机电控制技术(2)
机电控制技术试题(含答案)
机电控制技术试题一．填空（20分，每空1分）），（），（），（），（）。
2．执行器包括以（），（）和（）等作为动力源的各种元器件及装置。
3．（）年美国制造出第一台PLC。
4．PSY三相异步电动机（）H Z具有恒转矩功能，（）H Z具有恒功率功能。
5．EIC常被称为（），（），（）一体化。
6．FCS是一种（）的，（）的，（）的分布式控制系统。
7．现代生产的三大类型是（）型制造工业，（）型流程工二．简答（20分，每题5分）?2．机电控制系统的设计方法。
3．远传差压变送器的组成。
4．MM440型变频器的主要特点。
三．简答（10分，每题5分）?2．PLC的特点是什么?四．画图。
（20分，每题5分）2．前馈—后馈控制系统框图。
3．画出张力控制器机构示意图。
4．画出编码器与PLC的接口电路。
五．回答（20分每题10分）? 2．写出三相永磁同步电动机的数学模型。
六．日本OMRON公司的C200HGK可编程控制器的主要组成有哪些?（10分）机电控制技术答案一．填空（20分，每空1分）1．传感器动力装置计算机机械装置执行器2．电气压油压3．19694．1—50 50—2005．电控仪控计算机6．开放具可操作彻底分散7．离散连续混合二．简答（20分，每题10分）1．（1．）开放性和可互操作性（2．）彻底的分散性（3．）低成本2．（1．）取代设计法（2．）组件设计法（3．）系统整体设计法三．简答（20分，每题10分）1．（1．）可以直接读出角度坐标的绝对值（2．）没有积累误差（3．）掉电后位置数据能够保留，具有记忆功能（4）允许的最高转速比增量式编码器高（5）通过提高码道数，可提高读数精度和分辨率（6）零点固定（7）输出二进制数与轴角位置具有一一对应关系（8）码道数为n，则码盘上的等分数为2n2．（1．）模块化结构利于系统组态（2．）面向使用者的梯形图语言编程（3．）模块的独立性（4）模块的智能化（5）运行可靠（6）技术的创新3．远传差压变送器由远传密封装置，毛细管，检测部分，转换部分等组成。
最新《机电控制与可编程序控制器技术》形成性考核册(答案)(2)
技术作业3四、改错1．找出下列梯形图中的错误，并改正。
设M10.0为一个没有使用的中间继电器。
（注：（1）计数器C8的设定值PT前可加上0～32767的任意自然数；（2）在同一个PLC 程序中，一个计数器号只能使用一次，将其中一个C8改为C0～C255之间的任意其他计数器号。
）2．找出下列梯形图中的错误，并改正。
提示：特殊标志位存储器SM0.0的功能是在PLC 为RUN状态时，SM0.0总为1。
（注：（1）在同一个PLC程序中，由于定时器和计数器共用同一个地址区域，建议将C37改为C0～C255之间的任意其他计数器号。
（2）计数器的设定值PV前可加上0～32767的任意自然数。
）3．找出下列梯形图中的错误，并改正。
4．找出下列梯形图中的错误，并改正。
（注：（1）在同一个PLC 程序中，一个定时器号只能使用一次，建议将其中一个T37改为分辨率相同的T37～T63、T101～T255之间的任意其他计数器号。
（2）定时器的设定值PT 前加上的数据可为0～32767的任意自然数。
）机电控制与可编程控制器技术作业4四、设计题1．一台三相交流电动机按以下顺序启动和停车：按启动按钮SF1后，电动机先运转10s ，然后停止5s ，重复此动作3次后停止运转；按下紧急停机按钮SF2，无论电动机处于何种运动状态，电动动机急停；过载时热继电器BB 动作，电动机停止。
按上述工作要求按照上述工作要求，完成以下题目：（1）试分配I/O 通道；（2）画出PLC 的硬件接线图；（3）设计一个满足要求的梯形图程序。
解：（1）电机控制I/O分配表（2）PLC电气控制的外部硬件接线图（3）选西门子S7-200的PLC (也可以选其它型号PLC)图 电机控制的PLC程序2．两台三相交流电动机M1、M2按以下顺序启动和停车：按启动按钮SF1，M1电动机起动，过5秒后M2电动机起动；按停止按钮SF2，电动机M1、M2停止；若M1电动机过载，则电动机M1、M2停止；若电动机M2过载则仅电动机M2停机。
机电控制与可编程序控制器技术课程作业2
机电控制与可编程序控制器技术课程作业（二）1.简述机电设备电器控制线路的基本设计步骤。
2.在选择机电设备拖动用的电动机时，应主要考虑哪些内容？3．试问下列控制线路是否合理（注：图中KM1、KM2为交流接触器，YA为直流电磁铁）？若不合理，应怎样改正？4．现有三台电动机M1、M2、M3要求起动顺序为：先起动M3，经10s后起动M2，再经20s后起动M1。
而停车时要求：首先停M1，经20s后停M2，再经10s后停M3。
试设计该三电动机的起、停控制线路。
5．设计一条由两台电动机拖动的装配车间的一输送机控制线路，应满足下列要求：（1）M1电动机与M2电动机均单向运转；（2）M1电动机起动工作后，M2电动机才能起动工作；（3）M2电动机先停机，而后M1电动机才能停机；（4）M1电动机过载时，两台电动机同时停机，M2电动机过载时，仅M2电动机停机；（5）要有必要的保护环节。
试画出控制电路。
6．设计组合机床的两台动力头的电气控制线路。
设计要求如下：（1）加工时两台动力头电动机同时起动；（2）两台动力头电动机单向运转；（3）两台动力头电动机，在加工完成后各自停机；（4）若其中一台动力头电动机过载，另一台动力头电动机也应停机。
画出其控制电路。
7. PLC主要特点有哪些？PLC的发展趋势如何？8.比较PLC控制和继电接触器控制、微机控制的优缺点。
9.继电接触器控制系统，PLC控制有哪些相同和不同之处？10．PLC基本硬件由哪几部分组成？11．什么叫扫描工作方式？什么叫扫描周期？它主要受哪些因数影响？12.为什么称PLC的内部继电器为软继电器？和硬件继电器相比，软继电器的触点在使用上有何特点？13.PLC的工作过程分为哪几个工作阶段，各完成什么任务？14.什么是PLC的输入输出滞后现象？造成这种现象的原因是什么？可采取哪些措施缩短输入输出滞后时间？15.PLC的性能指标主要有那些？PLC是怎样分类的？`。
《机电设备控制技术》实验教案
《机电设备控制技术》实验教案机电工程学院电气工程系实验一、三相异步电动机正反转控制线路一、实验目的（1）了解三相异步电动机接触器的正反转控制的接线。
（2）理解电气联锁和自锁的概念。
（3）掌握三相异步电动机接触器的正反转控制的基本原理与实物连接的要求。
二、实验原理三相异步电动机的旋转方向是取决于磁场的旋转方向，而磁场的旋转方向又取决于电源的相序，所以电源的相序决定了电动机的旋转方向。
任意改变电源的相序时，电动机的旋转方向也会随之改变。
三、实验器材三相异步电动机（M 3～）、万能表、联动空气开关（QS1）、单向空气开关（QS2）、交流接触器（KM1，KM2）、组合按钮（SB1，SB2，SB3）、端子排7副、导线若干、螺丝刀等。
四、实验操作步骤1、连接三相异步电动机原理图，如图1、图2所示。
其中，线路中的正转用接触器KM1和反转用的接触器KM2，分别由按钮SB2和反转按钮SB2控制。
控制电路有两条，一条由按钮SB1和KM1线圈等组成的正转控制电路；另一条由按钮SB2和KM2线圈等组成的反转控制电路。
2、当按下正转启动按钮SB1后，电源相通过空气开关QS1，QS2和停止按钮SB3的动断接点、正转启动按钮SB1的动合接点、接触器KM和其他的器件形成自锁，使得电动机开始正转，当按下SB3时，电动机停止转动，在按下SB2时，接触器KM和其他的器件形成自锁反转。
3、完成电动机的正反转控制线路与接线。
要求：线路设计要求考虑自锁控制环节、双重互锁控制环节，如图3所示。
图1 电动机的正反转控制线路图2 主电路连线图图3 控制电路连线中的双重联锁五、控制接线要求1、在连接控制实验线路前，应先熟悉各按钮开关、交流接触器、空气开关的结构形式、动作原理及接线方式和方法。
2、在不通电的情况下，用万用表检查各触点的分、合情况是否良好。
检查接触器时，特别需要检查接触器线圈电压与电源电压是否相符。
3、将电器元件摆放均匀、整齐、紧凑、合理，并用螺丝进行安装，紧固各元件时应用力均匀，紧固程度适当。
国开作业《机电控制与可编程序控制器技术》 (2)
题目：回答又称为限位开关，用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置。
答案：行程开关题目：当热继电器的主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时，金属片受热向上弯曲，因而脱钩，致使其回答断开。
答案：常闭触点题目：试题正文（）俗称为保险丝，是一种利用自身产生的热量使熔体熔化而分断电路的电器。
主要用于（）。
答案：熔断器、短路保护题目：试题正文时间继电器包括（）和（）。
答案：通电延时型、断电延时型题目：时间继电器由线圈、延时触点、静铁心、动铁心、气缸活塞组成。
选项A：对选项B：错答案：错题目：通电延时继电器的工作原理是当接受输入信号时，立即产生相应的输出的信号，当输入信号消失后，继电器需经过一定的延时，输出才能复位。
选项A：对选项B：错答案：错题目：复合按钮的动合、动断按钮同时动作。
选项A：对选项B：错答案：对题目：低压断路器是一种用来短时间接通或断开控制电路的手动电器。
选项A：对选项B：错答案：错题目：热继电器在电路中用作电动机的过载保护。
选项A：对选项B：错答案：对题目：试题正文（三）请说明下列符号表达的含义可以给出名词“通电延时继电器线圈、速度继电器常开触点、熔断器、动合按钮、常开通电后延时闭合、常闭断电后延时闭合、热继电器线圈、行程开关常闭触点”然后让学生将对应名词拖到相应的符号处。
/zyzx/video/nerc25_jdkzykbckzqjs/gzk/img/ch1/01.png（）（）（）（）/zyzx/video/nerc25_jdkzykbckzqjs/gzk/img/ch1/02.png（）（）（）（）答案：题目：热继电器在电路中的作用是回答。
答案：过载保护题目：试题正文三相异步电动机的调速方式包括：（），（），（）。
答案：变极调速、变频调速、变转差率调速题目：试题正文双速电动机高速运行时，时间继电气的触点先接通（），经延时后自动切换到高速，这样做的目的是（）。
答案：低速、限制启动电流题目：试题正文三相异步电动机的两种典型电力制动方式：（）和（）。
机电控制技术复习大纲
星-三角形降压启动的原理图
4.6 三相异步电动机的制动特性
4.6.1 反接制动
1．电源反接制动 电源反接时会在转子回路中感 应出很大的电流，为了限制转 子电流，对鼠笼型异步电动机 可在定子电路中串接电阻；对 线绕型异步电动机可在转子电 路中串接电阻，限制电流的同 时增大制动转矩
图4.30 电源反接时反接制动的机械特性
n0 n S n0
三相异步电动机的工作原理是： 1）三相定子绕组中通入对称三相电流产生旋 转磁场。 2）转子导体切割旋转磁场产生感应电动势和 电流。 3）转子载流导体在磁场中受电磁力的作用， 从而形成电磁转矩，进而驱动电动机转子 旋转。
4.3.2三相异步电动机的机械特性
三相异步电动机的机械特性也分为固有机械特性 和人为机械特性
3.1.2 直流电机的工作原理
1. 直流发电机的工作原理
E Ken
2. 直流电动机的工作原理
T KmI a
3.1.3 直流电机的可逆性
对于一台直流电机，究竟是作为发电机运行还 是作电动机运行，关键在于外加的条件，也就 是输入功率的形式。 如用原动机拖动直流电机的电枢旋转，则从电刷 端可以引出直流电动势作为直流电源，电机将 机械能转换成电能而成为发电机； 如在电刷上加直流电压，将电能输入电枢，则从 电机轴上输出机械能，拖动生产机械，将电能 转换成机械能而成为电动机。
（2）改变电枢电压时的人为特性
Ra U n T n0 n 2 Ke N Ke K m N
（3）改变磁通时的人为特性
UN Ra n T n0 n 2 Ke Ke Km
3.5 直流他励电动机的调速特性
3.5.1 改变电枢电路外串 电阻调速 调速方法的特点是简单， 但缺点是机械特性较软， 速度的稳定性差；空载 或轻载时调速范围不大； 在调速电阻上耗能多。 因此目前应用很少，仅 在起重机、卷扬机等低 速运转时间不长的传动 系统中使用。
国开《机电控制与可编程序控制器技术》形考任务答案 (2)
国开《机电控制与可编程序控制器技术》形考任务答案一、简答题1.请简述PLC的作用及其特点。
PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种用于工业自动化控制的电器设备。
它的作用是接收输入信号，经过逻辑运算和处理后，通过输出信号控制机电设备的运行状态。
PLC的特点包括：•可编程性：PLC通过编写程序，可以实现多种控制策略，适应不同的工业应用需求。
•可靠性：PLC具有较高的工作可靠性，能够长时间运行并保持稳定的控制性能。
•易于扩展：PLC系统可以根据需要进行扩展，可以添加各种输入输出模块，实现与更多的设备进行通信和控制。
•操作简便：PLC的编程语言通常使用类似于流程图的图形化语言，使得编程操作相对简单易懂。
•灵活性：PLC可以灵活应对不同的工作场景和需求变化，可以随时修改程序，实现不同的控制功能。
2.请简述闭环控制与开环控制的区别。
闭环控制和开环控制是两种常见的控制方式，其区别如下：•开环控制：开环控制是指控制对象的输出信号不会对控制器的输入信号产生直接影响。
在开环控制中，控制器只根据预设的输入信号对控制对象进行控制，无法根据输出信号实时调整控制手段。
开环控制常用于对控制对象的性能要求不高，控制环境相对稳定的场景。
例如，定时炉温控制系统。
•闭环控制：闭环控制是指控制器能够根据实时的输出信号对控制对象的输入信号进行调整，以实现期望的控制效果。
在闭环控制中，控制器会持续检测对象的输出信号，并与预设的期望值进行比较，然后根据比较结果对输入信号进行调整。
闭环控制常用于对控制对象的性能要求较高，控制环境相对变化的场景。
例如，自动调温恒湿系统。
闭环控制相比开环控制具有更好的稳定性和鲁棒性，但也更复杂、成本较高。
二、论述题1. 请论述PLC在工业控制系统中的应用。
PLC在工业控制系统中有广泛的应用，具体应用领域包括但不限于以下几个方面：1.自动化生产线控制：PLC可以对自动化生产线进行控制，实现对不同设备的协调动作。
机电控制技术基础复习题
新复习题第1章概论单选题1. 在机电设备驱动的发展中，成组拖动的含义是【 D 】A. 多台电机拖动一台设备B. 一台电机拖动一台设备C. 多台电机拖动多台设备D. 一台电机拖动多台设备2. 机电传动系统的五大组成除了有电源、电气控制、传动机构、工作机构，还有的是【C 】A.继电器B.接触器C.电动机D.机械手3. 研究机电传动系统的运动规律时，系统中的电动机种类是【 D 】A. 交流电动机B. 直流电动机C. 控制电机D. 不分类4. 一般在机电控制系统中的机械设备是【 A 】A. 控制对象B. 控制方法C. 控制规律D. 控制指标5. 机电传动系统中拖动生产机械的原动机是【 D 】A. 汽油机B. 柴油机C.水轮机D. 电动机6. 以下不．是拖动机电传动系统的原动机是【 C 】A.直流电动机B.交流电动机C. 汽油机D. 步进电动机7. 组成机电系统三大部分的是电气控制系统、电力拖动或机电传动和【 A 】A. 机械运动部件B.发电机C.汽油机D. 水轮机8. 以下不．是组成机电系统三大部分的是【 C 】A. 电气控制系统B. 机械运动部件C. 发电机D. 电力拖动9. 机电传动系统的目的是将电能转变为【 D 】A. 光能B. 核能C. 热能D. 机械能10. 机电传动中成组拖动是指一台电动机拖动【 B 】A. 多台发电机B. 多台生产机械C. 一台生产机械D. 一台发电机11. 机电传动的目的是【】A. 将电能转变为机械能B. 将机械能转变为电能C. 将光能转变为机械能D. 将机械能转变为光能12. 一般机电系统正常工作时要求速度是【 A 】A. 稳速B. 加速C. 减速D. 零13. 一般机电系统快速返回时要求速度是【 B 】A. 稳速B. 加速C. 减速D. 零14. 一般机电传动的任务包括实现生产机械的启动、停止，以及【C 】A. 维修B. 保养C. 调速D. 能量转换15. 在自动控制系统中，被控对象的输出量要求按照给定规律运行的是【】A. 温度B. 压力C. 液位D. 加工轮廓16. 在自动控制系统中，被控对象的输出量要求保持为某一恒定值的是【】A 飞行航线B 记录曲线C 液位D 加工轮廓17. 组成完整机电传动系统除了有电源、电气控制、传动机构、工作机构外，还有的是【】A 液压缸B 气压缸C 电动机D 发电机18. 人本身通过判断和操作进行的控制叫作【】A. 自动控制B. 手动控制C. 机械控制D. 温度控制19. 在数控机床控制系统中，对于想实现控制的目标量或控制量是【】A . 温度 B. 位置 C. 压力 D. 湿度第2章 机电传动系统的动力学基础单选题1. 恒转矩型生产机械的负载特性是 【 C 】A. 转速是恒定的B. 功率是恒定的C.转矩是恒定的D. 方向是恒定的2.恒功率型负载的负载转矩大小与转速 【 B 】A. 成正比B. 成反比C.无关D.相等3.恒功率粗加工时下列叙述正确的是 【 D 】A.切削量大，负载阻力小，开低速B. 切削量小，负载阻力大，开低速C.切削量大，负载阻力大，开高速D. 切削量大，负载阻力大，开低速4.恒功率精加工时下列叙述正确的是 【 B 】A.切削量大，负载阻力小，开低速B. 切削量小，负载阻力小，开高速C.切削量大，负载阻力大，开高速D. 切削量小，负载阻力小，开低速5. 反抗性转矩由下列哪种现象作用后产生的 【 B 】A. 地球引力B. 摩擦C. 电磁感应D. 热传导6. 反抗性转矩的方向 【 B 】A.与运行方向相同B. 与运行方向相反C.与运动方向无关D. 与电动机方向一致7.电动机与生产机械的机械特性曲线有交点，此交点只表明 【 C 】A.电动机的转速大于生产机械的转速B.电动机的转速小于生产机械的转速C.电动机的转速等于生产机械的转速D.是稳定运行平衡点8. 电动机与生产机械的机械特性曲线有交点，此交点只表明 【 A 】A.电动机的转矩等于生产机械的转矩B.电动机的转矩小于生产机械的转矩C.电动机的转矩大于生产机械的转矩D.是稳定运行平衡点9.负载转矩根据功率守恒原则进行折算时必须处于 【 B 】A.加速状态B. 静态C.动态D.减速状态10.多轴系统折算到单轴系统，可根据动能守恒进行的折算是 【 C 】A.负载转矩B.拖动转矩C.飞轮转矩D.摩擦转矩11．当机电系统拖动转矩与负载转矩大小相等、方向相反时的状态称为 【 A 】A. 稳态B. 加速状态C. 减速状态D. 过渡状态12. 单轴旋转拖动系统运动方程 2375M L GD dn T T dt-=中M T 与L T 的符号是 【 A 】 A. 可正可负 B. M T 为正、L T 为负 C. M T 为负、L T 为正 D. 都为负13. 电动机拖动负载上升时，电动机输出转矩M T 与负载转矩L T 分别为 【 D 】A. M T 是制动转矩、L T 是拖动转矩B. M T 是拖动转矩、L T 是拖动转矩C. M T 是制动转矩、L T 是制动转矩D. M T 是拖动转矩、L T 是制动转矩14. 电动机拖动负载下降时，电动机输出转矩M T 与负载转矩L T 分别为 【 A 】A. M T 是制动转矩、L T 是拖动转矩B. M T 是拖动转矩、L T 是拖动转矩C. M T 是制动转矩、L T 是制动转矩D. M T 是拖动转矩、L T 是制动转矩15. 质量与转动惯量的关系是 【 B 】A. 质量小、转动惯量大B. 质量大、转动惯量大C. 质量大、转动惯量小D. 无关16. 关于飞轮转矩2GD 叙述正确的是 【 D 】A. 2GD 是重量乘以直径的平方B. 2GD 中的D 是物体的实际直径C. 2GD 中的G 是重力加速度D. 2GD 中的D 是惯性直径17. 恒转矩负载特性的特点是负载转矩L T 与转速n 的关系为【 D 】A.随着转速n 升高而增大B. 随着转速n 升高而减小C.随着转速n 降低而减小D. 与转速n 的大小无关18. 反抗性恒转矩负载转矩的机械特性曲线是 【 B 】A. 在第一、第二象限B. 在第一、第三象限C. 在第一、第四象限D. 只在第一象限19. 位能性恒转矩负载转矩的机械特性曲线是 【 C 】A. 在第一、第二象限B. 在第一、第三象限C. 在第一、第四象限D. 只在第一象限20. 通风机负载特性的转矩与转速的关系是 【 B 】A. 与转速成正比B. 与转速的平方成正比C. 与转速成反比D. 与转速的平方成正比21. 恒功率负载特性的转矩与转速的关系是 【 C 】A. 与转速成正比B. 与转速的平方成正比C. 与转速成反比D. 与转速的平方成正比22. 单轴旋转拖动系统运动方程 M L d T T J dt ω-=中d dt ω的含义是【 】 A. 角速度 B. 角加速度 C. 转动惯量 D. 转矩23. 单轴旋转拖动系统运动方程 2375M L GD dn T T dt -=中dndt 的含义是【 】 A. 角速度 B. 加速度 C. 转动惯量 D. 转矩24. 多轴旋转拖动系统负载转矩的折算中，是把负载转矩折算到【 】 A. 电动机轴上 B. 负载轴上 C. 第一中间轴上 D. 第二中间轴上25. 电动机运行状态如图所示，当L M T T 〉时，判断正确的是： 【】A ．匀速B ．减速C ．加速D ．不确定26. 电动机运行状态如图所示，当L M T T =时，判断正确的是：【 】 A ．匀速 B ．减速 C ．加速 D ．不确定27. 电动机运行状态如图所示，当L M T T =时，判断正确的是： 【】A ．匀速B ．减速C ．加速D ．不确定28. 转动的物体与直线运动的物体，具有保持运动状态的性质叫：【 】 A. 重量 B. 弹性 C.惯性 D. 惯量29. 恒功率型机械设备的机械特性是：【 】 A ．拖动转矩与转速成正比 B ．拖动转矩与转速成反比C ．负载转矩与转速成正比D ．负载转矩与转速成反比30. 单轴旋转拖动系统运动方程 M L d T T J dt ω-=中ω的含义是【 】 A. 角速度 B. 角加速度 C. 转动惯量 D. 转矩31. 单轴旋转拖动系统运动方程 2375M L GD dn T T dt -=中2GD 的含义是【 】 A. 速度 B. 加速度 C. 转动惯量 D. 飞轮力矩32. 多轴旋转拖动系统飞轮转矩的折算中，是把飞轮转矩折算到【 】 A. 电动机轴上 B. 负载轴上 C. 第一中间轴上 D. 第二中间轴上33. 与物体的转矩无．关的物理量是：【 】 A. 质量 B. 温度 C. 回转半径 D. 加速度34. 因摩擦、非弹性体的压缩、拉伸与扭转等作用产生的转矩是：【 】 A ．电磁转矩 B ．反抗转矩 C ．位能转矩 D ．飞轮转矩35. 单轴旋转拖动系统运动方程 M L d T T J dt ω-=中J 的含义是【 】 A. 角速度 B. 角加速度 C. 转动惯量 D. 转矩36. 单轴旋转拖动系统运动方程 2375M L GD dnT T dt -=中n 的含义是【 】 A. 速度 B. 加速度 C. 转动惯量 D. 飞轮力矩37. 多轴旋转拖动系统转动惯量的折算中，是把转动惯量折算到【 】 A. 电动机轴上 B. 负载轴上 C. 第一中间轴上 D. 第二中间轴上38. 多轴拖动系统转动部分进行折算时采用功率守恒原则的是： 【】A．拖动转矩B．负载转矩C．转动惯量D．飞轮转矩39. 载转矩与转速的平方成正比的机械是：【】A．恒功率型B．恒转矩型C．离心式机械D．直线型机械二．判断改错题1. 拖动转矩与负载转矩方向一致时，其符号必有一正一负。
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d TM TL J dt
2
GD 之间的关系： 转动惯量与飞轮惯量（飞轮转矩）
G D GD J m g 2 4g
2
2
2
GD dn TM TL 375 dt
2
2 n 60
机电控制技术
第2章 机电系统传动力学
2.1.2 系统的运动状态分析 电动机的输出转矩
机电控制技术
第2章 机电系统传动力学
2.1 单轴机电传动系统
机电传动系统一般是由电动机、传动机构、工作机构、 控制设备和电源组成。 电动机转轴与生产机械（工作机构）直接相联的最简 单的机电传动系统称为单轴机电传动系统。
TM
TL
电动机转矩 负载转矩
机电控制技术
第2章 机电系统传动力学
2.1.1 单轴系统的运动方程式 根据牛顿第二定律
GD dn Td TM TL 375 dt
2.1.3 系统的运动方向 定义：对于电动机的转矩 TM ，电动机的转矩方向与 转速方向相同时为正，为拖动转矩；相反为负，为制 动转矩。对于负载转矩 TL ，当负载转矩与转速方向相 反为正，为拖动转矩；反之为负，为制动转矩。
2
机电控制技术
第2章 机电系统传动力学
机电控制技术
第2章 机电系统传动力学
2.4 机电传动系统稳定运行的条件
充分必要条件： （1）电动机的机械特性曲线和生产机械的特性曲线 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，应有 TM< TL ; TM > TL 。 而但转速小于平衡点所对应的转速时， 只有满足上述2个条件的平衡点，才是拖动系统的 平衡点，即只有这样的特性配合，系统在受外界干扰 后，才具有恢复到原平衡状态的能力而进入稳定运行。
TL Cn
2
其中C为常数。考虑到轴上的摩擦转矩，实际通风机的 机械特性为：
TL T0 Cn
2
机电控制技术
第2章 机电系统传动力学
2.3.3 恒功率型机械特性 此类机械的负载转矩与转速成反比，即
TL K
n
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第2章 机电系统传动力学
2.4 机电传动系统稳定运行的条件
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2.3 典型负载的机械特性
在负载转矩上负载转矩和转速之间的函数关系，称 为负载的机械特性。 2.3.1 恒转矩型机械特性 所谓恒转矩负载特性，是指负载转矩与其转速n无关 的机械特性。 特点：负载转矩为常数，是因摩擦、非弹性体的压缩、 拉伸与扭转等作用所产生的负载转矩。
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2.5 机电传动系统的过渡过程
运行中的机电传动系统有两种状态： （1）稳定的状态（静态） 系统处于静态时动态转矩 为零，即系统中拖动转矩（电动机的转矩）与负载转 矩相平衡，系统一恒速运转。 （2）变动的状态（动态） 当系统中拖动转矩或负载 转矩发生变化时，存在动态转矩而处于动态，速度处 于变化之中。 系统由一个稳定运转状态变化到另一个稳定运转状 态他，这个变化过程称为过渡过程。
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研究过渡过程的意义： （1）缩短过渡过程，提高生产率。 （2）满足安全性、舒适性要求。 （3）满足准确性的要求，保证产品质量。
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2.5.1 机电传动系统过渡过程分析
产生过渡过程的原因： （1）机械惯性。 （2）电磁惯性。 （3）热惯性。
机电控制技术第2章 机电系统动力学2.5.2 改善机电传动系统过渡过程的方法
（1）减少系统飞轮惯量。 （2）增加动态转矩。
如图所示，图中曲线1为电动机 的机械特性，曲线2为负载机械特 性（恒转矩型）。稳态时系统应 处于匀速运动状态，此时电动机 轴上的拖动转矩TM 和折算到电机 轴上的负载转矩 TL 大小相等，方 向相反，相互平衡。电动机机械 特性曲线和生产机械特性曲线交 于点a和b，此交点即为拖动系统 的平衡点。其中a点是系统的稳定 工作点，b点不是。
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位能性恒转矩负载的转矩方向不随转动方向的改变而 改变，它是由物体的重力和弹性体的压缩、拉伸与扭 转等作用所产生的负载转矩。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 反方向便促进运动。
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2.3.2 离心机型机械特性 凡是按离心力原理工作的机械，如离心式鼓风机、 水泵等，它们的负载转矩与转速的平方成正比，即
典型生产机械：机床的进给机构、起重机械的提升机 构、皮带运输机等。 分类：反抗性和位能性恒转矩负载。
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反抗性恒转矩负载的转矩作用方向随转动方向的改变 而改变。其方向恒与运动方向相反，运动方向发生改 变时，负载转矩的方向也会随着改变，因而它总是阻 碍运动的。摩擦性负载就是典型的反抗性恒转矩负载， 所以反抗性恒转矩负载也称为摩擦转矩负载。
2.2 多轴机电传动系统
由于系统中存在多根轴，不同轴上具有不同的转动惯量和 转矩，因而就不可能用一个方程来描述。 处理方法：物理量的折算。即将多轴系统等效成单轴系统， 将各轴上的相关物理量折算到一根轴上。工程上一般折算到 电机轴上，从而将系统折算成最简单的单轴系统。这些物理 量有负载转矩、转动惯量（质量）、刚度、阻尼等。