機(jī)電傳動控制課后習(xí)題答案1

第七章第七章第二章機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)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-Tl>0說明系統(tǒng)處于加速，Tm-Tl<0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)。Tm尸、TlTm=TlTm-Tl>0說明系統(tǒng)處于加速。TM/pTLTm>Tl系統(tǒng)的運動狀態(tài)是減速Tm<TlTm-Tl<0說明系統(tǒng)處于減速TMTLTm>Tl系統(tǒng)的運動狀態(tài)是加速tL、Tl%修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(zhuǎn)矩的實際作用方向）TM=TL系統(tǒng)的運動狀態(tài)是減速TM=TL系統(tǒng)的運動狀態(tài)是勻速為什么低速軸轉(zhuǎn)矩大，高速軸轉(zhuǎn)矩??？因為P=Tco,P不變⑴越小T越大，⑴越大T越小。為什么機(jī)電傳動系統(tǒng)中低速軸的GD2逼高速軸的GD2大得多？因為P=Tcd,T=G?D2/375.P=wG?D2/375.,P不變轉(zhuǎn)速越小GD2越大，轉(zhuǎn)速越大GD2越小。一般生產(chǎn)機(jī)械按其運動受阻力的性質(zhì)來分可有哪幾種類型的負(fù)載？可分為1包轉(zhuǎn)矩型機(jī)械特性2離心式通風(fēng)機(jī)型機(jī)械特性3直線型機(jī)械特性4恒功率型機(jī)械特性，4種類型的負(fù)載.在題2.11圖中，曲線1和2分別為電動機(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？哪些不是？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)的平衡交點不是系統(tǒng)的平衡點第三章為什么直流電記得轉(zhuǎn)子要用表面有絕緣層的硅鋼片疊壓而成？直流電機(jī)的轉(zhuǎn)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..一臺直流發(fā)電機(jī)，其部分銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=180kW,UN=230V,nN=1450r/min,刀n=89.5%,試求：①該發(fā)電機(jī)的額定電流；②電流保持為額定值而電壓下降為100V時，原動機(jī)的輸出功率（設(shè)此時“二4N）Pn=UnIn180KW=230*InIn=782.6A該發(fā)電機(jī)的額定電流為782.6AP=In100/t]nP=87.4KW已知某他勵直流電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)如下：Pn=7.5KW,Un=220V,nN=1500r/min,4n=88.5%,試求該電機(jī)的額定電流和轉(zhuǎn)矩。Pn=UnInqN7500W=220V*In*0.885In=38.5ATN=9.55PN/nN=47.75Nm3.11為什么直流電動機(jī)直接啟動時啟動電流很大？電動機(jī)在未啟動前n=0,E=0,而Ra很小，所以將電動機(jī)直接接入電網(wǎng)并施加額定電壓時，啟動電流將很大.Ist=UN/Ra3.14直流用勵電動機(jī)能否空載運行？為什么？申勵電動機(jī)決不能空載運行，因為這時電動機(jī)轉(zhuǎn)速極高，所產(chǎn)生的離心力足以

將繞組元件甩到槽外，還可能用勵電動機(jī)也可能反轉(zhuǎn)運行.但不能用改變電源極性的方法，因這時電樞電流Ia與磁通小同時反響，使電瓷轉(zhuǎn)矩T依然保持原來方向，則電動機(jī)不可能反轉(zhuǎn).第四章4.1有一臺四極三相異步電動機(jī)，電源電壓的頻率為50Hz,滿載時電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率為0.02求電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子電流頻率。no=60f/p=60*50/2=1500r/min電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速S=(n0no=60f/p=60*50/2=1500r/min電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速0.02=(1500-n)/1500n=1470r/min1500r/min.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速1470r/min,轉(zhuǎn)子電流頻率.f2=Sfi=0.02*50=1Hz三相異步電動機(jī)帶動一定的負(fù)載運行時，若電源電壓降低了，此時電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩、電流及轉(zhuǎn)速有無變化？如何變化？若電源電壓降低，電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩減小，電流也減小.轉(zhuǎn)速不變.有一臺三相異步電動機(jī)，具技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。型號PN/kWUn/V滿載時Ist/INTst/TnTmax/Tn-1nN/r?minIn/AqnXIOOcosdY132S-63220/38096012.8/7.2830.756.52.02.0試求：①線電壓為380V時，三相定子繞組應(yīng)如何接法?②求n0,P，SN,TN,Tst,Tmax和1st；③額定負(fù)載時電動機(jī)的輸入功率是多少？①線電壓為380V時，三相定子繞組應(yīng)為Y型接法.②TN=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=3③4=Pn/P輸入P輸入=3/0.83=3.61三相異步電動機(jī)正在運行時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，這時電動機(jī)的電流會如何變化？對電動機(jī)有何影響？電動機(jī)的電流會迅速增加，如果時間稍長電機(jī)有可能會燒毀.三相異步電動機(jī)斷了一根電源線后，為什么不能啟動？而在運行時斷了一線，為什么仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動？這兩種情況對電動機(jī)將產(chǎn)生什么影響？三相異步電動機(jī)斷了一根電源線后，轉(zhuǎn)子的兩個旋轉(zhuǎn)磁場分別作用于轉(zhuǎn)子而產(chǎn)生兩個方向相反的轉(zhuǎn)矩，而且轉(zhuǎn)矩大小相等。故其作用相互抵消，合轉(zhuǎn)矩為零，因而轉(zhuǎn)子不能自行啟動，而在運行時斷了一線，仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動方向的轉(zhuǎn)矩大于反向轉(zhuǎn)矩，這兩種情況都會使電動機(jī)的電流增加4.11有一臺三相異步電動機(jī)，其銘牌數(shù)據(jù)如下:rz~，一…:.-1?..——~PN/kW/e，-1nN/r-minUn/V4NX100cos小NIst/INTst/TNTmax/TN接法401470380900.96.51.22.0△①當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為250N?m時，試問在U=Un和U'=0.8Un兩種情況下電動機(jī)能否啟動？Tn=9.55Pn/nN=9.55*40000/1470=260NmTst/TN=1.2Tst=312NmTst=KR2U2/(R22+X202)=312Nm312Nm>250Nm所以U=Un時電動機(jī)能啟動。當(dāng)U=0.8U時Tst=(0.82)KR2U2/(R22+X202)=0.64*312=199NmTst<TL所以電動機(jī)不能啟動。欲采用Y-△換接啟動，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.45Tn和0.35Tn兩種情況下，電動機(jī)能否啟動？TstY=TsU/3=1.2*Tn/3=0.4Tn當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.45Tn時電動機(jī)不能啟動當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.35Tn時電動機(jī)能啟動若采用自耦變壓器降壓啟動，設(shè)降壓比為0.64,求電源線路中通過的啟動電流和電動機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩。In=Pn/Unqncos(|)nV3=40000/1.732*380*0.9*0.9=75AIst/IN=6.5Ist=487.5A降壓比為0.64時電流=K2Ist2._=0.64*487.5=200A電動機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩T=K2Tst=0.6彳312=127.8Nm線繞式異步電動機(jī)采用轉(zhuǎn)子用電阻啟動時，所用電阻愈大，啟動轉(zhuǎn)矩是否也愈大？線繞式異步電動機(jī)采用轉(zhuǎn)子用電阻啟動時，所用電阻愈大，啟動轉(zhuǎn)矩愈大為什么線繞式異步電動機(jī)在轉(zhuǎn)子用電阻啟動時，啟動電流減小而啟動轉(zhuǎn)矩反而增大？Tst=KR2U2/(R22+X202)當(dāng)轉(zhuǎn)子的電阻適當(dāng)增加時，啟動轉(zhuǎn)聚會增加。異步電動機(jī)有哪幾種調(diào)速方法？各種調(diào)速方法有何優(yōu)缺點？①調(diào)壓調(diào)速這種辦法能夠無級調(diào)速，但調(diào)速范圍不大轉(zhuǎn)子電路用電阻調(diào)速這種方法簡單可靠，但它是有機(jī)調(diào)速，隨著轉(zhuǎn)速降低特性變軟，轉(zhuǎn)子電路電阻損耗與轉(zhuǎn)差率成正比，低速時損耗大。改變極對數(shù)調(diào)速這種方法可以獲得較大的啟動轉(zhuǎn)矩，雖然體積稍大，價格稍高，只能有機(jī)調(diào)速，但是結(jié)構(gòu)簡單，效率高特性高，且調(diào)速時所需附加設(shè)備少。④變頻調(diào)速可以實現(xiàn)連續(xù)的改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，是一種很好的調(diào)速方法。什么叫恒功率調(diào)速？什么叫包轉(zhuǎn)矩調(diào)速？包功率調(diào)速是人為機(jī)械特性改變的條件下，功率不變。包轉(zhuǎn)矩調(diào)速是人為機(jī)械特性改變的條件下轉(zhuǎn)矩不變。簡述恒壓頻比控制方式在額定頻率以下，如果電壓一定而只降低頻率，那么氣隙磁通就要過大，造成磁路飽和，嚴(yán)重時燒毀電動機(jī)。因此為了保持氣隙磁通不變，就要求在降低供電頻率的同時降低輸出電壓，保持u/f二常數(shù)，即保持電壓與頻率之比為常數(shù)進(jìn)行控制。這種控制方式為恒壓頻比控制方式，又稱恒磁通控制方式。在額定頻率以下，磁通恒定時轉(zhuǎn)矩也恒定，因此，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。第六章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(dāng)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.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(shè)備的不能正常運行.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(dá)到15倍的工作電流，所以線圈會過熱.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(fù)載主回路.繼電器主要是傳遞信號，根據(jù)輸入的信號到達(dá)不同的控制目的.為什么熱繼電器不能做短路保護(hù)而只能作長期過載保護(hù)？而熔斷器則相反，為什么？因為熱繼電器的發(fā)熱元件達(dá)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(jī)的損壞.而熔短期，電源一旦短路立即動作，切斷電源.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(zhǔn)確性高，容易復(fù)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(hù)的熱脫扣器.時間繼電器的四個延時觸點符號各代表什么意思？

得電延時閉合的動合觸點得電延時斷開的動斷觸點失電延時閉合的動斷觸點失電延時斷開的動合觸點為什么電動機(jī)要設(shè)有零電壓和欠電壓保護(hù)？零電壓和欠電壓保護(hù)的作用是防止當(dāng)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.,要求三臺電動機(jī)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(shè)計此控制線路。試設(shè)計一臺異步電動機(jī)的控制線路。要求:①能實現(xiàn)啟停的兩地控制①能實現(xiàn)啟停的兩地控制;②能實現(xiàn)點動調(diào)整;③能實現(xiàn)單方向的行程保護(hù)；④要有短路和長期過。第七章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CPUa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(guān)接點的信號狀態(tài)，并將其轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)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(diào)試，檢查和監(jiān)視.還可以顯示PLC的各種狀態(tài).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(jī)的電器隔離，提高抗干擾性.2避免外電路出故障時，外部強(qiáng)電侵入主機(jī)而損壞主機(jī).3電平交換，現(xiàn)場開關(guān)信號可能有各種電平，光電耦合起降他們變換成PLC主機(jī)要求的標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平.何謂掃描周期？試簡述的工作過程.o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(nèi)容進(jìn)行邏輯運算.3并輸出控制信號，根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，輸出狀態(tài)寄存器向各輸出點發(fā)出相應(yīng)的控制信號.實現(xiàn)所要求的邏輯控制功能.PLC有哪些主要特點？PLC的主要特點是①應(yīng)用靈活,擴(kuò)展性好.②操作方便準(zhǔn)化的硬件和軟件設(shè)計，通用性強(qiáng).完善的監(jiān)視和診斷功能.適應(yīng)惡劣的工業(yè)應(yīng)用環(huán)境.制功能強(qiáng)第九章何謂開循環(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(jié)構(gòu)簡單能滿足一般的生產(chǎn)需要.缺點是不能滿足高要求的生產(chǎn)機(jī)械的需要.負(fù)反饋控制系統(tǒng)是按偏差控制原理建立的控制系統(tǒng)，具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(jié)構(gòu)復(fù)雜，優(yōu)點可以實現(xiàn)高要求的生產(chǎn)機(jī)械的需要.什么叫調(diào)速范圍、靜差度？它們之間有什么關(guān)系？怎樣才能擴(kuò)大調(diào)速范圍。電動機(jī)所能達(dá)到的調(diào)速范圍，使電動機(jī)在額定負(fù)載下所許可的最高轉(zhuǎn)速何在保證生產(chǎn)機(jī)械對轉(zhuǎn)速變化率的要求前提下所能達(dá)到的