《电气传动与调速系统》平时作业

《电气传动与调速系统》平时作业

平时作业（一）

第1章 电气传动系统动力学基础

一、问答题

1.电气传动系统力学方程式中，M T ，L T 和n 的正方向是如何规定的？如何表示它的实际方向？

2.说明J 和2

GD 的概念，它们之间有什么关系？

3.从动力学方程式中如何看出系统是处于加速、减速、匀速等运动状态？

4.分析多轴电气传动系统时为什么要折算为单轴系统？折算的原则是什么？

5.为什么低速轴转矩大？高速轴转矩小？

6.起重机提升和下放重物时，传动机构的损耗由电动机承担还是重物承担？提升和下放同一重物时，传动机构损耗的大小如果相同，传动机构的效率是否相等？

7.负载的机械特性有哪几种类型？各有什么特点？

8.什么叫稳定运行？电气传动系统稳定运行的条件是什么？ 二、计算题

1.下图所示各图中，M T ，L T 和n 为实际方向，试回答以下问题：

（1）根据图示M T ，L T 和n 的方向，列出各机电传动系统的动力学方程式； （2）说明各图中M T ，L T 是拖动转矩，还是制动转矩；

（3）根据图示M T ，L T 和n 的方向，说明各系统的运行状态是加速、减速还是匀速。

2.有一机电传动系统，减速机构为两级减速箱，其示意图如下图所示。已知齿轮齿数之比12Z Z =3，34Z Z =5，减速机构的效率c η=0.92，各齿轮的飞轮惯量分别为

221m 4N .29G D ⋅=，222m 4N .78G D ⋅=，223m 49N G D ⋅=，224m 196N G D ⋅=，电动机

的飞轮惯量22M m 294N G D ⋅=，负载的飞轮惯量2

2L m 450.8N G D ⋅=，负载转矩

m 4N .470T L ⋅=，试求：

（1）折算到电动机轴上的负载转矩； （2）折算到电动机轴上的系统总的飞轮惯量。

3.有一刨床电力拖动系统，其传动系统如下图所示。已知电动机M 的转速

min r 420n M =，其转子（或电枢）的飞轮惯量2

2M m 110.5N G D ⋅=，工作台1G 重

1G =12050N ，工件2G 重2G =17650N ，各齿轮的齿数及飞轮矩如表1所示，齿轮8的节距为=8t 25.13mm 。试计算刨床拖动系统在电动机轴上的总飞轮惯量。

表1 各齿轮的齿数及飞轮矩

齿轮号 1 2 3 4 5 6 7 8 齿数z

20

55

30

64

30

78

30

66

飞轮惯量)m /(N G D 2

2

⋅ 4.12 20.10 9.81 28.40 18.60 41.20 24.50 63.75

4.某起重机拖动系统如下图所示。已知被提升重物G 的重力G=19600N ，提升速度

s m 5.0v =，传动齿轮的效率96.021==ηη，卷筒的效率95.03=η，卷筒直径D=0.4m ，

传动机构的转速比6j 1=，10j 2=，各转轴上的飞轮惯量为2

2

M m 10.78N G D ⋅=，

221m 24.5N G D ⋅=，222m 14.7N G D ⋅=，忽略纲绳的重力和滑轮传动装置的损耗，试求：

（1）折算到电动机轴上的总飞轮惯量；

（2）以s m 5.0v =匀速提升重物时，电动机所输出的转矩和功率； （3）以s m 5.0v =匀速下放重物时，电动机所输出的转矩和功率；

（4）以s m 5.0v =，加速度2

s m 1.0a =提升重物时，电动机所输出的转矩。

5.在下图中，曲线1为电动机机械特性，曲线2为负载机械特性，试判断在图中哪些交点上运行是稳定的？哪些交点上运行是不稳定的？

第2章直流电动机的传动特性

一、问答题

1.简述直流电动机的结构和工作原理。

2.直流他励电动机的机械特性指的是什么？是根据哪几个方程式推导出来的？

3.如何绘制直流他励电动机的固有机械特性和人为机械特性？

4.电动机的特性硬度是如何定义的？它和静差率有什么区别？

5.直流他励电动机为什么不能直接起动？

6.直流他励电动机有哪几种限制起动电流的起动方法？

7.直流他励电动机有哪几种调速方法？各有什么特点？

8.直流他励电动机有哪几种制动方法？各有什么特点？

9.什么叫做电气传动系统的过渡过程？引起过渡过程的原因有哪些？

10.电气传动系统的机电时间常数是什么？它对系统的过渡过程有什么影响？

11.在中小型直流他励电动机的电气传动系统中，为什么一般情况下只考虑机械惯性？

12.一直流他励电动机拖动提升机构，当电动机拖动重物匀速上升时，突然将电枢电压反接，试利用机械特性说明：

（1）从反接开始到达到新的稳定运行状态期间，电动机经历了哪几个过程？最后稳定在什么运行状态？

（2）每一过程中，n 、a I 及M T 是如何变化的？

13.当提升机下放重物时，欲使他励电动机获得低于理想空载转速的速度，应采取什么制动方法？

14.采用能耗制动和电源反接制动时，为什么要在电枢回路中串入电阻？哪种情况串入的电阻大？

二、计算题

1.有一台Z 型他励直流电动机，其铭牌数据为：40kW P N =，220V U N =，

210A I N =，min r 750n N =。求：

（1）固有机械特性；

（2）电枢串入0.4Ω电阻的人为特性； （3）U=110V 的人为特性； （4）N 8.0Φ=Φ的人为特性。