机电传动控制复习题2012.doc

机电传动控制复习题及参考答案第一章1机电传动控制系统要完成什么任务？答：从广义狭义两个方面解释。P1，第三段第一句（前四行）。2机电传动的目的是什么？答：机电传动是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称。它的目的是将电能转换成机械能，实现生产机械的启动、停止及速度调节，满足各种生产工艺过程要求，保证生产过程正常进行。第二章1电动机静态稳态的判断，输出转矩TM与负载转矩TL方向的判断。提示：根据电动机输出转矩和负载转矩的关系，参考教材P5P7内容。2机电传动系统负载可以分为几类？ 答：参考教材P10P12内容。能够举例说明。3课后习题2.3第三章2按照励磁方式，直流电机基本上可以分为几类？ 答：他励、并励、串励、复励。各自什么特点，适用于什么场合，参考教材内容。3试用公式解释直流他励电动机的机械特性。明白公式的推导过程，理解公式中各符号的含义，参考教材P23图3.15上面内容电枢回路中的电压平衡方程：以式代入得到：再以代入，得到直流电动机机械特性的一般表达式：4电机机械特性硬度的含义是什么？怎么确定？不同硬度的电机适合哪些场合？参考教材P23最后一段、P24前面部分相关内容。机械特性硬度：电动机的机械特性分为三类：（1） 绝对硬特性()（2） 硬特性()（3） 软特性()5直流电机能不能直接启动？若不能，应该怎样启动？答：若直接在电枢中加上额定直流启动，则启动电流很大，可达额定电流的1020倍。这样大的启动电流，会使电刷下产生强烈的火花，对电刷与换向器有较大的损坏。另一方面，过大的启动电流会产生过大的启动转矩。给电动机及其轴上所带的工作机械带来很大的冲击，对齿轮等传动机构带来不利，因此不能直接启动。应把启动电流限制在额定电流的2倍。一般采用降压启动、电枢串电阻启动。具体参考P28相关内容。6改变电气参数时，直流他励电动机人为机械特性有什么变化？提示：可改变的电气参数有电枢回路的电阻、电枢的电压、励磁的磁通。参考P23固有机械特性计算，P25“2.人为机械特性”内容，能够在改变电参数之后计算新的机械特性例题：一台他励直流电动机的技术数据：，要求：（1）固有机械特性并绘出曲线；（2）同时绘出机械特性曲线。解：（1）以0.35计算， 绘出特性曲线如下：（2）同时绘出机械特性曲线。第五章1三相异步电动机按照转子绕组结构可以分为几类？有什么特点？ 答：按结构分类： 鼠笼式异步电动机：结构简单，坚固，成本低。 绕线式异步电动机：通过外串电阻改善电机的起动，调速等性能。提示：电动机定子绕组接线方式，知道如何选择Y与接线。2三相异步电动机的起动控制采用哪两种方式？答：三相笼型电动机有直接起动（全电压起动）和间接起动（降压起动）两种方式。直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方式，适合小容量电动机。对于较大容量的电动机，因起动电流大（可达额定电流的47倍），一般采用减压起动方式来降低起动电流。提示：掌握直接启动所需要条件，参考P6667相关内容。直接启动的条件需要掌握。3什么是三相异步电动机的固有机械特性？电气参数变化时候的机械特性怎么变化？提示：参考P62最后两段相关内容。参考P64“2.人为机械特性”相关内容。注意临界转差率、最大转矩、启动转矩和机械特性硬度的变化，并且能够计算出相关变化。4三相异步电动机变频调速有什么特点？提示：参考P83第二、三段相关内容。5课后作业5.6。提示：电动机对应的最大输出转矩、启动转矩、启动电流要会计算。例题有一台JO2-32-4三相交流异步电动机，其技术参数如下表1所示，表1PN(kW)UN(v)满载时Ist/INTst/TNTmax/TNnN(v)IN(A)N(%)cosN3220/38096011.18/6.47800.846.522.2试求：(1)若输入线电压为380V，则电机定子应采用什么方式？(2)求n0、p、SN、TN、Tst、Tmax、f2和Ist； (3)满载时，电动机的输入功率是多少？线电压为380V时，三相定子绕组应为Y型接法.TN=9.55PN/nN=9.55*3000/960=29.84NmTst/ TN=2 Tst=2*29.8=59.6 8NmTmax/ TN=2.2 Tmax=65.65 Nm Ist/IN=6.5 Ist=42.06A一般nN=(0.94-0.98)n0n0=nN/0.96=1000 r/minSN= (n0-nN)/ n0=(1000-960)/1000=0.04f2= f1*SN=2Hz P=60f/ n0=60*50/1000=3（3）=PN/P输入 P输入=3/0.8=3.75 第八章1接触器和继电器有什么不同？答：接触器用来接通或断开功率较大的负载，用在（功率）主电路中，主触头可能带有连锁接点以表示主触头的开闭状态。 继电器一般用在电器控制电路中，用来放大微型或小型继电器的触点容量，以驱动较大的负载。如可以用继电器的触点去接通或断开接触器的线圈。一般继电器都有较多的开闭触点，当然继电器通过适当的接法还可以实现某些特殊功能，如逻辑运算等。 以上两者相同之处：都是通过控制线圈的有电或无电来驱动触头的开闭，以断开或接通电路。属于有接点电器。线圈的控制电路与触点所在的电气回路是电气隔离的。2.自锁环节怎样组成？它起什么作用？并具有什么功能？答：一般可用起动按钮和接触器的常开触点并联，然后再和接触器的线圈串联可得。当按下起动按钮后，可实现长动，它又具有失压保护功能。3什么是互锁环节，它起到什么作用？答：将两个接触器的常闭触点分别串联到对方的线圈回路中，即可得到互锁。它用来防止两个接触器同时得电。5. 常用的电气保护有哪些？答：长期过载保护、过流保护、欠压保护。提示：理解这些保护措施如何实现，能够区分保护针对的对象。参考课后作业8.8。6设计题，课后作业8.18。提示：理解基本控制环节的原理，能够区分时间继电器的符号（P166表8.1）第九章1. 可编程控制器（PLC）的定义。2. 可编程控制器（PLC）的基本结构。以上参考教材P172176内容1简述可编程控制器（PLC）的中央处理单元（CPU）的主要作用。答：中央处理单元（CPU）是PLC的大脑。起着指挥的作用，其主要功能是： （1） 编程时接受并存储从编程器输入的用户程序和数据，并能进行修改或更新。（2） 以扫描方式接受现场输入的用户程序和数据，并存入输入状态表（即输入继电器）和数据寄存器所谓输入影像寄存器。（3） 从存储器中逐条读出用户程序，经解读用户逻辑，完成用户程序中规定的各种任务，更新输出映像寄存器的内容。（4） 根据输出所存电路的有关内容实现输出控制。（5） 执行各种诊断程序目前，PLC中的CPU主要采用单片机，如Z80A 8051 8039 AMD2900等，小型PLC大多数采用8为单片机，中型PLC大多数采用16位甚至32位单片机。2简述可编程控制器（PLC）基本工作过程。PLC的基本工作过程： （1）输入现场信息：在系统软件的控制下，顺次扫描各输入点，读入各输入点的状态。（2）执行程序：顺次扫描用户程序中的各条指令，根据输入状态和指令内容进行逻辑运算。（3）输出控制信号：根据逻辑运算的结果，输出状态寄存器（锁存器）向各输出点并行发出相应的控制信号，实现所要求的逻辑控制功能。3可编程控制器（PLC）有哪些优点（特点）？提示：参考P177“9.1.3PLC主要特点及规格性能”相关内容，理解PLC相对继电器-接触器系统的优势。参考答案：特点： （1）应用灵活、扩展性好；（2）操作方便；（3）标准化的硬件和软件设计、通用性强；（4）完善的监视和诊断功能；（5）控制功能强；（6）可适应恶劣的工业应用环境；（7）体积小、重量轻、性能/价格比高、省电。关于设计题1. 继电器-接触器控制回路的设计，基本控制环节要求掌握，能够根据题目要求画出主电路与控制电路。2. 可编程控制器（PLC）以教材所选择的F40为准，要求画出外部接线图与梯形图程序，不要求写出助记符程序。提示：设计题要写出控制实现步骤，要有解释性文字。例题（1）采用继电器-接触器控制系统，设计一台电动机的控制线路。要求能正反转并能实现能耗制动，要求画出主电路和控制电路。说明：答案作为参考。按钮SB-R与SB-F分别控制接触器KM-R与KM-F，用于电动机正反转控制，按钮SB1用于系统关闭，SB2用于控制KM使电动机能耗制动。（2）由一台电动机通过钢丝绳双向拖动的小车在原位A和目的地B之间往返运动，采用PLC（PLC选F-40型）设计其控制系统。要求：（1）小车在A和B分别停留3秒用于其他作业；