机电传动控制总复习

1、精选优质文档-倾情为你奉上机电传动控制总复习第1章 绪论1、机电传动系统的主要组成部分。2、电动机自动控制方式大致可分为哪三种？断续控制、连续控制和数字控制三种。第2章 机电传动系统的动力学基础1、机电传动系统的运动方程式： （2.1）运动方程式的实用形式： （2.4）2、（1）当时，加速度，则，系统处于稳定运行状态（包括静止状态）。为此，要使系统达到稳定，先决条件必须使。（2）当时，加速度，即转速在升高，系统处于加速过程中。由此可知，要使系统从静止状态起动运转，必须使起动时的电磁转矩（称之为起动转矩）大于时的负载转矩。（3）当时，加速度，转速在降低，系统处于减速过程中。所以要使系统从运转状态

2、停转（即制动），必须减小电磁转矩使之小于负载转矩，甚至改变的方向。作业：7、试列出下图所示几种情况下系统的运动方程式，并说明系统的运行状态时加速、减速还是匀速。（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向。） （a） （b） （c） （d） （e） （f）答：（a）因为TM为正方向，是拖动转矩，TL为正方向，是制动转矩，且Td=TM-TL>0，所以系统为加速；（b）因为TM为负方向，是制动转矩，TL为正方向，是制动转矩，且Td=TM-TL<0，所以系统为减速；（c）因为TM为负方向，是制动转矩，TL为负方向，是拖动转矩，且Td=TM-TL=0，所以系统为匀速；（d）因为TM为正方向，是拖动

3、转矩，TL为正方向，是制动转矩，且Td=TM-TL=0，所以系统为匀速；（e）因为TM为正方向，是拖动转矩，TL为正方向，是制动转矩，且Td=TM-TL<0，所以系统为减速；（f）因为TM为负方向，是制动转矩，TL为正方向，是制动转矩，且Td=TM-TL<0，所以系统为减速；第3章 电动机的工作原理及机械特性3.1 直流电动机的工作原理及机械特性1、直流电机的基本结构和工作原理2、直流电动机机械特性的一般表达式： （3.13）3、（2）人为机械特性改变电枢电压U时的人为机械特性电枢回路中串接附加电阻时的人为机械特性改变磁通时的人为机械特性4、根据直流他励电动机处于制动状态时的外部条

4、件和能量传递情况，它的制动状态分为反馈制动、反接制动、能耗制动三种形式。5、他励直流电动机的调速方法？答：1）改变电枢电压调速(调压调速)额定转速nN以下的调速；2）改变主磁通调速(调磁调速) 额定转速nN以上的调速。3.2 交流电动机的工作原理及机械特性1、三相异步电动机的结构和工作原理2、 转子电路的分析因为旋转磁场和转子间的相对转速为（n0n），所以 （3.37）可见转子频率f2与转差率S有关，也就是与转速n有关。转子每相电路的电流可由式（3.42）得出，即 （3.46）3、三相异步电动机的电磁转矩表达式 （3.50）4、（2）三相异步电动机的机械特性5、串电阻调速的原理转子电流为由式（

5、3.50）可知，电磁转矩为由于 I2 近似与负载成正比，因此，对固定负载, I2 为常数。则转差率S与转子电阻R2值成正比，调整转子电阻R2的大小，即调整了转差率S，进而得到不同的转速。这就是串电阻调速的原理。串级调速原理（P62）6、三相异步电动机的定子绕组的连接方式有哪两种？星形联接和三角形连接。7、三相异步电动机起动方法有哪几种？直接起动、降压起动以及绕线型电动机转子串电阻起动。8、三相异步电动机的制动方法有哪几种？能耗制动，反接制动和回馈制动。9、 异步电动机反接制动的原理？改变异步电动机定子中三相电源的相序，使定子产生反向 旋转磁场作用于转子，从而产生强力制动力矩。 10、异步电动机

6、能耗制动的方法及原理？能耗制动方法:切断电机主电源后，立即在电动机定子绕组中通入恒定直流。能耗制动原理:恒定直流产生恒定磁场，转子切割恒定磁场产生感应电流再与恒定磁场作用产生制动转矩，迅速消耗电动机的转动动能，实现制动。11、双速电动机调速原理？改变极对数p。第4章 常用低压电器及其选择1、常用的低压电器由哪几种？答：1) 执行电器，如电磁铁、接触器。2)检测电器，如按钮开关、行程开关、电流及电压继电器、速度继电器等；3) 控制电器，如中间继电器、时间继电器；4) 保护电器，如热继电器、熔断器、低压断路器(自动空气开关)。2、 叙述下图的工作原理1-静铁芯 2-吸引线圈 3-动铁芯 4-常闭触

7、头 5-常开触头交流接触器结构示意图答：答：1-静铁芯 2-吸引线圈 3-动铁芯 4-常闭触头 5-常开触头。当按钮按下时，线圈2通电，静铁芯1被磁化，并把动铁芯（衔铁）3吸上，带动轴使常开触头5闭合，常闭触头4断开。3、时间继电器第5章 接触器-继电器控制系统1、电气设备图纸有哪三类？电气控制原理图、电气设备位置图和电气设备接线图。2、电气原理图的绘制原则？3、常见基本控制电路的工作原理和工作过程？（正反转控制电路/起动控制电路/制动控制电路）本题以正反转为例说明答：正反转控制原理：使用两个接触器使通入电动机的三相电源中的任意两相交换。动作过程：正转-停止-反转按下正转按钮SB2，接触器KM

8、1的线圈得电自锁，电动机正转。按下停止按钮SB1，接触器KM1的线圈失电，电动机停转。按下反转按钮SB3，接触器KM2的线圈得电自锁，电动机反转。4、指出下图中的点动和长动按钮？5、互锁的概念及实现方法？互锁实际上是一种联锁关系，但它强调触点之间的互锁关系 (即：要求两个动作互相排斥时使用) 。最典型的互锁是电动机正、反转之间的互锁。实现方法是：将己方的常闭触点串入对方的线圈之前。6、常见的电气保护环节有哪些？热继电器起什么保护作用？答：常见的电气保护环节有：短路保护、过载保护、零压与欠压保护、过流保护。热继电器起过载保护的作用。7、变速时的瞬时电动控制的作用是什么？保证变速后，齿轮的良好接触

9、。8、试说明下图所示的反接制动控制的工作原理及工作过程。答：反接制动控制原理：改变异步电动机定子中三相电源的相序，使定子产生反向 旋转磁场作用于转子，从而产生强力制动力矩。工作过程：合上电源开关QS，按下起动SB2，接触器KM1线圈获电吸合，KM1主触点吸合电动机起动运转，当电动机转速升高到一定数值时，速度继电器KS的动合触点闭合，为反接制动做准备。停车时，按停止按钮SB1，接触器KM1线圈断电释放，而接触器KM2线圈获电吸合，KM2主触点闭合，串入电阻R进行反接制动，电动机定子绕组产生一个反向电磁转矩(即制动转矩)，迫使电动机转速迅速下降，当转速降至100r/min一下时，速度继电器KS的动

10、合触点断开，接触器KM2线圈断电释放，电动机断电，制动结束。例题：9、设计控制3台异步电动机M1、M2、M3的主回路及控制回路满足如下要求：M1启动运行10秒后M2启动运行，在M2启动运行20秒后M3启动运行，在M3启动运行30秒后使M1停止运行并继续保持M2和M3运行直到发出总停指令。画出设计图（包含主回路和控制回路），并对电路作简要说明。答：SB1为总停止按扭；按下SB2，KM1锝电并自锁同时KT1得电开始延时，延时10秒后，KT1的延时闭和的动和触点闭和使KM2得电并自锁，同时使KT2得电开始延时，延时20秒后，KT2的延时闭和的动和触点闭和使KM3得电，同时KT3得电开始延时，延时30

11、秒后，KT3的延时断开触点断开使KM1失电。在上面设计的基础上，再补充一个要求：在M3启动运行30秒后不仅停止M1,而且也使所有时间继电器断电，只保持M2和M3通电。10、如下图所示的控制线路，实现动作过程：动力头1从ba停下，然后动力头2从cd停下，接着两个动力头同时回退，分别退回到b点与c点停住。问：(1) 为什么ST2的常开触点不自锁，ST4要用两个常开触头自锁？)(2) 要求动力头2到达d点后延迟一段时间后两个动力头再各自后退，应怎样办？答：(1) ST2被动力头1压下时，接通KM2，动力头2的电机正转，动力头2从cd，在此过程中动力头1不动，ST2的状态不被改变，所以ST2不用自锁(

12、2分)。当动力头2运动到d时，压下ST4，接通KM3、KM4，动力头1、2同时回退，分别退回b点与c点停住。此时动力头2要运动，ST4的状态会被改变，所以必须要自锁，同时为保证动力头1、2均退回原点，必须用两个常开触点(KM3、KM4)自锁（）。 (2) 使用一个时间继电器(，ST4接通KT延时)，KT的延时闭合触点取代开始ST4的常开触点)。设计继电器接触器控制系统并转换PLC控制系统。11、设计两台电动机顺序起动联锁控制线路,要求M1电动机起动1s之后M2起动；要求主回路有短路保护和过载保护和总开关；控制回路有过载保护，有起动按钮和停止按钮；M2起动后时间继电器不得电。试画出继电接触控制线

13、路的主回路和控制回路，并对电路进行简要说明； 答： 继电接触控制线路图如图所示。按下SB2,KM1得电并自锁同时KT时间继电器线圈得电开始计时，M1电动机起动，计时时间到，KT延时闭合的动合触电闭合使KM2线圈得电并自锁，M2电动机起动。12、 叙述下图的工作原理Y形-形降压起动控制电路图答：按下起动按钮SB2，接触器KM1、KM3的线圈同时得电，使它们的主触点闭合，电动机“Y形降压起动”；与此同时，时间继电器的线圈KT得电，其延时断开的动断触点延时一段时间后（延时时间由电动机的容量和起动时间等决定）断开，接触器KM3和时间继电器KT的线圈失电，接触器KM2的线圈得电，这样线圈KM1、KM2同

14、时得电，电动机定子绕组由Y形联接自动转换成“形联接全压运行”。13、 叙述下图的工作原理定子绕组串电阻降压起动控制电路图答：按下起动按钮SB2，接触器KM1的线圈得电，其主触点闭合，电阻R串入电动机定子电路，降压起动；同时时间继电器KT线圈得电，其延时闭合的动合触点延时一段时间闭合，使得接触器KM2线圈得电，其常闭辅助触点断开，KM1、KT的线圈失电，其常开辅助触点闭合，电动机连续运转。14、试设计笼形电动机M1的正反转控制的主电路和控制线路，控制线路还具有如下功能：1）电动机短路、过载保护、欠压保护及正反转互锁；2）要求能够直接正、反转转换。要求：画出其电气原理图答：1）电动机短路、过载保护

15、、欠压保护及正反转互锁2）要求能够直接正、反转转换15、分析题1.如下图所示的控制线路。问：(1) 控制线路的作用？(2) 先按起动按钮SB2，再按停止按钮SB1时，控制线路工作过程？(3) 此控制线路能否实现手动调整？为什么？ 答：(1) 反接制动控制线路(2分) (2) 控制线路的工作过程如下： (3) 能实现手动调整，因为当主轴转动时，BV闭合，并不能接通KM2的线圈，实现制动。16、分析下图所示CW6163B型万能卧式车床的控制电气原理图，回答下列问题(1) 分别之处主电动机M1、冷却泵电动机M2、快速电动机M3的起动、停止按钮(7分)。(2) 行程开关ST的在控制线路正常工作时，是断

16、开的还是闭合的？(3) 分别指出电动机M1、M2、M3的保护电器有哪些？(4) 说明控制线路如何实现电动机M1先起动，M2后起动的答：(1) SB1、SB2主电动机M1停止按钮；SB3、SB4主电动机M1起动按钮；SB5冷却泵电动机M2停止按钮；SB6冷却泵电动机M2起动按钮；SB7快速电动机点动按钮。(2) 闭合。(3) M1：热继电器KR1、自动空气开关Q，电流表A； M2：热继电器KR2、熔断器FU1；自动空气开关； M3：熔断器FU1、自动空气开关Q。(4) 将冷却泵电动机的起停控制线路放在主电动机起动控制线路自锁常开触点之后。实现联锁顺序控制。17、如下图所示，SB1，SB2，SB3

17、是起动按钮；SB4，SB5、SB6是停止按钮。请问下图控制线路是否正确？如果不正确，请画出正确的控制线路图。 第6章 可编程控制器（PLC）控制系统1、PLC的基本结构和工作方式 。2、PLC的PLC编程的基本指令的含义以及助记符的表示。3、可编程序控制器是通过一种周期工作方式来完成控制的，请问：每个周期包括哪三个阶段？答：输入采样， 程序执行，输出刷新。4、双速电动机的变速控制线路如下，试分析它的工作过程，将该继电器接触器控制系统转化为三菱F1系列的PLC控制系统，要求画出PLC接线图，梯形图并写出指令表。5、PLC的指令程序和梯形图的相互转换在可编程序控制器中。常用的程序表达方式主要采用“

18、继电器梯形图“。下图所示为一梯形图（局部）。请据图写出其对应的指令程序。（5分）2、根据所给出的指令程序，画出其对应的梯形图。（5分）6、采用翻译法设计PLC控制系统。将行程开关控制的正反转循环电路转换成PLC梯形图，写出程序指令，并说明哪些元件接在输入端X上，哪些元件接在输出端Y上。答：梯形图如下：（5分）输入（SB1：X0；SB2；X1； SB3：X2；ST1：X3；ST2：X4； ST3：X5； ST4；X6）。输出（KM1：Y0； KM2：Y1）。（2分）指令：LD X1 LD X2 OR X3 OR X4OR Y0 OR Y1ANI X2 ANI X1ANI X0 ANI X0ANI

19、 X4 ANI X3ANI X6 ANI X5ANI Y1 ANI Y0OUT Y0 OUT Y17、双速电动机的变速控制线路如下。(1)试分析它的工作过程；(2)将该继电器接触器控制系统转化为三菱FX2N系列的PLC控制系统，要求画出PLC接线图，梯形图并写出指令表。（15分）答：(1)按下低速按钮SB2 ,KM2线圈得电并自锁，联锁接点断开，接触器KM1得电，电动机定子绕组作三角形联结，电动机低速运行。当要转为高速运行时，则按下高速起动按钮SB3，SB3常闭接点断开使KMl失电释放，与此同时，SB3常开接点闭合，KM2获电吸合，KM3也得电吸合，于是电动机定子绕组联结成双星形，此时电动机高

20、速运行。KM2合上后KM3才得电合，这是为了避免KM3合上时电流很大。按下停机按钮SBl时，常闭接点断开，使KM1或KM2和KM3线圈断电，电动机停止。（2）PLC的接线图如下： （2分） PLC的梯形图如下：（3分） 指令表：（2分） 0 LDI X2 1 AND Y0 2 0R X1 3 ANI X0 4 ANI Y1 5 ANI Y2 6 ANI X3 7 0UT Y0 8 LDI X1 9 AND Y1 10 0R X2 11 ANI X0 12 ANI Y0 13 ANI X4 14 0UT Y115 AND Y1 16 0UT Y2（1）顺序控制设计法（1）使用起保停电路的编程方式

21、8、图示两条运输带顺序相连，按下起动按钮，2号运输带运行，10s后1号运输带自行起动。停机的顺序与起动的顺序刚好相反，间隔时间为8s。设计出梯形图。（20分）1号2号M8002X1T0X0M20000M201M202M203Y2T0Y2Y1Y2T1T1M203M202M201Y2M203T1X1M202Y1M202M203T0M201T0M203M202M201X0M200M200M8002M200M203T1M201M202M201（2）FX2N系列可编程序控制器的步进梯形图指令9、小车在一个周期内的运动路线如下图所示。当按下启动按钮SB后，小车从初始位置ST1处开始向右运动，当向右运动到S

22、T4位置时，小车向左运动；当向左运动到ST2位置时，小车又向右运动；当向右运动到ST3位置时，小车又向左运动；当向左运动到ST1位置时，小车停在初始位置ST1处。试采用三菱FX2N系列PLC中以步进梯形图指令（STL指令）的编程方式设计一单循环控制系统。（15分）要求如下：（1）画出PLC接线图；（2分）（2）画出顺序功能图；（5分） （3）画出PLC梯形图；（5分）（4）写出梯形图的指令语句。（3分）答案：（1）PLC接线图； （2）顺序功能图（3）PLC梯形图（4）指令语句LD M8002 SET S0STL S0LD X4SET S31STL S31OUT Y0LD X3SET S32S

23、TL S32OUT Y1LD X1SET S33STL S33OUT Y0LD X2SET S34STL S34OUT Y1LD X0SET S0RET（3）以转换为中心的编程方式10、小车在一个周期内的运动路线如下图所示。当按下启动按钮SB后，小车从初始位置ST1处开始向右运动，当向右运动到ST4位置时，小车向左运动；当向左运动到ST2位置时，小车又向右运动；当向右运动到ST3位置时，小车又向左运动；当向左运动到ST1位置时，小车停在初始位置ST1处。试采用三菱FX2N系列PLC中以转换为中心的编程方式设计一单循环控制系统。要求如下：专心-专注-专业（1）画出PLC接线图；（2）画出顺序功能图；（3）画出PLC梯形图；（4）写出梯形图的指令语句。答：（1）PLC接线图； （2）顺序功能图（4）梯形图的指令语句（3）PLC梯形图LD M8002 SET M0LD M0AND X4SET M1RST M0LD M1AND X3SET M2RST M1LD M2AND X1SET M3RST M2LD M3AND X2SET M4RST M3LD M4AND X0SET M0RST M4LD M1OR M3OUT Y0LD M2OR M4OUT Y1 第7章 交、直流调速系统1、 无级调速静态技术指标主要有哪几项？答：主要有