机电传动控制考试计算题练习终极版

1、1. 如图所示，某车床电力拖动系统中，已知：切削力F=2000N,工件直径d=150mm,电动机转速n=1450r/min,减速箱的三级速比j1=2,j2=1.5,j3=2,各转轴的飞轮转矩为GD2M=3.5Nm2, GD21=2Nm2, GD22=2.7Nm2, GD23=3.5Nm2,各级的传动效率都是c=0.9。求（1）切削功率 3.796kw （2）电动机输出功率 5.2kw （3）系统总飞轮转矩（折算到电动机轴上） 4.55 Nm2 （4）忽略电动机空载转矩时，电动机的电磁转矩 34.3 Nm （5）车床开车，但未切削时，若电动机加速度dn/dt=800r/(min·s),

2、忽略电动机空载转矩，但不忽略传动机构的转矩损耗，求电动机的电磁转矩。 19 Nm2.有一台他励直流电动机，已知：UN220V，IN53.8A，nN1500r/min，Ra0.7。（1）直接启动时启动电流是多少；如果希望把启动电流限制在额定电流的2倍，需要串入多大的启动电阻。（2）如果负载转矩不变，将电枢电压降低一半，系统稳定后的转速是多少？3.异步电动机固有机械特性的计算 见课后练习题。4.一台他励直流电动机额定功率PN=22kW,额定电压UN=220V,额定电流IN=115A,额定转速nN=3000r/min,电枢回路总电阻Ra=0.1。拖动位能性恒转矩负载运行，负载转矩为61Nm,忽略空载

3、转矩，求：（1） 稳定拖动负载时的电动机转速；3032 或3033 r/min（2） 电枢回路串入0.5电阻后的转速；2372r/min（3） 在固有特性下，进行能耗制动，制动起始电枢最大电流取为250A，试求电枢应串多大电阻及稳定后的转速，并画出制动的机械特性。0.734 -1266r/min 6. 有一台他励直流电动机，已知：PN13kW,UN220V，IN69.7A，nN1500r/min，Ra0.224。采用串电阻调速，若要求系统的静差度S=30%，求：（1）电动机拖动额定负载的最低转速是多少； （2）调速范围； （3）拖动额定负载在最低速下运行时，电枢回路的输入、输出功率各是多少？7

4、.如图单相全控桥式带续流二极管的阻感负载电路。设电流id平直，画出在正弦电压供电，并求出流过晶闸管电流的有效值IVT及流过续流二极管电流有效值IVD的表达式。若阻值R=10，电源电压U2=220V，试根据电路工作在=60°时，计算二极管及晶闸管的额定值（负载电流平直，电压、电流取2倍余量）8.一台他励直流电动机，PN=18KW，UN=220V，IN=94A，nN=1000r/min，Ra=0.15.试计算串4级启动电阻启动时的各级电阻的阻值；并计算过渡过程曲线。解：（1）确定启动电流 电阻级数I1=1.9IN I2=1.1IN=100 启动级数R1第一级（串所有电阻启动的机械特性串的

5、电阻值）=1.222公比 各级电阻是：r4=0.10343 r3=0.17475 r2=0.29523 r1=0.49881根据串入的电阻算出各机械特性，算出各级过渡过程时间根据各级电阻，算出各级机械特性，利用过渡过程时间的计算公式 算出每级速度变化所需要的时间 及过渡过程时间9.一台他励直流电动机，PN=30KW，UN=110V，IN=319A，nN=1000r/min，Ra=0.025.工作机械为吊车。电动机转子飞轮转矩GD2=58Nm2。折算到电动机轴上的拖动系统的飞轮转矩GD2z=12Nm2，负载转矩TL=0.85Nm，制动转矩TM=1.8Nm。采用能耗制动。试求：能耗制动的附加电阻

6、0.155 制动的机械特性曲线 ；10.一台他励直流电动机，PN=30KW，UN=220V，IN=158A，nN=750r/min，Ra=0.1.电动机的飞轮转矩GD2=69Nm2.折算到电动机轴上的拖动系统的飞轮转矩GD2z=15Nm2，电动机的负载转矩TL=293Nm。试求：位能性负载倒拉反接制动下放，转速为nc=-500r/min时的附加电阻是多少。并绘制固有特性及倒拉反接的人为特性。3.06 位能性负载电源反接的制动电流IB=2IN时附加电阻，并绘制其人为特性。1.2611.用三相半波可控整流电路给大电感负载供电。(1.) 试给电感负载加上续流二极管，并说明续流二极管的用处。有了续流二

7、极管，整流输出的波形、电压平均值Ud与控制角的关系和带纯阻性负载时一样，负载电流波形则与带感性负载时一样，当电感很大时，电流波形将接近于一条平行于横轴的直线 （5分）(2.) 试画出负载电压的波形，负载电流的波形，并写出负载电压平均值的计算公式。设60。5.解释同步电动机的启动方式；电容分相式异步电动机的启动原理；罩极式异步电动机的启动原理。 变频启动；均辅助电动机启动;异步启动法：在转子磁极的极掌上装有和鼠笼式绕组相似的启动绕组。启东时先不加入直流磁场，只在定子上加上三相对称电压可以产生旋转磁场，使鼠笼式绕组内感生电动势，产生电流，使转子转动。等转速接近同步转速时，再在励磁绕组通入直流励磁电

8、流，产生固定极性的磁场，在定子旋转磁场和转子励磁磁场相互作用下，可把转子拉入同步。转子达到同步转速后，启动绕组与旋转磁场同步旋转，无相对运动，启动绕组中不产生电动势与电流。电容分相式异步电动机的启动原理：启动时开关闭合，使两绕组电流相位差90，从而产生旋转磁场，电动机转起来；转动正常以后，离心开关被甩开，启动绕组被切断电动机就成为单相运行了。罩极式异步电动机的启动原理：定子通入电流以后，部分磁通通过短路环，并在其中产生感应电流，短路环中的电流阻碍磁通变化，致使有短路环的部分和没有短路环的部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场，使转子转动。12.解释三相异步电动机能耗制动的工作原理。能耗制动

9、是在电动机停止切除定子绕组三相电源的同时，定子绕组接通直流电源，产生静止磁场，利用转子感应电流与静止磁场的相互作用，产生一个制动转矩进行制动。13.理解运动方程的列写条件，会用运动方程判断系统运动状态。会计算系统的过渡过程时间。 过渡过程时间：t=若Td是常数，则t=14.直流电动机的各种机械特性的计算（固有特性，制动特性，启动特性）15.异步电动机的各种调速方式的工作原理及特点一、变极对数调速方法 这种调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下：具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；接线简单、控制方便、价格低；有级调速，级差较大，不能获得

10、平滑调速；可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。 本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。 二、变频调速 变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。特点： 效率高，调速过程中没有附加损耗； 应用范围广，可用于笼型异步电动机； 调速范围大，特性硬，精度高； 技术复杂，造价高，维护检修困难。 本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。三、变转差率调速调压调速：当改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同的机械特性曲线，从而获得不同转速。调压调速的特点：调压调速线路简单，易实现自动控制；调压过程中转差功

11、率以发热形式消耗在转子电阻中，效率较低。调压调速一般适用于100KW以下的生产机械。转子电路串接电阻调速：绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大，电动机的转速越低。此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属有级调速，机械特性较软。串级调速：绕线异步电动机转子电路串接电动势电磁转差离合器调速：滑差电动机调速16.晶闸管的工作原理及导通关断条件。工作原理：晶闸管在工作过程中，它的阳极（A）和阴极（K）与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。晶闸管为半控型

12、电力电子器件，它的工作条件如下：1. 晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于反向阻断状态。2. 晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。这时晶闸管处于正向导通状态，这就是晶闸管的闸流特性，即可控特性。3. 晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。门极只起触发作用。4. 晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断晶闸管导通条件：门极G加触发信号，主端子A、K之间加正向电压，且使得主端子间的正向电流大于擎住电流。关断的条件：使主端子间的正向电流小于维持电流。17.单相全控桥及三相半波整流电路的电路原理图 整流电压的波形及计算公式。单相全控桥：电路图三相半波整流：电路图阻性负载感性负载18.逆变产生的条件及工作原理。工作原理：S1-S4是桥式电路的四个臂。当开关S1、S4闭合时，S2、S3断开时，负载电压