机电传动控制复习题2012
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机电传动控制复习题及参考答案第一章1．机电传动控制系统要完成什么任务？答：从广义狭义两个方面解释。
P1，第三段第一句（前四行）。
2．机电传动的目的是什么？答：机电传动是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称。
它的目的是将电能转换成机械能，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要求，保证生产过程正常进行。
第二章1．电动机静态稳态的判断，输出转矩T M与负载转矩T L方向的判断。
提示：根据电动机输出转矩和负载转矩的关系，参考教材P5~P7内容。
2．机电传动系统负载可以分为几类？答：参考教材P10~P12内容。
能够举例说明。
3．课后习题2.3第三章2．按照励磁方式，直流电机基本上可以分为几类？答：他励、并励、串励、复励。
各自什么特点，适用于什么场合，参考教材内容。
3．试用公式解释直流他励电动机的机械特性。
明白公式的推导过程，理解公式中各符号的含义，参考教材P23图3.15上面内容电枢回路中的电压平衡方程：以式代入得到：再以代入，得到直流电动机机械特性的一般表达式：4．电机机械特性硬度的含义是什么？怎么确定？不同硬度的电机适合哪些场合？参考教材P23最后一段、P24前面部分相关内容。
机械特性硬度：电动机的机械特性分为三类：（1） 绝对硬特性 () （2） 硬特性 () （3） 软特性 ()5．直流电机能不能直接启动？若不能，应该怎样启动？答：若直接在电枢中加上额定直流启动，则启动电流很大，可达额定电流的10～20倍。
这样大的启动电流，会使电刷下产生强烈的火花，对电刷与换向器有较大的损坏。
另一方面，过大的启动电流会产生过大的启动转矩。
给电动机及其轴上所带的工作机械带来很大的冲击，对齿轮等传动机构带来不利，因此不能直接启动。
应把启动电流限制在额定电流的2倍。
一般采用降压启动、电枢串电阻启动。
具体参考P28相关内容。
6．改变电气参数时，直流他励电动机人为机械特性有什么变化？提示：可改变的电气参数有电枢回路的电阻、电枢的电压、励磁的磁通。
参考P23固有机械特性计算，P25“2.人为机械特性”内容，能够在改变电参数之后计算新的机械特性例题：一台他励直流电动机的技术数据：9.6N P kW =，V U N 220=，50N I A =，2400/min N n r =，要求：（1）固有机械特性并绘出曲线；（2）同时绘出110U V =机械特性曲线。
解：（1）39.610220(0.5~0.75)1(0.5~0.75)10.28~0.422205050N N a N N N P U R U I I ⎛⎫⎛⎫⨯=-=-⨯=Ω ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭ a R 以0.35Ω计算，1220500.350.084/min 2400N N a e N N U I R K V r n ---⨯Φ===⋅ 102202619/min 0.08N e N U n r K -===Φ 96009.559.5538.22400N N N P T N m n ==⨯=⋅ 绘出特性曲线如下：（2）同时绘出110U V =机械特性曲线。
第五章1．三相异步电动机按照转子绕组结构可以分为几类？有什么特点？答：按结构分类：鼠笼式异步电动机：结构简单，坚固，成本低。
绕线式异步电动机：通过外串电阻改善电机的起动，调速等性能。
提示：电动机定子绕组接线方式，知道如何选择Y 与△接线。
2．三相异步电动机的起动控制采用哪两种方式？答：三相笼型电动机有直接起动（全电压起动）和间接起动（降压起动）两种方式。
直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方式，适合小容量电动机。
对于较大容量的电动机，因起动电流大（可达额定电流的4～7倍），一般采用减压起动方式来降低起动电流。
提示：掌握直接启动所需要条件，参考P66~67相关内容。
直接启动的条件需要掌握。
3．什么是三相异步电动机的固有机械特性？电气参数变化时候的机械特性怎么变化？提示：参考P62最后两段相关内容。
参考P64“2.人为机械特性”相关内容。
注意临界转差率、最大转矩、启动转矩和机械特性硬度的变化，并且能够计算出相关变化。
4．三相异步电动机变频调速有什么特点？提示：参考P83第二、三段相关内容。
5．课后作业5.6。
提示：电动机对应的最大输出转矩、启动转矩、启动电流要会计算。
例题有一台JO2-32-4三相交流异步电动机，其技术参数如下表1所示，表1试求：(1)若输入线电压为380V，则电机定子应采用什么方式？(2)求n0、p、S N、T N、T st、T max、f2和I st；(3)满载时，电动机的输入功率是多少？线电压为380V时，三相定子绕组应为Y型接法.T N=9.55P N/n N=9.55*3000/960=29.84NmTst/ T N=2 Tst=2*29.8=59.6 8NmT max/ T N=2.2 T max=65.65 NmI st/I N=6.5 I st=42.06A一般n N=(0.94-0.98)n0n0=n N/0.96=1000 r/minS N= (n0-n N)/ n0=(1000-960)/1000=0.04f2= f1*S N=2HzP=60f/ n0=60*50/1000=3（3）η=P N/P输入P输入=3/0.8=3.75第八章1．接触器和继电器有什么不同？答：接触器用来接通或断开功率较大的负载，用在（功率）主电路中，主触头可能带有连锁接点以表示主触头的开闭状态。
继电器一般用在电器控制电路中，用来放大微型或小型继电器的触点容量，以驱动较大的负载。
如可以用继电器的触点去接通或断开接触器的线圈。
一般继电器都有较多的开闭触点，当然继电器通过适当的接法还可以实现某些特殊功能，如逻辑运算等。
以上两者相同之处：都是通过控制线圈的有电或无电来驱动触头的开闭，以断开或接通电路。
属于有接点电器。
线圈的控制电路与触点所在的电气回路是电气隔离的。
2.自锁环节怎样组成？它起什么作用？并具有什么功能？答：一般可用起动按钮和接触器的常开触点并联，然后再和接触器的线圈串联可得。
当按下起动按钮后，可实现长动，它又具有失压保护功能。
3．什么是互锁环节，它起到什么作用？答：将两个接触器的常闭触点分别串联到对方的线圈回路中，即可得到互锁。
它用来防止两个接触器同时得电。
5. 常用的电气保护有哪些？答：长期过载保护、过流保护、欠压保护。
提示：理解这些保护措施如何实现，能够区分保护针对的对象。
参考课后作业8.8。
6．设计题，课后作业8.18。
提示：理解基本控制环节的原理，能够区分时间继电器的符号（P166表8.1）第九章1. 可编程控制器（PLC）的定义。
2. 可编程控制器（PLC）的基本结构。
以上参考教材P172~176内容1．简述可编程控制器（PLC）的中央处理单元（CPU）的主要作用。
答：中央处理单元（CPU）是PLC的大脑。
起着指挥的作用，其主要功能是：（1）编程时接受并存储从编程器输入的用户程序和数据，并能进行修改或更新。
（2）以扫描方式接受现场输入的用户程序和数据，并存入输入状态表（即输入继电器）和数据寄存器所谓输入影像寄存器。
（3）从存储器中逐条读出用户程序，经解读用户逻辑，完成用户程序中规定的各种任务，更新输出映像寄存器的内容。
（4）根据输出所存电路的有关内容实现输出控制。
（5）执行各种诊断程序目前，PLC中的CPU主要采用单片机，如Z80A 8051 8039 AMD2900等，小型PLC大多数采用8为单片机，中型PLC大多数采用16位甚至32位单片机。
2．简述可编程控制器（PLC）基本工作过程。
PLC的基本工作过程：（1）输入现场信息：在系统软件的控制下，顺次扫描各输入点，读入各输入点的状态。
（2）执行程序：顺次扫描用户程序中的各条指令，根据输入状态和指令内容进行逻辑运算。
（3）输出控制信号：根据逻辑运算的结果，输出状态寄存器（锁存器）向各输出点并行发出相应的控制信号，实现所要求的逻辑控制功能。
3．可编程控制器（PLC）有哪些优点（特点）？提示：参考P177“9.1.3PLC主要特点及规格性能”相关内容，理解PLC相对继电器-接触器系统的优势。
参考答案：特点：（1）应用灵活、扩展性好；（2）操作方便；（3）标准化的硬件和软件设计、通用性强；（4）完善的监视和诊断功能；（5）控制功能强；（6）可适应恶劣的工业应用环境；（7）体积小、重量轻、性能/价格比高、省电。
关于设计题1. 继电器-接触器控制回路的设计，基本控制环节要求掌握，能够根据题目要求画出主电路与控制电路。
2. 可编程控制器（PLC）以教材所选择的F40为准，要求画出外部接线图与梯形图程序，不要求写出助记符程序。
提示：设计题要写出控制实现步骤，要有解释性文字。
例题（1）采用继电器-接触器控制系统，设计一台电动机的控制线路。
要求能正反转并能实现能耗制动，要求画出主电路和控制电路。
说明：答案作为参考。
按钮SB-R与SB-F分别控制接触器KM-R与KM-F，用于电动机正反转控制，按钮SB1用于系统关闭，SB2用于控制KM使电动机能耗制动。
（2）由一台电动机通过钢丝绳双向拖动的小车在原位A和目的地B之间往返运动，采用PLC（PLC选F-40型）设计其控制系统。
要求：（1）小车在A和B分别停留3秒用于其他作业；（2）小车正反向运动具有互锁环节；（3）小车可以在任意位置停止；（4）电动机有长期过载保护；要求画出实际连线图和梯形图。
说明：答案仅供参考，SB1用于启动系统，SB2用于停车，ST1、ST2分别为两个极限位置的位置开关。
系统启动时，小车未在原位则控制中间继电器103得电，启动反转电动机使小车复位。
小车到达极限位置后由位置开关控制停车，并开始计时，计时结束控制相反方向运动。
