机电传动与控制考试参考答案2014
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西南科技大学网络教育学院(2014)/(2015)学年第 2 学期试题单〈A卷〉课程名称:机电传动控制专业班级:命题教师:任同学生姓名:学号:成绩:考试时间:月日( )A.匀速B.减速C.加速D.不确定3.直流电机反馈制动中电枢电路串接附加电阻的大小与电机转速的关系是()A.附加电阻越大,电机转速越大B.附加电阻越大,电机转速越小C.附加电阻越小,电机转速越大D.附加电阻越小,电机转速不变4.他励电动机的人为机械特性在额定电压额定磁通时与它的固有机械特性比()A.转速降降低,特性变软B.转速降降低,特性变硬C.转速降增大,特性变软D.转速降增大,特性变硬5.直流发电机的电磁转矩为()A.拖动转矩 B.阻转矩 C. 位能转矩 D 势能转矩6.直流电机换向极的作用是()A.削弱主磁场B.增强主磁场C.抵消电枢反应D.产生主磁场7.直流电动机电枢感应电动势的方向与电枢电流的方向()A.相反B.相同C.随换向器的换向而变化D.随电刷的通断而变化8.当直流电动机的实际转速大于空载转速时,这种状态称为()A.反接制动状态B.反馈制动状态C.电动状态D.能耗制动9.要改变直流电动机的转动方向,可采用的措施是()A .增大或减小线圈中的电流强度B .改变线圈中的电流方向,或对调磁铁的磁极C .增强或减弱电动机里的磁场D .改变线圈中的电流方向,同时对调磁铁的磁极 10. 直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向 ( )A .相同B .相反C .成45度角D .随换向器而变化11. 三相电机开始启动瞬间,转子电路在1,0==S n 时,转子的2f 与定子1f 的关系为( )A .02≈f 最小,2f <1fB .02≈f 最小,2f >1fC .2f 最大, 2f =1fD .2f 最大,2f >1f12. 一台交流异步电动机的磁极对数为8,50=f ,旋转磁场转速为( )r/min 。
A .1500B .750C .375D .25013. 三相异步电动机的反转可通过( )来实现。
《机电传动控制》期末考试试卷附答案一、单选(共10小题,每小题3分,共30分)1.机电传动的目的是()。
A、将机械能变为电能B、将电能变为机械能C、将控制信号进行转换和传递D、对电机进行保护2.三相鼠笼式异步电动机在运行中断了一根电源线,则电动机的转速将()。
A、增加B、减少C、停转D、不变3.瞬时断开的动合触点是()。
A B C D4.长期带额定负载运行的交流接触器,其额定电流通常选()。
A、小于负载额定电流B、等于负载额定电流C、负载额定电流的1.3—2倍D、愈大愈好5.热继电器在电动机控制线路中的主要作用是实现()。
A、过载保护B、零压保护C、欠压保护D、短路保护6.集中控制台一般放在离机床较远的地方,可以在控制台也可以在机床现场进行操作,实现的控制是()。
A、集中控制B、分散控制C、联合控制D、点动控制7.异步电动机的转矩与电源电压的关系是( )。
A、成正比B、成反比C、无关D、与电压平方成正比8.变压器与电机的铁心用硅钢片叠压而成,其主要目的()。
A. 减少磁滞损耗B. 减少涡流损耗C. 减少电器噪声D. 减少铜损9.带有换向器装置的电机是( )。
A、交流鼠笼异步电动机B、交流绕线式异步电动机C、直流电动机D、步进电动机10.直流电动机当电枢回路中串接电阻后,其固有的机械特性曲线是()。
A、由(0,no)出发的一簇向下倾斜的直线B、一簇平行于固有特性曲线的人为特性曲线C、由(0,no)出发的一簇向上倾斜的直线D、不确定二、填空题(共15空,每空2分,共30分)1、一台频率为50 Hz的异步电动机额定转速为730 r/min,其转差率S为。
2、F1-40MR是F1系列PLC的(基本单元,扩展单元),40表示其具有。
3、SET指令用于,RST指令用于。
4、PLC一般(能,不能)为外部传感器提供24V直流电源。
5、FXGPWIN是FX系列PLC的编程软件,使用该软件的微机(可以,不可以)直接与PLC通讯。
2014年机电传动控制复习习题参考答案说明:1:请同学们先看书,书上的重点,及考题请你们看给你们发的附件中的图片;2:请你们认真复习给你们提供的复习题;3:以下的题目请作为大题重点看。
第二章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 说明系统处于匀速。
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第三章 直流电机的工作原理与特性3.8 一台他励直流电动机的铭牌数据为:A I V U KW P N N N 621105.5===,,, m in /1000r n N =,试绘出它的固有机械特性曲线。
解:R a =(0.50~0.75)(1-P N /U N I N )U N /I N =0.6(1-5500/110*62)*110/62=0.206Ω n 0=n N U N /(U N -I N R a )=1131r/minTN=9.55*5500/1000=52.525Nm3.8一台直流他励电动机,其额定数据如下:P N =2.2KW, U N =U f =110V ,n N =1500r/min, ηN =0.8, R a =0.4Ω, R f =82.7Ω 。
试求:① 额定电枢电流I An ;② 额定励磁电流I fN ;③ 励磁功率P f ;④ 额定转矩T N ;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?解:① P N =U N I aN ηN 2200=110*I aN *0.8 I aN =25A② U f = R f I fN I fN =110/82.7 =1.33A③ P f = U f I fN =146.3W④额定转矩T N =9.55 P N / n N =14Nm⑤ 额定电流时的反电势E N =U N -I N R a =110V-0.4*25=100V⑥直接启动时的启动电流I st=U N/R a=110/0.4=275A⑦启动电阻2I N> U N/ (R a+R st)R st>1.68Ω启动转矩K eφ=(U N-I N R a)/n N=0.066Ia= U N/ (R a+R st) T=K t I aφ=52.9A =9.55*0.066*52.9=33.34Nm第五章交流电动机的工作原理及特性5.6 有一台三相异步电动机,其技术数据如下表所示。
《机电传动控制》期末试卷( A )半开卷 2013----2014 学年第2学期 出卷人: 审核人: 一、填空题(每空1分,共30分) 1、低压电器是指,工作电压在交流 V 或直流在 V 以下的各种电器。
2、机电传动断续控制系统中常用低压电器的类型有:执行电器、 、 、 。
3、选择熔断器时,其额定电压应 线路的工作电压。
4、电气控制系统中常用的保护环节有 、 、 及弱磁保护等。
5、PLC 的主机是由CPU 、 、 和电源单元组成。
6、通常PLC 一个扫描周期分三个阶段进行,即 、 和 ,三个阶段周期重复循环进行。
7、一台在工频电源作用下的两极三相异步电动机,其旋转磁场的转速为3000 r/min ,当磁极对数P=2时,旋转磁场的转速为 r/min 。
8、所谓转差率,就是 与 的比值。
9、异步电动机的转子转速总是 同步转速。
10、在电气控制中“停止”和“急停”按钮的颜色必须为 ,起动按钮的颜色为 。
11、PLC 通常提供的编程语言有: 、 、 、 等。
12、常用的控制继电器有 、 、 、热继电器等。
13、可编程控制器的存储器可以分为 、 及 等三种。
二、选择题(每题1分,共10分) ( )1、集中控制台一般放在离机床较远的地方,可以在控制台也可以在机床现场进行操作,实现的控制是: A 、集中控制 B 、分散控制 C 、联合控制 D 、点动控制班级:________________________姓名:_______________________学号:(班级序号)__________________ ………装…………………………………………………………………订………………………………………………………………………………线( )2、三相异步电动机在正常工作时,转子的转速总是A大于同步转速 B小于同步转速C等于同步转速( )3、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 减少B 增加C 等于零。
《机电传动控制》试卷 A适用专业:机制考试日期:考试时间:120分钟考试形式:闭卷试卷总分:100分一、填空(每空1分):1. 直流电动机的调速方法有____ __ ,和。
2.一台三相异步电动机的额定转速为980r/min,则其极数为,同步转速为,起动时转差率为,额定转差率为。
3.鼠笼型异步电动机的减压起动方法有、、和。
4。
通电延时的时间继电器有两种延时动作的触头。
即,符号为;和符号为。
5. 电气控制系统中常设的保护环节有、和、。
6。
F-40M型PLC的内部等效继电器有、、、和几种。
二、简答题。
(每小题5分)1.交流电器的线圈能否串联使用?为什么?2.三相鼠笼式电动机在运行中断了一根电源线未及时发现会导致什么后果?3.简述直流电动机能耗制动的方法。
4.当三相交流异步电动机在额定负载下运行时,由于某种原因,电源电压降低了30%,问此时通入电动机定子绕组的电流是增大还是减少?为什么?5。
试说明下图几种情况下,系统的运行状态是加速?减速?还是匀速?(图中箭头方向为转矩的实际方向)。
1. 一台U N=220V,I N=136。
5A,R a=0.22Ω的他励直流电动机。
1)如直接起动,起动电流I St是多少?2)若要求起动电流是额定电流的两倍,采用电枢回路串电阻起动,应串多大的电阻?采用降低电源电压起动,电压应降至多少?2。
一台交流三相鼠笼式异步电动机,其额定数据为:P N=10kW,n N=1460r/min,U N=380 V,△接法,ηN=0。
868,cosφ=0。
88;试求:1)额定输入电功率;2)额定电流;3)输出的额定转矩;4)采用Y-△换接启动时的启动转矩。
四、设计题:1. 设计某机床刀架进给电动机的控制线路,应满足如下的工艺要求:按下启动按钮后,电机正转,带动刀架进给,进给到一定位置时,刀架停止,进行无进刀切削,经一段时间后刀架自动返回,回到原位又自动停止。
试画出主电路和控制线路.(本题15分)2. 试用F—40M型PLC设计一台小于10KW的三相鼠笼式异步电动机正反转的控制程序,要求:(本题12分)1)绘出电动机主电路(应有必要的保护)2)绘出PLC的安装接线图3)绘出PLC的梯形图4)写出PLC的指令程序《机电传动控制》试卷 B适用专业:机制考试日期:考试时间:120分钟考试形式:闭卷试卷总分:100分一、填空(每空2分):1.直流电动机的启动方法有和。
机电传动与控制期末考试及答案一:选择题:(从下列各题备选答案中选出正确答案) 1、关于交流电动机调速方法不确的有: ( D ) A :变频调速; B :改变磁通调速;C :改变转差率调速;D :定子串电阻调速。
2、如图所示,判断哪组是正确的。
( A )(a )L M T T > (b) L M T T = (c) L M T T <A :图(a )M T 为正,是拖动转矩,加速状态B :图(b )M T =L T ,匀速状态C :图(c )M T 为正,L T 为负,减速状态 3、延时闭合的动合触点是: ( B )A B C D4、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 B 。
A :减少; B :增加; C :等于零。
5、三相鼠笼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 。
A :相同; B :大; C :小。
6、如下图所示,曲线1和曲线2分别为电动机和负载的机械特性。
试问:电动机能否在A 点稳定运行? ( A )A :能;B :不能;C :不能确定8三相异步电动机的何种制动又叫发电制动。
( B ) A 反接制动;B 反馈制动; C 能耗制动。
9、有一台三相异步电动机,正常运行时为∆接法,在额定电压下启动,其N st T T 2.1=,若采用∆-Y 换接启动,试问当负载转矩N L T T %35=,电动机能否启动?AA :能;B :不能;C :不能确定10..恒功率型机械特性为负载转矩与转速成: ( B ) A 正比; B 反比。
11、集中控制台一般放在离机床较远的地方,可以在控制台也可以在机床现场进行操作,实现的控制是: ( B )A:集中控制 B:分散控制C:联合控制 D:点动控制12、直流电动机当电枢回路中串接电阻后,其固有的机械特性曲线是:( A )A:由(0,no)出发的一簇向下倾斜的直线;B:一簇平行于固有特性曲线的人为特性曲线;C:;由(0,no)出发的一簇向上倾斜的直线;D:不确定;13.下列方法中哪一个不是消除交流伺服电动机“自转”的方法:( A )A:增大转子转动惯量; B:增大转子电阻;C:减小转子转动惯量;14.电源线电压为380V,三相鼠笼型异步电动机定子每相绕组的额定电压为220V时,能否采用星形—三角形启动?BA.能B.不能C.不一定15、机电传动系统稳定工作时中如果TM >TL,电动机旋转方向与TM相同,转速将产生的变化是。
《机电传动控制》试卷 A适用专业:机制考试日期:考试时间:120分钟考试形式:闭卷试卷总分:100分一、填空(每空1分):1. 直流电动机的调速方法有____ __ ,和。
2.一台三相异步电动机的额定转速为980r/min,则其极数为,同步转速为,起动时转差率为,额定转差率为。
3.鼠笼型异步电动机的减压起动方法有、、和。
4. 通电延时的时间继电器有两种延时动作的触头。
即,符号为;和符号为。
5. 电气控制系统中常设的保护环节有、和、。
6. F-40M型PLC的内部等效继电器有、、、和几种。
二、简答题。
(每小题5分)1.交流电器的线圈能否串联使用?为什么?2.三相鼠笼式电动机在运行中断了一根电源线未及时发现会导致什么后果?3.简述直流电动机能耗制动的方法。
4.当三相交流异步电动机在额定负载下运行时,由于某种原因,电源电压降低了30%,问此时通入电动机定子绕组的电流是增大还是减少?为什么?5. 试说明下图几种情况下,系统的运行状态是加速?减速?还是匀速?(图中箭头方向为转矩的实际方向)。
a bc d e三、计算题(每题12分):1. 一台U N=220V,I N=136.5A,R a=0.22Ω的他励直流电动机。
1)如直接起动,起动电流I St是多少?2)若要求起动电流是额定电流的两倍,采用电枢回路串电阻起动,应串多大的电阻?采用降低电源电压起动,电压应降至多少?2. 一台交流三相鼠笼式异步电动机,其额定数据为:P N=10kW,n N=1460r/min,U N=380 V,△接法,ηN=0.868,cosφ=0.88;试求:1)额定输入电功率;2)额定电流;3)输出的额定转矩;4)采用Y-△换接启动时的启动转矩。
四、设计题:1. 设计某机床刀架进给电动机的控制线路,应满足如下的工艺要求:按下启动按钮后,电机正转,带动刀架进给,进给到一定位置时,刀架停止,进行无进刀切削,经一段时间后刀架自动返回,回到原位又自动停止。
机电传动控制复习题答案一、单项选择题1. 机电传动系统中,通常采用的调速方式是(A)。
A. 变频调速B. 变极调速C. 变压调速D. 变流调速2. 直流电机的转速与电枢电压的关系是(B)。
A. 正比B. 反比C. 不变D. 无关3. 交流电动机的启动电流比额定电流大的原因是(C)。
A. 电压低B. 频率高C. 转子电阻小D. 转子惯性大4. 步进电动机的控制方式是(D)。
A. 模拟控制B. 数字控制C. 脉冲控制D. 以上都是5. 伺服系统的控制精度取决于(B)。
A. 电机类型B. 控制器性能C. 负载大小D. 电源电压二、填空题1. 直流电动机的调速方法有__________和__________。
答案:改变电枢电压;改变电枢电阻。
2. 交流电动机的调速方法主要有__________和__________。
答案:变频调速;变极调速。
3. 步进电动机的步距角大小与__________有关。
答案:脉冲频率。
4. 伺服系统的位置控制精度通常可以达到__________。
答案:0.01mm。
5. 电磁调速电动机的调速范围通常在__________之间。
答案:1:10到1:50。
三、简答题1. 简述直流电动机调速的基本原理。
答案:直流电动机的调速基本原理是通过改变电枢电压或电枢电阻来改变电机的转速。
改变电枢电压可以调整电机的电磁转矩,从而影响转速;改变电枢电阻则可以改变电机的反电动势,进而影响转速。
2. 交流电动机与直流电动机相比有哪些优缺点?答案:交流电动机的优点包括结构简单、维护方便、成本较低、运行可靠;缺点是调速范围有限,控制复杂。
直流电动机的优点是调速范围广,控制简单;缺点是结构复杂,维护成本高,效率较低。
3. 步进电动机的工作原理是什么?答案:步进电动机的工作原理是通过脉冲信号控制电机的步进角度,每个脉冲信号使电机转动一个固定的角度,从而实现精确的位置控制。
4. 伺服系统在工业自动化中有哪些应用?答案:伺服系统在工业自动化中的应用包括机器人控制、数控机床、自动化装配线、精密定位系统等,主要利用其高精度和快速响应的特点来实现精确的位置和速度控制。
单项选择题1、直流电动机调速系统,若想采用恒功率调速,则可改变().Φ.Ke.U2、一台直流他励电动机在稳定运行时,如果负载转矩=常数,外加电压和电枢电路中的电阻不变,则减弱励磁()。
.不变.增大.减少3、直流电器的线圈()接入与其额定电压相等的交流电源使用。
.不能.能4、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()。
.停转.减少.增大5、晶闸管触发电路中,()的功能是调节触发脉冲发生的时刻。
.同步电路.移相控制.脉冲形成.脉冲功率放大6、拖动电梯的电动机应选择()工作制电动机。
.以上均不正确.连续.短时.重复短时7、大功率二极管即整流二极管属于()。
.可控型开关器件.不可控型开关器件8、 PLC的小型机的控制点一般在()点之内。
.128.256.64.329、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 ( ).有.没有10、交流变频调速系统中采用的逆变器属于()。
.有源逆变.无源逆变11、我国标准工业电流频率为()。
. E. 220HZ.50HZ.60HZ.380HZ12、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( ).大.小.相同13、直流电机的有源逆变电路,在逆变状态下时,电机工作于 ( ).电动状态.发电状态14、交流伺服电动机的基本结构中减去了直流伺服电动机中的()部件,提高了运行的可靠性。
.定子.换向器.转子15、三相异步电动机中断了一根电源线后,()启动。
.能.不能16、步进电动机驱动电源的功率放大电路中,高低压驱动线路的优点是()。
.输出转矩高.功耗小.运行平稳性好.大功率管数量少17、电力电子器件根据其开通与关断可控性的不同分类不包括()。
. D. 双极型器件.不可控型器件.半控型器件.全控型器件18、一般反应式步进电动机的步距角为()度。
. C. 0.75-3.0.25-0.75.5-8.3-519、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()。
机电传动与控制期末考试及答案一:选择题:(从下列各题备选答案中选出正确答案) 1、关于交流电动机调速方法不确的有: ( D ) A :变频调速; B :改变磁通调速;C :改变转差率调速;D :定子串电阻调速。
2、如图所示,判断哪组是正确的。
( A )(a )L M T T > (b) L M T T = (c) L M T T <A :图(a )M T 为正,是拖动转矩,加速状态B :图(b )M T =L T ,匀速状态C :图(c )M T 为正,L T 为负,减速状态 3、延时闭合的动合触点是: ( B )A B C D4、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 B 。
A :减少; B :增加; C :等于零。
5、三相鼠笼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 。
A :相同; B :大; C :小。
6、如下图所示,曲线1和曲线2分别为电动机和负载的机械特性。
试问:电动机能否在A 点稳定运行? ( A )A :能;B :不能;C :不能确定8三相异步电动机的何种制动又叫发电制动。
( B ) A 反接制动;B 反馈制动; C 能耗制动。
9、有一台三相异步电动机,正常运行时为∆接法,在额定电压下启动,其N st T T 2.1=,若采用∆-Y 换接启动,试问当负载转矩N L T T %35=,电动机能否启动?AA :能;B :不能;C :不能确定10..恒功率型机械特性为负载转矩与转速成: ( B ) A 正比; B 反比。
11、集中控制台一般放在离机床较远的地方,可以在控制台也可以在机床现场进行操作,实现的控制是: ( B )A:集中控制 B:分散控制C:联合控制 D:点动控制12、直流电动机当电枢回路中串接电阻后,其固有的机械特性曲线是:( A )A:由(0,no)出发的一簇向下倾斜的直线;B:一簇平行于固有特性曲线的人为特性曲线;C:;由(0,no)出发的一簇向上倾斜的直线;D:不确定;13.下列方法中哪一个不是消除交流伺服电动机“自转”的方法:( A )A:增大转子转动惯量; B:增大转子电阻;C:减小转子转动惯量;14.电源线电压为380V,三相鼠笼型异步电动机定子每相绕组的额定电压为220V时,能否采用星形—三角形启动?BA.能B.不能C.不一定15、机电传动系统稳定工作时中如果TM >TL,电动机旋转方向与TM相同,转速将产生的变化是。
机电传动与控制考试样题一.选择题(从下列各题备选答案中选出一个正确答案,再将其代号写在题后的括号内,每小题2分,共10分)1.机电传动系统处于动态时,系统中必然存在一个动态转矩Td ,当Td>0时,表示系统处于 ( B )A 匀速运行状态;B 加速运行状态;C 减速运行状态; D.静止状态2. 下列启动方法中,不能用于鼠笼式异步电动机的是 ( D )A 电阻或电抗器降压启动;B 直接启动;C 星形-三角形降压启动;D 转子电路逐级切除启动电阻3.为了实现生产设备的多点控制,接线的组成原则是 ( A )A 各启动按钮的常开触点并联,各停止按钮的常闭触点串联B 各启动按钮的常开触点并联,各停止按钮的常闭触点并联C 各启动按钮的常开触点串联,各停止按钮的常闭触点并联D 各启动按钮的常开触点串联,各停止按钮的常闭触点串联4.下列对他励电动机机械特性的描述,不属于人为特性的是 ( A )A 在额定电压和额定磁通下,电枢电路内不接任何电阻时的机械特性;B 电枢电路串接电阻时的机械特性;C 降低电源电压时的机械特性;D 改变磁通时的机械特性5.可工作于交流电源的晶闸管形式是 ( B )A 可关断晶闸管B 双向晶闸管C 大功率晶闸管D 功率晶闸管 二.填空题(每空1分,共10分)1.尽管电动机种类繁多、特性各异,生产机械的负载性质也可以各种各样,但从动力学的角度来分析,都应服从动力学的一般规律,即在同一传动轴上电动机的转距T M 、负载转距T L 、转轴角速度w 三者之间符合关系式(1)dtd JT T L M ω=-。
2.在诸如电车下坡这样的过程中,当电动机在负载的拖动下使得电动机的实际转速n 大于其理想空载转速n 0(即n>n 0),电枢电流I a 反向,电磁转矩T 反向变为制动转矩而产生的制动称为(2)反馈制动或再生制动或发电制动;在要求生产机械迅速减速、停车或反向的场合,将电枢电压U 改变方向而产生的制动称为(3)电源反接制动。
3.为了衡量机械特性的平直程度,引进了一个机械特性硬度的概念,记作β,其定义为转距变化dT 与所引起的转速变化dn 的比值。
根据β值的不同,可将电动机机械特性分为三类,其中若β→∞时称为(4)绝对硬特性。
4.异步电动机依据电磁感应和电磁力的原理使定子以低于同步转速n 0的转速n 旋转,其转差率S 用n 0和n 表示的关系式为(5)00n nn S -=,转差率是异步电动机的一个重要参数。
5.为适应不同的负载,PLC 可以有多种输出方式,其中双向晶闸管输出方式可用于交流负载,晶体管输出方式用于直流负载;既可用于交流负载,又可用于直流负载的输出方式是(6)继电器输出方式;PLC 的内部等效继电器中,只能由外部信号驱动,而不能用内部程序指令控制的继电器类型是(7)输入继电器。
6.短路保护用于防止突然流过短路电流而引起电动机绕组、导线绝缘及机械上的严重损坏,或防止电源损坏。
常用的短路电流保护元件有(8)熔断器、(9)过电流继电器、 (10)自动开关等。
三.简答题(每题10分,共30分)1.图1为异步电动机拖动直流他励发电机工作的特性曲线,其中n=f(T M )为电动机的机械特性,n=f(T L )为生产机械的机械特性。
试判断图中b 点是否为稳定平衡点,并阐述机电传动系统稳定运行的充分必要条件?(10分)答:b 点是稳定平衡点。
几点传动系统稳定运行的充分必要条件是:(1)电动机的机械特性曲线n=f(T M )和生产机械的机械特性曲线n=f(T L )有交点(即拖动系统的平衡点);(2)当转速大于平衡点所对应的转速时,T M <T L ,即若干扰使转速上升,当干扰消除后应用T M -T L <0;而当转速小于平衡点所对应的转速时,T M >T L ,即若干扰使转速小将,当干扰消除后应有T M -T L >0。
2.步进电动机步距角的含义是什么?步进电机使用中的常说的单三拍、单双六拍和双三拍分别指的是什么?(10分) 答:步进电动机是一种将电脉冲信号变换为响应的角位移或直线位移的机电执行元件,每当通电状态变换一次时,转子就走一步,转过一个固定的角度,这个角度称为步距角。
步进电动机的转速既取决于控制绕组通电的频率,也取决于绕组通电方式,三相异步电动机的“单”的意思是每次切换前后只有一相绕组通电,“双”指的是每次有两相绕组通电,“拍”是指从一种通电状态转换到另一种通电状态。
所以“单三拍”就是指定子绕组有三相,每次只有一相绕组通电,而每一个循环只有三次通电,如A-B-C-A 的通电方式;“双三拍”指每次有两相绕组通电,每个循环有三次通电,如AB-BC-CA-AB 的通电方式;“单双六拍”是指单相通电和双相通电交替出现,每一个循环有六次通电,如A-AB-B-BC-C-CA-A 的通电方式。
3.图2为PLC 直流开关量的输入电路,试以0输入点为例说明输入电路的工作原理,并指出光电耦合器件的作用。
(10分) 答:当开关K0合上时,24V 电源经R 、LED0、V0、K0形成回路,LED0发光,指示该路接通,同时光电耦合器的V0发光,VT0受光照饱和导通,X0输出高电平。
K0未合上时,电路不通,LED0不亮,光电耦合器不导通,X0=0,无信号输入到CPU 。
光电耦合器的作用有三:(a )实现现场信号与plc 主机的电气隔离;(b )避免外电路出故障时,外部强电侵入主机而损坏主机,抗干扰;(c )电平转换。
图2图1四.计算题(共10分)一台他励直流电动机的技术参数如下:kW 5.6=N P ,V N 220U =,A I N 4.34=,min /1500r n N =,Ω=242.0a R ,试计算出电枢中附件电阻为Ω5时此电动机的人为机械特性,并绘制出机械特性曲线。
解:(1) 固有机械特性: 求N e K Φ,额定运行条件下的反电势a N N N N e n R I U n K E -=Φ=,故 1411.01500/)242.04.34220(/)(=⨯-=-=ΦN a N N N e n R I U K 求理想空载转速:2.15591411.0/220)/(0==Φ=N e N K U n (转/分) )求额定转矩:)(38.41150010005.655.955.9m N n Pw P T NN N N ⋅=÷⨯⨯=⋅==所以),(),0(0N N n T n 和两点的数据分别为(0,1559.2)和(41.38,1500),从而得到固有特性曲线为n=1559.2-1.43T 。
画出曲线图。
(2)当附加电阻为Ω5时,由n n T K K R R K U n Nt e aad N e N ∆-=+-=02φφ知道,理想空载转速不变,由于43.12=Nt e K K Ra φ,而Ra=0.242,所以909.512=NKeKt φ,于是人为机械特性曲线的斜率为97.30909.5*242.52==+Nt e K K Ra Rad φ,从而,人为特性曲线为n =1559.2-30.97T 。
作出曲线图。
五.分析题图3用于实现两台电动机联合控制和分别控制的线路,其中1KM和2KM分别控制一个电动机,请说明组合开关1QB和2QB的在不同状态时该线路的工作原理。
(10分)(1)1QB和2QB都在I位置时,联合控制1KM和2KM所控制的电动机;1QB在I位置,2QB在II位置时,控制1KM控制的电动机;1QB在II位置,2QB在I位置时,控制2KM控制的电动机;1QB和2QB都在II 位置时,1KM和2KM所控制的电动机均不动作。
(2)晶闸管VS上的电压波形如图1所示。
2.如图4所示单相半波可控整流电路,u2为电源电压,u g为控制极电压,试根(a)、(b)和(c)图在(d)图上画出与(b)图中等长时间的在晶闸管VS上的电压波形(10分)(2)晶闸管VS上的电压波形如图1所示。
六.设计题(每题10分,共20分)1.设计一台异步电动机的控制线路(10分)。
要求:(1)能实现启、停的两地控制;(2)能实现点动调整;(3)能实现单方向的行程保护;(4)要有短路和长期过载保护。
0 wt u VS(a)(b)(c)图4 (d)图1(1)可参考下图,图中,FU实现短路保护,FR实现过载保护,QG为开关,SB1,SB2为停止按钮,实现两地控制,SB3,SB4为两地控制连续动作控制,SB5,SB6两地控制,点动,ST和STL实现单方向的行程控制。
2.图4为用PLC实现三相异步电动机的Y-Δ启动控制,其中(a)图为主电路,(b)图为PLC外接线路,(c)图为梯形图。
写出对应的指令程序(10分)。
(2)指令程序如下:LD 400OR 430ANI 401OUT 430ANI 432OUT 450K 10LD 430OUT 100MC 100LDI 450ANI 432OUT 431LDI 431ANI 432OUT 451K 2LD 451OR 432OUT 432MCR 100END参考2.4 本章练习题1.尽管电动机种类繁多、特性各异,生产机械的负载性质也可以各种各样,但从动力学的角度来分析,都应服从动力学的一般规律,即在同一传动轴上电动机的转距T M 、负载转距T L 、转轴角速度w 三者之间符合关系式dtd JT T L M ω=- 2.在分析生产实际中的多轴拖动系统时,为了列出系统的运动方程,需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折算到电动机轴上,对于静态负载转矩的折算,可以根据静态时功率守恒 原则进行折算,对于转动惯量和飞轮转矩的折算,可根据 动能守恒 原则进行折算。
3.请列举四种典型的生产机械的机械特性。
答:恒转矩型机械特性、离心式通风机型机械特性、直线型机械特性和恒功率型机械特性4.图2-1所示的各图中,T M 、T L 、n 均为实际方向,请回答: (1)根据图示T M 、T L 、n 的方向,列出各机电传动系统的运行方程式;(2)说明各图中T M 、T L 是拖动转矩,还是制动转矩; (3)说明各系统的运行状态是加速、减速还是匀速。
答:1)因按正方向的约定:T M 与n 同向为正;T M 与n 反向,T M 为负。
T L 与n 反向,T L 为正;T L 与n 通向,T L 为负。
故a 图中b 图中c 图中2)因T 与n 同向时,T 为拖动转矩;T 与n 反向时,T 为制动转矩,故 a 图中T M 为拖动转矩,T L 为制动转矩; b 图中T M 、T L 均为制动转矩图2-1图2-2c 图中T L 为拖动转矩,T M 为制动转矩3)因动态转矩Td=T M -T L >0时加速,T d <0时为减速,T d =0时为匀速。