機(jī)電傳動與控制

1、機(jī)械傳動控制考試題型客觀題（填空10*3、選擇10*2）主觀題（簡答3*5、控制電路分析3*5、電路設(shè)計2*10）-、概念填空、選擇判斷、簡答1生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性大致可分為哪幾種類型？掌握其特性曲線的特點。（1）包轉(zhuǎn)矩型負(fù)載特性：特點是負(fù)載轉(zhuǎn)矩為常量，依照負(fù)載轉(zhuǎn)矩與運動方向的關(guān)系，可以將恒轉(zhuǎn)矩型的負(fù)載轉(zhuǎn)矩分為反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載（方向包與運動方向相反）和位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載（方向恒定，與運動方向無關(guān)）。屬于這一類的生產(chǎn)機(jī)械有提升機(jī)構(gòu)、提升機(jī)的行走機(jī)構(gòu)、皮帶運輸機(jī)以及金屬切反fi篇電玷）住骷后比削機(jī)床等。（2）離心式通風(fēng)機(jī)型負(fù)載特性：這一類型的負(fù)載時按離心力原理工作的，如離心式鼓風(fēng)機(jī)、水泵等的負(fù)載轉(zhuǎn)矩T

2、l與n的二次方成正比Tl=cR,C為常數(shù)。如圖2.5所示（3）直線型負(fù)載特性：直線型負(fù)載的負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tl隨n的增加而成正比地增大，即Tl=C*jC為常數(shù)。如圖2.6所示。E2.5都通叉粒機(jī)械畤3E2.5直裝曼及彼有三(4)恒功率型負(fù)載特性：包功率型負(fù)載的負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tl與轉(zhuǎn)速n成反比，即TL=K/n,或K=Tn8P(P為常量)。例如車床加工、在粗加工時，切削量大，負(fù)載阻力大，開低速；在精加工時，切削量小，負(fù)載阻力小，開高速。當(dāng)選擇這樣的加工方式時，不同的轉(zhuǎn)速下，切削功率其余不變。我37-至友率酶機(jī)械符性2直流他勵電動機(jī)直接啟動特點是？直流發(fā)電機(jī)通常按勵磁方法分類。特點：直流他勵電動機(jī)直接啟動，會有很

3、大的電樞電流，產(chǎn)生很大的沖擊轉(zhuǎn)矩。對電源和負(fù)載都會產(chǎn)生不良的影響。因此，除非是很小功率的電機(jī)，一般不應(yīng)直接啟動。(D(2)直流發(fā)電機(jī)通常按勵磁方法來分類，分為他勵、并勵、申勵和復(fù)勵發(fā)電機(jī)他勵直流發(fā)電機(jī)：勵磁回路的電流由外電源供給，與電樞回路沒有電的聯(lián)系。并勵直流發(fā)電機(jī)：勵磁回路與電樞回路是并聯(lián)的，勵磁回路兩端的電壓相等。申勵直流發(fā)電機(jī)：勵磁電流與電樞回路是串聯(lián)的，勵磁回路與電樞回路的電流相等。復(fù)勵直流發(fā)電機(jī)：主極有兩個勵磁繞組，其一與電樞繞組并聯(lián)，另一個和電樞繞組串聯(lián)。3異步交流電動機(jī)直接啟動特點是？交流發(fā)電機(jī)分類、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動方向等問題(1)a、定子電流大，Ist=(57)In0異步電動機(jī)在接

4、入電網(wǎng)啟動的瞬時，由于轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)，定子旋轉(zhuǎn)磁場以最快的相對速度(即同步轉(zhuǎn)速)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)到很大的轉(zhuǎn)子電動勢和轉(zhuǎn)子電流、從而引起很大的定子電b、啟動轉(zhuǎn)矩較小，Tst=(0.81.5)Tn。啟動時s=1,轉(zhuǎn)子功率因素cos小2很低，因而啟動轉(zhuǎn)矩Tst=KI2stcos小2st卻不大(2)交流發(fā)電機(jī)從原理上分為同步發(fā)電機(jī)、異步發(fā)電機(jī)、單相發(fā)電機(jī)、三相發(fā)電機(jī)。轉(zhuǎn)速問題n=60f/pS=n。一n/n0異步電動機(jī)在額定負(fù)載時，n接近于n。，轉(zhuǎn)差率S很小，一般為0.0150.0604 一般直流電動機(jī)采用什么方式啟動？啟動要注意的點直流電動機(jī)不允許直接啟動，即在啟動時必須設(shè)法限制電樞電

5、流。限制直流電動機(jī)的啟動電流，一般有以下兩種方法：(1)降壓啟動，在啟動瞬間，降低供電電壓。隨著轉(zhuǎn)速n的升高，反電動勢E增大，再逐步提高供電電壓，最后達(dá)到額定電壓UN時，電動機(jī)達(dá)到所要求的轉(zhuǎn)速。(2)在電樞回路內(nèi)用接外加電阻啟動，此時啟動電流將受到外加啟動電阻R的限制。隨著電動機(jī)轉(zhuǎn)速n的升高，反電動勢E增大，再逐步切除外加電阻一直到全部切除，電動機(jī)達(dá)到所要求的轉(zhuǎn)速。5 一般交流電動機(jī)會采用什么方式啟動？啟動要注意的點籠型異步電動機(jī)交流電動機(jī)的啟動電流大（一般約為額定電流的57倍），啟動轉(zhuǎn)矩小。大的啟動電流（由于啟動時間短）對電機(jī)本身來說，尚不至于引起電機(jī)溫度的顯著提高（頻繁啟動除外），但卻會引

6、起電網(wǎng)電壓的顯著降低，因而影響接在同一母線上的其他用電設(shè)備的正常運行。所以對交流電動機(jī)的啟動，必須根據(jù)電容的容量、電動機(jī)的啟動電流的大小及負(fù)載大小等情況做綜合考慮后選擇合適的啟動方法。交流電動機(jī)的常用啟動方式：直接啟動，星形-三角形啟動，自耦變壓器降壓啟動，軟啟動，變頻器啟動。1.1、 全壓直接啟動。全壓啟動是最常用的啟動方式，也稱為直接啟動。它是將電動機(jī)的定子繞組直接接入電源，在額定電壓下啟動，具有啟動轉(zhuǎn)矩大、啟動時間短的特點，也是最簡單、最經(jīng)濟(jì)和最可靠的啟動方式.1.2、 星三角Y-啟動。對于正常運行的定子繞組為三角形接法的鼠籠式異步電動機(jī)來說，如果在啟動時將定子繞組接成星形，待啟動完畢后

7、再接成三成形，就可以降低啟動電流，減輕它對電網(wǎng)的沖擊。這樣的啟動方式稱為星三角減壓啟動，或簡稱為星三角啟動（Y一啟動）。適用于無載或者輕載啟動的場合。并且與其它減壓啟動器相比較，其結(jié)構(gòu)最簡單，價格也最便宜。除此之外，星三角啟動方式還有一個優(yōu)點，即當(dāng)負(fù)載較輕時，可以讓電動機(jī)在星形接法下運行。此時，額定轉(zhuǎn)矩與負(fù)載可以匹配，這樣能使電動機(jī)的效率有所提高，并使之節(jié)約了電力消耗。1.3、 自耦變壓器降壓啟動。自耦變壓器降壓啟動是指電動機(jī)啟動時利用自川變壓器來降低加在電動機(jī)定子繞組上的啟動電壓。待電動機(jī)啟動后,再使電動機(jī)與自耦變壓器脫離，從而在全壓下正常運行。采用自耦變壓器降啟動時，與直接啟動相比較，啟動

8、電壓降低得很多（為額定電壓1/41/7）,而啟動轉(zhuǎn)矩降低得更多；且自耦變壓器不允許頻繁啟動，因而限制了它的廣泛使用。1.4、 軟啟動。軟啟動器是一種集電機(jī)軟起、軟啟動停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的電機(jī)控制裝制利用軟啟動器用接于電源與被控電機(jī)之間來啟動電機(jī)時，控制其內(nèi)部品閘管的導(dǎo)通角，使電機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至啟動結(jié)束，賦予電機(jī)全電壓，即為軟啟動。軟啟動時電壓由零慢慢提升到額定電壓，這樣在啟動過程中的啟動電流，就由過去過載沖擊電流不可控制變成為可控制。可根據(jù)需要調(diào)節(jié)啟動電流的大小。電機(jī)啟動的全過程都不存在沖擊轉(zhuǎn)矩，而是平滑的啟動運行。待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時，啟動過程結(jié)束，

9、軟啟動器自動用旁路接觸取代已完成任務(wù)的品閘管，為電動機(jī)正常運轉(zhuǎn)提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。1.5、 變頻啟動。變頻器亦叫電動機(jī)變頻調(diào)速器.是一種靜止的頻率變換器.它把電力配電網(wǎng)50Hz恒定頻率的交流電變成可調(diào)頻率的交流電.供普通的交流異步電動機(jī)作電源用，其最主要的特點是具有高效率的驅(qū)動性能和良好的控制特性，應(yīng)用變頻器也可以節(jié)約大量電能。繞線異步電動機(jī)的啟動方法、a、逐級切除啟動電阻法b、頻敏變阻器啟動法6 一般規(guī)定電動機(jī)的外加電壓不應(yīng)高于或低于額定值的百分之幾？一般規(guī)定電動機(jī)的外加電壓不應(yīng)高于或低于額定值的士10%7 常用

10、的三相異步電動機(jī)的調(diào)速方法、制動方式有哪些方式，各有何特點。固有機(jī)械特性？人為？異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速表達(dá)式60/；九=(15)(r/min)%所以，調(diào)速有三種方法電源潼率/等.交潦調(diào)速的分類如F：r極時裁注”弁步電動機(jī)定子皖組的蝕對數(shù)滴調(diào)建期用調(diào)速理登定子電函轉(zhuǎn)子電除串博電班闿速理段異步電響境轉(zhuǎn)子電路即接電理南攝兩善搐冠舁生電動機(jī)轉(zhuǎn)子電絡(luò)小橫典動勢制動方式有：(1)反饋制動；由于某種原因異步電動機(jī)的運行速度高于它的同步速度，即nn0,S=(n0-n)/m0,異步電動機(jī)就進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。反饋制動時，電機(jī)從軸上吸取功率后，一部分轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子銅耗，大部分則通過空氣隙進(jìn)入定子,并在供給定子銅耗和鐵耗后，反饋給電

11、網(wǎng)。反饋制動的機(jī)械特性是電動狀態(tài)機(jī)械特性是第一象限向第二象限的延伸或第三象限向第四象限的延伸，如圖所示。(1)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為位能性轉(zhuǎn)矩的起重機(jī)械在下放重物時的反饋制動運行狀態(tài)。(2)電動機(jī)在變極調(diào)速或變頻調(diào)速過程中，極對數(shù)突然增多或供電頻率突然降低，使同步轉(zhuǎn)速n0突然降低時的反饋制動運行狀態(tài)。(2)反接制動電源反接：改變電樞電壓U的方向所產(chǎn)生的反接制動成為電源反接制動。用接電阻的原因：防止過大的電流，另一方面，使制動轉(zhuǎn)矩增大。如果正常運行時異步電動機(jī)三相電源的相序突然改變，即電源反接，這就改變了旋轉(zhuǎn)磁場的方向，電動機(jī)狀態(tài)下的機(jī)械特性曲線就由第一象限的曲線1變成了第三象限的曲線2,如圖所示籠式電動機(jī)

12、應(yīng)在定子電路中用接電阻；線繞式電動機(jī)則應(yīng)在轉(zhuǎn)子電路中用接電阻，這時的人為機(jī)械特性如圖4.38的曲線3所示，制動時工作點由a點轉(zhuǎn)換到d點，然后沿特性3減速，至n=0(e點)，切斷電源。倒拉反接制動：改變電樞電動勢E的方向而產(chǎn)生的反接制動成為倒拉反接制動。場能：倒拉反接制動出現(xiàn)在位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過電磁轉(zhuǎn)矩的時候。制動缺點：電阻上消耗的能量大、準(zhǔn)確停車?yán)щy、若要下降重物，如果電阻值選得不當(dāng)，將仍保持以前的上升趨勢。44官擅成程履新附的機(jī)械幡性(3)能耗制動；是在電動機(jī)定子繞組斷電后，將直流電通入電動機(jī)定子繞組，使之產(chǎn)生靜止的磁場，用來克服運行轉(zhuǎn)動慣性，達(dá)到停止的目的。能耗制動可與時間繼電器配合，在電動

13、機(jī)速度為零時，及時切斷能耗制動電源。異步電動機(jī)能耗制動的原理線路圖一般如圖所示。8PLC的分類、特點、組成。（一）PLC的分類按輸入輸出I/O點數(shù)分小型PLC入出總點數(shù)_256中型PLC入出總點數(shù)2562048大型PLC入出總點數(shù)2048按結(jié)構(gòu)類型分：整體式和模塊式（積木式）按功能分：低檔機(jī)、中檔機(jī)和高檔機(jī)（二）PLC的特點1.可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、適用于惡劣工作環(huán)境2,編程簡單易學(xué)3 .應(yīng)用靈活方便4 .通用性強(qiáng)5,具有完善的監(jiān)視和診斷功能6,體積小、重量輕、功耗小、安裝維護(hù)方便、性價比高（三）PLC的組成、（1）中央控制單元（cpu）（2）存儲器（系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器、變量（數(shù)

14、據(jù)）存儲器）（3）輸入/輸出（I/O）電路（輸入電路、輸出電路）（4）電源部件(5)編程器9接觸器的功能特點、用途；選擇時主要依據(jù)哪些參數(shù)？(1)接觸器用來接通或切斷帶有負(fù)載的主電路或大容量控制電路的自動切換電器。在電力機(jī)車上用于頻繁地接通或切斷正常工作情況的主電路和輔助電路。它的特點是：(a)動作次數(shù)頻繁，每小時開閉次數(shù)可達(dá)1501500次；(b)能通、斷較大電流。一般情況只開斷正常額定電流，而不能開斷短路或故障電流；(c).可以實現(xiàn)一定距離的控制。(2)額定電壓、額定電流、常開主輔觸頭個數(shù)、額定操作頻率等(a)額定電壓.接觸器銘牌額定電壓是指主觸點上的額定電壓如某負(fù)載是380V的三相感應(yīng)電

15、動機(jī)，則應(yīng)選380V的交流接觸器。(b)額定電流.接觸器銘牌額定電流是指主觸點的額定電流；輔助觸頭額定工作電流是考慮到額定工作電壓、額定操作頻率、使用類別以及電壽命而規(guī)定的輔助觸頭的電流值，一般不大于5A。(c)額定操作頻率.額定操作頻率指每小時接通次數(shù)。交流接觸器最高為600次/h;直流接觸器可高達(dá)1200次/h。10時間繼電器的作用、熱繼電器的作用、斷路器的作用。(1)時間繼電器的作用：時間繼電器在電路中起到延時閉合或斷開的作用(2)熱繼電器的作用：利用電流的熱效應(yīng)動作，當(dāng)電動機(jī)的工作電流過大，或電動機(jī)長時間過載工作而出現(xiàn)超過額定的溫升時，自動切斷電動機(jī)電源，達(dá)到保護(hù)電動機(jī)的作用。(3)斷

16、路器的作用：短路保護(hù)，長期過載保護(hù)，電流過大時，過電流脫扣器被吸合頂開鎖鉤斷開主觸點；失壓保護(hù)，當(dāng)電路失壓或電壓過低時，失壓脫扣器脫扣，頂開鎖鉤，主觸點斷開。11中間繼電器與接觸器的差異是？中間繼電器工作原理和交流接觸器一樣，都是由固定鐵芯、動鐵芯、彈簧、動觸點、靜觸點、線圈、接線端子和外殼組成。線圈通電，動鐵芯在電磁力作用下動作吸合，帶動動觸點動作，使常閉觸點分開，常開觸點閉合；線圈斷電，動鐵芯在彈簧的作用下帶動動觸點復(fù)位。主要區(qū)別在于：接觸器的主觸頭可以通過大電流，而中間繼電器的觸頭只能通過小電流。所以，它只能用于控制電路中。它一般是沒有主觸點的，因為過載能力比較小。所以它用的全部都是輔助

17、觸頭，數(shù)量比較多。12掌握短路保護(hù)、過載保護(hù)、零壓(失壓、欠壓)保護(hù)、缺相保護(hù)等相關(guān)概念。(1)短路保護(hù)：為防止用點設(shè)備(電動機(jī)、接觸器等)短路而產(chǎn)生大電流沖擊電網(wǎng)，損壞電源設(shè)備或保護(hù)用電設(shè)備突然流過短路電流而引起用電設(shè)備、導(dǎo)線和機(jī)械上的嚴(yán)重?fù)p壞，可用熔斷器或自動斷路器實現(xiàn)短路保護(hù)。(2)長期過載保護(hù)：長期過載是指電動機(jī)帶有比額定負(fù)載稍高(1.151.25In)的負(fù)載長期運行。這樣會使電動機(jī)等電氣設(shè)備因發(fā)熱而溫度升高，甚至?xí)^設(shè)備所允許的溫升而使電動機(jī)等電氣設(shè)備的絕緣層損壞。所以，對長期過載必須給予保護(hù)，可采用熱繼電器或自動斷路器實現(xiàn)保護(hù)。采用熱繼電器實現(xiàn)過載保護(hù)，當(dāng)電動機(jī)過載時，長時間的發(fā)

18、熱使熱繼電器的觸點動作，斷開控制回路，使電動機(jī)脫離電網(wǎng)。采用自動斷路器實現(xiàn)過載保護(hù)時，自動斷路器接入被保護(hù)的線路中，長期的過電流使熱脫鉤器脫開，從而切斷線路。(2)零壓(欠壓)保護(hù)：為防止因電源電壓的消失或降低引起機(jī)械設(shè)備停止運行，以及當(dāng)故障消失后，在沒有人工操作的情況下設(shè)備自動啟動運行而可能造成機(jī)械或人身事故，可采用零壓(或欠壓)保護(hù)。(3)缺相保護(hù)：缺相保護(hù)就是正常的三相電源其中某一相斷路.原有的三相設(shè)備會降低輸出功率使其不能正常工作.或造成事故.因此對于一些重要的設(shè)備需要加缺相保護(hù)裝置。線路電源缺相時，會產(chǎn)生負(fù)序電流分量，三相電流不均衡或過大，引起電動機(jī)迅速燒毀。為了保障電動機(jī)的安全運行

19、，使其在發(fā)生缺相運行時能及時停止電動機(jī)的運行，避免造成電動機(jī)燒毀事故，一般的電動機(jī)都裝有缺相保護(hù)裝置。簡答題13帶額定負(fù)載運行的三相異步電動機(jī)，在運行中斷了一相熔絲時，可能會出現(xiàn)哪些現(xiàn)象？三相異步電動機(jī)長期缺相運行的后果如何？(1)運轉(zhuǎn)時，如果斷了一相熔絲，就會變成單相，單相會產(chǎn)生脈沖磁場，又由于電動機(jī)的運動慣性，會繼續(xù)切割磁力線產(chǎn)生磁感應(yīng)現(xiàn)象，所以電動機(jī)會繼續(xù)運轉(zhuǎn)下去(2)因為斷線后單相運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的磁感比三相運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的磁通要小,磁通減小使電磁轉(zhuǎn)矩T減小，所以如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL保持原狀態(tài)不變，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不僅會下降，而且會造成轉(zhuǎn)子繞組電流相當(dāng)大，造成燒壞電機(jī)。14PLC

20、輸出繼電器的類型及其特點。PLC輸出繼電器由輸出電路和輸出寄存器組成。為適應(yīng)不同的負(fù)載，輸出電路一般有晶體管、晶閘管和繼電器輸出三種方式。晶體管輸出方式以晶體管電路作為輸出電路，用于直流負(fù)載；品閘管輸出方式以晶閘管作為輸出電路，用于交流負(fù)載；繼電器輸出方式以繼電器作為輸出電路，用于直流負(fù)載和交流負(fù)載。15三相異步電動機(jī)反接制動的工作原理。a.電源反接，旋轉(zhuǎn)磁場反向，轉(zhuǎn)子繞組切割磁場的方向與電動機(jī)狀態(tài)相反，起制動作用，當(dāng)轉(zhuǎn)速降至接近零時，立即切斷電源，避免電動機(jī)反轉(zhuǎn)。b.倒拉反接，當(dāng)位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于電磁轉(zhuǎn)矩的時候，例如為了不使重物下降太快，在提升重物時，在轉(zhuǎn)子電路中用接較大的附加電阻，使電動機(jī)減速至反向，電磁轉(zhuǎn)矩增大，進(jìn)入反接制動狀態(tài)，直至T=工系統(tǒng)達(dá)到平衡。16三相異步電動機(jī)采用Y-換接啟動，是否適用于重載啟動？為何？不適用于重載啟動，Y-降壓啟動的啟動轉(zhuǎn)矩小，