能，实现生产机械的启 动、停止及速度调节，满足各种生产工艺过程的 要求，保证生产过程的正常进行。
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1
机电传动技术的发展
• 动力源：蒸汽机，内燃机，电动机 • 机电传动方式：
成组拖动：一台电机拖动多台设备，老方式，传 动机构复杂，效率低。 单电机拖动：一台电机拖动一台设备，比成组方 式进步。 多电机拖动：多台电机拖动一台设备，现代的传 动方法。
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15
2、机电系统稳定运行的条件
1) 必要条件
☞ 电动机的输出转矩TM和负载转矩TL大小相等，
方向相反。
☞ 从T—n 坐标上看，就是电动机的机械特性曲线 n =f(TM)和生产机械的机械特性曲线n =f(TL)
必须有交点，交点被称为平衡点。
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16
2) 充分条件
☞ 系统受到干扰后，要具有恢复到原平衡状态的 能力，即：
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12
直线型负载特性
☞ 直线型负载的负载转矩TL的大小与转速n的大小
成正比，即 ：
TLCn
其中：C为常数。
特性曲线如图所示。
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13
恒功率型负载特性
☞ 恒功率型负载的负载转矩TL的大小与转速n的
大小成反比，即
TL
C n
其中：C为常数。例如机床。
特性曲线如图所示。
☞ 实际应用中，负载可能是单一类型的，也可以是几种 类型的复合。
☞ 正转时，在第一象限； 反转时，在第三象限。
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23
2、人为机械特性
第一章 概述
• 定义：以电动机为原动机（动力源）驱动生产机 械的系统的总称。
• 目的：将电能转换为机械能，实现生产机械的启 动、停止及速度调节，满足各种生产工艺过程的 要求，保证生产过程的正常进行。
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1
机电传动技术的发展
• 动力源：蒸汽机，内燃机，电动机 • 机电传动方式：
成组拖动：一台电机拖动多台设备，老方式，传 动机构复杂，效率低。 单电机拖动：一台电机拖动一台设备，比成组方 式进步。 多电机拖动：多台电机拖动一台设备，现代的传 动方法。
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15
2、机电系统稳定运行的条件
1) 必要条件
☞ 电动机的输出转矩TM和负载转矩TL大小相等，
方向相反。
☞ 从T—n 坐标上看，就是电动机的机械特性曲线 n =f(TM)和生产机械的机械特性曲线n =f(TL)
必须有交点，交点被称为平衡点。
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16
2) 充分条件
☞ 系统受到干扰后，要具有恢复到原平衡状态的 能力，即：
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12
直线型负载特性
☞ 直线型负载的负载转矩TL的大小与转速n的大小
成正比，即 ：
TLCn
其中：C为常数。
特性曲线如图所示。
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13
恒功率型负载特性
☞ 恒功率型负载的负载转矩TL的大小与转速n的
大小成反比，即
TL
C n
其中：C为常数。例如机床。
特性曲线如图所示。
☞ 实际应用中，负载可能是单一类型的，也可以是几种 类型的复合。
☞ 正转时，在第一象限； 反转时，在第三象限。
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2、人为机械特性
机电传动控制（第五版）课后习题答案
机电传动控制（第五版）课后习题答案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的概念。
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< TLTM-TL>0说明系统处于加速。
TM-TL<0 说明系统处于减速系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速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。
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。
华中科大机电传动控制(第五版)课后习题答案解析
Ra RaTN 2 T n ，所以 K K N e t n Ke Kt 2
当串入 R ad 1 R ad 1 Ra Rad 1 Ra Rad 1 3时， n1 TN n＝ 1＋ n 2 Ra Ra Ke Kt
3 n1 1＋ 59 790(r / min) 0.242
⑶
UN n0 1559 U 当U U N / 2时，n01 ＝779.5(r / min) Ke 2K e 2 2
n1 n01 n 779.5 59 720.5(r / min)
⑷
当 0.8 N 时，n01 UN n U 1559 0 1949 (r / min) Ke 0.8K e N 0.8 0.8
UN U N nN n0 Ke N U N I N Ra
n0
220 1500 1559 (r / min) 220 34.4 0.242
PN 6.5 TN 9550 9550 40.5( N m) nN 1500
⑵
在（ 1 ）中，n n0 nN 1559 1500 59(r / min)
jL=ωM/ωL= nM/nL=900/60=15
JZ JM
J1 J L 2 16 2 2 2.5 2 2 2.8(kg m) j1 jL 3 15
2.8 如图所示，电动机转速nM＝950r/mim，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，电动机的飞轮转矩GDM2＝1.05N.m，齿轮、滑轮 和卷筒总的传动效率为0.83。试求提升速度v和折算到电动机轴 上的静态转矩TL以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量 GDZ2。
当串入 R ad 1 R ad 1 Ra Rad 1 Ra Rad 1 3时， n1 TN n＝ 1＋ n 2 Ra Ra Ke Kt
3 n1 1＋ 59 790(r / min) 0.242
⑶
UN n0 1559 U 当U U N / 2时，n01 ＝779.5(r / min) Ke 2K e 2 2
n1 n01 n 779.5 59 720.5(r / min)
⑷
当 0.8 N 时，n01 UN n U 1559 0 1949 (r / min) Ke 0.8K e N 0.8 0.8
UN U N nN n0 Ke N U N I N Ra
n0
220 1500 1559 (r / min) 220 34.4 0.242
PN 6.5 TN 9550 9550 40.5( N m) nN 1500
⑵
在（ 1 ）中，n n0 nN 1559 1500 59(r / min)
jL=ωM/ωL= nM/nL=900/60=15
JZ JM
J1 J L 2 16 2 2 2.5 2 2 2.8(kg m) j1 jL 3 15
2.8 如图所示，电动机转速nM＝950r/mim，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，电动机的飞轮转矩GDM2＝1.05N.m，齿轮、滑轮 和卷筒总的传动效率为0.83。试求提升速度v和折算到电动机轴 上的静态转矩TL以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量 GDZ2。
机电传动控制课后习题答案《第五版》
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< TLTM-TL<0 TM-TL<0 说明系统处于减速TMTL TMTLTM> TL TM> TLTMTLTMTLTM= TL TM= TL2.4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=0.5Jω2 2.5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=60r/min。
试求折算到电动机轴上的等效专惯量。
机电传动控制(第五版)课后习题答案
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。
2.4 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=0.5Jω22.6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。
华中科大机电传动控制(第五版)课后习题答案解析
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=82.7 Ω。 试求： ① 额定电枢电流IaN；②额定励磁电流IfN；③励磁功率Pf； ④额定转矩TN；⑤ 额定电流时的反电势；⑥ 直接启动时的启动 电流；⑦ 如果要使启动电流不超过额定电流的2倍，求启动电阻 为多少？此时启动转矩又为多少？ 答：(1)、因为I aN U N PN ，所以I aN PN 2.2 1000 25( A) N U N N 110 0.8
3.10 一台他励直流电动机的技术数据如下：PN=6.5kW， UN=220V，IN=34.4A，nN=1500r/min，Ra=0.242 Ω，试计算出此 电动机的如下特性：
⑴ 固有机械特性
⑵ 电枢附加电阻分别为3 Ω和5 Ω 时的人为机械特性 ⑶ 电枢电压为UN/2时的人为机械特性 ⑷ 磁通Φ＝0.8 ΦN时的人为机械特性 答： ⑴
jL=ωM/ωL= nM/nL=900/60=15
JZ JM
J1 J L 2 16 2 2 2.5 2 2 2.8(kg m) j1 jL 3 15
2.8 如图所示，电动机转速nM＝950r/mim，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，电动机的飞轮转矩GDM2＝1.05N.m，齿轮、滑轮 和卷筒总的传动效率为0.83。试求提升速度v和折算到电动机轴 上的静态转矩TL以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量 GDZ2。
2.2 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：
d TM TL J dt
机电传动控制(第五版)课后习题答案
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的概念。
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< TLTM-TL>0说明系统处于加速。
TM-TL<0 说明系统处于减速系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速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。
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。
机电传动控制(第五版)课后习题答案
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。
2.4 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=0.5Jω22.6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。
机电传动控制（第五版）课后习题答案
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。
2.4 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=0.5Jω22.6为什么机电传动系统中低速轴的G D2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。
华中科大机电传动控制(第五版)课后习题答案解析
机电传动控制清秀 邓星钟 等编著第五版 课后习题答案详解2.1 说明机电传动系统运动方程式中的拖动转矩、静态转矩和动态转矩的概念。
答：拖动转矩：电动机产生的转矩Tm 或负载转矩TL 与转速n 相同时，就是拖动转矩。
静态转矩：电动机轴上的负载转矩TL ，它不随系统加速或减速而变化。
动态转矩：系统加速或减速时，存在一个动态转矩Td ，它使系统的运动状态发生变化。
2.2 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？dtd JT T L M ω=-答：运动方程式：dL M T T T =-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）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所以T1ω1＝T2ω2，当ω1＞ω2时， T1＜T22.6 为什么机电传动系统中低速轴的GD2比高速轴的GD2大得多？答：因为低速轴的转矩大，所设计的低速轴的直径及轴上的齿轮等零件尺寸大，质量也大，所以GD2大，而高速轴正好相反。
2.7 如图所示，电动机轴上的转动惯量JM＝2.5kg.m2，转速nM＝900r/mim；中间传动轴的转动惯量J1＝2kg.m2，转速n1＝300r/mim；生产机械轴的惯量JL＝16kg.m2，转速nL＝60r/mim。
机电传动控制(第五版)课后习题答案全集
自动往复运动控制电路
SB1 KMR STa KMF NhomakorabeaFR
SBF
KMF STb
KMR
SBR
关键措施
KMR 限位开关 采用复合式开 关。正向运行 停车的同时，自动起动反向 运行；反之亦然。
KMF
电机
STb
STa
(4)程序控制
8.16 要求三台电动机1M、2M、3M按一定顺序启动：即1M 启动后，2M才能启动； 2M启动后，3M才能启动；停产时 则同时停。试设计此控制线路。
正反转控制线路
L1 S
L2 L3
FU
KM
FR M 3~ KM2 R2 KM1 R1
串电阻启动
S FU
KM1 KM2
FR
KM2
多速电机
M 3~
KM2
控制回路
2.星形-三角形换接起动控制
S FU SB3 KM 1 FR V1 W 1 U1 M KM 3 3～ V2 KM 2 W2 U2 SB1 KM 1 KM 2 KM 1 FR
为消除上述缺点，图中采用中间继电 采用选择开关 S来 当按动按钮SB1时为长动工作, 器 K 进行连锁控制。当按 SB1时，通过K接 选择工作状态，S打开 而按复合按钮SB 时为点动工作。 2 通KM 且K自锁, 使电动机长动工作；若按 时为点动工作， S闭合 但此线路的可靠性不高, 如果KM SB 时 , 由于没有接通 K, 所以不能将KM自 2 时为长动工作。由于 的释放动作缓慢, 将因SB2的动断 锁，仅能点动工作，且当电动机已经起动 此线路操作时多了一 触点过早闭合, 使KM继续自锁而 长动工作后， 若再按点动按钮SB2, SB2将 个动作，故不太方便。 得电，并使电动机长动工作。 不能再起作用。
配华中科大机电传动控制(第五版)课后习题答案全解
拖动转矩：电动机产生的转矩Tm或负载转矩TL与转速n相同时，就是拖动转矩。
静态转矩：电动机轴上的负载转矩TL，它不随系统加速或减速而变化。
动态转矩：系统加速或减速时，存在一个动态转矩Td，它使系统的运动状态发生变化。
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所以T1ω1＝T2ω2，当ω1＞ω2时，T1＜T22.6 为什么机电传动系统中低速轴的GD2比高速轴的GD2大得多？答：因为低速轴的转矩大，所设计的低速轴的直径及轴上的齿轮等零件尺寸大，质量也大，所以GD2大，而高速轴正好相反。
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。
位能性恒转矩负载作用方向恒定，与运动方向无关。
3.1 为什么直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成？答：转子在主磁通中旋转，要产生涡流和磁滞损耗，采用硅钢软磁材料，可减少磁滞损耗，而采用“片”叠压成，可减少涡流损耗。
3.11为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？答：因为Tst=UN/Ra，Ra很小，所以Tst很大，会产生控制火花，电动应力，机械动态转矩冲击，使电网保护装置动作，切断电源造成事故，或电网电压下降等。
故不能直接启动。
3.12 他励直流电动机启动过程中有哪些要求？如何实现？答：要求电流Ist≤（1.5~2）IN，可采用降压启动、电枢回路串电阻进行启动。
机电传动控制（第五版）课后习题答案
机电传动控制（第五版）课后习题答案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的概念。
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。
>0说明系统处于加速，<0 说明系统处于减速，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）<>0说明系统处于加速。
<0 说明系统处于减速系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速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ω, p 不变。
转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒0.5Jω22.5为什么低速轴转矩⼤，⾼速轴转矩⼩？因为 Tω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2逼⾼速轴的2⼤得多?因为ω，?D2/375. ωG?D2/375. 不变转速越⼩2越⼤，转速越⼤2越⼩。
2.7 如图2.3（a）所⽰，电动机轴上的转动惯量2.52, 转速900;中间传动轴的转动惯量162,转速60。
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1=900/300=311512+ 12=2.5+2/9+16/225=2.792.2.8如图2.3（b）所⽰，电动机转速950 ，齿轮减速箱的传动⽐J1= J2=4，卷筒直径0.24m,滑轮的减速⽐J3=2，起重负荷⼒100N,电动机的费轮转距2M1.05N m2, 齿轮，滑轮和卷筒总的传动效率为0.83。
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主轴才能停止。
工作、停车都有互锁
25
1）两台电动机的互锁
1M和2M不能同时工作 如龙门刨床的横粱与工作台之间,刀架的进给与快速移动之间要求 两者不能同时工作
两电动机不能同时工作的互锁
26
6.顺序控制
在自动化生产中需要根据加工工艺按一定的程序进行，一个工步完 成后才能自动转换到下一工步。
通过行程开关控 制（1K、2K、3K） 顺序动作
基本在第八章
7
第8章 继电器-接触器
• 考试在1/3左右 • 两类题：分析、设计 • 一般不会是作业原题 • 理解了，比较简单
8
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小
9
1、主形换接起动控制
10
11
ABC S FU
KMF
KM 1
18
19
20
21
4.多电动机的连锁控制线路
保护一个电器通电时，另一个电器不能通电，若需 后者通电，则前者必须先断电的一种保护。
启动顺序 停车顺序 长动、点动
22
1）两台电动机的互锁
1M启动，2M才能启动，但同时停车 如润滑油泵(1M)必须先启动,主传动(2M)才能再启动
KM 1
KM 2
1M
KMR
FR
1M 3~
M 3~
正反转控制线路
KM 2 2M 3~
12
L1 L2 L3 S
FU KM
FR M 3~ KM2 R2 KM1 R1
串电阻启动
13
多速电机
S FU
KM1
FR
KM2 KM2
M
KM2
3~
14
控制回路
15
2.星形-三角形换接起动控制
S
FU SB 3
KM 1 FR
U1 V1 W1
27
自动往复运动控制电路
SB1
KMR SBF
FR STa KMF
KMF
STb KMR
SBR
关键措施
KMF
限位开关
KMR
采用复合式开
关。正向运行
停车的同时，自动起动反向
运行；反之亦然。
STb
电机
STa
28
(4)程序控制
29
8.16 要求三台电动机1M、2M、3M按一定顺序启动：即1M 启动后，2M才能启动； 2M启动后，3M才能启动；停产时 则同时停。试设计此控制线路。
V2
M 3～
KM 3
KM 2 W2 U2
FR
SB 1 KM 1
KM 3 KT
KT KM 2
KM 2 KM 1
KM 1 KM 2 KM 3
16
2. 正反转控制线路—双重互锁保护
FR
机械互锁
SB1
SBF
KMR KMF SBR
ABC S FU
KMF
FR
M 3~
KMF
KMF KMR
KMR KMR
电器互锁
机械互锁（复合按钮） 双保险
30
第三章直流电机的工作原理
一般会有一个计算题 填空题 选择题
31
3.1 为什么直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压 而成？ 答：转子在主磁通中旋转，要产生涡流和磁滞损耗，采用硅钢软 磁材料，可减少磁滞损耗，而采用“片”叠压成，可减少涡流损 耗。
32
***3.3 一台他励直流电动机所拖动的负载转矩TL＝常数，当 电枢电压或电枢附加电阻改变时，能否改变其稳定运行状态下
2M
3~
3~
工作互锁，同时停车
23
1）两台电动机的互锁
1M启动，2M才能启动，可以单独停车 主轴旋转(1M),进给装置(2M)才能工作
可单独停车
工作互锁,可单独停车
KM 1
KM 2
1M
2M
3~
3~
24
1）两台电动机的互锁
• 1M启动，2M才能启动，且2M停止后1M才可以停车 • 如铣床的要求：主轴旋转，进给装置才能工作。进给装置停止，
3
3、选择题（10分，每题10分）
直流电动机调速系统，若想采用恒功率调速，则可改变什 么参数？ A Ke B Φ C U
三相鼠笼式异步电动机在运行中断了一根电源线，则电动 机的转速怎样变化？
A增加 B减少 C停转
4
4、计算题（20-25分，每题5、10分）
1、(5分) 有一直流调速系统，n01＝1450 r/min，n02＝145 r/min，ΔnN＝10 r/min，试求：系统的调速范围和系统允许 的静差度。
(4）如果负载转矩为 510.2N•m，试问在U=UN和U＇=0.9UN两
种情况下电动机能否起动？
5
5、阅读分析题（20-25分，每题10分）
（10分）说明图1是什么控制电路，并分析其工作原理。
基本在第八章 6
6、设计题（10-25分）
试设计一条自动运输线，该运输线上有两台电动机（1M和 2M），1M拖动运输机，2M拖动卸料机，该系统需要满足以 下条件： （1）1M先启动后，才允许2M启动； （2）2M 先停止，经一段时间后1M 才自动停止，2M还可单 独停止； （3）两台电动机均有短路保护和长期过载保护。 要求绘出主电路和控制电路。
考试题型
1
1、填空题（20分，每空1分或2分）
1、他励直流电动机的制动方法有（
（
）。
）、（
）、
三相鼠笼式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（ ）。
2
2、简答题（15-25分，每题4-5分）
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(试从TL=0和 TL=TN两种情 况加以说明)? 晶闸管的导通条件是什么？晶闸管由导通转变为阻断的条 件是什么？
电器互锁（互锁触头）
17
3.点动控制线路 但在实际工作中，生产设备往往既要求点动，又要能长
期连续工作(即长动)。
选时时此个择为为线动工点长路作采作动动操，用状工工作故选器通S锁长不态作作时不择B，动能KK，，。多太开2时进 M为仅 工 再由了方SS关打闭,且行消能作起于一便S由开合来K连除点后作。于自而但的触得锁上动，用没锁按此释点电控述工。有当若,复线放过，制使缺作接按再合路动早并。电点，通动按按的作闭使当动，且K按点钮可缓合电按,机图当钮动所靠慢动S,S长中电S使按B以B性机,B2动采1动K钮时不时1将不长时工用M机S为能，因高动为B继作中已点将通2S工,长,续；间经B如动K过S2作动自若继起的MB果工K。工2锁按电动动自将接K作作而M断。,
（10分）一台三相异步电动机，定子绕组△型连接，其额定
数据为：PN=45kW，nN=1480r/min，UN=380V，N=92.3%，
cosΦ=0.88 , Ist/IN=7.0,Tst/TN=1.9,Tmax/TN=2.2， 求：
(1) 额定电流IN? (2) 额定转差率SN?
基本在第3、5章
(3) 额定转矩 TN 、最大转矩Tmax 和起动转矩Tst
工作、停车都有互锁
25
1）两台电动机的互锁
1M和2M不能同时工作 如龙门刨床的横粱与工作台之间,刀架的进给与快速移动之间要求 两者不能同时工作
两电动机不能同时工作的互锁
26
6.顺序控制
在自动化生产中需要根据加工工艺按一定的程序进行，一个工步完 成后才能自动转换到下一工步。
通过行程开关控 制（1K、2K、3K） 顺序动作
基本在第八章
7
第8章 继电器-接触器
• 考试在1/3左右 • 两类题：分析、设计 • 一般不会是作业原题 • 理解了，比较简单
8
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小
9
1、主形换接起动控制
10
11
ABC S FU
KMF
KM 1
18
19
20
21
4.多电动机的连锁控制线路
保护一个电器通电时，另一个电器不能通电，若需 后者通电，则前者必须先断电的一种保护。
启动顺序 停车顺序 长动、点动
22
1）两台电动机的互锁
1M启动，2M才能启动，但同时停车 如润滑油泵(1M)必须先启动,主传动(2M)才能再启动
KM 1
KM 2
1M
KMR
FR
1M 3~
M 3~
正反转控制线路
KM 2 2M 3~
12
L1 L2 L3 S
FU KM
FR M 3~ KM2 R2 KM1 R1
串电阻启动
13
多速电机
S FU
KM1
FR
KM2 KM2
M
KM2
3~
14
控制回路
15
2.星形-三角形换接起动控制
S
FU SB 3
KM 1 FR
U1 V1 W1
27
自动往复运动控制电路
SB1
KMR SBF
FR STa KMF
KMF
STb KMR
SBR
关键措施
KMF
限位开关
KMR
采用复合式开
关。正向运行
停车的同时，自动起动反向
运行；反之亦然。
STb
电机
STa
28
(4)程序控制
29
8.16 要求三台电动机1M、2M、3M按一定顺序启动：即1M 启动后，2M才能启动； 2M启动后，3M才能启动；停产时 则同时停。试设计此控制线路。
V2
M 3～
KM 3
KM 2 W2 U2
FR
SB 1 KM 1
KM 3 KT
KT KM 2
KM 2 KM 1
KM 1 KM 2 KM 3
16
2. 正反转控制线路—双重互锁保护
FR
机械互锁
SB1
SBF
KMR KMF SBR
ABC S FU
KMF
FR
M 3~
KMF
KMF KMR
KMR KMR
电器互锁
机械互锁（复合按钮） 双保险
30
第三章直流电机的工作原理
一般会有一个计算题 填空题 选择题
31
3.1 为什么直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压 而成？ 答：转子在主磁通中旋转，要产生涡流和磁滞损耗，采用硅钢软 磁材料，可减少磁滞损耗，而采用“片”叠压成，可减少涡流损 耗。
32
***3.3 一台他励直流电动机所拖动的负载转矩TL＝常数，当 电枢电压或电枢附加电阻改变时，能否改变其稳定运行状态下
2M
3~
3~
工作互锁，同时停车
23
1）两台电动机的互锁
1M启动，2M才能启动，可以单独停车 主轴旋转(1M),进给装置(2M)才能工作
可单独停车
工作互锁,可单独停车
KM 1
KM 2
1M
2M
3~
3~
24
1）两台电动机的互锁
• 1M启动，2M才能启动，且2M停止后1M才可以停车 • 如铣床的要求：主轴旋转，进给装置才能工作。进给装置停止，
3
3、选择题（10分，每题10分）
直流电动机调速系统，若想采用恒功率调速，则可改变什 么参数？ A Ke B Φ C U
三相鼠笼式异步电动机在运行中断了一根电源线，则电动 机的转速怎样变化？
A增加 B减少 C停转
4
4、计算题（20-25分，每题5、10分）
1、(5分) 有一直流调速系统，n01＝1450 r/min，n02＝145 r/min，ΔnN＝10 r/min，试求：系统的调速范围和系统允许 的静差度。
(4）如果负载转矩为 510.2N•m，试问在U=UN和U＇=0.9UN两
种情况下电动机能否起动？
5
5、阅读分析题（20-25分，每题10分）
（10分）说明图1是什么控制电路，并分析其工作原理。
基本在第八章 6
6、设计题（10-25分）
试设计一条自动运输线，该运输线上有两台电动机（1M和 2M），1M拖动运输机，2M拖动卸料机，该系统需要满足以 下条件： （1）1M先启动后，才允许2M启动； （2）2M 先停止，经一段时间后1M 才自动停止，2M还可单 独停止； （3）两台电动机均有短路保护和长期过载保护。 要求绘出主电路和控制电路。
考试题型
1
1、填空题（20分，每空1分或2分）
1、他励直流电动机的制动方法有（
（
）。
）、（
）、
三相鼠笼式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（ ）。
2
2、简答题（15-25分，每题4-5分）
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(试从TL=0和 TL=TN两种情 况加以说明)? 晶闸管的导通条件是什么？晶闸管由导通转变为阻断的条 件是什么？
电器互锁（互锁触头）
17
3.点动控制线路 但在实际工作中，生产设备往往既要求点动，又要能长
期连续工作(即长动)。
选时时此个择为为线动工点长路作采作动动操，用状工工作故选器通S锁长不态作作时不择B，动能KK，，。多太开2时进 M为仅 工 再由了方SS关打闭,且行消能作起于一便S由开合来K连除点后作。于自而但的触得锁上动，用没锁按此释点电控述工。有当若,复线放过，制使缺作接按再合路动早并。电点，通动按按的作闭使当动，且K按点钮可缓合电按,机图当钮动所靠慢动S,S长中电S使按B以B性机,B2动采1动K钮时不时1将不长时工用M机S为能，因高动为B继作中已点将通2S工,长,续；间经B如动K过S2作动自若继起的MB果工K。工2锁按电动动自将接K作作而M断。,
（10分）一台三相异步电动机，定子绕组△型连接，其额定
数据为：PN=45kW，nN=1480r/min，UN=380V，N=92.3%，
cosΦ=0.88 , Ist/IN=7.0,Tst/TN=1.9,Tmax/TN=2.2， 求：
(1) 额定电流IN? (2) 额定转差率SN?
基本在第3、5章
(3) 额定转矩 TN 、最大转矩Tmax 和起动转矩Tst