机电传动控制课后习题答案
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。
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。 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）
TM TL TM TL
N
TM=TL TM< TL
TM-TL>0说明系统处于加速。 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
系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速
2J, 转速n）所示，电动机轴上的转动惯量=2.5kgm=900r/min; 中间传2.7 如图2.3（a M M2,转速nJ=16kgm=60 r/min动轴的转动惯量。试求折算到电动机轴上的等效专惯量。LL折算到电动机轴上的等效转动惯
量:j=Nm/N1=900/300=3 ,j1=Nm/Nl=15
222 J=JM+J1/j=2.5+2/9+16/225=2.79kgm+ JL/j1
. 2.8如图2.3（b）所示，电动机转速n=950 r/min，齿轮减速箱的传动比J= J=4，卷21M2=1.05N GD F=100N,电动机的费轮转距滑轮的减速比J=2，起重负荷力筒直径D=0.24m,M32, 齿轮，滑轮和卷筒总的传动效率为0.83m。试球体胜速度v 和折算到电动机轴上的2GD 以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量静
态转矩T。z. Lω=3.14*2n/60=99.43 rad/s.M提升重物的轴上的角速度ω=ω
/jjj=99.43/4*4*2=3.11rad/s31M2v=ωD/2=0.24/2*3.11=0.373m/s
T=9.55FV/ηn=9.55*100*0.373/0.83*950=0.45NM MLC2222/j+ GDδGD=GD LLMZ．
22/32 =1.25*1.05+100*0.24
2 =1.318NM
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. 交点是系统的平衡点
交点是系统的平衡交点不是系统的平衡点交点是系统的平衡点
第三章
I=34.4A, n=1500r/min, 一台他励直流电动机的技术数据如下：P=6.5KW,U=220V,
3.10 N NN N R =0.242Ω,试计算出此电动机的如下特性：a①固有机械特性；
②电枢服加电阻分别为3Ω和5Ω时的人为机械特性；
③电枢电压为U/2时的人为机械特性； N④磁通φ=0.8φ时的人为机械特性；
N并绘出上述特性的图形。
① n=Un/(U-IR)aNN0NN =220*1500/220-34.4*0.242
= 1559r/min
T=9.55P/n NNN=9.55*6500/1500
=41.38Nm
2φ)T/KKφ-(R+R② n=U/K taeead22φ-(R+R)T/9.55K = U/Kφeeada当3Ω
n=854r/min
当5Ω n=311 r/min
22φT/9.55K-R③ n= U/Kφeae当U=0.5U时 n=732 r/min NN n=Un/2(U-IR)aNNNN0
=780 r/min
2220.8-RT/9.55Kφφ④ n= U/0.8K eae当φ=0.8φ时n=1517 r/min
n=Un/0.8KφeN0N =1964 r/min
3.15 一台直流他励电动机，其额定数据如下：P=2.2KW,U=U=110V,n=1500r/min,
ηNfNN=0.8,R=0.4Ω, R=82.7Ω。试求：fNa①额定电枢电流I;
An②额定励磁电流I;fN③励磁功率P;f④额定转矩T;N⑤额定电流时的反电势；
⑥直接启动时的启动电流；
⑦如果要是启动电流不超过额定电流的2倍，求启动电阻为多少欧？此时启动
转矩又为多少？
① P=UIηNNNaN2200=110*I*0.8aN I=25A aN② U= RI fNff I=110/82.7fN =1.33A
③ P= UI fNff
=146.3W
④额定转矩T=9.55 P/ n NNN =14Nm
⑤额定电流时的反电势E=U-IR aNNN=110V-0.4*25
=100V
⑥直接启动时的启动电流I=U/R astN =110/0.4
=275A
⑦启动电阻 2I> U/ (R+R)stNaN R>1.68Ωst启动转矩 K
φ=(U-IR)/n NeNNa =0.066
Ia= U/ (R+R) T=KIφataNst =52.9A =9.55*0.066*52.9
=33.34Nm
3.21 一台直流他励电动机拖动一台卷扬机构，在电动机拖动重物匀速上升时讲
电枢电源突然反接，试利用机械特性从机电过程上说明：
①从反接开始到系统新的稳定平衡状态之间，电动机经历了几种运行状态？最后
在什么状态下建立系统新的稳定平衡点？
②各种状态下转速变化的机电过程怎样？
①从反接开始到系统到达新的稳定平衡状态之间,电动机经历了电动机正向电
动状态,反接制动状态,反向电动状态,稳定平衡状态.
电动机正向电动状态由a到b特性曲线转变; 反接制动状态转速逐渐降低,到达
c时速度
为零, 反向电动状态由c到f速度逐渐增加. 稳定平衡状态,反向到达f稳定平
衡点,转速不再变化.
第四章
4.6 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。
满载时
TsI/IT/maxst t//kW型号PU/V NN-1100 cos·min I×/A η/rnT NNNNN T Nφ
2.6.283 12.8/7.2220/960Y132S
3
80.7
求：时，三相定子绕组应如何接法？380V①线电压为
；I,T,T和,T ②求n,p,S ststNN0max③额定负载时电动机的输入功率是多少？
.型接法时，三相定子绕组应为Y线电压为① 380V
=9.55*3000/960=29.8Nm/n T=9.55P②NNN=2 Tst=2*29.8=59.6 NmTst/ T
N=59.6 Nm/ T=2.0 TT maxmaxN=46.8A/I=6.5 II stNst r/min/0.96=1000 n=n=(0.94-0.98)n 一般n NN00=(1000-960)/1000=0.04-n)/ n S N= (n
0N0=60*50/1000=3 n P=60f/0/Pη=P③输入N=3/0.83=3.61 P输入有一台三相异步电
动机，其铭牌数据如下：4.11
-/10co/mi/Tst///k sma41473890.6.1.2.
①当负载转矩为250N·m时，试问在U=U和U`=0.8U两种情况下电动机能否启
动？NN T=9.55 P/ n NNN=9.55*40000/1470
=260Nm
Tst/T=1.2N Tst=312Nm
222）（RU Tst=KR+X/2022 =312 Nm
312 Nm>250 Nm 所以U=U时电动机能启动。N2222）（/R+XU0.8
Tst=U=0.8U当时（）KR2022 =0.64*312
=199 Nm
Tst 和0.35 T两种情况下, 电动机能否NN启动？ Tst=Tst/3△Y=1.2* T /3N=0.4 T N当负载转矩为0.45 T时电动机不能启动N 当负载转矩为0.35 T时电动机能启动N③若采用自耦变压器降压启动，设降压 比为0.64，求电源线路中通过的启动电流和电动机的启动转矩。 I= P/ Uη cosφ√3NNNNN =40000/1.732*380*0.9*0.9 =75A I/I=6.5Nst I=487.5A st2 I=K0.64降压比为时电流st 2*487.5=200A =0.64 22312=127.8 Nm Tst=0.64电动机的启动转矩T= K 第五章 5.13有一台直流伺服电动机，当电枢控制电压Uc=110V时,电枢电流I=0.05A， 转速a1n=3000r/min;加负载后，电枢电流I=1A, 转速n=1500r/min。试做出其机 械特性n=f (T)。2a21 NLD/2, 电动机的电磁转矩为T=BI a5.14 若直流伺服电动机的励磁电压一定，当电枢控制电压Uc=100V时，理想空载转速n=3000r/min;当Uc=50V时，n等于多少？ 00n=120Uc/πNBLD 电压与转速成正比,当Uc=50V时, n等于1500 r/min00第六章6.7 电磁继电器与接触器的区别主要是什么？ 接触器是在外界输入信号下能够自动接通断开负载主回路.继电器主要是传递信号,根据输入的信号到达不同的控制目的. 6.16要求三台电动机1M、2M、3M按一定顺序启动：即1M启动后，2M才能启动；2M启动后3M才能启动；停车时则同时停。试设计此控制线路。 6.16试设计一台异步电动机的控制线路。要求： ①能实现启停的两地控制；②能实现点动调整； ③能实现单方向的行程保护；④要有短路和长期过载保护。 8.17 为了限制电调整时电动机的冲击电流，试设计它的电气控制线路。要求正常运行时为直接启动，而点动调整时需输入限流电阻。 6.18试设计一台电动机的控制线路。要求能正反转并能实现能耗制动。 6.20 容量较大的鼠笼式异步电动机反接制动时电流较大，应在反接制动时在定子回路中串入电阻，试按转速原则设计其控制线路。 6.23试设计一条自动运输线，有两台电动机， 1M拖动运输机，2M拖动写料及。要求： ①1M先启动后，才允许2M启动； ②2M先停止，经一段时间后1M蔡自动停止，且2M可以单独停止； ③两台电动机均有短路、长期过载保护。 6.24 题8.26图为机床自动间歇润滑的控制线路图，其中接触器KM为润滑油泵电动机启停用接触器（主电路为画出），控制线路可使润滑有规律地间歇工作。试分析此线路的工作原理，并说明开关S和按钮SB的作用。 SB按钮为人工的点动控制. K动合触点闭合,经过一段时间后,得电,1KT电动机工作,得电KM 按下后,自动的间歇润滑S． 得电,同时KM失电,电动机停止工作,2KT得电一段时间后,动断触点断开,K闭合电动机重新工作. 6.25 试设计1M和2M两台电动机顺序启，停的控制线路。要求： ① 1M启动后，2M立即自动启动； ② 1M停止后，延时一段时间，2M才自动停止； ③ 2M能点动调整工作； ④两台电动机均有短路，长期过载保护。 6.26 试设计某机床主轴电动机控制线路图。要求： ①可正反转，且可反接制动； ②正转可点动，可在两处控制启，停； ③有短路和长期过载保护； 6.27 试设计一个工作台前进——退回的控制线路。工作台有电动机M拖动，行程开关1ST,2ST分别装在工作台的原位和终点。要求： ①能自动实现前进——后退——停止到原位； ②工作台前进到达终点后停一下在后退； ③工作台在前进中可以人为地立即后退到原位； ④有终端保护. 第七章 7.5试用PLC的一个8位移位寄存器设计循环移位输出，具体要求是： (1)实现一个亮灯循环移位； (2)实现两个连续亮灯循环移位； (3)实现一个亮一个灭灯循环移位。 7.7 设计PLC控制汽车拐弯灯的梯形图。具体要求是：汽车驾驶台上有一开关，有三个位置分别控制左闪灯亮、右闪灯亮和关灯。 当开关扳到S1位置时，左闪灯亮(要求亮、灭时间各1s)；当开关扳到S2位置时，右闪灯亮(要求亮、灭时间各1s)；当开关扳到S0位置时，关断左、右闪灯；当司机开灯后忘了关灯，则过1.5min后自动停止闪灯。 7.8 试用PLC设计按行程原则实现机械手的夹紧-正转-放松-反转-回原位的控制。 7.9 图所示为由三断组成的金属板传送带，电动机1、2、3分别用于驱动三断传送带，传感器（采用接近开关）1、2、3用来检测金属板的位置。 当金属板正在传送带上传送时，其位置由一个接近开关检测，接近开关安放在两断传送带相邻接的地方，一旦金属板进入接近开关的检测范围，可编程序控制器便发出一个控制输出，使下一个传送带的电动机投入工作，当金属板迁出检测范围时，定时器开始计时，在达到整定时间时，上一个传送带电动机便停止运行。即只有载有金属板的传送带在运转，而未载有金属板的传送带则停止运行。这样就可节省能源。 试用PLC实现上述要求的自动控制。 驱M1图所示。电动机9.17控制的自动装卸线。自动结构示意图如题PLC设计一条用7.10． 动装料机加料，电动机M2驱动料车升降，电动机M3驱动卸料机卸料。 装卸线操作过程是： ①料车在原位，显示原位状态，按启动按钮，自动线开始工作； ②加料定时5s，加料结束； ③延时1s，料车上升； ④上升到位，自动停止移动； ⑤延时1s ,料车自动卸料； ⑥卸料10s,料车复位并下降； ⑦下降到原位，料自动停止移动. 第八章电力电子学 8.1晶闸管的导通条件是什么？导通后流过晶闸管的电流决定于什么？晶闸管由导通转变为阻断的条件是什么？阻断后它所承受的电压决定于什么？ 晶闸管的导通条件是:(1) 晶闸管的阳极和阴极之间加正向电压。（2）晶闸管的阳极和控制极通时加正相电压市晶闸管才能导通.导通后流过晶闸管的电流决定于(电压不变时)限流电阻(使用时由负载)决定.晶闸管由导通转变为阻断的条件是当减少阳极电压或增加负载电阻时,阳极电流随之减少,当阳极电流小于维持电流时,晶闸管便从导通状态转化维阻断状态.阻断后它所承受的电压决定于阳极和阴极的反向转折电压. 8.6 晶闸管的主要参数有哪些？ 晶闸管的主要参数有①断态重复峰值电压U :在控制极断路何竟闸管正向阻断的条件下,DRE可以重复加在晶闸管两端的正向峰值电压,其数值规定比正向转折电压小100V. ⑤反向重复峰值电压U:在控制极断路时,可以重复加在晶闸官元件上的反向峰值电RRM压. ⑥额定通态平均电流 (额定正向平均电流)I.T⑦维持电流I:在规定的环境温度和控制极断路时,维持元件导通的最小电流.H8.16 有一单相半波可控整流电路，其交流电源电压U=220V ,负载电阻R=10 Ω,试求输L2出电压平均值U的调节范围,当α=π/3，输出电压平均值 U dd和电流平均值I为多少？并选晶闸管.d π)/2α2sinwtd(wt)=0.45U(1+cosU=1/2π∫√2dα=0.45*220(1+1)/2 =99V 0-99VU的调节范围输出电压平均值d)/2α(1+cos U=当απ/3时= 0.45U2d/2）1+0.866=0.45*220*（ =92.4V 输出电压平均值 U=92.4V d电流平均值I= U/R Ldd =92.4/10 =9.24A 第二章机电传动系统的动力学基础 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。 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） T M T T M=T L T M< T L 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 T M 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 T L T 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匀速 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逼高速轴的GD2大得多? 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。 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？ 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. 在题图中，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. 交点是系统的平衡点 交点是系统的平衡交点不是系统的平衡点 第三章 为什么直流电记得转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成？ 直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠加而成是因为要防止电涡流对电能的损耗.. 一台直流发电机，其部分铭牌数据如下：P N =180kW, U N =230V,n N =1450r/min, η N =%，试求： ①该发电机的额定电流； ②电流保持为额定值而电压下降为100V时，原动机的输出功率（设此时η= η N ） P N =U N I N 180KW=230*I N I N =782.6A 该发电机的额定电流为782.6A P= I N 100/η N P= 已知某他励直流电动机的铭牌数据如下：P N =, U N =220V, n N =1500r/min, η N =%, 试求该电机的额定电流和转矩。 P N =U N I N η N 7500W=220V*I N * I N =38.5A T N =n N = 为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？ 电动机在未启动前n=0,E=0,而R a 很小,所以将电动机直接接入电网并施加额 定电压时,启动电流将很大.I st =U N /R a 直流串励电动机能否空载运行?为什么？ 串励电动机决不能空载运行,因为这时电动机转速极高,所产生的离心力足 机电传动与控制 一、填空题 1、凡是自动或手动接通和断开电路，以及能实现对电路或非电对象切换、控制、保护、检测、变换、和调节目的的电气元件统称为电器。 2、电器按工作电压等级分为低压电器和高压电器。 3、低压电器是指，工作电压在交流1200V或直流在1500V以下的各种电器。 4、高压电器是指，工作电压在交流1200V或直流在1500V以上的各种电器。 5、电器按用途分为控制电器、主令电器、保护电器、配电电器和执行电器。 6、电器按工作原理分为电磁式电器和非电量控制电器。 7、电磁式电器大多主要由感测部分（电磁机构）和执行部分（触头系统）组成。 8、电磁机构是电磁式电器的感测部分，它的主要作用是将电磁能量转换为机械能量，带动触头动作，从而完成接通和分断电路。 9、电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁等组成。 10、常用的磁路结构分为衔铁沿棱角转动的拍合式铁心、衔铁沿轴转动的拍合式铁心、衔铁直线运动的双E型直动式铁心。 11、电磁式电器分为直流和交流两大类，都是利用电磁感应原理制成。 12、吸引线圈的作用是将电能转换成磁场能量。 13、所谓电磁铁的吸力特性，是指电磁吸力Fat随衔铁与铁心间气隙δ变化的关系曲线。 14、所谓电磁铁的反力特性，是指反作用力Fr随衔铁与铁心间气隙δ变化的关系曲线。 15、交流电磁铁装短路环的作用是消除振动和噪声。 16、电器的触头主要有桥式触头和指形触头两种结构型式。 17、常用的灭弧方法有电动力灭弧、磁吹灭弧、灭弧罩灭弧和栅片灭弧等。 18、常用的开关电器主要有刀开关、转换开关、断路器和漏电保护断路器。 19、刀开关由操作手柄、触刀、静插座和绝缘底板组成。 20、刀开关按刀数分为单极、双极和三极。 21、转换开关又称组合开关。 22、断路器俗称自动开关，是用于低压配电电路不频繁通断控制，在电路发生短路、过载或欠电压等故障时，能自动分断故障电路，是低压配电线路中应用广泛的一种保护电器。 23、漏电保护断路器是一种安全保护电器，在电路中作为触电和漏电保护之用。 24、熔断器是用于配电线路的严重过载和断路保护。 25、熔断器的安秒特性是指熔断器的熔断时间与熔断电流的关系曲线。 26、熔断器的类型主要有：插入式、螺旋式、封闭管式和新型熔断器四种。 27、选择熔断器时，其额定电压应大于或等于线路的工作电压。 28、熔体额定电流电流的大小与负载的大小及性质有关。 29、主令电器是自动系统中专用于发布控制指令的电器。 30、主令电器按作用分为控制按钮、位置开关、万能转换开关和主令控制器等。 31、行程开关是一种利用生产机械的某些运动部件的碰撞来发出控制指令的主令电器。 32、接近开关又称无触点行程开关，是以不直接接触方式进行控制的一种位置开关。 33、万能转换开关是一种多档位、控制多回路的组合开关，用于控制电路发布控制指令或用于远距离控制。 34、接触器能频繁地接通或断开交直流主电路，实现远距离自动控制。 35、接触器有交流接触器和直流接触器两类。 36、继电器是根据某种输入信号接通或断开小电流控制电路，实现远距离自动控制和保护的自动控制电器。 37、继电器按输出形式分为有触点和无触点两类。 1、如图所示，判断哪组是正确的。 （a ）L M T T > (b) L M T T = (c) L M T T < A ：图（a ）M T 为正，是拖动转矩，加速状态 B ：图（b ）M T =L T ，匀速状态 C ：图（c ）M T 为正，L T 为负，减速状态 2、关于交流电动机调速方法正确的有： A ：变频调速； B ：改变磁通调速； C ：改变转差率调速； D ：定子串电阻调速 3、三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会 。 A ：减少； B ：增加； C ：等于零。 4、三相鼠笼异步电动机在相同电源电压下，空载启动比满载启动的启动转 矩 。 A ：相同； B ：大； C ：小。 5、如下图所示，曲线1和曲线2分别为电动机和负载的机械特性。试问：电 动机能否在A 点稳定运行 A ：能； B ：不能； C ：不能确定 6．恒功率型机械特性为负载转矩与转速成： A 正比; B 反比。 7、有一台三相异步电动机，正常运行时为?接法，在额定电压下启动，其 N st T T 2.1=，若采用?-Y 换接启动，试问当负载转矩N L T T %35=，电动机能否 启动 A ：能； B ：不能； C ：不能确定 8．三相异步电动机的何种制动又叫发电制动。 A 反接制动； B 反馈制动； C 能耗制动 9．晶体管直流脉宽调速系统比晶闸管直流调速系统动态响应速度： A 高； B 低； C 一样。 10、直流电动机当电枢回路中串接电阻后，其固有的机械特性曲线是： A ：由（0，no ）出发的一簇向下倾斜的直线； B ：一簇平行于固有特性曲线的人为特性曲线； C ：；由（0，no ）出发的一簇向上倾斜的直线； D ：不确定； 11、下列方法中哪一个不是消除交流伺服电动机“自转”的方法： 机电传动控制基础复习题 1.机电传动系统的主要组成部分。 机电传动系统山电动机、电气控制电路以及电动机和运动部件和厲联系的传动机构三大部分构成。2.电动机口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。 3.三相异步电动机的定子绕组的连接方式有哪两种？星形联接和三角形连接。 4.三相界步电动机的转速的计算公式？ =720(1 - J)= P 5.三相异步电动机的起动电流1st为额定电流IN的4~7倍。 6.请画出三相异步电动机的机械特性曲线，并在图中指出反映电动机工作的特殊运行点。见教材第7贝，图1.9三相界步电动机的固有特性。 7.三相界步电动机起动方法有哪几种？直接起动、降压起动以及绕线型电动机转了串电阻起动。 8.三相异步电动机的制动方法冇哪儿种？ 能耗制动，反接制动和回馈制动。9.常用的低压电器由哪儿种？ 答：1）执行电器，如电磁铁、接触器。2）检测电器，如按钮开关、行程开关、电流及电压继电器、速度继电器等；3）控制电器，如屮间继电器、时间继电器；4）保护电器，如热继电器、熔断器、低压断路器（自动空气开关）。 10.电气设备图纸有哪三类？ 电气控制原理图、电气设备位置图和电气设备接线图。11.电气原理图的绘制原则？ 12.常见棊木控制电路的工作原理和工作过程？（正反转控制电路/起动控制电路/制动控制电路）——本题以正反转为例说明答：止反转控制原理：使用两个接触器使通入电动机的三相电源中的任意两相交换。 FUI FU2 动作过程：正转?停止?反转 按下正转按钮SB2,接触器KM1的线圈得电白锁，电动机正转。按下停止按钮SB1,接触器KM1的线圈失电，电动机停转。按下反转按钮SB3,接触器KM2的线圈得电自锁，电动机反转。 13.界步电动机反接制动的原理？ 改变异步电动机定了屮三相电源的和序，使定了产生反向旋转磁场作用于转了，从而产生强力制动力矩。 14.界步电动机能耗制动的方法及原理？ 能耗制动方法:切断电机主电源后，立即在电动机定子绕组中通入恒定直流。 能耗制动原理:恒定直流产牛恒定磁场，转子切割恒定磁场产住感应电流再与恒定磁场作川产生制动转矩，迅速消耗电动机的转动动能，实现制动。15.双速电动机调速原理？改变极对数P。 16.指出下图中的点动和长动按钮? 17.互锁的概念及实现方法？ 互锁实际上是一种联锁关系，但它强调触点之间的互锁关系（即：要求两个动作互和排斥时使用）。最典型的互锁是电动机正、反转Z间的互锁。实现方法是：将己方的常闭触点串入对方的线圈Z前。常见的电气保护环节有哪些？热继电器起什么保护作用？ 答：常见的电气保护环节冇：短路保护、过载保护、零压与欠压保护、过流保护。热继电器起过载保护的作用。19.变速时的瞬时电动控制的作用是什么？ 保证变速后，齿轮的良好接触。27.无级调速静态技术指标主要有哪两项？ 答：主要冇静差率和调速范围两项28?静差度的定义？ 电动机在某-?机械特性曲线所示状态下运行吋，额定负载下所产生的转速降落AnN为理想空载转速nO之比，称为静差率，用s表示，即s=AnN/nOo 30.他励总流电动机的调速方法？ 答：1）改变电枢电压调速（调压调速）一额定转速nN以下的调速；2）改变主磁通调速（调磁调速）一额 西南科技大学成教学院德阳教学点 《机电传动控制》练习题 姓名：学号：班级：成绩： 一、单项选择题 1．机电传动的发展大体上经历的阶段顺序是：（） A．单电机拖动、双电机拖动、成组拖动 B．成组拖动、单电机拖动、多电机拖动C．单电机拖动、多电机拖动、成组拖动 D．成组拖动、单电机拖动、网络拖动 2、机电传动系统稳定工作时中如果T M >T L ，电动机旋转方向与T M 相同，转速将产生的变 化是。（） A．减速 B．加速 C．匀速 D．停止 3、机电传动系统中如果T M 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 T M T L T M T L T M> T L M>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 L T M= T L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速 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=G?D2/375. P=ωG?D2/375. ,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=60 r/min。试求折算到电动机轴上的等效专惯量。 折算到电动机轴上的等效转动惯量:j=Nm/N1=900/300=3,j1=Nm/Nl=15 J=JM+J1/j2+ JL/j12=+2/9+16/225= .如图（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=,滑轮的减速比J3=2，起重负荷力F=100N,电动机的费轮转距GD2M= m2, 齿轮，滑轮和卷筒总的传动效率为。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.。 ωM=*2n/60= rad/s. 提升重物的轴上的角速度ω=ωM/j1j2j3=4*4*2=s v=ωD/2=2*=s T L=ηC n M=*100**950= GD2Z=δGD M2+ GD L2/j L2 =*+100*322 = 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？ 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. 反抗静态转矩与位能静态转矩有何区别，各有什么特点？ 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。 在题图中，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. 交点是系统的平衡点 机电传动控制复习题库 机电传动控制习题库 一、选择题（10分） 1．电源电压为380V，三相笼型异步电动机定子每相绕组的额定电压为380V 时，能否采用星形一三角形启动？（ A ） A能 B不能 2．直流电动机调速系统，若想采用恒转矩调速，则可改变（ C ）A Ke B φ C U 3．从步进电动机的电源脉冲分配器中送出的脉冲电压的顺序，决定了此电动机转子的（D ） A 角位移的大小 B 角速度的大小 C角加速度的大小 D角位移的方向4．三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会 （ A ） A 增加 B 减小 C 等于零 5．直流电动机调速系统，若想采用恒功率调速，则可改变（ C ）A U B Ke C φ 6．对一台确定的步进进而言，其步距角决定于（ C ） A 电源脉冲的频率 B 电源脉冲的幅值 C 电机的通电方式 D 电机的负载大小 7．三相鼠笼式异步电动机在相同电源电压下，空载启动比满载启动的启动转矩（ C ） A 小 B 大 C相同 8．三相异步电动机带一定负载时，若电源电压降低了，此时电动机转矩 （C ） A 增加 B 减少 C 不变 9．电源电压为380V，三相笼型异步步电动机定子每相绕组的额定电压为220 V时，能否采用星形一三角形启动？（ B ）A能 B不能 10．步进进电动机转角与脉冲电源的关系是（ B ） A 与电源脉冲频率成正比 B与电源脉冲数成正比 C 与电源脉冲宽度成正比 D与电源脉冲幅值成正比 11．三相鼠笼式异步电动机在运行中断了一根电源线，则电动机的转速 （ B ） A 增加 B 减少 C 停转 12．加快机电传动系统的过渡过程，可以增大（ C ） A GD2 B n C T M 五、计算题（要求写出主要步骤每题10分） 1.有台直流他励电动机，其铭牌数据为：PN＝5．5kW，UN=Uf=220V，nN=1500r／min，η=0．8，Ra＝0．2 Ω。试求： ①额定转矩TN ②额定电枢电流IaN； ③额定电枢电流时的反电势； ④直接启动时的启动电流； ⑤若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应串人多大的启动电阻?此时启动转矩为多少? 解：1. TN=9.55PN/nN=9.55*5.5*1000/1500=35 N.m 2. IaN=pN/ (ηUN)=31.25A 3.E=UN-IaNRa=220-31.25*0.2=213.75V 4.Ist=UN/Ra=220/0.2=1100A 5.I’st=UN/(Ra+Rad) ≤3IsN Rad≥UN/3IaN-Ra=220/(3*31.25)-0.2=2.15Ω T’st=KtφI’st=(9.55E/nN)3IaN=(9.55*213.75/1500)*3*31.25=127.6 N.m 2．某一调速系统在高速时的理想空载转速no1=1450r／min，低速时的理想空载转速n02=100r／min，额定负载时的转速降△nN=50rmin。 ①试画出该系统的静特性； ②求出调速范围D和低速时系统的静差度s2； ③在nmax与s2一定时，扩大调速范围的方法是什么?调速系统中应采取什么措施保证转速的稳定性? 解： 1.静特性 2. D=nmax/nmin=(n01- △nN)/ (n02- △nN) =(1450-50)/(100-50)=28 S2= △nN/n02=0.5 2.有一台三相异步电动机，正常运行时为Δ接法，在额定电压UN下启动时，其启动转矩Tst=1.2TN(TN为额定转矩)，若采用Y—Δ换接启动，试问当负载转矩TL=35％TN时，电动机能否启动?为什么? TstY=1/3*1.2TN=0.4TN>0.35TN=TL 3.试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速?减速?还是勾速?(图中箭头方向为转矩的实际作用方向) 一、分析与简答题 1.请简述机电传动系统稳定运行的条件。 a)电动机的机械特性曲线n=f（T M）和生产机械的特性曲线n=f（T L）有交点（即拖动系统的平衡点）； b)当转速大于平衡点所对应的转速时，T M＜T L，即若干扰使转速上升，当干扰消除后应有T M－T L＜ ０。而当转速小于平衡点所对应的转速时，T M＞T L，即若干扰使转速下降，当干扰消除后应有T M －T L＞０。 2.请解释机电传动系统稳定运行的含义。 a)是系统应能以一定速度匀速运转 b)是系统受某种外部干扰作用（如电压波动、负责转矩波动等）而使运行速度稍有变化时，应保证在 干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。 3.请简述并励发电机电压能建立的条件。 a)发电机的磁极要有剩磁； b)起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩磁磁场的方向相同； c)励磁电阻不能过大。 4.请简述电动机制动的稳定制动和过渡制动状态的共同点和不同点。 a)两种制动状态的区别在于转速是否变化 b)两种制动状态的相同点在于电动机发出的转矩与转速方向相反。 5.请简述直流他励电动机的三种制动方式的接线方法。 《机电传动控制》课程总复习2013.01 一、选择题 1、电 动机所产 生的转矩 在任何情 况下，总是 由轴上的 负载转矩 和 _________ 之和所平 衡。 （ D ）A．静态转矩B．加速转矩 C．减速转矩 D．动态转矩 2、机电传动系统稳定工作时中如果T M>T L，电动机旋转方向与T M相同，转速将产生的变化是。（ B ）A．减速 B．加速 C．匀速 D．停止 3、机电传动系统中如果T M 第二章机电传动系统的动力学基础 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。 2.3 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 T M=T L T M< T L 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 T M 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 T L T 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匀速2.5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。 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? 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。 2.9 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？ 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. 2.11 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. 交点是系统的平衡点 交点是系统的平衡交点不是系统的平衡点 第三章 3.1为什么直流电记得转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成？ 直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠加而成是因为要防止电涡流对电能的损耗.. 3.5 一台直流发电机，其部分铭牌数据如下：P N=180kW, U N=230V,n =1450r/min,ηN=89.5%，试求： N ①该发电机的额定电流； ②电流保持为额定值而电压下降为100V时，原动机的输出功率（设此时η =ηN） P N=U N I N 180KW=230*I N I N=782.6A 该发电机的额定电流为782.6A P= I N100/ηN P=87.4KW 3.6 已知某他励直流电动机的铭牌数据如下：P N=7.5KW, U N=220V, n =1500r/min, ηN=88.5%, 试求该电机的额定电流和转矩。 N P N=U N I NηN 7500W=220V*I N*0.885 I N=38.5A T N=9.55P N/n N =47.75Nm 3.11为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？ 电动机在未启动前n=0,E=0,而R a很小,所以将电动机直接接入电网并施加额定电压时,启动电流将很大.I st=U N/R a 3.14直流串励电动机能否空载运行?为什么？ 串励电动机决不能空载运行,因为这时电动机转速极高,所产生的离心力足以 机电传动控制期末考试试卷及答案 一、分析与简答题 1.请简述机电传动系统稳定运行的条件。 a)电动机的机械特性曲线n=f（T M）和生产机械的特性曲线n=f（T L）有交点（即拖动系统的平衡点）； b)当转速大于平衡点所对应的转速时，T M＜T L，即若干扰使转速上升，当干扰消除后应有T M－T L＜０。而当转速小于平衡点所对应的转速时，T M＞T L，即若干扰使转速下降，当干扰消除后应有T M－T L＞０。 2.请解释机电传动系统稳定运行的含义。 a)是系统应能以一定速度匀速运转 b)是系统受某种外部干扰作用（如电压波动、负责转矩波动等）而使运行速度稍有变化时，应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。 3.请简述并励发电机电压能建立的条件。 a)发电机的磁极要有剩磁； b)起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩磁磁场的方向相同； c)励磁电阻不能过大。 4.请简述电动机制动的稳定制动和过渡制动状态的共同点和不同点。 a)两种制动状态的区别在于转速是否变化 b)两种制动状态的相同点在于电动机发出的转矩与转速方向相反。 5.请简述直流他励电动机的三种制动方式的接线方法。 a)反馈制动为正常接法； b)反接制动：电源倒拉反接改变电枢电压的极性；倒拉反接制动在电枢电路内串入附加电阻； c)能耗制动将外部电枢电压降为零，并将电枢串接一个附加电阻短接。 6.为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？ 因电枢加上额定电压，而电枢电阻很小，故a N ST R U I = 很大。 7. 对电动机的启动有哪些主要要求？ a) 启动转矩大，电流小 b) 平滑，安全可靠 c) 简单方便，功耗小 8. 直流他励电动机启动时，若在加上励磁电流之前就把电枢电压加上，这时会产生什么后果（从T L =0和T L =T N 两种情况加以说明）？ a) T L =0时飞车 b) T L =T N 时电枢电流很大。 9. 有静差调节系统和无静差调节系统的含义是什么？ a) 依靠被调量（如转速）与给定量之间的偏差来进行调节，使被调亮接近不变，但又必须具有偏差（即0≠?U ）的反馈控制系统，即有静差调节系统。该系统中采用比例调节器。 b) 依靠偏差进行调节，使被调量等于给定量（即0=?U ）的反馈控制系统，即无静差调节系统。该系统中采用比例积分调节器。 10. 什么叫调速范围？什么叫静差度？这两项静态指标之间有何关系？ a) 调速范围是指电动机在额定负载下最高转速和最低转速之比，即min max /n n D =； b) 静差率是指负载由理想空载转速到额定负载所对应的转速降落于理想空载转速之比，即0/n n S ?= c) D 与S 之间是相互关联的，调速范围是指在最低转速时还能满足给定静差率要求的转速可调范围；对静差率要求越小，允许的调速范围也越小。 11. 试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速？减速？还是匀速？（图中箭头方向为转矩的实际作用方向） 对应教材同志学等编《机电传动控制》国防工业出版社2011.8 第2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。 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。 2-4 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：为了使运动方程式的列出简化；负载转矩是静态转矩，可根据静态时功率守恒原则进行 折算；由于转动惯量与运动系统的动能有关，根据动能守恒原则进行折算。 2.5 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？ 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. 2-6 反抗静态转矩和位能静态转矩有何区别，各有什么特点？ 答：反抗静态转矩是因摩擦、非弹性体的压缩、拉伸和扭转等作用所产生的负载转矩；其特 点是：转矩方向与运动方向相反，总是阻碍运动的； 位能静态转矩是由物体的重力和弹性体的压缩、拉伸和扭转等作用所产生的负载转矩；其特点是：转矩方向恒定，与运动方向无关，它在某方向阻碍运动，而在相反方向是促进运动。 2-7 在题2-7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。 答：机电传动系统稳定运行的必要条件:存在平衡点。即电动机的机械特性与生产机械的机 械特性曲线有交点; 充分条件:当转速偏离平衡点时，系统存在一个使其趋于平衡点的转矩差，即可以自动回复到平衡点。 如图（a,b,c,e ）所示，当系统转速偏离交点(>n a )时，就存在L M T T >，使系统减速，直到重新回到交点，又达到平衡；当系统转速 第三章、直流电机 1、机械传动系统负载特性：恒转矩型（反抗性恒转矩负载、位能性恒转矩负载）、离心式通风机型、直线型、恒功率型负载特性。 2、要加快电动机系统过渡过程，应设法减小系统飞轮转矩和增加动态转矩。 3、他励直流电动机 （1）、为什么直流电动机不能直接启动？直流电动机启动方法： 电动机启动之前，n=0,E=0,Ra很小。电动机直接并入电网并施加额定电压时，启动电流Ist=Un/Ra,为额定电流的10-20倍。①在换向过程中，产生危险的电火花，甚至烧坏整流子。 ②过大的电枢电流产生过大的电动应力，可能引起绕组的损坏。③产生与启动电流成正比的启动转矩，在机械系统和传动机构中产生过大的动态转矩冲击，使机械传动部件损坏。④对电网供电电动机来说，过大的启动电流将使保护装置动作，从而切断电源，使生产机械停止工作，或引起电网电压下降，影响其它负载正常运行。 启动方法：①降压启动②在电枢回路中串接外加电阻启动。 问：为什么要逐级切除启动电阻？如果切除太快，会带来什么后果？ 如果启动电阻一下全部切除，在切除瞬间，由于机械惯性作用使电动机转速不能突变，再次瞬间转速维持不变。机械特性会转移到其他特性曲线上，此时冲击电流很大。如果切除太快，会有可能烧坏电动机。 （2）、调速：①改变电枢电路串接电阻Rad、(空载转速不变，随着电阻增加，转速降落增大，特性变软) ②改变电枢供电电压U、（空载转速随电压减小而减小，转速降落不变，特性硬度不变，恒转矩调速）③改变电动机主磁通φ（理想空载转速随磁通改变而改变，转速降落随磁通改变而改变，特性变软，恒功率调速） （3）、制动：反馈制动、反接制动（电源反接，倒拉反接制动）、能耗制动 4、问：一台直流电动机拖动一台卷扬机构，在重物匀速上升时将电枢电源反接，电动机经历了几种运行状态？①正向电动状态，由a到b特性曲线转变②反接制动状态，n降低，到达c点转速为零③反向电动状态，c→f，转速n逐渐反向增加④稳定平衡状态，到达f 平衡点，转速n不再变化 5、单相异步电动机采用定容分相式和罩极式法进行启动 第四章、交流电机 1、三相异步电动机 （1）、启动特性：启动电流大、启动转矩小。 启动方法：①直接启动、②电阻或电抗器降压启动、③Y-△降压启动、④自耦变压器降压启动、⑤软启动器------绕线异步电动机：逐级切除启动电阻法、频敏变阻器启动法。（2）、调速方法：①变极对数调速、②变转差率调速（调压调速、转子电路串接电阻调速）③变频调速（变压变频调速、恒压弱磁调速） （3）、制动方法：反馈制动、反接制动（电源反接，倒拉制动）、能耗制动 2、单相异步电动机启动：电容分相式异步电动机、罩极式单相异步电动机 3、同步电动机启动方法：异步启动法 4、三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？ 若电源电压降低, 电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变. 5、结合交流异步电动机的机械特性分析，在负载转矩不变的情况下，当电源电压降低很多 1、要求三台电动机lM 、2M 、3M 按一定顺序启动：即1M 启动后，2M 才能启动，2M 启动后3M 才能启动；停车时则同时停。试设计此控制线路? 试用PLC 设计出控制程序。 解：此题的关键技术在于：将前一台电动机的交流接触器的辅助常开触点串接在下一台电动机的交流接触器线圈回路中。继电器-接触器控制线路图如下；PLC 外部接线图如下； 梯形图及程序； 2、试设计一台电动机的控制线路。要求能正反转并能实现能耗制动。 3、设计一台异步电动机的控制线路。要求：①能实现启、停的两地控制；③)能实现点动调整； ②能实现单方向的行程保护；④要有短路和长期过载保护； 4、试设计一条自动运输线，有两台电动机，1M拖动运输机，2M拖动卸料机。要求： ①1M先启动后，才允许2M启动；②2M先停止，经一段时间后1M才自动停止，且2M可以单独停止； ③两台电动机均有短路、长期过载保护。试用PLC设计出控制程序。 1SB、2SB分别是 3SB是停止按纽。 5、下图为机床自动间歇润滑的控制线路图，其中接触器KM为润滑油泵电动机启停用接触器(主电路未画出)，控制线路可使润滑有规律地间歇工作。试分析此线路的工作原理，并说明开关S和按钮SB的作用? 试用PLC设计出控制程序。 答：这是一个自动间歇润滑的控制线路。开关S、按钮1SB的作用及电路的工作过程如下： （1）S是进行自动间歇润滑的控制开关，1KT-决定润滑时间，2KT-决定不润滑时间，电路的工作过程：合上开关S，KM的线圈得电，电动机M转动，进行润滑； 1KT的线圈得电，触点1KT延时后闭合，K的线圈得电，常开触点K闭合，自锁；常闭触点K断开，KM线圈失电，停止润滑；1KT的线圈失电。 2KT的线圈得电，延时后常闭触点2KT断开，K的线圈失电，常开触点K断开，2KT的线圈失电，2KT的常闭触点瞬时合。常闭触点K闭合，KM线圈又得电，润滑。1KT的线圈又得电，延时重复以上动作。 （2）1SB为手动（点动）润滑操作按钮。 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。 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。 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） TM-TL>0说明系统处于加速。 TM-TL<0 说明系统处于减速 系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速 系统的运动状态是减速 2.7 如图2.3（a ）所示，电动机轴上的转动惯量J M =2.5kgm 2, 转速n M =900r/min; 中间传 动轴的转动惯量J L =16kgm 2,转速n L =60 r/min 。试求折算到电动机轴上的等效专惯量。 折算到电动机轴上的等效转动惯量:j=Nm/N1=900/300=3 ,j1=Nm/Nl=15 J=JM+J1/j 2+ JL/j12=2.5+2/9+16/225=2.79kgm 2 . 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J 1= J 2=4，卷 筒直径D=0.24m,滑轮的减速比J 3=2，起重负荷力 F=100N,电动机的费轮转距GD 2M =1.05N m 2, 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GD 2z.。 ωM =3.14*2n/60=99.43 rad/s. 提升重物的轴上的角速度ω=ωM /j 1j 2j 3=99.43/4*4*2=3.11rad/s v=ωD/2=0.24/2*3.11=0.373m/s T L =9.55FV/ηC n M =9.55*100*0.373/0.83*950=0.45NM GD 2Z =δGD M 2+ GD L 2/j L 2 =1.25*1.05+100*0.242/322 =1.318NM 2 五、计算题（要求写出主要步骤每题10分） 1.有台直流他励电动机，其铭牌数据为： PN＝5．5kW，UN=Uf=220V，nN=1500r／min，η=0．8，Ra＝0．2 Ω。试求： ①额定转矩TN ②额定电枢电流IaN； ③额定电枢电流时的反电势； ④直接启动时的启动电流； ⑤若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应串人多大的启动电阻?此时启动转矩为多少? 解：1. TN=9.55PN/nN=9.55*5.5*1000/1500=35 N.m 2. IaN=pN/ (ηUN)=31.25A 3.E=UN-IaNRa=220-31.25*0.2=213.75V 4.Ist=UN/Ra=220/0.2=1100A 5.I’st=UN/(Ra+Rad) ≤3IsN Rad≥UN/3IaN-Ra=220/(3*31.25)-0.2=2.15Ω T’st=KtφI’st=(9.55E/nN)3IaN=(9.55*213.75/1500)*3*31.25=127.6 N.m 2．某一调速系统在高速时的理想空载转速 no1=1450r／min，低速时的理想空载转速n02=100r／min，额定负载时的转速降△nN=50rmin。 ①试画出该系统的静特性； ②求出调速范围D和低速时系统的静差度s2； ③在nmax与s2一定时，扩大调速范围的方法是什么?调速系统中应采取什么措施保证转速的稳定性? 解：1.静特性 2. D=nmax/nmin=(n01- △nN)/ (n02- △nN) =(1450-50)/(100-50)=28 S2= △nN/n02=0.5 2.有一台三相异步电动机，正常运行时为Δ接法，在额定电压UN下启动时，其启动转矩 Tst=1.2TN(TN为额定转矩)，若采用 Y—Δ换接启动，试问当负载转矩TL=35％TN时，电动机能否启动?为什么? TstY=1/3*1.2TN=0.4TN>0.35TN=TL 3.试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速?减速?还是勾速?(图中箭头方向为转矩的实际作用方向) 机电传动控制试题库 《机电传动控制》课程总复习2013.01 一、选择题 1、电动机所产生的转矩在任何情况下，总是由轴上的负载转矩和_________之 和 所 平 衡 。 （ D ）A．静态转矩B．加速转矩 C．减速转矩 D．动态转矩 2、机电传动系统稳定工作时中如果T M>T L，电动机旋转方向与T M相同，转速 将产生的变化是。（ B ） A．减速 B．加速 C．匀速 D．停止 3、机电传动系统中如果T M A．加速B．匀速C．减速 D．停止 4、机电传动系统稳定工作时，如果T M=T L，电动机旋转方向与T M相同，转速将产生的变化是。（ C ）A．减速 B．加速 C．匀速 D．停止 5、设电动机某一转动方向的转速n为正，则约定电动机转矩T M与n_________的方向为_________。（ A ） A．一致、正向 B．一致、反向 C．相反、正向 D．以上都不对 6、_________的作用方向恒定，与运动方向无关。（ C ）A．反抗转矩 B．离心式转矩 C．位能转矩 D．恒功率转矩 7、起重机吊一个重物升降时，负载的机械特性是_________。 （ B ） A．恒功率型B．位能型恒转矩 C．反抗型恒转矩D．直线型机械特性 8、下面哪个部分是属于直流电动机的定子部分？（ C ）A．换向器 B．电枢绕组 C．励磁绕组 D．风扇 9、复励直流电机的励磁绕组和电枢绕组是。（ D ）A．串联 B．并联 C．单独分开连接 D．一部分串联其他的并联 10、直流电动机最常用的启动方式是_________。（ B ）A．串电阻启动 B．降压启动 C．直接启动 D．调节励磁启动11、_________的调速方式可以实现对恒转矩型负载的无极调速。 （ A ）机电传动控制课后习题答案
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