机电传动控制基础课后题答案

1、机电传动控制，第二章机电传动系统的运动学基础，2.3以下时(参见问题图2.3 )给出系统的运动方程式，对各系统，说明tm、TL的性质和符号，代入运动方程式2 )运动状态是加速、减速、等速吗？ 符号性质状态，T-制动扭矩TL制动扭矩运动方程式：T-制动扭矩TL制动扭矩运动方程式：T-制动扭矩TL制动扭矩运动方程式：系统运动状态：减速状态，系统运动状态：减速状态，系统运动状态：减速状态，2.6图2.3(a )中中间传动轴的惯性力矩J1=2kgm2，转速n1=300r/min生产机械轴的惯性力矩JL=16kgm2，转速nL=60r/min。 求出换算成电机轴的等效惯性矩。 解：电动机轴和中间轴的变速

2、比j1:电动机轴和卷筒轴的变速比jL :换算成电动机轴的等效惯性矩JZ :如图2.7所示，电动机转速nM=950r/min、齿轮减速箱的变速比j1=j2=4、卷筒径D=0.24m、带轮的减速比求出换算成上升速度v和电动机轴的静态扭矩TL和换算成电动机轴的拖动系统整体的飞轮惯性GDZ2，解：电动机轴速度：中间轴速度：辊速度：重物上升速度：换算成电动机轴的静态扭矩：换算成电动机轴的拖动系统整体的飞轮2.10问题2.10在图中，曲线1和2分别是电动机和负载的机械特性，试着判定它们是系统的稳定平衡点吗？ 那个不一样吗？ 平衡点、平衡点、平衡点、1 .电动机和生产机械的机械特性曲线有交点2 .转速大于对

3、应平衡点的转速时，TTL。 平衡点是稳定平衡点。 不是平衡点，而是平衡点，例3.1:z2系列的其他励磁直流电动机，PN=22KW、UN=220V、IN=116A、nN=1500r/min， 试制计算：1.固有机械特性2 .电枢电路列Rad=0.4电阻的人为特性3 .电源电压下降到100V时的人为特性4 .从弱磁通到=0.8N时的人为特性第三章直流电机的工作原理和特性，解： (1)固有特性：(2)串联输入rad的人的特性： 直角坐标系表示理想的无负载点和额定工作点，连接直线，如图3.8中1所示，人的特性曲线如图2所示，(3)降低电源电压的人的特性：人的特性曲线如图3所示，(4)弱磁通时的人的特性

4、： 人的特性曲线如图4所示，例3-2有其他的励磁电动机，PN=5.6kW、UN=220V、IN=3lA、nN=1000r/min、Ra=0.4、负载扭矩TL=49Nm、电动机的过负载倍数=2，试制计算： (1)电动机减去摩擦负载电枢电路应该串联接通的制动电阻的最小值是多少？如果用反向制动停车，电阻的最小值是多少？(2)电动机要求拖动势能性定扭矩负载，以-300r/min的速度卸下重物，采用反向反向制动，电枢采用能量制动的情况下，电枢电路需要串联多少电阻？ (3)想以n=-1200r/min的速度在再生发电制动状态下卸下重物，电枢回路请串联多少电阻？ 电枢电路不具有串联电阻的情况下，在再生发电制

5、动状态下卸下重物的转速是多少？解： (1)设能量制动电阻为R1，设反向制动电阻为R2，设电动状态的稳定转速，瞬时转速不变化，并且最大制动电流为-IN，因此串联电阻另外制动瞬间的制动扭矩被过载系数限制为：(2)反向制动和能量制动时，n=-300r/m，电枢电路与电阻R3，R4 .反向制动串联连接，能量制动时： (3)再生发电制动器运行时n=-1200r/m的制动电阻R5和无串联电阻时的制动转速：无串联电阻时的制动转速：3.4直流电机一般不允许直接启动，为什么直接启动会发生什么？ 用什么样的方法启动好呢？ 练习题和思考、解：在马达不启动之前，n=0、E=0、Ra很小。因此，把电动机直接连接到电网上

6、，施加电压启动的电流大，一般达到额定电流的1020倍。 这样大的起动电流在电动机换流过程中产生危险的火花，使换向器烧损，并且在过大的电枢电流中产生过大的电动应力，有可能引起线圈的破损，产生与起动电流成比例的起动扭矩，在机械系统和传动机构中产生过大的动态扭矩冲击，使机械传动部件破损。 限制直流电动机启动电流一般有练习问题和想法。 一种方法是，在降压启动，即启动的瞬间，降低电力供给电源电压，随着转速n变高，逆电位e变大，逐渐提高电力供给电压，最终达到额定电压UN时，电动机达到要求的转速。 二、在对电枢电路内串联施加电阻进行起动时，起动电流Ist=Un/(Ra Rst )受到起动电阻Rst的施加的限

7、制，随着电动机转速n的上升，反电位e增大，进而逐渐切除施加电阻，直到整体被切除为止，电动机达到要求的转速。 3.8一台其他励磁直流电动机拖动的负载转矩TL=常数，电枢电压和电枢附加电阻发生变化时，能在其稳定运转状态下改变电枢电流的大小吗？ 为什么？这个时候有必要改变拖动系统的数量？ 3.9一台其他励磁直流电动机在稳定状态下运转时，电枢反电位E=E1，例如负载转矩TL=常数，施加电压和电枢电路中的电阻不变化，减弱磁场使转速上升到新的稳定值后，电枢反电位如何变化？ 大于或等于PS？ 3.10某其他励磁直流电动机的铭牌数据为PN=7.5kW、UN=220V、nN=1500r/min、N=88.5%，

8、并求出了该电动机的额定电流和额定转矩。 解：电动机额定电流：电动机扭矩：3.11一台其他励磁直流电动机的品牌数据，PN=5.5kW，UN=110V，IN=62AnN=1000r/min，试制了其固有机械特性曲线：解：3.12一台其他励磁直流电动机的技术数据IN=34.4A、nN=1500r/min、Ra=0.242，试制了该电动机的固有机械特性电枢附加电阻分别为3和5时的人的机械特性电枢电压为UN/2时的人的机械特性磁通=0.8N时的人为机械特性。 画上述特性的图形。3.19中有PN=10kW、UN=220V、IN=53.8A、nN=1500r/min、Ra=0.29这样的其他励磁电动机，试制

9、计算： (1)直接启动瞬间的锁定电流Iu； (2)限制启动电流不超过2IN的情况下，用电子串电阻启动时，应该加入启动电阻的最小值是多少？ 在降压下启动的情况下，最低电压需要达到多少？ 3.20中，PN=18kW，UN=220V，IN=94A，nN=1000r/min，在额定负载下，(想稳定运行到800r/min，外列需要多少电阻，应该采用降压方法，将电源电压降低多少？ (想加速到1100r/min稳定运行，弱磁通系数/N是多少？ 解：固有特性：串行电阻：调电压：3.20中有一台其他励磁直流电动机： PN=18kW、UN=220V、IN=94A、nN=1000r/min、额定负载下，想降低到(8

10、00r/min )稳定运行，外串行电阻是多少应该采用降压方法把电源电压降低多少？ (想加速到1100r/min稳定运行，弱磁通系数/N是多少？ 解：固有特性：调电压：串联电阻：3.21有一台其他励磁直流电动机，PN=7.5kW，UN=220V，IN=4lA，nN=1500r/min，Ra=0.38，减去定扭矩负载，TL=TN，电源电压降低到U=150V 解：固有特性：降压后的瞬时电流和扭矩：(2)稳定运行速度：3.22有其他的励磁直流电动机，PN=21kW、UN=220V、IN=115A、nN=980r/min、Ra=0.1，减去定扭矩负载后运行，弱磁通调速时从n开始调速瞬间电枢电流是多少(T

11、L=TN)(2)TL=TN和TL=0.5TN时，调速前后的稳定转速是多少？ 解：固有特性：TL=TN、调速前转速：nN=980r/min调速后转速：1 .弱磁通调速瞬间电流：2.tl=0.5tn、调速前转速：2.tl=0.5tn、调速后转速：3.23中一台其他励磁直流UN=440V、IN=76A、nN=1000r/min、Ra=0.377、负载扭矩TL=0.8TN，最大制动该电动机牵引位性能负载时，可以用什么方法以500r/min的转速将负载降低到电动机上，可以用各种方法降低电枢电路的并描绘了相应的机械特性，展示了从提高稳定的重物到以500r/min的转速卸重物的转换过程。 解：固有特性：负载

12、扭矩TL=0.8TN=221.56时的速度n1为：1 .能量制动器、电枢串电阻R1、转速n2=-500R/min、转换时n=n1的扭矩T1，转换时的扭矩T1小于最大允许扭矩1.8TN 如果采用反向制动、电枢串电阻R2、转速n2=-500R/min、3 .反向制动，则稳定转速n3的绝对值大于n0=1071r/min，本问题要求稳定转速为-500r/min 还有3.24z2-52型的其他励磁直流电动机，PN=4kW、UN=220V、IN=22.3A、nN=1000r/min、Ra=0.91、TL=TN，为了使电动机停止，与电子电路串联连接的制动电阻为9，制动开始时如果是制动结束时电机产生的电磁扭矩

13、(3)摩擦性负载，对n=0施加制动时，电机是否会反转而不切断电源？ 解：固有特性：固有特性：1 .制动开始时，电动机的扭矩T1为：2 .制动结束时n=0，电动机的扭矩T2为：3 .摩擦扭矩，制动结束时n=0，电动机的扭矩T2为-42.4N*m，TN=38.2 n * m |。 例5.1某生产机械的要求调速范围D=5，静差率5%，电动机的额定数据为10KW、220V、55A、1000r/min，电枢电路的总电阻R=1，Ke=0.1925V.r/min，开环系统能否满足要求解： 额定负载时允许的稳态速度为：开环系统，电流连续的情况下：第5章直流传动控制系统，开环系统，速度大大超过：开环系统允许的转速下降，为了改善调速系统，要求采用闭环负反馈控制。5.5有直流调速系统，其高速时的理想无负荷转速n01=1480r/min，低速时的理想无负荷转速n02=157r/min，额定负载时的转速下降nN=10r/min。 试制了该系统的静特性(即电动机的机械特性)，求出了调速范围d和静差度s . 解：调速范围d为：静差度s为：5.11某静差调速系统的速度调整范围为75r/min1500r/min，求出静差度S=2%，该系统允许的静差降低是多少？ 当开环系统的静态速度降为100r/min时，闭环系统的开环放大率是多少？ 解：调速范围d为：所许可的闭环静态速度为：设定开环放大率k时：5.12某直流调速