第二章 机电传动系统的动力学基础
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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.答: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.T M-T L〉0说明系统处于加速,T M—T L〈0 说明系统处于减速,T M—T L=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?答: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=T ω, p不变。
转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=0.5J ω22。
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: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。
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:反抗转矩的方向与运动方向相反,,方向发生改变时,负载转矩的方向也会随着改变,因而他总是阻碍运动的。
位能转矩的作用方向恒定,与运动方向无关,它在某方向阻碍运动,而在相反方向便促使运动。
第三章3。
3 一台他励直流电动机所拖动的负载转矩T L=常数,当电枢电压附加电阻改变时,能否改变其运行其运行状态下电枢电流的大小?为什么?这是拖动系统中那些要发生变化?T=K tφI a u=E+I a R a当电枢电压或电枢附加电阻改变时,电枢电流大小不变。
转速n与电动机的电动势都发生改变.3。
习题与思考题第二章机电传动系统的动力学基础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。
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。
试列出以下几种情况下(见题图)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说明系统处于减速。
TM-TL<0 说明系统处于减速T M T L T M T LT M> T L系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速T M T L T T L T M= T系统的运动状态是减速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=ω2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。
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=GD2/375. P=ωGD2/375. ,P不变转速越小GD2越大,转速越大GD2越小。
如图(a)所示,电动机轴上的转动惯量J M=, 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。
机电传动控制复习题第一章绪论部分一单项选择题:1 机电传动的目的是将电能转换为【A】机械能 B.动能 C.势能 D.液压能二多项选择题 :1 机电传动的发展大体上经历哪几个阶段?【A B C】A.成组拖..B.单电动机拖..C.多电动机拖..D.单组多..E.复合拖动三判断改错题:错误的在括号内画×得2分, 将错误更正为正确的得2分;正确的在括号内画√得4分;1 机电传动的目的是将机械能转换为电能。
【×】更正: 机电传动的目的是将电能转换为机械能。
第二章机电传动系统的动力学基础一单项选择题:1 多轴拖动系统中飞轮转矩可根据以下哪种原则折算到电动机轴上?【B 】A.机械能守. ..B.动能守...C.功率守...D.动量守恒2 恒转矩型机械特性的特点是负载转矩为【A】A.常..B.在一定范围内变..C.随转速增加而正比增..D.实数3 电流电动机的电磁转矩T、负载转矩L T和空载损耗转矩0T之间的关系是【B 】A...B.. .C...D.4 多轴拖动系统中各静态负载转矩可根据静态时以下哪种原则折算到电机轴上?【C 】A.机械能守恒B.动能守恒C.功率守恒D.动量守恒5 根据转矩正方向的约定, 恒转矩型机械特性中, 反抗转矩与转速n的符号关系是【A 】A.恒相同B.恒相反C.取决于电机工作状态D.跟机械特性有关6 单轴机电传动系统为减速运动时, 电机转矩与负载转矩之间的关系是【C 】A...B...C...D..7 恒转矩型机械特性中, 反抗转矩的方向与运动方向的关系是【B 】A.恒相..B.恒相.C.取决于电机工作状..D.跟机械特性有关8 恒功率型机械特性的负载转矩与转速n之间的关系是【B】A.成正..B.成反..C.无..D.抛物线函数关系9 单轴机电传动系统处于静态或稳态时, 电机转矩与负载转矩之间的关系是【A 】A...B.. .C.. .D..10 多轴拖动系统中各转动部分的转动惯量可根据以下哪种原则折算到电动机轴上?【B 】A.机械能守..B.动能守..C.功率守. .D.动量守恒11 随转速n的增加, 直线型机械特性的负载转矩将【D 】A.成抛物线变.B.成正比减..C.不..D.成正比增加二多项选择题 :1 根据负载转矩与运动方向的关系, 可以将恒转矩型的负载转矩分为【A B 】A.反抗转..B.位能转..C.动能转. .D.拖动转..E.制动转矩2 根据机械特性硬度值的不同, 可将电动机机械特性分为【A B C】A.绝对硬特..B.硬特..C.软特..D.绝对软特..E.综合特性三判断改错题: 错误的在括号内画×得2分, 将错误更正为正确的得2分;正确的在括号内画√得4分;1 若单轴传动系统的转动惯量与转速n符号相反, 则表示为制动转矩。
机电传动控制复习提纲第二章 机电传动系统的动力学基础2.1 知识要点2.1.1 基本内容1.机电传动系统的运动方程式机电传动系统是一个由电动机拖动,并通过传动机构带动生产机械运转的机电运动的动力学整体[如图2.1(a)所示]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时,则都应服从动力学的统一规律,即在同一传动轴上电动机转矩T M 、负载转矩T L 、转轴角速度ω三者之间符合下面的关系: T M -T L =Jdt d (2.1) 或用转速n 代替角速度ω,则为 T M -T L =dt dn GD 3752 (2.2)式(2.1)和式(2.2)称为机电传动系统的运动方程式。
机电传动系统的运动方程式是描述机电系统机械运动规律的最基本方程式,它决定着系统的运行状态,当动态转矩T d =T M -T L =0时,加速度a =dt dn =0 ,表示没有动态转矩,系统恒(匀)速运转,即系统处于稳态;当T d ≠0时,a =dt dn ≠0 ,表示系统处于动态,T d >0时,a =dt dn 为正,传动系统为加速运动;T d <0时,a =dt dn为负,系统为减速运动。
因式(2.1)和式(2.2)中的T M 、T L 既有大小还有方向(正负),故确定传动系统的运行状态不仅取决于T M 和T L 的大小,还要取决于T M 和T L 的正负(方向)。
因此,列机电传动系统的运动方程式和电路平衡方程时,必须规定各电量的正方向,也必须规定各机械量的正方向。
对机电传动系统中各机械量的正方向约定[见图2.1(b)]如下:在确定了转速n 的正方向后,电动机转矩T M 取与n 相同的方向为正向,负载转矩T L 取与n 相反的方向为正向,因此,若T M 与n 符号相同,则表示T M 与n 的方向一致;若T L 与n 符号相同,则表示T L 与n 方向相反。
也可以由T M 、T L 的方向来确定T M 、T L 的正负。
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。
答: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。
答: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)
T M=T L T M<T L
T - T <0 说明系统处于减速
T L
T M>T L T M>T L
系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速
T M
M L
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?
答: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?
答: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?
答: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转动惯量。
解:电动机轴与中间传动轴之间的速比为:j1=n M/n1=900/300=3
电动机轴与生产机械轴之间的速比为:j L=n M/n l=15
折算到电动机轴上的等效转动惯量:J Z=J M+J1/j12+ J L/j L2=2.5+2/9+16/225=2.79kg·m2
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。
试球体胜速度v和折算到电动机轴上的静态转矩T L以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GD2z.。
解:卷筒轴上的转速为:n L=n M/j1j2j3=950/4*4*2=29.6875r/min
所以提升速度为:v= n LπD/60=29.6875*3.14*0.24/60=0.373m/s
折算到电动机轴上的静态转矩:T L=9.55Fv/ηC n M=9.55*100*0.373/(0.83*950)=0.45N·M 折算到电动机轴上的整个系统的飞轮惯量为:
GD Z 2=δGD M2+365Gv2/ n M2=(1.1~1.25)*1.05+365*100*0.3732/9502=1.161~1.319N·M2
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: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.
2.10、反抗静态转矩与位能静态转矩有何区别,各有什么特点?
答:反抗转矩的方向与运动方向相反,,方向发生改变时,负载转矩的方向也会随着改变,因而他总是阻碍运动的.位能转矩的作用方向恒定,与运动方向无关,它在某方向阻碍运动,而在相反方向便促使运动。
2.11、在题2.11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?
交点是系统的稳定平衡点交点不是系统的稳定平衡点。