机电传动控制 第五版 课件及其复习
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第3章直流电机的工作原理及特性 习题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? 答案:直流电动机工作时,(1)电枢绕组中流过交变电流,它产生的磁通当然是交变的。这个(2)变化的磁通在铁芯中产生感应电流。铁芯中产生的感应电流,在(3)垂直于磁通方向的平面内环流,所以叫涡流。涡流损耗会使铁芯发热。为了减小这种涡流损耗,电枢铁芯采用彼此绝缘的硅钢片叠压而成,使涡流在狭长形的回路中,通过较小的截面,以(4)增大涡流通路上的电阻,从而起到(5)减小涡流的作用。如果没有绝缘层,会使整个电枢铁芯成为一体,涡流将增大,使铁芯发热。因此,如果没有绝缘,就起不到削减涡流的作用。 习题3.4 一台他励直流电动机在稳态下运行时,电枢反电势E=E1,如负载转矩TL=常数,外加电压和电枢电路中的电阻均不变,问减弱励磁使转速上升到新的稳定值后,电枢反电势将如何变化?是大于、小于还是等于E1? 答案:∵当电动机再次达到稳定状态后,输出转矩仍等于负载转矩,即输出转矩T=TL=常200aaeeaemaemeeRUnIKKRUnEKnTKInnnKKKUTK=Φ=−ΦΦ=∴=Φ−Φ∴−∆=Φ=ΦQQ又当T=0aaUEIR=+
数。又根据公式(3.2), T=KtФIa。 ∵励磁磁通Ф减小,T、Kt不变。 ∴电枢电流Ia增大。 再根据公式(3.11),U=E+Ia·Ra。 ∴E=U-Ia·Ra。 又∵U、Ra不变,Ia增大。 ∴E减小 即减弱励磁到达稳定后,电动机反电势将小于E1。 习题3.8 一台他励直流电动机的铭牌数据为:PN=5.5KW,UN=110V,IN=62A,nN=1000r/min,试绘出它的固有机械特性曲线。 (1)第一步,求出n0 (2)第二步,求出(TN,nN) 答案:根据公式(3.15),(1-1)Ra=(0.50~0.75)(NNNIUP−1)NNIU
我们取Ra=0.7(NNNIUP−1)NNIU, 计算可得,Ra=0.24 Ω 再根据公式(3.16)得,(1-2) KeФN=(UN-INRa)/nN=0.095 又根据(1-3) n0=UN/(KeФN),计算可得,n0=1158 r/min 根据公式(3.17),(2-1) TN=9.55NNnP, 计算可得,TN=52.525 N·M 根据上述参数,绘制电动机固有机械特性曲线如下: 3.10一台他励直流电动机的技术数据如下:PN=6.5KW,U N=220V, I N=34.4A, n N=1500r/min, Ra =0.242Ω,试计算出此电动机的如下特性: ①固有机械特性; ②电枢附加电阻分别为3Ω和5Ω时的人为机械特性; ③电枢电压为U N/2时的人为机械特性; ④磁通φ=0.8φN时的人为机械特性;
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 TL TL TM
N
TM=TL
TM< TL
TM-TL<0说明系统处于减速。 TM-TL<0 说明系统处于减速
TM TL
TM TL
TM> 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 TL
TM= TL TM= TL
机电传动控制第五版课后答案--最全版
机电传动控制是一门涉及机械、电气和控制等多领域知识的重要学科,对于相关专业的学生和从业者来说,掌握这门课程的知识至关重要。而课后习题的答案则是检验学习成果、加深理解的重要工具。以下为您提供机电传动控制第五版的课后答案,希望能对您的学习有所帮助。
第一章 绪论
1、 机电传动控制的目的是什么?
答:机电传动控制的目的是将电能转变为机械能,实现生产机械的启动、停止、调速、反转以及各种生产工艺过程的要求,以满足生产的需要,提高生产效率和产品质量。
2、 机电传动系统由哪些部分组成?
答:机电传动系统通常由电动机、传动机构、生产机械、控制系统和电源等部分组成。电动机作为动力源,将电能转化为机械能;传动机构用于传递动力和改变运动形式;生产机械是工作对象;控制系统用于控制电动机的运行状态;电源则为整个系统提供电能。
3、 机电传动系统的运动方程式是什么?其含义是什么?
答:运动方程式为 T M T L = J(dω/dt) 。其中,T M 是电动机产生的电磁转矩,T L 是负载转矩,J 是转动惯量,ω 是角速度,dω/dt 是角加速度。该方程式表明了机电传动系统中电动机的电磁转矩与负载转矩之间的平衡关系,当 T M > T L 时,系统加速;当 T M < T L 时,系统减速;当 T M = T L 时,系统以恒定速度运行。
第二章 机电传动系统的动力学基础
1、 为什么机电传动系统中一般需要考虑转动惯量的影响?
答:转动惯量反映了物体转动时惯性的大小。在机电传动系统中,由于电动机的转速变化会引起负载的惯性力和惯性转矩,转动惯量越大,系统的加速和减速过程就越困难,响应速度越慢。因此,在设计和分析机电传动系统时,需要考虑转动惯量的影响,以确保系统的性能和稳定性。
2、 多轴传动系统等效为单轴系统的原则是什么?
答:多轴传动系统等效为单轴系统的原则是:系统传递的功率不变,等效前后系统的动能相等。
《机电传动控制》(第五版)教案
第1章 绪论
1.1 机电系统的组成=机械运动部件+机电传动+电气控制系统。
1.机械运动部件——完成生产任务的基础,机械执行部分;
2.机电传动———=电力传动或电力拖动,是驱动生产机械运动部件的原动机的总称;
3.电气控制系统——控制电动机的系统。
1.2 机电传动的目的和任务
1.机电传动的目的——将电能转变为机械能,实现生产机械的启动、停止、以及速度调节,满足各种生产工艺的要求,保证生产过程的正常进行
2.机电传动的任务
①广义上讲——使生产机械设备、生产线、车间甚至整个工厂都实现自动化。
②狭义上讲——专指控制电动机驱动生产机械,实现产品数量的增加、质量的提高、生产成本的降低、工人劳动条件的改善以及能源的合理利用。
1.3 机电传动控制的发展概况
一、驱动系统的发展阶段:
1.成组拖动——一台电动机拖动一根天轴—→通过带轮和传动带—→分别拖动各(一组)生产机械。
生产效率低、劳动条件差,一旦电动机或传动环节发生故障则造成成组生产机械停车。
2.单电动机——一台电动机拖动一台生产机械,较成组拖动进了一步。但当生产机械的运动部件较多时,其机械传动机构则十分复杂。
3.多电动机拖动——一台生产机械的每一个运动部件都有专门的电动机拖动。不仅大大简化了生产机械的传动机构,而且控制灵活,为自动化提供了有利条件,是现代化机电传动的典型方式。
二、控制系统的发展阶段:
1.接触器+继电器控制——出现在20世纪初,应用广泛、成本低;但控制速度慢、精度差。
2.电动机放大机控制(30年代)、磁放大机控制(40~50年代)——从断续控制发展到连续控制,并具有了输出反馈环节,简化了控制系统、减少了电路触点、提高了可靠性。
3.大功率可控电力半导体器件控制——具有效率高、反应快、寿命长、可靠性高、维修容易、体积小、重量轻等优点。由此,开辟了机电传动控制的新纪元。