《机电传动控制》复习
机电传动控制复习资料
《机电传动控制》复习资料第二章：1.如何根据简图写出运动方程式并判断系统的运行状态？P19 T2.32.如何判断TM 或TL 是拖动转矩还是制动转矩？无论是TM 或是TL 和n 的转向相同时时拖动转矩，和n 的转向相反时时制动转矩3.如何判断系统的平衡点是否稳定运行点？P20 T2.114.什么是机电传动系统的负载特性（生产机械的机械特性）同一转轴上负载转矩和转速之间的函数关系称为机电传动系统的负载特性5.常见的生产机械的负载特性有哪几种？恒转矩型负载特性、离心式通风机型负载特性、直线型负载特性、恒功率型负载特性6.为什么要对负载转矩和转动惯量进行折算？为了列出多轴系统的运动方程，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都折算到某一根轴上第四章：1.异步电动机的转子绕组有哪两种形式？线绕式和鼠笼式两种2.简述三相异步电动机的工作原理A 、三相正弦电流相位差为120°时，在定子绕组中产生旋转磁场B 、由于旋转磁场的作用，在转子导体中产生感应电势和感应电流C 、在旋转磁场和感应电流的作用下，产生使转子转动的电磁转矩3.n0 n s 的含义是什么？n ——转子的旋转速度（即电动机的转速）n 0 ——同步转速S ——n0—n 与同步转速n0的比值称为异步电动机的转差率，用S 表示 00n n n s -= 4.三相异步电动机定子绕组线端 的连接方式有哪两种？如何选择接法？连接方式有：星型连接和三角形连接两种。
选择接法看P56例题4.15.三相异步电动机型号的意义。
如：Y132S —6Y ——电动机的系列代号132——机座底面至输出轴的中心高为132mmS ——短机座（L 为长机座、M 为中机座）6——磁极数为66.三相异步电动机的额定效率ηN 和额定转矩TN 如何计算N η=NN N N I U P ϕcos 3x100% TN=9.55nN PN 7.什么是三相异步电动机的固有机械特性？各有什么特点？异步电动机在额定电压和额定频率下，用规定的接线方式，定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗时的机械特性称为固有（自然）机械特性特点：1.T=0，n=n0（S=0），为电动机的理想空载工作点，此时电动机的转速为理想空载转速n0.2.T=TN，n=nN(S=SN),为电动机的额定工作点3.T=Tst,n=0(S=1)，为电动机的启动工作点4.T=Tmax，n=nm(S=Sm)，为电动机的临界工作点9.对三相异步电动机启动的主要要求是什么？——转矩大，电流小10.三相异步电动机的调速方法有哪几种？变极对数、变转差率、变频11.鼠笼式异步电动机常用的启动方式有哪些？满足什么条件才可以直接启动？启动方式有：直接（全压）启动、定子电路串电阻或电抗器降压启动、Y—Δ降压启动、自耦变压器降压启动第二问：P6712.为什么多速电动机启动时宜先接成低速，然后再换接为高速？多速电动机启动时宜先接成低速，再换接为高速，这样可获得较大的启动转矩。
机电传动控制总复习.
机电传动控制总复习第1章 绪论1、机电传动系统的主要组成部分。
2、电动机自动控制方式大致可分为哪三种？断续控制、连续控制和数字控制三种。
第2章 机电传动系统的动力学基础 1、机电传动系统的运动方程式：dtd JT T L M ω=- （2.1） 运动方程式的实用形式：dt dnGD T T L M 375)(2=- （2.4）2、（1）当L M T T =时，加速度0==dtdna ，则常数=n ，系统处于稳定运行状态（包括静止状态）。
为此，要使系统达到稳定，先决条件必须使L M T T =。
（2）当M T ＞L T 时，加速度0>dtdn，即转速在升高，系统处于加速过程中。
由此可知，要使系统从静止状态起动运转，必须使起动时的电磁转矩（称之为起动转矩）大于0=n 时的负载转矩。
（3）当M T ＜L T 时，加速度0<dtdn，转速在降低，系统处于减速过程中。
所以要使系统从运转状态停转（即制动），必须减小电磁转矩使之小于负载转矩，甚至改变M T 的方向。
作业：7、试列出下图所示几种情况下系统的运动方程式，并说明系统的运行状态时加速、减速还是匀速。
（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向。
）M LT T >M LT T =M LT T =（a ） （b ） （c ）M LT T =M LT T <M LT T >（d ） （e ） （f ）答：（a ）因为T M 为正方向，是拖动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L >0，所以系统为加速；（b ）因为T M 为负方向，是制动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L <0，所以系统为减速；（c ）因为T M 为负方向，是制动转矩，T L 为负方向，是拖动转矩，且T d =T M -T L =0，所以系统为匀速；（d ）因为T M 为正方向，是拖动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L =0，所以系统为匀速；（e ）因为T M 为正方向，是拖动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L <0，所以系统为减速；（f ）因为T M 为负方向，是制动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L <0，所以系统为减速；第3章 电动机的工作原理及机械特性 3.1 直流电动机的工作原理及机械特性1、直流电机的基本结构和工作原理2、直流电动机机械特性的一般表达式：02a e e t Δ R U n T n n K K K ΦΦ=-=- （3.13）3、（2）人为机械特性①改变电枢电压U 时的人为机械特性 ②电枢回路中串接附加电阻时的人为机械特性 ③改变磁通Φ时的人为机械特性4、根据直流他励电动机处于制动状态时的外部条件和能量传递情况，它的制动状态分为反馈制动、反接制动、能耗制动三种形式。
机电传动控制复习总结
探讨不同类型的机电传动 装置，包括直接传动和间 接传动，以及它们的优缺 点。
机电传动控制的应ห้องสมุดไป่ตู้领域
工业领域
介绍机电传动控制在制造业中的应用，如自动化生产线和机器人。
交通运输
探讨机电传动控制在汽车、船舶和飞机等交通工具中的重要性。
能源行业
讨论机电传动控制在能源发电和输电系统中的关键角色。
机电传动控制的基本原理
链条和链轮
讨论链条和链轮的特点和用途。
机电传动控制的常见问题与故障排除
1
常见问题
列举机电传动控制中常见的问题和挑战。
2
故障排除技巧
分享故障排除的实用技巧和方法。
3
预防维护
介绍预防维护的重要性，以减少故障发生的可能性。
机电传动控制的未来发展趋势
1 智能化技术
探讨人工智能和物联网对机电传动控制的影响。
电动机原理 控制器与驱动器
传感器与反馈系统
解释电动机的工作原理和各种类型的电动机。
介绍控制器和驱动器的功能，以及它们在机电传 动控制中的作用。
探讨传感器和反馈系统在机电传动控制中的重要 性。
机电传动元件与装置
齿轮
介绍不同类型的齿轮以及它们的 应用领域。
皮带和滑轮
探讨皮带和滑轮在机电传动中的 作用和优势。
2 可持续性
讨论机电传动控制在可持续发展方面的应用。
3 先进材料
介绍新材料对机电传动控制性能的改进。
总结与展望
通过本次复习总结，我们回顾了机电传动控制的基础知识和应用领域，了解 了其基本原理和常见问题。我们对机电传动控制的未来发展趋势充满期待。
机电传动控制复习总结
欢迎参加本次机电传动控制复习总结，我们将一起回顾机电传动控制的基础 知识，并探讨其在不同应用领域中的重要性。
机电传动控制总复习
液压传动
优势：可靠、传动力矩高、速度可调节。
气动传动
2
应用：工程机械、船舶和航空器。
优势：干净、安全、速度快。应用：工
业自动化生产线和流体控制系统。
3
共同点
适用于需要远距离传输力和能量的场景，
如机械加工和能源转换。
传感器的分类和特点
温度传感器
光电传感器
测量温度变化，如热敏电阻和热电偶。
检测光线强度和光反射，如光电开关和光电计
数器。
压力传感器
其他传感器
测量气体或液体的压力，如压阻式压力传感器
包括接近传感器、加速度传感器和流量传感器
和压电式压力传感器。
等多种类型。
控制技术的分类与应用
可编程逻辑控制器 (PLC)
A rduino
运动控制
广泛应用于工业自动化，实现逻
开源平台，用于构建各种嵌入式
制系统和机器人。
于机器人和数控机床等设备。
机电元件的分类和特性
电机
传动装置 ⚙️
传感器
了解不同类型的电机及其特性，
掌握齿轮传动、带传动和链传动
熟悉温度传感器、光电传感器和
如直流电机、交流感应电机和步
等常见传动方式。
压力传感器等常用传感器的工作
进电机。
原理和应用。
电机的分类和性能
直流电机
交流电动机
步进电机
简单、可调速、不大规模的电
机电传动控制总复习
欢迎来到机电传动控制总复习。本次复习将涵盖机电传动的基础知识回顾、
机电元件的分类和特性、电机的分类和性能等内容。
机电传动的基础知识回顾
1
定义清晰
了解机电传动的基本概念、原理和应用。
机电机电传动控制复习
一、问答题一（每题4 分，共24分）1.一般情况下，电力拖动装置可分哪四个组成部分，各部分分别起什么作用？答:电动机、工作机构、控制设备和电源2.简述直流电机的结构特点。
答:直流电机结构包括定子和转子两部分，其间有空气间隙分开。
定子的作用是产生磁场和在机械上支撑电机，它的组成部分在主磁极，换向极，机座，端盖和轴承等。
电刷用电刷座固定在定子上。
转子的作用是产生感应电动势及产生机械转矩以实现能量的转换，它的组成部分有电枢铁芯，电枢绕组，换向器，轴，风扇等。
3.简述直流电机的可逆运行原理。
答: 直流电机即可以作为发电机使用，也可以作为电动机使用。
当直流电机的电磁转矩是阻转矩时，做发电机使用，当电磁转矩时驱动转矩时，做电动机使用。
4.简述直流电动机的起动特性和起动方法。
答：降压启动：此方法的启动特性是在启动瞬间，降低供电电源电压，随着转速n的升高，反电动势E增大，再逐步提高供电电压，最后达到额定电压UN时，电动机达到所要求的转速。
在电枢回路内串接外加电阻启动：启动特性，随着电动机转速n的升高，反电动势E增大，再逐步切除外加电阻一直到全部切除，电动机达到所要求的转速。
5.简述直流电机的调速方式及特点。
答：调速方式；改变电枢电路外串电阻Ra d,这种方式调速范围不大；改变电动机电枢供电电压U,这种方式可以实现无极平滑调速；改变电动机主磁通O,这种方式可以平滑无级调速，但只能弱磁调速，即在额定转速以上调速。
6.简述三相交流电动机定子绕组的特点。
答：定子绕组是电动机的电路部分，由许多线圈连接而成，每个线圈有两个有效边，分别放在两个槽里，三相对称绕组Ax,By,Cz可连接成星形或三角形。
7.简述异步电动机的工作原理。
答：将定子的对称三相绕组接到三相电源时，绕组内将通过对称三相电流，并在空间产生旋转磁场，而转子绕组的导体切割磁通将产生感应电动势，从而使转子绕组中产生转子电流，根据安培电磁力定律，转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁力，该力在转子的轴上形成电磁转矩，使转子旋转起来。
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机电传动控制复习资料一、单项选择题1、直流电动机起动时，励磁回路应该( )A与电枢回路同时接入；B比电枢回路后接入；C比电枢回路先接入；D无先后次序2、一台他励直流电动机拖动恒转矩负载,当电枢电压降低时,电枢电流和转速将()A电枢电流减小、转速减小 B电枢电流减小、转速不变C电枢电流不变、转速减小 D电枢电流不变、转速不变3、直流电动机在串电阻调速过程中，若负载转矩不变，则( )A输入功率不变；B输出功率不变；C总损耗功率不变；D电磁功率不变4、调节同步电动机转子的( )便能控制cosφ的大小和性质。
A直流励磁电流； B交流励磁电流；C直流励磁电压；D交流励磁电压5、当直流电机定子与电枢之间的空气隙增大时，直流电机的( )。
A磁阻减少；B磁阻增大；C磁阻不变；D电流减少，转矩增大二、填空题1 异步电动机的起动方法有（全压起动）（降压起动）和（限流起动）三类2．选择电动机容量应根据（发热）（过载能力）和（启动能力）基本原则进行。
3．直流他励电动机有两种基本运行状态，即（电动运行状态）和（制动运行状态）状态。
4、直流电机由（）（）和（）等主要部件构成。
5、电动机的工作温度不大于绝缘材料允许的最高工作温度，是保证电动机（）安全运行的（），是按（）条件选择电动机功率的（）的依据。
三、问答题1、简述同步电动机的结构？三相同步电动机在结构上与三相同步发电机相同，定子（电枢）与三相异步电动机的定子结构完全相同，也由铁心和三相绕组组成。
转子磁极由铁心和励磁绕组构成。
磁极铁心上的励磁绕组经滑环和电刷通入直流电励磁，使各磁极产生N、S交替排列的极性。
同步电动机的转子磁极按其结构形状分为凸极式和隐极式两种2、简述三相异步电动机的转动原理？当电动机定子对称三相绕组通入顺序三相电流时，电动机内部就产生一个顺时针方向的旋转磁场。
设某瞬间的电流及两极磁场如图15-47所示，并以n1转速顺时针旋转。
由于转子导体与旋转磁场间的相对运动而在转子导体中产生感应电动势。
机电传动控制复习
机 电 传 动 控 制
三 相 异 步 电 动 机
铁心:由导磁性能很好的硅钢片叠成(导磁部分)。 定 绕组:放在定子铁心内圆槽内(导电部分)。 子 机座:固定定子铁心及端盖。 静止 部分 铁心:由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。 绕组: ① 鼠笼式：转子铁心的每个槽内 插入一根裸导条， 转 形成一个多相对称短路绕组。 子 ② 绕线式：转子绕组为三相对称绕组， 旋转 嵌放在转子铁心槽内。 部分 转轴、轴承、风扇
机 电 传 动 控 制
电磁转矩T 为拖动转矩，方向与n 相同 (定子) 励磁 电动势E为反电势，它与外加电压 回路 产生的电流Ia方向相反。 U＝E＋IaRa
(3)电压平衡方程式
外加电枢电压为电枢的反电势和电阻压降所平衡。
3
第1章 直流电机 1-1 直流电机的基本结构与工作原理
三、直流电机的励磁方式 (a)他励 (b)并励 (转子)电枢回路 (定子)励磁回路 (c)串励 (d)复励
0° 120°
机 电 传 动 控 制
㈠ 旋转磁场的产生
240° 360°
0°
120°
240°
360°
高速
0° 60° 120° 180° 低速
两极与四极旋转磁场的比较
14
第2章 交流电动机 2-1 三相异步电动机的基本结构与工作原理
二. 三相异步电动机的工作原理
㈡ 转动原理 1.电生磁 (右手定则)
机 电 传 动 控 制
“自转”现象的消除 要求交流伺服电动机的转子电阻值设计得很大，使电机 在失去控制信号而单相运行时，正转矩或负转矩的最大 值均出现在sm＞1的地方。 交流伺服电动机的转速控制方式 ① 幅值控制 ② 相位控制 ③ 幅相控制
机电传动控制系统复习
几种典型的生产机械的机械特性n=f(TL)；
复习题：1、2、3、10、11
第二章
第三章
直流电机的转矩方程式、电势方程式、电压平衡方程式； 直流电动机的固有机械特性、人为机械特性； 直流电动机的启动调速和制动的各种方法； 用机械特性的四个象限来分析直流电动机的运行状态； 根据他励直流电动机的铭牌技术数据，确定电动机的机械特性； 电动机在各种运转状态下电磁转矩T、负载转矩TL、转速n、电枢电流Ia和电势E等符号的确定； 复习题：3、4、10、21
7
第 五 章
各种电器的工作原理、作用、表示符号
分析较复杂的继电器—接触器控制电路
设计较简单的继电器—接触器控制电路
电路的各种保护；
自锁、互锁、连锁的控制方法；
按行程、时间的控制方法。
复习题：16、25、28、29
第 八 章
PLC的基本结构、基本工作过程
01
PLC的内部等效继电器电路
02
PLC的指令系统；
异步电动机的工作原理、旋转磁场的原理；
1
异步电动机的机械特性、人为特性，以及启动、调速及制动的各种方法、特点；
2
异步电动机的铭牌数据和额定值；
3
异步电动机直接启动和Y-Δ降压启动的条件和优缺点；
4
线绕式异步电动机转子串电阻的启动、调速和制动
5
单相异步电动机的工作原理和启动方法。
6
复习题：1、2、3、5、6、7、11①②、20
几种常用反馈（转速负反馈、电压负反馈与电流正反馈、电流截止负反馈）系统的工作原理和特点
单闭环无静差系统的原理和特点
复习题：1、2、3、5、6、7、11、12
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n n0
在直角坐标系标出理想空载点和额定工作点，连接直线，如 图3.8中1所示 （2）串入Rad的人为特性：
n n0 Ra Rad 0.196 0.4 T 1667 T 1667 3.58T 2 2 9.55( Ke N ) 9.55 0.132
其人为特性曲线如图2所示
分析判断题
试列出以下几种情况下系统的运动方程式，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）
机电传动系统稳定运行的充分必要条件是什么？下图中，
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？
稳定运行的充要条件是： 1 ）生产机械的机械特性曲线与电动机的机械特性曲线 有交点； 2 ）在平衡点对应的转速之上应保证 TM<TL; 在平衡点对 应的转速之下应保证TM>TL。
三、出题范围
本书全部内容的基础部分 绪论、直流电机、交流电机的机械特性、机 电控制方式为重点内容 纯记忆知识点较少，注重对知识的掌握和临 场发挥 各章重点如后
第二章 机电传动系统动力学基础
单轴机电传动系统的运动学方程及多轴机电 传动系统的参数折算方法 机电传动系统的负载特性 机电传动系统的过渡过程的影响因素 机电传动系统稳定运行的条件
考试题型说明与要求
一、简答题(9题*6分=54分)
答出要点，简要解释，不要求原话
二、计算题(2题*12分=24分)
公式利用正确， 计算精确到小数点后两位
三、分析作图题(2 题*11分=22分)
主电路、控制电路、PLC接线图、梯形图
基本概念
电磁感应定律中产生感应电动势的方法。
线圈中的磁链发生变化可能由两个方面的原因引起的： 1 磁通本身由交流电产生，即磁通本身随着时间在变化。 2 磁通本身虽然不变，由于线圈与间有相对运动使得中的磁 链发生改变。 3 切割电动势。 三相交流电机的调速方法 。 三相交流电机的调速方法主要有四种：改变定子电压U1、 定子电路串入电阻或电抗、转子电路串入电阻或电抗、定 子电源频率f1 等。
例 3.1 一台Z2系列的他激直流电动机， PN =22KW, UN =220V, IN.=116A nN =1500r/min，试计算并绘制： （1）固有机械特性 （2）电枢回路串Rad =0.4Ω电阻的人为机械特性； （3）电源电压降至为100V时人为特性 （4）弱磁至Φ=0.8 ΦN 时的人为特性
1、下图中，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？
（a)、c）、 (b)、(e)符合条件，为稳定平衡点； （ (d)不符合条件，不是稳定平衡点
2、试列出以下几种情况下系统的运动方程式，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）
n
TL
T>TL
T<TL
T n
TL
符号 T +
性质 拖动转矩
T N m TL N m
TL +
运动方程： 状态：匀速 T TL +
制动转矩
GD
2
N m 2
d nr /min d ts
375
0
T=TL TL T n
制动转矩
加速
T>TL
拖动转矩 GD 2 d nr /min N m 2 T N m TL N m 0 运动方程： 375 d ts
GD dn TM TL 375 dt
2
习题与思考 2.3 试列出以下几种情况下（见图2.3）系统的运动方程式，并针对各系统说明： (1) T,TL的性质和符号，并带入运动方程。 (2) 运动状态是加速，减速还是匀速？
T
n
TL T
n
TL T
n
TL
T=TL
T <T L
T>TL
T
n
TL
T
n
TL
T
解：（1）固有特性：
U N N PN 103 220 116 22000 Ra 0.75 0.75 0.196 2 N 1162 Ke N n0 U N N Ra 220 116 0.916 0.132 nN 1500
UN 220 1667 r min K e N 0.132 Ra 0.196 T 1667 T 1667 1.18T 2 9.55( K e N ) 9.55 0.132 2
（3）降低电源电压的人为特性：
Ra U 100 0.916 n T T 7 5 8 1.18 T 2 2 Ke N 9.55 (Ke N ) 0.132 9.55 0.132
直流电机为什么不允许直接启动，有什么危害。 对直流电动机而言，在未启动之前n=0 , E=0, 而Ra一般很 小。当将电动机直接接入电网并施加额定电压时，启动电 流为： 这个电流很大，一般情况下能达到其额定电流的（10～20） 倍。过大的启动电流危害很大. 对电动机本身、机械系统、供电电网造成重要影响，因此， 不允许直接启动。
计算题
某台他励直流电动机，额定功率为22kW，额定电压为
220V，额定电流为115A，额定转速为1500r/min，电枢回路 总电阻为0.1，忽略空载转矩，电动机带额定负载运行时， 要求把转速降到1000r/min，计算： （1）采用电枢串电阻调速需串入的电阻值； （2）采用降低电源电压调速需把电源电压降到多少； （3）上述两种调速情况下，电动机的输入功率与输出功率 （输入功率不计励磁回路之功率）； （4）若采用弱磁升速调速，要求负载转矩为0.6，转速升 到为2000r/min，此时磁通应该降到额定值的多少倍。
TL
T n
T -
制动转矩
减速
拖动转矩 GD 2 2 d n N m r /min T N m TL N m 0 375 d t s 运动方程： TL +
分类 机械特性的计算与绘制 直流电机为什么不允许直接启动，有什么危 害 直流电机的启动与调速方法 直流电机制动的方式