机电传动控制作业题及试卷答案.pdf

1. 简述机电传动控制系统的基本要素及其功能。 基本要素 功能 机械装置 结构功能 执行装置 驱动功能和能量转换功能 传感器与检测装置 检测功能 动力源 运转功能 信息处理与控制装置 控制功能 2. 电动机中的短路保护、过电流保护和长期过载（热）保护有何区别？ 答： 电动机中的短路保护是指电源线的电线发生短路，防止电动机过大的电枢电 路损坏而自动切断电源的保护动作。 过电流保护是指当电动机发生严重过载时，保护电动机不超过最大许可电流。 长期过载保护是指电动机的短时过载是可以的，但长期过载时电动机就要发热， 防止电动机的温度超过电动机的最高绝缘温度。 3. 为什么热继电器不能做短路保护而只能作长期过载保护？而熔断器则相 反，为什么？ 答： 因为热继电器的发热元件达到一定温度时才动作，如果短路热继电器不能马 上动作，这样就会造成电动机的损坏。而熔断器，电源一旦短路立即动作，切断 电源。 4. 时间继电器的四个延时触点符号各代表什么意思？ 延时闭合的动合触点 延时断开的动断触点 延时闭合的动断触点 延时断开的动合触点 5. 请绘制延时吸合型时间继电器的图形符号（包含线圈和触点）P124 6. 直线电动机的主要特点是什么？ 答：直线电动机的优点是:直线电动机无需中间传动机构，因而使整个机构得 到简化， 提高了精度， 减少了振动和噪声。 反应快速。 散热良好， 额定值高， 电流密度可取很大，对启动的限制小。装配灵活，往往可将电动机的定子和动 子分别于其他机体合成一体。 缺点是存在着效率和功率因数低，电源功率大及低速性能差等。 7. 异步电动机的启动方法有哪些，并说明其各自特点和应用场合。 直接起动：优点：起动简单；缺点：起动电流大，对电网冲击大。 星三角起动：优点：起动电流为全压起动时的13；缺点：起动转矩均为全压起 动时的13。 自耦降压起动：优点：起动较平稳，设备较简单；缺点：不能频繁起动。 延边三角起动：优点：起动电流小，转矩较星三角大；缺点：仅适用于定子绕组 有中间抽头的电机。 定子串电阻（电抗）起动：优点：可用于调速；缺点：电阻损耗大，不能频繁起 动。 软启动：优点：启动平滑，对电网冲击少；缺点：费用较高，有谐波干扰。 变频启动：优点：启动平滑，对电网冲击少，起动转矩大，可用于调速；缺点： 费用高，有谐波干扰。 转子串电阻起动（绕线式异步电动机） ：优点是起动转矩大；缺点是启动损耗较 大。 转子串接频敏变阻器起动（绕线式异步电动机） ：优点：接线简单；缺点：起动 转矩不很大。 8. 异步电动机有哪几种制动状态？各有何特点？ 答： （1）反馈制动。当电动机的运行速度高于它的同步转速，异步电动机就进 入发电状态。这时转子导体切割旋转磁场的方向与电动状态时的方向相反，电 流改变了方向，电磁转矩也随之改变方向，于是起制动作用。 （2）反接制动。电源反接，改变电动机的三相电源的相序，则改变旋转磁场 的方向，电磁转矩由正变负，这种方法容易造成反转。倒拉制动，出现在位能 负载转矩超过电磁转矩时候，例如起重机放下重物时，是一种能稳定运转的制 动状态。 （3）能耗制动。其特点是运动系统储存的机械能被电动机转换成电能消耗在 转子电路的电阻中。 9. 什么是恒功率调速？什么是恒转矩调速？ 答：恒功率调速是人为机械特性改变的条件下，功率不变。恒转矩 调速是人为机械特性改变的条件下转矩不变。 10. 异步电动机有哪几种调速方法？这些方法各有何优缺点？ 答： 调压调速这种办法能够无级调速，但调速范围不大 转子电路串电阻调速这种方法简单可靠， 但它是有机调速， 随着转速降低特 性变软，转子电路电阻损耗与转差率成正比，低速时损耗大。 改变极对数调速这种方法可以获得较大的启动转矩，虽然体积稍大，价格稍 高， 只能有机调速， 但是结构简单， 效率高特性高， 且调速时所需附加设备少。 变频调速可以实现连续的改变电动机的转矩，是一种很好的调速方法。 答：1、根据异步电动机的转速公式 n=60f/p(1-s),有以下三种调速方法： （1）改变异步电动机定子绕组的磁极对数 p，即变极调速。 （2）改变供给异步电动机电源的频率 f，即变频调速。 （3）改变异步电动机的转差率 s，即变转差率调速。 2、各种调速方法有何优缺点 （1）变极调速方法特点： 优点：变极调速时电动机的调速几乎是成倍的变化，调速时所用的设备简单，机 械特性较硬，调速稳定性较好，效率高，低速启动转矩大。 缺点：调速的平滑性差，只能是有级调速，体积稍大，价格较高。 （2）变频调速方法特点： 优点：调速范围宽，静差率小，稳定性好，平滑性好，能实现无级调速，能适应 各种负载，效率较高。 缺点：它需要一套专门的变频电源，控制系统较复杂，成本较高。 （3）变转差率调速方法特点： 定子调压调速的特点：能实现无级调速，但低压时机械特性太软，调速范围 小。 转子回路串电阻的特点：方法简单，设备投资不大，工作可靠，但只能是有 级调速，调速范围不大，稳定性较差，平滑性较差，调速的能耗比较大。 串级调速的特点：效率较高（可达 85%93%） ，可实现无级平滑调速，闭环 控制较简单（与变频调速相比） 。但也存在功率因数较低的缺点，满载运行时也 只有 0.6 左右。 填空题 1.机械能 2 执行装置；液压马达；液压缸 3.敏感元件；转换元件；转换电路 4.执行装置；动力源；信号处理与控制装置 5.稳态值；动态值 6.热释电效应 7.灵敏度 8.电脉冲信号 简答题 1.直线电动机的主要特点是什么？ 答：直线电动机的优点是:直线电动机无需中间传动机构，因而使整个机构得 到简化， 提高了精度， 减少了振动和噪声。 反应快速。 散热良好， 额定值高， 电流密度可取很大，对启动的限制小。装配灵活，往往可将电动机的定子和动 子分别于其他机体合成一体。 缺点是存在着效率和功率因数低，电源功率大及低速性能差等。 2.简述机电传动控制系统的基本要素及其功能。 基本要素 功能 机械装置 结构功能 执行装置 驱动功能和能量转换功能 传感器与检测装置 检测功能 动力源 运转功能 信息处理与控制装置 控制功能 3.电动机中的短路保护、过电流保护和长期过载（热）保护有何区别？ 答： 电动机中的短路保护是指电源线的电线发生短路，防止电动机过大的电枢电 路损坏而自动切断电源的保护动作。 过电流保护是指当电动机发生严重过载时，保护电动机不超过最大许可电流。 长期过载保护是指电动机的短时过载是可以的，但长期过载时电动机就要发热， 防止电动机的温度超过电动机的最高绝缘温度。 4.时间继电器的四个延时触点符号各代表什么意思？ 延时闭合的动合触点 延时断开的动断触点 延时闭合的动断触点 延时断开的动合触点 5、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，例如3 /1.5，这是什么意思？什么是单三拍、单双六拍和双三拍？ 答：每当输入一个电脉冲时，电动机转过的一个固定的角度称为步矩角。 一台步进电动机有两个步矩角，说明它有两种通电方式，3的意思是相邻两次 通电的相的数目相同时的步矩角，1.5的意思是相邻