機電傳動控制(第五版)課后習題答案.doc

習題與思考題第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎2.1 說明機電傳動系統(tǒng)運動方程中的拖動轉矩，靜態(tài)轉矩和動態(tài)轉矩的概念。 拖動轉矩是有電動機產生用來克服負載轉矩，以帶動生產機械運動的。 靜態(tài)轉矩就是由生產機械產生的負載轉矩。動態(tài)轉矩是拖動轉矩減去靜態(tài)轉矩。2.2 從運動方程式怎樣看出系統(tǒng)是處于加速，減速，穩(wěn)態(tài)的和靜態(tài)的工作狀態(tài)。 TM-TL0說明系統(tǒng)處于加速，TM-TL0 說明系統(tǒng)處于減速，TM-TL=0說明系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)（即靜態(tài)）的工作狀態(tài)。2.3 試列出以下幾種情況下（見題2.3圖）系統(tǒng)的運動方程式，并說明系統(tǒng)的運動狀態(tài)是加速，減速，還是勻速？（圖中箭頭方向表示轉矩的實際作用方向）TM TL TM TL N TM=TL TM0說明系統(tǒng)處于加速。 TM-TL TL TM TL系統(tǒng)的運動狀態(tài)是減速 系統(tǒng)的運動狀態(tài)是加速TM TL TM TL TM= TL TM= TL系統(tǒng)的運動狀態(tài)是減速 系統(tǒng)的運動狀態(tài)是勻速2.4 多軸拖動系統(tǒng)為什么要折算成單軸拖動系統(tǒng)？轉矩折算為什么依據(jù)折算前后功率不變的原則？轉動慣量折算為什么依據(jù)折算前后動能不變的原則？ 因為許多生產機械要求低轉速運行，而電動機一般具有較高的額定轉速。這樣，電動機與生產機械之間就得裝設減速機構，如減速齒輪箱或蝸輪蝸桿，皮帶等減速裝置。所以為了列出系統(tǒng)運動方程，必須先將各轉動部分的轉矩和轉動慣量或直線運動部分的質量這算到一根軸上。轉矩折算前后功率不變的原則是P=T, p不變。轉動慣量折算前后動能不變原則是能量守恒MV=0.5J22.5為什么低速軸轉矩大，高速軸轉矩??？ 因為P= T,P不變越小T越大，越大T 越小。2.6為什么機電傳動系統(tǒng)中低速軸的GD2逼高速軸的GD2大得多?因為P=T，T=GD2/375. P=GD2/375. ,P不變 轉速越小GD2越大，轉速越大GD2 越小。2.7 如圖2.3（a）所示，電動機軸上的轉動慣量JM=2.5kgm2, 轉速nM=900r/min; 中間傳動軸的轉動慣量JL=16kgm2,轉速nL=60 r/min。試求折算到電動機軸上的等效專慣量。 折算到電動機軸上的等效轉動慣量:j=Nm/N1=900/300=3,j1=Nm/Nl=15J=JM+J1/j2+ JL/j12=2.5+2/9+16/225=2.79kgm2 . 2.8 如圖2.3（b）所示，電動機轉速nM=950 r/min，齒輪減速箱的傳動比J1= J2=4，卷筒直徑D=0.24m,滑輪的減速比J3=2，起重負荷力 F=100N,電動機的費輪轉距GD2M=1.05N m2, 齒輪，滑輪和卷筒總的傳動效率為0.83。試球體勝速度v和折算到電動機軸上的靜態(tài)轉矩T L 以及折算到電動機軸上整個拖動系統(tǒng)的飛輪慣量GD2z.。 M=3.14*2n/60=99.43 rad/s.提升重物的軸上的角速度=M/j1j2j3=99.43/4*4*2=3.11rad/sv=D/2=0.24/2*3.11=0.373m/sTL=9.55FV/CnM=9.55*100*0.373/0.83*950=0.45NMGD2Z=GDM2+ GDL2/jL2 =1.25*1.05+100*0.242/322 =1.318NM22.9 一般生產機械按其運動受阻力的性質來分可有哪幾種類型的負載？可分為1恒轉矩型機械特性2離心式通風機型機械特性3直線型機械特性4恒功率型機械特性,4種類型的負載.2.10 反抗靜態(tài)轉矩與位能靜態(tài)轉矩有何區(qū)別，各有什么特點？ 反抗轉矩的方向與運動方向相反,方向發(fā)生改變時,負載轉矩的方向也會隨著改變,因而他總是阻礙運動的.位能轉矩的作用方向恒定,與運動方向無關，它在某方向阻礙運動，而在相反方向便促使運動。2.11 在題2.11圖中，曲線1和2分別為電動機和負載的機械特性，試判斷哪些是系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點？哪些不是？交點是系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點. 交點是系統(tǒng)的平衡點 交點是系統(tǒng)的平衡 交點不是系統(tǒng)的平衡點交點是系統(tǒng)的平衡點第三章3.1 為什么直流電記得轉子要用表面有絕緣層的硅鋼片疊壓而成？ 直流電機的轉子要用表面有絕緣層的硅鋼片疊加而成是因為要防止電渦流對電能的損耗.3.2 并勵直流發(fā)電機正傳時可以自勵，反轉時能否自勵？不能,因為反轉起始勵磁電流所產生的磁場的方向與剩與磁場方向相反,這樣磁場被消除,所以不能自勵. 3.3 一臺他勵直流電動機所拖動的負載轉矩 TL=常數(shù)，當電樞電壓附加電阻改變時，能否改變其運行其運行狀態(tài)下電樞電流的大??？為什么？這是拖動系統(tǒng)中那些要發(fā)生變化？T=KtIa u=E+IaRa 當電樞電壓或電樞附加電阻改變時,電樞電流大小不變.轉速n與電動機的電動勢都發(fā)生改變. 3.4 一臺他勵直流電動機在穩(wěn)態(tài)下運行時，電樞反電勢E= E1，如負載轉矩TL=常數(shù)，外加電壓和電樞電路中的電阻均不變，問減弱勵磁使轉速上升到新的穩(wěn)態(tài)值后，電樞反電勢將如何變化? 是大于，小于還是等于E1？T=IaKt, 減弱,T是常數(shù),Ia增大.根據(jù)EN=UN-IaRa ,所以EN減小.,小于E1.3.5 一臺直流發(fā)電機，其部分銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=180kW, U N=230V,n N=1450r/min,N=89.5%，試求： 該發(fā)電機的額定電流；電流保持為額定值而電壓下降為100V時，原動機的輸出功率（設此時=N） PN=UNIN 180KW=230*IN IN=782.6A該發(fā)電機的額定電流為782.6AP= IN100/N P=87.4KW3.6 已知某他勵直流電動機的銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=7.5KW, U N=220V, n N=1500r/min, N=88.5%, 試求該電機的額定電流和轉矩。PN=UNINN 7500W=220V*IN*0.885 IN=38.5A TN=9.55PN/nN =47.75Nm 3.7一臺他勵直流電動機：PN=15KW, U N=220V, I N=63.5A, n N=2850r/min,Ra =0.25，其空載特性為：U 0/ V115 184 230 253 265 I f/A0.442 0.802 1.2 1.686 2.10今需在額定電流下得到150V 和220 V的端電壓，問其勵磁電流分別應為多少？由空載特性其空載特性曲線. 當U=150V時 If=0.71A當U=220V時 If=1.08A3.8 一臺他勵直流電動機的銘牌數(shù)據(jù)為：PN=5.5KW, U N=110V, I N=62A, n N=1000r/min,試繪出它的固有機械特性曲線。 Ra=(0.500.75)(1-PN/UNIN)UN/IN =0.6(1-5500/110*62)*110/62 =0.206 n0=nNUN/(UN-INRa) =1131r/min TN=9.55*5500/1000 =52.525Nm 1131 52.5253.9 一臺并勵直流電動機的技術數(shù)據(jù)如下：PN=5.5KW,U N=110V, I N=61A,額定勵磁電流I fn=2A, n N=1500r/min,電樞電阻Ra =0.2,若忽略機械磨損和轉子的銅耗，鐵損，認為額定運行狀態(tài)下的電磁轉矩近似等于額定輸出轉矩，試繪出它近似的固有機械特性曲線。n0=UNnN/(UN-INRa) TN=9.55PN/nN =110*1500/(110-61*0.2) =9.55*5500/1500 =1687 r/min =35Nm 16873.10一臺他勵直流電動機的技術數(shù)據(jù)如下：PN=6.5KW,U N=220V, I N=34.4A, n N=1500r/min, Ra =0.242,試計算出此電動機的如下特性： 固有機械特性；電樞服加電阻分別為3和5時的人為機械特性；電樞電壓為U N/2時的人為機械特性； 磁通=0.8N時的人為機械特性；并繪出上述特性的圖形。 n0=UNnN/(UN-INRa) =220*1500/220-34.4*0.242 = 1559r/minTN=9.55PN/nN=9.55*6500/1500=41.38Nm 1559 41.38 n=U/Ke-(Ra+Rad)T/KeKt2 = U/Ke-(Ra+Rad)T/9.55Ke22當3 n=854r/min當5 n=311 r/min n= U/Ke-RaT/9.55Ke22當UN=0.5UN時 n=732 r/min n0=UNnN/2(UN-INRa) =780 r/min n= U/0.8Ke-RaT/9.55Ke220.82 當=0.8時n=1517 r/min n0=UNnN/0.8Ke =1964 r/min n03.11為什么直流電動機直接啟動時啟動電流很大？電動機在未啟動前n=0,E=0,而Ra很小,所以將電動機直接接入電網并施加額定電壓時,啟動電流將很大.Ist=UN/Ra3.12他勵直流電動機直接啟動過程中有哪些要求？如何實現(xiàn)？ 他勵直流電動機直接啟動過程中的要求是1 啟動電流不要過大,2不要有過大的轉矩.可以通過兩種方法來實現(xiàn)電動機的啟動一 是降壓啟動 .二是在電樞回路內串接外加電阻啟動.3.13 直流他勵電動機啟動時，為什么一定要先把勵磁電流加上？若忘了先合勵磁繞阻的電源開關就把電樞電源接通，這是會產生什么現(xiàn)象（試從TL=0 和TL=TN兩種情況加以分析）？當電動機運行在額定轉速下，若突然將勵磁繞阻斷開，此時又將出現(xiàn)什么情況？ 直流他勵電動機啟動時,一定要先把勵磁電流加上使因為主磁極靠外電源產生磁場.如果忘了先合勵磁繞阻的電源開關就把電樞電源接通，TL=0時理論上電動機轉速將趨近于無限大,引起飛車, TL=TN時將使電動機電流大大增加而嚴重過載.3.14直流串勵電動機能否空載運行?為什么？ 串勵電動機決不能空載運行,因為這時電動機轉速極高,所產生的離心力足以將繞組元件甩到槽外,還可能串勵電動機也可能反轉運行.但不能用改變電源極性的方法,因這時電樞電流Ia與磁通同時反響,使電瓷轉矩T依然保持原來方向,則電動機不可能反轉.3.15 一臺直流他勵電動機，其額定數(shù)據(jù)如下：PN=2.2KW,UN=Uf=110V,nN=1500r/min, N=0.8,Ra=0.4, Rf=82.7 。試求： 額定電樞電流IAn; 額定勵磁電流IfN; 勵磁功率Pf; 額定轉矩TN; 額定電流時的反電勢； 直接啟動時的啟動電流； 如果要是啟動電流不超過額定電流的2倍，求啟動電阻為多少歐？此時啟動轉矩又為多少？ PN=UNIaNN2200=110*IaN*0.8 IaN=25A Uf= RfIfN IfN=110/82.7 =1.33A Pf= UfIfN =146.3W額定轉矩TN=9.55 PN/ nN =14Nm 額定電流時的反電勢EN=UN-INRa=110V-0.4*25=100V 直接啟動時的啟動電流Ist=UN/Ra =110/0.4 =275A 啟動電阻 2IN UN/ (Ra+Rst) Rst1.68 啟動轉矩 Ke=(UN-INRa)/nN =0.066Ia= UN/ (Ra+Rst) T=KtIa =52.9A =9.55*0.066*52.9 =33.34Nm3.16 直流電動機用電樞電路串電阻的辦法啟動時，為什么要逐漸切除啟動電阻？如切出太快，會帶來什么后果？ 如果啟動電阻一下全部切除,在切除瞬間,由于機械慣性的作用使電動機的轉速不能突變,在此瞬間轉速維持不變,機械特性會轉到其他特性曲線上,此時沖擊電流會很大,所以采用逐漸切除啟動電阻的方法.如切除太快,會有可能燒毀電機.3.17 轉速調節(jié)（調速）與固有的速度變化在概念上有什么區(qū)別 ？ 速度變化是在某機械特性下,由于負載改變而引起的,二速度調節(jié)則是某一特定的負載下,靠人為改變機械特性而得到的.3.18 他勵直流電動機有哪些方法進行調速？它們的特點是什么？ 他勵電動機的調速方法： 第一改變電樞電路外串接電阻Rad 特點在一定負載轉矩下，串接不同的電阻可以得到不同的轉速，機械特性較軟，電阻越大則特性與如軟，穩(wěn)定型越低，載空或輕載時，調速范圍不大，實現(xiàn)無級調速困難，在調速電阻上消耗大量電量。 第二改變電動機電樞供電電壓 特點 當電壓連續(xù)變化時轉速可以平滑無級調速，一般只能自在額定轉速以下調節(jié)，調速特性與固有特性相互平行，機械特性硬度不變，調速的穩(wěn)定度較高，調速范圍較大，調速時因電樞電流與電壓無關，屬于恒轉矩調速，適應于對恒轉矩型負載。可以靠調節(jié)電樞電壓來啟動電機，不用其它啟動設備， 第三改變電動機主磁通 特點可以平滑無級調速，但只能弱詞調速，即在額定轉速以上調節(jié)，調速特性較軟，且受電動機換向條件等的限制，調速范圍不大，調速時維持電樞電壓和電流步變，屬恒功率調速。3.19直流電動機的電動與制動兩種運轉狀態(tài)的根本區(qū)別何在？ 電動機的電動狀態(tài)特點是電動機所發(fā)出的轉矩T的方向與轉速n的方向相同.制動狀態(tài)特點使電動機所發(fā)的轉矩T的方向與轉速n的方向相反3.20 他勵直流電動機有哪幾種制動方法？它們的機械特性如何？試比較各種制動方法的優(yōu)缺點。1反饋制動機械特性表達式:n=U/Ke-(Ra+Rad)T/keKt2T為負值,電動機正轉時,反饋制動狀態(tài)下的機械特性是第一象限電動狀態(tài)下的機械特性第二象限內的延伸.反饋制動狀態(tài)下附加電阻越大電動機轉速越高.為使重物降速度不至于過高,串接的附加電阻不宜過大.但即使不串任何電阻,重物下放過程中電機的轉速仍過高.如果放下的件較重.則采用這種制動方式運行不太安全.2反接制動 電源反接制動 電源反接制動一般應用在生產機械要求迅速減速停車和向的場合以及要求經常正反轉的機械上.倒拉反接制動倒拉反接制動狀態(tài)下的機械特性曲線實際上是第一象限電動狀態(tài)下的機械特性區(qū)現(xiàn)在第四象限中的延伸,若電動反向轉在電動狀態(tài),則倒拉反接制動狀態(tài)下的機械特性曲就是第三象限中電動狀態(tài)下的機械特性曲線在第二象限延伸.它可以積低的下降速度,保證生產的安全,缺點是若轉矩大小估計不準,則本應下降的重物可能向上升,機械特硬度小,速度穩(wěn)定性差.3 能耗制動 機械特性曲線是通過原點,且位于第二象限和第四象限的一條直線,優(yōu)點是不會出現(xiàn)像倒拉制動那樣因為對TL的大小估計錯誤而引起重物上升的事故.運動速度也較反接制動時穩(wěn)定.3.21 一臺直流他勵電動機拖動一臺卷揚機構，在電動機拖動重物勻速上升時講電樞電源突然反接，試利用機械特性從機電過程上說明：從反接開始到系統(tǒng)新的穩(wěn)定平衡狀態(tài)之間，電動機經歷了幾種運行狀態(tài)？最后在什么狀態(tài)下建立系統(tǒng)新的穩(wěn)定平衡點？ 各種狀態(tài)下轉速變化的機電過程怎樣？ 從反接開始到系統(tǒng)到達新的穩(wěn)定平衡狀態(tài)之間,電動機經歷了電動機正向電動狀態(tài),反接制動狀態(tài),反向電動狀態(tài),穩(wěn)定平衡狀態(tài). b a c f 電動機正向電動狀態(tài)由a到b特性曲線轉變; 反接制動狀態(tài)轉速逐漸降低,到達c時速度為零, 反向電動狀態(tài)由c到f速度逐漸增加. 穩(wěn)定平衡狀態(tài),反向到達f穩(wěn)定平衡點,轉速不再變化. 第六章6.1 從接觸器的結構特征上如何區(qū)分交流接觸器與直流接觸器 ？為什么？ 直流接觸器與交流接觸器相比,直流接觸器的鐵心比較小,線圈也比較小,交流電磁鐵的鐵心是用硅鋼片疊柳而成的.線圈做成有支架式,形式較扁.因為直流電磁鐵不存在電渦流的現(xiàn)象.6.2 為什么交流電弧比直流電弧容易熄滅？ 因為交流是成正旋變化的,當觸點斷開時總會有某一時刻電流為零,此時電流熄滅.而直流電一直存在,所以與交流電相比電弧不易熄滅.6.3 若交流電器的線圈誤接入同電壓的直流電源，或直流電器的線圈誤接入同電壓的交流電源，會發(fā)生什么問題？若交流電器的線圈誤接入同電壓的直流電源,會因為交流線圈的電阻太小兒流過很大的電流使線圈損壞. 直流電器的線圈誤接入同電壓的交流電源,觸點會頻繁的通短,造成設備的不能正常運行.6.4 交流接觸器動作太頻繁時為什么會過熱？ 因為交流接觸啟動的瞬間,由于鐵心氣隙大,電抗小,電流可達到15倍的工作電流,所以線圈會過熱.6.5 在交流接觸器鐵心上安裝短路環(huán)為什么會減少振動和噪聲？ 在線圈中通有交變電流時,再鐵心中產生的磁通是與電流同頻率變化的,當電流頻率為50HZ時磁通每秒有100次通過零,這樣所產生的吸力也為零,動鐵心有離開趨勢,但還未離開,磁通有很快上來,動鐵心有被吸會,造成振動.和噪聲,因此要安裝短路環(huán).6.6 兩個相同的110V交流接觸器線圈能否串聯(lián)接于220V的交流電源上運行？為什么？若是直流接觸器情況又如何？為什么？ 兩個相同的110V交流接觸器線圈不能串聯(lián)接于220V的交流電源上運行,因為在接通電路的瞬間,兩各銜鐵不能同時工作,先吸合的線圈電感就增大,感抗大線圈的端電壓就大,另一個端電壓就小,時間長了,有可能把線圈燒毀.若是直流接觸器,則可以.6.7 電磁繼電器與接觸器的區(qū)別主要是什么？ 接觸器是在外界輸入信號下能夠自動接通斷開負載主回路.繼電器主要是傳遞信號,根據(jù)輸入的信號到達不同的控制目的.6.8 電動機中的短路保護、過電流保護和長期過載（熱）保護有何區(qū)別？ 電動機中的短路保護是指電源線的電線發(fā)生短路,防止電動機過大的電樞電路而損壞.自動切斷電源的保護動作. 過電流保護是指當電動機發(fā)生嚴重過載時,保護電動機不超過最大許可電流. 長期過載保護是指電動機的短時過載保護是可以的,但長期過載時電動機就要發(fā)熱,防止電動機的溫升超過電動機的最高絕緣溫度.6.9 過電流繼電器與熱繼電器有何區(qū)別？各有什么用途? 過電流繼電器是電流過大就斷開電源,它用于防止電動機短路或嚴重過載. 熱繼電器是溫度升高到一定值才動作.用于過載時間不常的場合.6.10為什么熱繼電器不能做短路保護而只能作長期過載保護？而熔斷器則相反，為什么？ 因為熱繼電器的發(fā)熱元件達到一定溫度時才動作,如果短路熱繼電器不能馬上動作,這樣就會造成電動機的損壞.而熔短期,電源一旦短路立即動作,切斷電源.6.11自動空氣斷路器有什么功能和特點？ 功能和特點是具有熔斷器能直接斷開主回路的特點,又具有過電流繼電器動作準確性高,容易復位,不會造成單相運行等優(yōu)點.可以做過電流脫扣器,也可以作長期過載保護的熱脫扣器.6.12時間繼電器的四個延時觸點符號各代表什么意思？6.13機電傳動裝置的電器控制線路有哪幾種？各有何用途？電器控制線路原理圖的繪制原則主要有哪些？電器控制線路有1:啟動控制線路及保護裝置.2正反轉控制線路.3:多電動機的連鎖控制線路.4:電動控制線路.5:多點控制線路.6:順序控制線路.7:多速異步電動機的基本控制線路.8:電磁鐵.電磁離合器的基本控制線路.電器控制線路原理圖的繪制原則主要有1:應滿足生產工藝所提出的要求.2:線路簡單,布局合理,電器元件選擇正確并得到充分.3操作,維修方便4設有各種保護和防止發(fā)生故障的環(huán)節(jié).5能長期準確,穩(wěn)定,可靠的工作.6.14為什么電動機要設有零電壓和欠電壓保護？零電壓和欠電壓保護的作用是防止當電源暫時供電或電壓降低時而可能發(fā)生的不容許的故障., 6.15在裝有電器控制的機床上，電動機由于過載而自動停車后，若立即按鈕則不能開車，這可能是什么原因？ 有可能熔短器燒毀,使電路斷電.或者是熱繼電器的感應部分還未降溫,熱繼電器的觸點還處于斷開狀態(tài).6.16要求三臺電動機1M、2M、3M按一定順序啟動：即1M啟動后，2M才能啟動；2M啟動后3M才能啟動；停車時則同時停。試設計此控制線路。6.17如題8.17圖所示的啟停控制線路，試從接線、經濟、安全、方便等方面來分析一下，有什么問題？(a)控制不方便.(b)從控制柜到按鈕盒多接了線,并且接線復雜,造成了不必要的麻煩.(c)電路容易造成故障,不安全.(d)停止按鈕沒有在主會路上,停止控制不安全.6.18試設計一臺異步電動機的控制線路。要求：能實現(xiàn)啟停的兩地控制；能實現(xiàn)點動調整；能實現(xiàn)單方向的行程保護；要有短路和長期過載保護。6.19 為了限制電調整時電動機的沖擊電流，試設計它的電氣控制線路。要求正常運行時為直接啟動，而點動調整時需輸入限流電阻。 6.20試設計一臺電動機的控制線路。要求能正反轉并能實現(xiàn)能耗制動。6.21沖壓機床的沖頭，有時用按鈕控制，又實用腳踏開關操作，試設計用轉換開關選擇工作方式的控制線路。6.22 容量較大的鼠籠式異步電動機反接制動時電流較大，應在反接制動時在定子回路中串入電阻，試按轉速原則設計其控制線路。6.23平面磨床中的電磁吸盤能否采用交流的？為什么？ 平面磨床中的電磁吸盤不能采用交流的,因為交流電是成正旋波變化的,某一時刻電流會為零,.此時工件受力會甩出,造成事故.6.24起重機上的電動機為什么不采用熔斷器和熱繼電器作保護？ 因為如果使用熔斷器和熱繼電器作保護,當它們作用的時候,電動機斷電的時候,電動機沒有轉矩,重物由于重力會迅速下降,就會造成事故.6.25試設計一條自動運輸線，有兩臺電動機， 1M拖動運輸機，2M拖動寫料及。要求：1M先啟動后，才允許2M啟動；2M先停止，經一段時間后1M蔡自動停止，且2M可以單獨停止；兩臺電動機均有短路、長期過載保護。 6.26 題8.26圖為機床自動間歇潤滑的控制線路圖，其中接觸器KM為潤滑油泵電動機啟停用接觸器（主電路為畫出），控制線路可使?jié)櫥幸?guī)律地間歇工作。試分析此線路的工作原理，并說明開關S和按鈕SB的作用。SB按鈕為人 工的點動控制.S自動的間歇潤滑,按下后KM 得電,電動機工作,1KT得電,經過一段時間后,動合觸點閉合K得電,同時KM失電,電動機停止工作,2KT得電一段時間后,動斷觸點斷開,K閉合電動機重新工作.6.27 試設計1M和2M兩臺電動機順序啟，停的控制線路。要求： 1M啟動后，2M立即自動啟動； 1M停止后，延時一段時間，2M才自動停止； 2M能點動調整工作； 兩臺電動機均有短路，長期過載保護。 6.28 試設計某機床主軸電動機控制線路圖。要求： 可正反轉，且可反接制動； 正轉可點動，可在兩處控制啟，停； 有短路和長期過載保護； 有安全工作照明及電源信號燈。6.29 試設計一個工作臺前進退回的控制線路。工作臺有電動機M拖動，行程開關1ST,2ST分別裝在工作臺的原位和終點。要求： 能自動實現(xiàn)前進后退停止到原位； 工作臺前進到達終點后停一下在后退； 工作臺在前進中可以人為地立即后退到原位； 有終端保護.第七章7.1 PLC由哪幾個主要部分組成？各部分的作用是什么？PLC由中央處理器CPU,存儲器,輸入輸出接口,編程器組成.中央處理器CPU是核心,它的作用時接受輸入的程序并存儲程序.掃描現(xiàn)場的輸入狀態(tài),執(zhí)行用戶程序,并自診斷.存儲器用來存放程序和數(shù)據(jù),輸入接口采集現(xiàn)場各種開關接點的信號狀態(tài),并將其轉化成標準的邏輯電平,輸出接口用于輸出電信號來控制對象.編程器用于用戶程序的編制,編輯,調試,檢查和監(jiān)視.還可以顯示PLC的各種狀態(tài).7.2 輸入、輸出接口電路中的光電耦合器件的作用是什么？作用是1 實現(xiàn)現(xiàn)場與plc主機的電器隔離,提高抗干擾性.2避免外電路出故障時,外部強電侵入主機而損壞主機.3電平交換,現(xiàn)場開關信號可能有各種電平,光電耦合起降他們變換成PLC主機要求的標準邏輯電平.7.3 何謂掃描周期？試簡述的工作過程.。掃描周期是每執(zhí)行一遍從輸入到輸出所需的時間.工作過程是1輸入現(xiàn)場信號:在系統(tǒng)的控制下,順序掃描各輸入點,讀入的輸入點的狀態(tài).2順序掃描用戶程序中的各條指令,根據(jù)輸入狀態(tài)和指令內容進行邏輯運算.3并輸出控制信號,根據(jù)邏輯運算的結果,輸出狀態(tài)寄存器向各輸出點發(fā)出相應的控制信號.實現(xiàn)所要求的邏輯控制功能.7.4 PLC有哪些主要特點？PLC的主要特點是 應用靈活,擴展性好. 操作方便 標準化的硬件和軟件設計,通用性強. 完善的監(jiān)視和診斷功能. 可適應惡劣的工業(yè)應用環(huán)境. 控制功能強 7.5 寫出題9.5圖梯形圖的指令程序。LD 401OR 400ANI 402LD 403AND 105ORBLDI 100ANI 101LD 102ANI 103ORBLD 104ORBANBOR 404OUT 4307.6 簡化或改正題9.6圖所示梯形圖，并寫出改正后的指令程序。 7.7 在程序末了，使用或不使用END指令是否有區(qū)別？為什么？ 使用或不使用END指令是有區(qū)別的,END指令用于程序結束,即表示程序終了.當有效程序結束后,協(xié)一條END指令,可以縮短掃描周期.PLC掃描到END指令,便自動返回.如果沒有END程序將一直執(zhí)行到PLC的最后一行這樣既增加運算周期,也易引起系統(tǒng)出錯.7.8 試用PLC設計出習題8.16的控制程序。7.9 試用PLC設計出習題8.25的控制程序。 7.10 試用PLC設計出習題8.26的控制程序。7.11 試用PLC設計出習題8.27的控制程序。7.12試用PLC設計出習題8.29的控制程序。 7.13 試用PLC的一個8位移位寄存器設計循環(huán)移位輸出，具體要求是：(1) 實現(xiàn)一個亮燈循環(huán)移位；(2) 實現(xiàn)兩個連續(xù)亮燈循環(huán)移位；(3) 實現(xiàn)一個亮一個滅燈循環(huán)移位。7.14 設計PLC控制汽車拐彎燈的梯形圖。具體要求是：汽車駕駛臺上有一開關，有三個位置分別控制左閃燈亮、右閃燈亮和關燈。 當開關扳到S1位置時，左閃燈亮(要求亮、滅時間各1s)；當開關扳到S2位置時，右閃燈亮(要求亮、滅時間各1s)；當開關扳到S0位置時，關斷左、右閃燈；當司機開燈后忘了關燈，則過1.5min后自動停止閃燈。7.15 試用PLC設計按行程原則實現(xiàn)機械手的夾緊-正轉-放松-反轉-回原位的控制。7.16 題9.16圖所示為由三斷組成的金屬板傳送帶，電動機1、2、3分別用于驅動三斷傳送帶，傳感器（采用接近開關）1、2、3用來檢測金屬板的位置。 當金屬板正在傳送帶上傳送時，其位置由一個接近開關檢測，接近開關安放在兩斷傳送帶相鄰接的地方，一旦金屬板進入接近開關的檢測范圍，可編程序控制器便發(fā)出一個控制輸出，使下一個傳送帶的電動機投入工作，當金屬板遷出檢測范圍時，定時器開始計時，在達到整定時間時，上一個傳送帶電動機便停止運行。即只有載有金屬板的傳送帶在運轉，而未載有金屬板的傳送帶則停止運行。這樣就可節(jié)省能源。 試用PLC實現(xiàn)上述要求的自動控制。7.17 設計一條用PLC控制的自動裝卸線。自動結構示意圖如題9.17圖所示。電動機M1驅動裝料機加料，電動機M2驅動料車升降，電動機M3驅動卸料機卸料。 裝卸線操作過程是： 料車在原位，顯示原位狀態(tài)，按啟動按鈕，自動線開始工作； 加料定時5s，加料結束； 延時1s，料車上升； 上升到位，自動停止移動； 延時1s ,料車自動卸料； 卸料10s,料車復位并下降； 下降到原位，料自動停止移動.八章電力電子學8.1晶閘管的導通條件是什么？導通后流過晶閘管的電流決定于什么？晶閘管由導通轉變?yōu)樽钄嗟臈l件是什么？阻斷后它所承受的電壓決定于什么？ 晶閘管的導通條件是:(1) 晶閘管的陽極和陰極之間加正向電壓。（2）晶閘管的陽極和控制極通時加正相電壓市晶閘管才能導通. 導通后流過晶閘管的電流決定于(電壓不變時)限流電阻(使用時由負載)決定. 晶閘管由導通轉變?yōu)樽钄嗟臈l件是當減少陽極電壓或增加負載電阻時,陽極電流隨之減少,當陽極電流小于維持電流時,晶閘管便從導通狀態(tài)轉化維阻斷狀態(tài). 阻斷后它所承受的電壓決定于陽極和陰極的反向轉折電壓.8.2晶閘管能否和晶體管一樣構成放大器？為什么？ 晶閘管不能和晶體管一樣構成放大器,因為晶閘管只是控制導通的元件,晶閘管的放大效應是在中間的PN節(jié)上.整個晶閘管不會有放大作用.8.3試畫出題10.3圖中負載電阻R上的電壓波形和晶閘管上的電壓波形。10.4 如題4 如題10.4圖所示，試問： 在開關S閉合前燈泡亮不亮？為什么？ 在開關S閉合后燈泡亮不亮？為什么？ 再把開關S斷開后燈泡亮不亮？為什么？ 在開關S閉合前燈泡不亮,因為晶閘管沒有導通. 在開關S閉合后燈泡亮,因為晶閘管得控制極接正電,導通. 再把開關S斷開后燈泡亮,因為晶閘管導通后控制極就不起作用了.10.5 如題10.5圖所示，若在t1時刻合上開關S，在t2時刻斷開S，試畫出負載電阻R上的電壓波形和晶閘管上的電壓波形。10.6 晶閘管的主要參數(shù)有哪些？ 晶閘管的主要參數(shù)有斷態(tài)重復峰值電壓UDRE :在控制極斷路何竟閘管正向阻斷的條件下,可以重復加在晶閘管兩端的正向峰值電壓,其數(shù)值規(guī)定比正向轉折電壓小100V. 反向重復峰值電壓URRM:在控制極斷路時,可以重復加在晶閘官元件上的反向峰值電壓. 額定通態(tài)平均電流 (額定正向平均電流)IT. 維持電流IH:在規(guī)定的環(huán)境溫度和控制極斷路時,維持元件導通的最小電流.10.7 如何用萬用表粗測晶閘管的好壞？ 良好的晶閘管,其陽極A與陰極K之間應為高阻態(tài).所以,當萬用表測試A-K間的電阻時,無論電表如何接都會為高阻態(tài),而G-K間的逆向電阻比順向電阻大.表明晶閘管性能良好.10.8 晶閘管的控制角和導通角是何含義？晶閘管的控制角是晶閘官元件承受正向電壓起始到觸發(fā)脈沖的作用點之間的點角度.導通角是晶閘管在一周期時間內導通得電角度.10.9 有一單相半波可控整流電路，其交流電源電壓U2=220V ,負載電阻RL=10 ,試求輸出電壓平均值Ud的調節(jié)范圍,當=/3，輸出電壓平均值 Ud和電流平均值Id 為多少？并選晶閘管.Ud=1/22sinwtd(wt)=0.45U2(1+cos)/2=0.45*220(1+1)/2=99V 輸出電壓平均值Ud的調節(jié)范圍0-99V當=/3時 Ud= 0.45U2(1+cos)/2=0.45*220*（1+0.866）/2=92.4V 輸出電壓平均值 Ud=92.4V電流平均值Id= Ud/RL =92.4/10 =9.24A10.10 續(xù)流二極管有何作用？為什么？若不注意把它的極性接反了會產生什么后果？續(xù)流二極管作用是提高電感負載時的單相半波電路整流輸出的平均電壓。導通時，晶閘管承受反向電壓自行關斷，沒有電流流回電源去，負載兩端電壓僅為二極管管壓降，接近于零，所以由電感發(fā)出的能量消耗在電阻上。若不注意把它的極性接反會造成帶電感性負載不會得電。10.11 試畫出單相半波可控整流電路帶不同性質負荷時，晶閘管的電流波形與電壓波形。10.12 有一電阻型負載，需要直流電壓 Ud=60V,電流Id=30A供電，若采用單相半波可控整流電路，直接接在220V的交流電網上，試計算晶閘管的導通角。Ud=0.45U2(1+cos)/260=0.45*220*（1+ cos）/2=77.8+=102.2晶閘管的導通角10.13 有一電阻負載需要可調直流電壓Ud= 0V60V, 電流Id=0A10A,現(xiàn)選用一單相半控橋式可控制流電路，試求電源變壓器副邊的電壓和晶閘管與二極管的額定電壓和電流。 Ud=0.9U2(1+cos)/2 60=0.9* U2(1+1)/2 U2=66.7V 電源變壓器副邊的電壓為66.7V 10.14 三相半波可控整流電路，如在自然換相點之前加入觸發(fā)脈沖會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？畫出這時負載側的電壓波形圖。三相半波可控整流電路，如在自然換相點之前加入觸發(fā)脈沖Ua使VS1上電壓為正,若t1時刻向VS1控制極加觸發(fā)脈沖, VS1立即導通,當A相相電壓過零時, VS1自動關斷.10.15 三相半波電阻負載的可控整流電路，如果由于控制系統(tǒng)故障，A相的觸發(fā)脈沖丟失，試畫出控制角=0時的整流電壓波形。10.16 三相橋式全控整流電路帶電阻性負載，如果有一只晶閘管被擊穿，其它晶閘管會受什么影響？ 如果有一只晶閘管被擊穿，其它晶閘管會受影響.造成三相橋式全控整流電路失控.10.17 晶閘管對觸發(fā)電路有哪些要求？觸發(fā)電路主要有那三個環(huán)節(jié)？每個環(huán)節(jié)的功能是什么？晶閘管對觸發(fā)電路的要求是 觸發(fā)電路應能夠供給足夠大的觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流. 由于晶閘管由截止狀態(tài)到完全導通需要一定的時間因此,觸發(fā)脈沖的寬度必須在10微秒以上,才能保證晶閘管可靠觸發(fā).不觸發(fā)時,觸發(fā)電路的輸出電壓應該小于0.15-0.20V為了提高抗干擾能力,必要時可在控制極上加一個1V-2V的負偏壓.觸發(fā)脈沖的前沿要陡,前沿最好在10微秒以上.在晶閘管整流等移相控制的觸發(fā)電路中,觸發(fā)脈沖應該和主回路同步.10.18 單結晶體管自震蕩電路的震蕩頻率是由什么決定的？為獲得較高的震蕩頻率，減小充電電阻R與減小電容C效果是否一樣？R的大小受哪些因素的限制？為什么？ 振蕩周期T=RCln1/1-,主要決定于放電時間常數(shù)RC. 減小充電電阻R與減小電容C效果不一樣, R的大小受峰點電流和谷點電流的限制.因為為確保單接晶體管由截止轉為導通,實際通過充電電阻流入單接晶體管的電流,必須大于峰點電流.當發(fā)射極電壓等于谷點電壓時,為確保單結晶體管導通后恢復截止,實際流過單接晶體管的電流必須小于谷點電流.10.19 為什么晶閘管的觸發(fā)脈沖必須與主電路的電壓同步？ 因為實際應用的晶閘管觸發(fā)電路,必須是觸發(fā)脈沖與主電路電壓同步,要求在晶閘管承受正向電壓的半周內,控制極獲得一個正向的觸發(fā)脈沖的時刻相同,否則由于每個正半周的控制角不同,輸出電壓就會忽大忽小的波動,為此,在電源電壓正半周經過零點時,觸發(fā)電路的電容c必須把電全部放掉,在下一個正半周重新從零開始充電,只有這樣才能確保每次正半周第一個觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時間相同.10.20 在單結晶體管觸發(fā)電路中，改變電阻R為什么能實現(xiàn)移相？移相的目的是什么？ 移相控制時只要改變R ,就可以改變電容電壓uc上升到Up的時間,亦即改變電容開始放電產生脈沖使晶閘管觸發(fā)導通的時刻,從而達到移向的目的. 10.21 試簡述有源逆變器的工作原理，逆變得條件和特點是什么?有源逆變器的工作原理在t1時刻觸發(fā)VS1使之導通,ud=uA,在1-2區(qū)間,udUd.id是增加的,感應電勢eL的極性是左正右負,電感存儲能量,到2點時, udUd此時感應電動勢極性為左負右正,將存儲的能量釋放,ud0,要使電路工作于逆變狀態(tài),必須使Ud 及E的極性與整流狀態(tài)相反,并且要求E=Ud,只有滿足這個條件才能將直流側電能反送到交流電網實現(xiàn)有源逆變.10.22 試論述單相晶閘管橋式逆變器的基本工作原理，如何實現(xiàn)電壓控制？逆變器的換流過程是怎樣進行的？ 單相晶閘管橋式逆變器,如果VS1導通,UAN=Ud,如果VS3導通時,B點相對于負極N電位正,即UBN=Ud.當VS1關斷而VS2導通時,A點電位為負,當關斷VS3而觸發(fā)導通VS4時,B點電位為負,因此周期性得導通和關斷VS1和VS2就會產生一系列正脈沖電壓UAN,同樣周期性的導通和關斷VS3和VS4,會產生同樣的正脈沖電壓.控制的導通時間就會實現(xiàn)電壓的控制.10.23 晶閘管元件串聯(lián)時，應注意哪些問題？元件的均流，均壓方法有那幾種？ 晶閘管元件串聯(lián)時，應注意均壓問題，元件的均壓問題可采取在每個串聯(lián)工作的元件兩端并聯(lián)點組合電容元件，或才采取用變壓器次級線圈分組的方法。元件的均流措施有以下三種方法串聯(lián)電阻均流，串電抗均流，變壓器分組均流。10.24 晶閘管元件的過電壓、過電流保護有哪些方法？ 晶閘管元件的過電壓保護方法有阻容保護裝置，可以保護交流，也可以保護支流側。硒堆和壓敏電阻電阻保護。晶閘管元件的過電流保護方法有：設置快速熔斷器，裝設過流繼電器及快速開關，整流觸發(fā)脈沖移相保護。第九章9.1 何謂開循環(huán)控制系統(tǒng)？何謂閉循環(huán)系統(tǒng)？兩者各有什么優(yōu)缺點？系統(tǒng)只有控制量(輸出量)的單向控制作用,而不存在被控制量的影響和聯(lián)系,這稱之為開環(huán)控制系統(tǒng).優(yōu)點是結構簡單能滿足一般的生產需要.缺點是不能滿足高要求的生產機械的需要.負反饋控制系統(tǒng)是按偏差控制原理建立的控制系統(tǒng),其特點是輸入量與輸出量之間既有正向的控制作用,又有反向的反饋控制作用,形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)或反饋控制系統(tǒng).缺點是結構復雜,優(yōu)點可以實現(xiàn)高要求的生產機械的需要.9.2 什么叫調速范圍、靜差度？它們之間有什么關系？怎樣才能擴大調速范圍。電動機所能達到的調速范圍,使電動機在額定負載下所許可的最高轉速何在保證生產機械對轉速變化率的要求前提下所能達到的最低轉速之比(D).