《2022年机电传动传动控制考试复习和课后习题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年机电传动传动控制考试复习和课后习题.docx（25页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 机电传动掌握1. 机电传动定义：又称电力传动或电力拖动就是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称恒功率型2. 几种典型机械特性：恒转矩型机械特性离心式通风机型机械特性直线型机械特性机械特性3. 机械特性：力力矩与运动参数包括位移、速度、加速度之间的关系；生产机械的机械特性：n=f T L 系统应能以肯定速度匀速运转；系统受某种外部干扰作用使电机的机械特性：n=f T M 4.机电传动系统的稳固运行包含两重含义：运行速度稍有变化时,应保证在干扰排除后系统能复原到原先的运行速度；5. 稳固运行的充要条件是：生产机械的机械特性曲线与电动机的机械特
2、性曲线有交点；在平稳点对应 的转速之上应保证 TMTL ；7. 直流电机的基本结构：定子：主磁极、换向极、机座、轴承、电刷 转子：电枢铁心、电枢绕组、轴、换向器8. 直流电机工作原理：发电机：导体在磁场内作切割磁力线运动,导体中便感应出电动势；电磁感应电势方程式：电动机：通电导体在磁场中要受到电磁力矩的作用；因此只要电枢绕组里有电流外电源供应或感 应电流,在磁场中就会受到电磁力的作用；转矩方程式：9.直流发电机和直流电动机电磁转矩的作用不同：发电机的电磁转矩是阻转矩；电动机的电磁转矩是驱动转矩；10.直流发电机和直流电动机的电势作用也不同：直流发电机的电势是有益的；直流电动机的电势是反电势,他
3、的方向总是与电源的电压方向相反；11.励磁方式：是指励磁绕组如何供电,以产生励磁磁场；12. 直流发电机励磁方法的分类：他励：励磁电流由外电源供电,不受电枢端电压或电流的影响并励：励磁绕组与电枢绕组并联 串励：励磁绕组与电枢绕组串联 复励：一部分并联,一部分串联13.机械特性硬度：1肯定硬特性 b ,如沟通同步电动机的机械特性 2硬特性 b 10,如直流他励电动机的机械特性 3软特性 b 0 时：系统加速；dtTd=0 时：系统稳速；Td0 时,系统减速或反向加速2.3 试列出以下几种情形下见题图 系统的运动方程式,并说明系统的运动状态是加速,图中箭头方向表示转矩的实际作用方向2.4 多轴拖动
4、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就？转动惯 量折算为什么依据折算前后动能不变的原就？答：在多轴拖动系统情形下,为了列出这个系统运动方程,必需先把各传动部分的转矩和转动惯量或直线 运动部分的质量都折算到电动机轴上；由于负载转矩是静态转矩,所以可依据静态时功率守恒原就进行折算；由于转动惯量和飞轮转矩与运动系统动能有关,所以可依据动能守恒原就进行折算；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？答：恒转矩型、泵类、直线型、恒功率型；2.10 抵抗静态转矩与位能静态转矩有何区分,各有什么特点？答：抵抗性恒转矩负载恒与运动方向相反；名师归纳总结
5、 - - - - - - -第 2 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 位能性恒转矩负载作用方向恒定,与运动方向无关；3.3 一台他励直流电动机所拖动的负载转矩TL= 常数,当电枢电压或附加电阻转变时,能否转变其稳固运行状态下电枢电流的大小？为什么？这时拖动系统中哪些量要发生变化？. 答：不能；由于,常数 = TL =T=Kt Ia ；. 但 Ia 并不是始终不变； 因 U=E+IaRa+Rad ,Rad , Ia ,T ,n , Ia , T , T=Kt Ia = TL = 常数；. 转速 n 与电动机的电动势都发生转变；一台他励直流电动机在稳固运行时,电枢反
6、电势 E=E1,如负载转矩 TL= 常数,外加电压和电枢电路中的电阻均不变,问减弱励磁使转速上升到新的稳固值后,电枢反电势将如何变化？是大于、小于仍是等于 E1？答：由于 T K t I a T L 常数当 时,Ia由 U=E+IaRa ,EUIaRa,当 Ia 时,E ,所以： EE1 直流他励电动机启动时,为什么肯定要先把励磁电流加上,假设忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通, 这时会产生什么现象试从 TL=0 和 TL=TN 两种情形加以分析？当电动机运行在额定转速下,假设突然将励磁绕组断开,此时又将显现什么情形？答： 当 TL=0 启动时：由于励磁绕组有肯定剩磁,使 0；启动时,
7、 n0,E0,依据 UN=E+IaRa 知,UN 全加在电阻 Ra 上,产生很大的 Ia 1020IN ,但由于 0,所以 TKt Ia 并不大,由于 TL 0,所以动转矩大于 0,系统会加速启动；启动后, 虽有 n,使 E 变大点, 但由于 0,所以 E 仍不大,UN大部分仍要加在电阻 Ra 上,产生很大 Ia 和不大的 T,使系统不断加速；当系统到达“ 飞车 ” 时,在相当大的某一 n 稳速运行时,TKt Ia=TL 0,所以 Ia 0,此时, E 相当大, UN 几乎和 E 平稳；当 TL=TN 启动时： n0,E0,依据 UN=E+IaRa 知,UN 全加在电阻 Ra 上,产生很大的
8、Ia 1020IN ,但由于 0,所以 T Kt Ia 并不大,由于 TL= TN ,所以系统无法启动；当电动机运行在额定转速下,T Kt NIaN = TL TN ,nnN,此时断开励磁, 0,虽然仍有 n nN,但 E 0,依据 UN=E+IaRa 知,UN 全加在电阻 Ra 上,产生很大的 Ia,但由于 0,所以 TKt Ia 并不大,由于 TL= TN ,所以 T TL ,系统逐步减速到停车；. 3.15 一台直流他励电动机,其额定数据如下：PN=2.2KW,UN=Uf=110V,nN=1500r/min, ；试求：. 额定电枢电流 IaN; . PN=UNIaN N 2200=110
9、 IaN IaN=25A . 额定励磁电流 IfN; Uf= RfIfN . 励磁功率 Pf; Pf= UfIfN=146.3W . 额定转矩 TN; TN=9.55 PN/ nN=14Nm . 额定电流时的反电势； 25=100V . 直接启动时的启动电流；Ist=UN/Ra=110/0.4=275A . 假如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？. 启动电阻： 2IN= UN/ Ra+Rst . 启动转矩： Ke T=Kt 直流电机用电枢电路串电阻的方法启动时,为什么要逐步切除启动电阻？切除太快,会带来什么后果？答：见书上图；假如只一段启动电阻,当
10、启动后,把电阻一下切除,就电流会超过 2IN ,冲击大；所以应采用逐级切除电阻方法,切除太快,也会产生电流冲击大,见书上图；3.17 转速调剂调速与固有的速度变化在概念上有什么区分？答：调速：在肯定负载条件下,人为地转变电动机的电路参数,以转变电动机的稳固转速；速度变化：由于电动机负载转矩发生变化而引起的电动机转速变化；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 直流电动机的电动与制动两种运转状态的根本区分何在？答：电动：电动机发出的转矩T 与转速 n 方向相同；制动：T 与 n 相反；他励直流电动机有哪几种制动方法？它们的
11、机械特性如何？试比较各种制动方法的优缺点；答：反馈制动：运行在二、四象限,转速大于抱负空载转速；用于起重机调速下放重物,电网吸取电能,运行经济；电源反接制动：制动快速,能量靠电阻吸取,但简洁反向启动；倒拉反接制动：可得较低下降速度,对TL 大小估量不准,本应下降,或许会上升,特性硬度小,稳固性差,电阻消耗全部能量；能耗制动：用于快速精确停车及恒速下放重物,电阻消耗全部能量；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将电枢电源突然反接,试利用机 械特性从机电过程上说明：1从反接开头到系统到达新的稳固平稳状态之间,电动机经受了几种运行状态？最终在什么状态下建立系统新的稳固平稳点
12、？2各种状态下转速变化的机电过程怎样？答：1经受反接制动、反向电动、反向回馈制动,最终在反向回馈制动运行状态下建立系统新的稳固平衡点；2当电压反向时, n 不变, 电压平稳方程式： UE IaRa+Rad,Ia=-U-E/Ra+Rad0,T 0,产生制动；当 TTL 时,仍会 反向 n E Ia T ,到达 TTL ,到达 e 点,稳速运行；有一台四极三相异步电动机,电源电压的频率为50Hz,满载时电动机的转差率为,求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率；答：n060fn 0f 160501500r/min 1.002 15001470 r/minp2由于S Nn 0nN,n N 1S N
13、 n0f2S N0 . 02501Hz当三相异步电动机的负载增加时,为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？答：当负载增加时,转子电流增加；由于转子相当于变压器的副边,而定子相当于变压器的原边,所以当转子电流增加时,定子电流也会增加；5.5 三相异步电动机带动肯定的负载运行时,假设电源电压降低了,此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？答：原先运行在a 点,当电压减小时,运行在b 点,ba由于 n 不变,s 不变,所以cos 2 不变根 据T=Km由于 U,所以当 U I2 时,c I2cos 2 知：T ,此后： n s I2 T 直到 c点；c 点和 a点比,由于 U ,而且 s
14、cos 2 ,依据T=Km I2cos 2TL 常数,知： I2 TN 有一台三相异步电动机,其铭牌数据如下：名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - PN/kW nN/r min-1 UN/V N 100 cos N Ist/IN Tst/TN Tmax/TN 接法40 1470 380 90 U=UN 和两种情形下电动机能否启动？当负载转矩为250N m 时,试问在 40000/1470=260Nm Tst/TN=1.2 Tst=TN 1.2=312Nm 312 Nm250Nm , 所以 U=UN 时 电动机能启动；当
15、时,由于 TU2, 所以 312=199 Nm ,Tst 1,此时,沟通伺服电动机当Uc0 时, T 总是制动性的；这样便排除自转且能快速停止；时间继电器的四个延时触点符号各代表什么意思？8.16 要求三台电动机1M 、2M 、3M 按肯定次序启动：即1M 启动后, 2M 才能启动； 2M 启动后 3M 才能启动；停车时就同时停；试设计此掌握线路；1M 拖动运输机2M 拖动卸料；8.25 试设计一条自动运输线,有两台电动机,名师归纳总结 要求： 1M 先启动后,才答应2M 启动； 2M 先停止,经一段时间后1M 才自动停止,且2M 可以单独停止；两台电动机均有短路、长期过载爱护；第 6 页,共
16、 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 8.26如图为机床自动间歇润滑的掌握线路图,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,掌握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；1.开关 S 实现自动的间歇润滑,关闭后 KM 得电,电动机工作,1KT 得电,经过一段时间后,动合触点闭合, K 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 的常闭点闭合,电动机重新工作；按钮为人 工的点动掌握 . 8.27 试设计 1M 和 2M 两台电动机次序启,停的掌握线路；
17、要求：11M 启动后, 2M 立刻自动启动；21M 停止后,延时一段时间,2M 才自动停止；32M 能点动调整工作；4两台电动机均有短路,长期过载爱护；10.1 晶闸管的导通条件是什么？导通后流过晶闸管的电流打算于什么？晶闸管由导通转变为阻断的条件是什么？阻断后它所承担的电压大小打算于什么？答：导通条件：阳极、掌握极同时加掌握电压；导通后,电流打算于主电压和负载；阻断：阳极电压变 0 或变负；阻断后：承担电压大小打算于主电压；10.5 如题图所示,假设在t1 时刻合上开关S,在 t2 时刻断开S,试画出负载电阻R 上的电压波形和晶闸管上的电压波形；名师归纳总结 - - - - - - -第 7
18、 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 10.8 晶闸管的掌握角和导通角是何含义？答：掌握角：晶闸管元件承担正向电压起始点到触发脉冲的作用点之间的电角度；导通角：晶闸管在一周期内导通的电角度；10. 10 续流二极管有何作用？为什么？假设不留意把它的极性接反了会产生什么后果？答：当电源电压变负时,V 导通,负载上由电感爱护的电流流经二极管；VS 关断,电源负电压不加于负载上；作用：可提高大电感负载时的单相半波可控整流电路整流输出平均电压；极性假设接反：造成短路；10.20 有一单相半波可控整流电路,其沟通电源电压 U2=220V ,负载电阻 RL=10 ,试求输出电
19、压平均值Ud 的调剂范畴 ,当 = /3,输出电压平均值 Ud 和电流平均值 Id 为多少？. Ud=1/2 2U2sinwtdwt=0.45U21+cos /2 . 的变化范畴：0 ,. =0 时, 2201+1/2=99V . = 时,2201-1/2=0V . 所以,输出电压平均值 Ud 的调剂范畴 0-99V . 当 = /3 时 Ud= 0.45U21+cos /2 . 220 /2 .名师归纳总结 .输出电压平均值第 8 页,共 16 页.电流平均值Id= Ud/Rl 10.22 试画出单相半波可控整流电路带不同性质负荷时,晶闸管的电流波形与电压波形；- - - - - - -精选
20、学习资料 - - - - - - - - - 10.23 有一电阻型负载,需要直流电压Ud=60V ,电流 Id=30A 供电,假设采纳单相半波可控整流电路,直接接在 220V 的沟通电网上,试运算晶闸管的导通角. Ud=0.45U21+cos /2 . 220 1+ cos /2 . . + =. = -什么叫调速范畴、静差度？它们之间有什么关系？怎样才能扩大调速范畴？答：电动机在额定负载下所答应的最高转速和在保证生产机械对转速变化率的要求前提下所能到达的最低转速之比叫调速范畴；电动机由抱负空载到额定负载时的转速降与抱负空载转速之比叫静差度；在一个调速系统中,转速降肯定时,在不同的静差度下就
21、有不同的调速范畴；静差度越大,调速范畴也越大；保证在肯定静差度的前提下,扩大系统调速范畴的方法是提高电动机机械特性的硬度,以减小转速降；生产机械对调速系统提出的静态、动态技术的指标有哪些？为什么要提出这些技术指标？. 生产机械对调速系统提出的静态技术指标有：静差度 ,调速范畴 ,调速的平滑性 . . 动态技术指标：最大超调量 ,过渡过程时间 ,振荡次数 . . 由于机电传动掌握系统调速方案的挑选 ,主要是依据生产机械对调速系统提出的调速指标来打算的 . 11.5 有始终流调速系统,其高速时的抱负空载转速 n01=1480r/min, 低速时的抱负空载转速 n02=157/min, 额定负载时的
22、转矩降 nN=10 r/min, 试画出该系统的静特性 .求调速范畴和静差度；. 调速范畴 D = nmax/nmin .静差度 S=S2=n02-nNmin / n02 在无静差调速系统中,为什么要引入 PI 调剂器？比例积分两部分各起什么作用？答： PI 调剂器是一个无差元件,无静差调速系统显现偏差时PI 动作以削除偏差,当偏差为零时停止动作；开头和中间阶段,比例调剂起主要作用,它第一阻挡n 的连续 ,而后使n 快速 ,在末期,n 很小,比例调剂作用不明显,而积分调剂作用就上升到主要位置,它最终排除n,使 n 上升到 n1；名师归纳总结 13.5 一台五相反应式步进电动机,采纳五相十拍运行
23、方式时,步距角为, 假设脉冲电源的频率为3000Hz ,第 9 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 试问转速是多少？.n= f 60/360 3000 60/360=750r/min 例如,这是什么意思？什.转速是 750r/min 13.7 步进电动机的步距角之含义是什么？一台步进电动机可以有两个步距角,么是单三拍、单双六拍和双三拍？.每当输入一个电脉冲时,电动机转过的一个固定的角度,这个角度称之为步矩角. .一台步进电动机有两个步矩角,说明它通电方式不同；3o 是单拍或双拍时的步矩角；是单双拍时的步矩角 . .单三拍 :每次只有一相绕
24、阻通电,而每个循环有三次通电,这样交替循环运行,而每次循环有六.单双六拍 :第一次通电有一相绕阻通电,然后下一次又两相通电次通电 . .双三拍 :每次又两相绕阻通电,每个循环有六次通电. 第一章机电传动 又称电力传动或电力拖动就是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称晶闸管、晶体管掌握：掌握特性好,反应快,寿命 长,牢靠性高,爱护简洁,体积小,重量轻；接触器继电器掌握 : 掌握速度慢,掌握精度差；第三章1. 机电传动定义：又称电力传动或电力拖动就是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称恒功率型2. 几种典型机械特性：恒转矩型机械特性离心式通风机型机械特性直线型机械特性机械特性 3. 机
25、械特性：力力矩与运动参数包括位移、速度、加速度之间的关系；生产机械的机械特性：n=f T L 电机的机械特性：n=f T M 4. 机电传动系统的稳固运行包含两重含义：系统应能以肯定速度匀速运转；系统受某种外部干扰作用 使运行速度稍有变化时,应保证在干扰排除后系统能复原到原先的运行速度；5. 稳固运行的充要条件是：生产机械的机械特性曲线与电动机的机械特性曲线有交点；在平稳点对应的转速之上应保证 TMTL；7. 直流电机的基本结构：定子：主磁极、换向极、机座、轴承、电刷 转子：电枢铁心、电枢绕组、轴、换向器8.直流电机工作原理：发电机：导体在磁场内作切割磁力线运动,导体中便感应出电动势；电磁感应
26、电动机：通电导体在磁场中要受到电磁力矩的作用；因此只要电枢绕组里有电流外电源供应或感应电流,在磁场中就会受到电磁力的作用；转矩方程式：TKtIa电势方程式：EKen9. 直流发电机和直流电动机电磁转矩的作用不同：发电机的电磁转矩是阻转矩；电动机的电磁转矩是驱动转矩；10. 直流发电机和直流电动机的电势作用也不同：直流发电机的电势是有益的；直流电动机的电势是反 电势,他的方向总是与电源的电压方向相反；11. 励磁方式：是指励磁绕组如何供电,以产生励磁磁场；12. 直流发电机励磁方法的分类：他励：励磁电流由外电源供电,不受电枢端电压或电流的影响并励：励磁绕组与电枢绕组并联串励：励磁绕组与电枢绕组串
27、联复励：一部分并联,一部分串联名师归纳总结 13. 机械特性硬度：1肯定硬特性 , 如沟通同步电动机的机械特性第 10 页,共 16 页2硬特性10,如直流他励电动机的机械特性3软特性 n 0；2、机械特性硬度不变；3、回馈电能；1.电源反接制动：将变为,使变为制动力矩；2. 倒拉反接制动：将 n 变为 n,使变为制动力矩电源反接特点： 1制动转矩大； 2耗能； 3常用于快速减速、快速停车和常常正反转的场合；如 :牛头刨床；倒拉反接特点： 1.可得到不同的下降速度；2.可以以较小的速度下放重物；3.对 TL 估量不准,本应下放可能上升 .特性软,速度波动大；4.耗能；能耗制动特点：1对于抵抗性
28、负载,可以快速停车,不会反向启动；2对于位能性负载,下放速度较稳定； 3应用于要求快速精确停车和重物恒速下放的场合；4耗能三种制动比照名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 反馈制动 : 节能；下放速度高于抱负空载转速；电源反接制动：制动转矩大,可快速制动；易反向启动；倒拉反接制动：可以不同的速度下放,对负载估量不足可使位能负载上升,速度稳固性差；能耗制动：速度稳固性好,可精确停车,耗能；60 f第五章 n 0pS m R 2 n 0 n mTST TL,且启动转矩越大越好；P 1 3 U 1 I 1 cos 1 3
29、U p I p cos 1 X 202 n 0启动电流三、鼠笼型异步电动机的启动方式：IST 越小越好,P 2 P 1 P T max K2 UX 202 1 全压直接启动 2 降压启动 P 1 P 1 T st K R2 2 U2适用于启动时负载转矩不大的情形,如轻载或空载；常用的降压启动方式有：R 2 X 20定子串电阻或电抗器降压启动 .Y m T max, st T st鼠笼式异步电动机：启动转矩小, 启动电流大, 不能满意某些生产机械需要高启动转矩 . 低启动电流的要求；T T线绕式异步电动机：能在转子电路中串电阻,具有较大启动转矩和较小的启动电流,启动特性较好；应用场合：大功率电机的启动；实现方法：逐级切除启动电阻法 . 频敏变阻器启动三种调速方法：变极调速、变频调速、转差率调速 合器调速沟通伺服电动机与一般电动机相比具有如下特点：调压调速、转子串电阻调速、串级调速、电磁转差离第六章1 调速范畴宽,伺服电动机的转速随着掌握电压转变,能在宽的范畴内连续调剂；2 转子的惯性小,即能实现快速启动、停转；3 掌握功率小,过载才