第五版機(jī)電傳動(dòng)控制復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1、機(jī)電傳動(dòng)控制復(fù)習(xí)重點(diǎn) 一：知識(shí)點(diǎn)加快機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)過渡過程的方法要想加快機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)過渡過程，即減少過渡時(shí)間，應(yīng)設(shè)法減小系統(tǒng)的飛輪轉(zhuǎn)矩 GD2和增大動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩Td.直流電機(jī)的感應(yīng)電勢：E = k饑e與電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)，稱電勢常數(shù)為每一對極的磁通（WB）n為電樞轉(zhuǎn)速（r/min）E為電動(dòng)勢（V）直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩：與電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)，稱轉(zhuǎn)矩常數(shù)，=9.55k為每一對極的磁通（WB）Ia為電樞總電流（A）直流發(fā)電機(jī)的分類直流發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行受勵(lì)磁繞組連接方法的影響，因此直流發(fā)電機(jī)按歷次方法來分 類，分為他勵(lì)，并勵(lì)，串勵(lì)和復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)。他勵(lì)調(diào)節(jié)方法中改變電動(dòng)機(jī)電樞供電電壓屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。P38三項(xiàng)

2、異步電動(dòng)機(jī)為什么叫做異步？定子通三相電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，異步是指磁場旋轉(zhuǎn)與電 動(dòng)面轉(zhuǎn)子不是同步的，磁場比轉(zhuǎn)子提前一定的角度為什么轉(zhuǎn)子頻率即產(chǎn)生電流的頻率電機(jī)直接啟動(dòng)，反轉(zhuǎn)啟動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)，意義，特性直接啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：是所需設(shè)備少，啟動(dòng)方式簡單，成本低。電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng) 的電流是正常運(yùn)行的5倍左右，理論上來說，只要向電動(dòng)機(jī)提供電源的線路和變 壓器容量大于電動(dòng)機(jī)容量的5倍以上的，都可以直接啟動(dòng)。這一要求對于小容量 的電動(dòng)機(jī)容易實(shí)現(xiàn)，所以小容量的電動(dòng)機(jī)絕大部分都是直接啟動(dòng)的，不需要降壓 啟動(dòng)。缺點(diǎn)：對于大容量的電動(dòng)機(jī)來說，一方面是提供電源的線路和變壓器容量 很難滿足電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的條件，

3、另一方面強(qiáng)大的啟動(dòng)電流沖擊電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)， 影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命，對電網(wǎng)不利，所以大容量的電動(dòng)機(jī)和不能直接啟動(dòng)的電 動(dòng)機(jī)都要采用降壓啟動(dòng)。反接制動(dòng)常用于位能性負(fù)載（如起重機(jī)），限制重物下放速度。=60f/p同步轉(zhuǎn)速 與電流頻率成正比而與磁極對數(shù)成反比8.S= -n/由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不等于同步轉(zhuǎn)速，所以把這種電動(dòng)機(jī)稱為異步電動(dòng)機(jī)，S稱為轉(zhuǎn)差 率 9.異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性（P64） 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性有固有的機(jī)械特性和人為的機(jī)械特性之分。1、固有機(jī)械特性：它上面有4個(gè)特殊點(diǎn)。（1）電動(dòng)機(jī)在沒有任何負(fù)載情況下的空轉(zhuǎn)，即T=0，n= （S=0）此時(shí)轉(zhuǎn)速最大， 此點(diǎn)即電動(dòng)機(jī)的理想空載點(diǎn)。（2）電動(dòng)機(jī)

4、在有負(fù)載情況下的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，即T= n= （S=）此時(shí)為電動(dòng)機(jī)的額 定工作點(diǎn)。=9.55 /= - / （符號(hào)均為額定狀態(tài)）（3）電動(dòng)機(jī)在剛啟動(dòng)的時(shí)刻，即沒有轉(zhuǎn)起來，所克服轉(zhuǎn)子自重時(shí)轉(zhuǎn)矩的時(shí)候，此 點(diǎn)為電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)工作點(diǎn)。（4）電動(dòng)機(jī)在拖動(dòng)負(fù)載最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，速度也比較適中時(shí)，此點(diǎn)位電動(dòng)機(jī)的臨界工 作點(diǎn)。在此時(shí)電壓如果過低或有巨大沖擊負(fù)載，就會(huì)造成電動(dòng)機(jī)停機(jī)。2、人為機(jī)械特性（1）電壓降低電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，如電壓降低太多，會(huì)大大降低它的過載能力與啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，甚至 是電動(dòng)機(jī)發(fā)生帶不動(dòng)負(fù)載或者根本不能啟動(dòng)的現(xiàn)象。此外就是啟動(dòng)后電機(jī)也會(huì)被 燒壞。（2）定子電路接入電阻，此時(shí)最大轉(zhuǎn)矩要比原來的大；轉(zhuǎn)子電路串電阻

5、或改變定 子電源頻率，此時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要增大，最大轉(zhuǎn)矩不變。11.按時(shí)間原則控制的異步電動(dòng)機(jī)定子繞組串接電阻啟動(dòng)電路二：習(xí)題2.3試列出以下幾種情況下系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式，并說明系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是加速、 減速還是勻速？（圖中箭頭方向表示轉(zhuǎn)矩的實(shí)際作用方向）答：a勻速，b減速，c減速，d加速，e減速，f勻速2.11如圖所示，曲線1和2分別為電動(dòng)機(jī)和負(fù)載的機(jī)械特性，試判斷哪些是系統(tǒng) 的穩(wěn)定平衡點(diǎn)？哪些不是？是穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)點(diǎn)，其余都是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)。4.6有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)參數(shù)如圖所示1）線電壓為380v時(shí)，三相繞組如何接法？2）求，p, 和Y132s-63220/38096012.8/7.2830.756

6、.52.02.0解線電壓為380V時(shí)，三相定子繞組應(yīng)為Y型接法. TN=9.55PN/nN=9.55*3000/960=29.8NmTst/TN=2Tst=2*29.8=59.6NmTmax/TN=2.0Tmax=59.6NmIst/IN=6.5Ist=46.8A一般nN=(0.94-0.98)n0n0=nN/0.96=1000r/minSN=(n0-nN)/n0=(1000-960)/1000=0.04P=60f/n0=60*50/1000=3 n =PN/P 輸入 P 輸入二3/0.83=3.614.11有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)參數(shù)如圖所示/KW/V(r/min)%接法40380147

7、0900.96.51.22.0三角形1)當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為250N*m時(shí)，在U=和U=0.8 兩種情況下，電機(jī)能否啟動(dòng)?TN=9.55PN/nN二9.55*40000/1470=260NmTst/TN=1.2Tst=312NmTst=KR2U2/ (R22+X202) =312Nm312Nm250Nm所以U=UN時(shí)電動(dòng)機(jī)能啟動(dòng)。當(dāng) U=0.8U 時(shí) Tst= (0.82) KR2U2/ (R22+X202) =0.64*312=199NmTstn0時(shí)一部電動(dòng)機(jī)處于發(fā) 電狀態(tài).這時(shí)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場的方向與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)的方向相反.電流改變 了方向，電磁轉(zhuǎn)矩也隨之改變方向.反接制動(dòng)電源反接改變電動(dòng)機(jī)的

8、三相電源的相序，這就改變了旋轉(zhuǎn)磁場的方向，電 磁轉(zhuǎn)矩由正變到負(fù)，這種方法容易造成反轉(zhuǎn).倒拉制動(dòng)出現(xiàn)在位能鮑轉(zhuǎn)矩超過 電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)候，例如起重機(jī)放下重物時(shí),機(jī)械特性曲線如下圖，特性曲線由a到b, 在降速最后電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)當(dāng)?shù)竭_(dá)d時(shí)，T=TL系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，能耗制動(dòng)首先將三項(xiàng)交流電源斷開，接著立即將一個(gè)低壓直流電圓通入定子繞組. 直流通過定子繞組后，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部建立了一個(gè)固定的磁場,由于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體 內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)電勢和電流，該電流域恒定磁場相互作用產(chǎn)生作用方向與轉(zhuǎn)子實(shí)際 旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)矩，所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，此時(shí)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)儲(chǔ)存的機(jī)械能被電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成電能消耗在轉(zhuǎn)子電路的電阻中.4. 24同步電動(dòng)

9、機(jī)的工作原理與異步電機(jī)的有何不同？異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子沒有直流電流勵(lì)磁,它所需要的全部磁動(dòng)勢均由定子電流產(chǎn)生, 所以一部電動(dòng)機(jī)必須從三相交流電源吸取滯后電流來建立電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)所需要的 旋轉(zhuǎn)磁場，它的功率因數(shù)總是小于1的，同步電動(dòng)機(jī)所需要的磁動(dòng)勢由定子和轉(zhuǎn)子 共同產(chǎn)生的當(dāng)外加三相交流電源的電壓一定時(shí)總的磁通不變，在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中 通以直流電流后，同一空氣隙中,又出現(xiàn)一個(gè)大小和極性固定，極對數(shù)與電樞旋轉(zhuǎn) 磁場相同的直流勵(lì)磁磁場，這兩個(gè)磁場的相互作用，使轉(zhuǎn)子北電樞旋轉(zhuǎn)磁場拖動(dòng)著 一同步轉(zhuǎn)速一起轉(zhuǎn)動(dòng).4.25 一般情況下，同步電動(dòng)機(jī)為什么要采用異步啟動(dòng)法？答：因?yàn)檗D(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),加以直流勵(lì)磁，產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁

10、場，并以同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，兩 者相吸，定子旋轉(zhuǎn)磁場欲吸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，但由于轉(zhuǎn)子的慣性，它還沒有來得及轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 旋轉(zhuǎn)又到了極性相反的方向，兩者又相斥，所以平均轉(zhuǎn)矩為零，不能啟動(dòng).4.26為什么可以利用同步電動(dòng)機(jī)來提高電網(wǎng)的功率因數(shù)？答：當(dāng)直流勵(lì)磁電流大于正常勵(lì)磁電流時(shí),電流勵(lì)磁過剩，在交流方面不僅無 需電源供電，而且還可以向電網(wǎng)發(fā)出感性電流與電感性無功功率，正好補(bǔ)償了電網(wǎng) 附近電感性負(fù)載,的需要.使整個(gè)電網(wǎng)的功率因數(shù)提高.5.1通過分析步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理和通電方式，可得出哪幾點(diǎn)結(jié)論？答：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的位移和輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比,這就不會(huì)引起誤差的積累. 其轉(zhuǎn)速與脈沖頻率和步矩角有關(guān)，控制輸入脈沖數(shù)量，頻率

11、即電動(dòng)機(jī)各組的接通次 序，可以得到各種需要的運(yùn)行特征.5.4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角之含義是什么？ 一臺(tái)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以有兩個(gè)步距角，例 如，3o/1.5o，這是什么意思？什么是單三拍、單雙六拍和雙六拍？答：每當(dāng)輸入一個(gè)電脈沖時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)過的一個(gè)固定的角度,這個(gè)角度稱之為 步矩角.一臺(tái)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有兩個(gè)步矩角，說明它有兩種通電方式,3o得意思是單拍 時(shí)的步矩角.1.5o得意思是單雙拍或雙拍似的步矩角單三拍:每次只有一相繞阻通電，而每個(gè)循環(huán)只有三次通電單雙六拍:第一次通電有一相繞阻通電，然后下一次又兩相通電，這樣交替循環(huán)運(yùn) 行，而每次循環(huán)只有六次通電雙三拍:每次又兩相繞阻通電,每個(gè)循環(huán)由六次通電5.5 一

12、臺(tái)五相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，采用五相十拍運(yùn)行方式時(shí)，步距角為1.5o，若 脈沖電源的頻率為3000Hz，試問轉(zhuǎn)速是多少？（此題答案我覺得有點(diǎn)小問題，要 么把P換算成弧度制，要么將2n換成360，最后結(jié)果750r/min）答：n=P f*60/2n =1.5*3000*60/2*3.14=42993.6r/min 轉(zhuǎn)速是 42993.6r/min5.10步距角小、最大靜轉(zhuǎn)距大的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，為什么啟動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率高？答：n=P f*60/2n f=nn /p *30。越小運(yùn)行f就越高6.7電磁繼電器與接觸器的區(qū)別主要是什么？答：授觸器是在外界輸入信號(hào)下能夠自動(dòng)接通斷開負(fù)載主回路.繼電器主要是傳 遞信

13、號(hào)，根據(jù)輸入的信號(hào)到達(dá)不同的控制目的.6.8電動(dòng)機(jī)中的短路保護(hù)、過電流保護(hù)和長期過載（熱）保護(hù)有何區(qū)別？答：電動(dòng)機(jī)中的短路保護(hù)是指電源線的電線發(fā)生短路，防止電動(dòng)機(jī)過大的電樞電 路而損壞.自動(dòng)切斷電源的保護(hù)動(dòng)作.過電流保護(hù)是指當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生嚴(yán)重過載時(shí)，保護(hù)電動(dòng)機(jī)不超過最大許可電流.長期 過載保護(hù)是指電動(dòng)機(jī)的短時(shí)過載保護(hù)是可以的，但長期過載時(shí)電動(dòng)機(jī)就要發(fā)熱，防 止電動(dòng)機(jī)的溫升超過電動(dòng)機(jī)的最高絕緣溫度.6.12時(shí)間繼電器的四個(gè)延時(shí)觸點(diǎn)符號(hào)各代表什么意思？答：1M先啟動(dòng)后，才允許2M啟動(dòng)；2M先停止，經(jīng)一段時(shí)間后1M蔡自動(dòng)停 止，且2M；兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)均有短路、長期過載保護(hù)；6.23試設(shè)計(jì)一條自動(dòng)運(yùn)輸線，有

14、兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，1M拖動(dòng)運(yùn)輸機(jī)，2M拖動(dòng)寫料及。要求：1M先啟動(dòng)后，才允許2M啟動(dòng)；2M先停止，經(jīng)一段時(shí)間后1M蔡自動(dòng)停止，且2M可以單獨(dú)停止；兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)均有短路、長期過載保護(hù)6.24題6.24圖為機(jī)床自動(dòng)間歇潤滑的控制線路圖，其中接觸器KM為潤滑油泵電 動(dòng)機(jī)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(guān)S和按鈕SB的作用。答：SB按鈕為人工的點(diǎn)動(dòng)控制.S自動(dòng)的間歇潤滑，按下后KM得電，電動(dòng)機(jī)工作，1KT得電，經(jīng)過一段時(shí)間后,動(dòng)合觸點(diǎn)閉合K得電，同時(shí)KM失電，電動(dòng)機(jī)停止工作,2KT得電一段時(shí)間后，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開,K閉合電動(dòng)機(jī)重新工作.6.25試設(shè)計(jì)